WO2008047615A1 - Dispositif d'alimentation et véhicule associé - Google Patents

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WO2008047615A1
WO2008047615A1 PCT/JP2007/069525 JP2007069525W WO2008047615A1 WO 2008047615 A1 WO2008047615 A1 WO 2008047615A1 JP 2007069525 W JP2007069525 W JP 2007069525W WO 2008047615 A1 WO2008047615 A1 WO 2008047615A1
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power
storage unit
unit
power storage
temperature
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PCT/JP2007/069525
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English (en)
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Inventor
Takaya Soma
Takeshi Mogari
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply device and a vehicle, and more particularly to a technique for raising the temperature of a power storage device included in the power supply device.
  • hybrid vehicles and electric vehicles have attracted attention. These vehicles are equipped with an electric motor as a power source and a power storage device such as a secondary battery or a capacitor as the power source.
  • the capacity of a power storage device decreases as the temperature decreases, and as a result, the charge / discharge characteristics decrease. Therefore, in the vehicle as described above, if the temperature of the power storage device is lowered after the vehicle system is started, it is necessary to quickly raise the temperature of the power storage device.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2 0 3-2 7 4 5 6 5 discloses a power storage device that heats a battery using heat generated in the battery due to repeated charging and discharging of the battery. When the battery temperature is raised, this power storage device can increase the current flowing through the battery to accelerate the battery temperature rise.
  • the power storage device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 20 0 3-2 7 4 5 6 5 performs charge / discharge between the capacitor and the battery when the battery temperature is increased. However, it is difficult to transfer power between the battery and the capacitor unless both the charged state of the battery and the charged state of the capacitor have room. In such a case, as a method for raising the battery temperature, for example, a current may be passed from the battery to the load. However, in this case, since the load consumes power only to raise the temperature of the battery, the power stored in the battery is wasted. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to control the temperature of a power storage device while effectively using energy. It is an object of the present invention to provide an electrical apparatus 1 that can be raised to a temperature suitable for the operation of the apparatus.
  • the present invention is a power supply device mounted on a vehicle, the first power storage unit capable of charging / discharging, and power between the charge / discharge device installed outside the vehicle and the first power storage unit.
  • the temperature rise control unit raises the temperature of the first power storage unit by performing at least one of charging from the charge / discharge device to the first power storage unit and discharging from the first power storage unit to the charge / discharge device. Praise.
  • the charging / discharging device includes a storage unit that stores electric power exchanged with the first power storage unit, and a voltage conversion unit that performs voltage conversion between the storage unit and the power input / output unit.
  • the temperature rise control unit controls the voltage conversion unit so that the voltage of the power input / output unit increases, and causes the current to flow from the storage unit to the first power storage unit, while the voltage of the power input / output unit decreases.
  • the first power storage unit is heated by flowing current from the first power storage unit to the storage unit by controlling the conversion unit.
  • the storage unit stores DC power supplied from the power generation device.
  • the vehicle includes first and second rotating electric machines, first and second inverters provided corresponding to the first and second rotating electric machines, respectively, and the first and second rotating electric machines.
  • an orthogonal transform unit that is connected to the second rotating electrical machine and converts the DC power received from the power input / output unit into AC power and supplies the AC power to the first and second rotating electrical machines.
  • the temperature increase control unit controls the first and second inverters so that the AC power from the orthogonal conversion unit is converted into DC power and supplied to the first power storage unit.
  • the power supply device includes: a second power storage unit that can be charged / discharged with the charge / discharge device via the power input / output unit; and a first connection unit that connects the first power storage unit and the power input / output unit. And a second connection unit that connects the second power storage unit and the power input / output unit.
  • the temperature increase control unit selects a power storage unit to be heated from the first and second power storage units, and connects to the power storage unit to be heated from the first and second connection units. Set the connected state.
  • the temperature increase control unit includes a temperature increase end time input in advance and the first power storage unit. The temperature rise start time is calculated based on the state, and when the current time reaches the temperature rise start time, the temperature rise of the first power storage unit is started.
  • a power supply device includes: a first power storage unit capable of charging / discharging; a power input / output unit for inputting / outputting power between the charge / discharge device installed outside the vehicle and the first power storage unit; Detecting the temperature of the first power storage unit, and charging the first power storage unit from the charge / discharge device when it is determined that the temperature of the first power storage unit needs to be raised based on the detection result of the detection unit And a temperature increase control unit that performs at least one of discharge from the first power storage unit to the charge / discharge device to raise the temperature of the first power storage unit.
  • the charging / discharging device includes a storage unit that stores electric power exchanged with the first power storage unit, and a voltage conversion unit that performs voltage conversion between the storage unit and the power input / output unit.
  • the temperature rise control unit controls the voltage conversion unit so that the voltage of the power input / output unit increases, and causes the current to flow from the storage unit to the first power storage unit, while the voltage of the power input / output unit decreases.
  • the first power storage unit is heated by flowing current from the first power storage unit to the storage unit by controlling the conversion unit.
  • the charging / discharging device further includes a power conversion unit that converts AC power from a commercial power source into DC power and supplies the DC power to the storage unit.
  • the storage unit stores DC power supplied from the power generation device.
  • the vehicle includes first and second rotating electric machines, first and second inverters provided corresponding to the first and second rotating electric machines, respectively, and first and second rotating electric machines.
  • an orthogonal transform unit connected to the rotating electrical machine and converting the DC power received from the power input / output unit to AC power and supplying the AC power to the first and second rotating electrical machines.
  • the temperature increase control unit controls the first and second inverters so that the AC power from the orthogonal conversion unit is converted into DC power and supplied to the first power storage unit.
  • the power supply device includes: a second power storage unit that can be charged / discharged with the charge / discharge device via the power input / output unit; and a first connection unit that connects the first power storage unit and the power input / output unit. And a second connecting part for connecting the second power storage unit and the power input / output unit.
  • the temperature rise control unit selects the power storage unit to be heated from the first and second power storage units, and connects the connection unit corresponding to the power storage unit to be heated from the first and second connection units. Set to state.
  • the temperature rise control unit calculates a temperature rise start time based on a temperature rise end time input in advance and a state of the first power storage unit, and the current time has reached the temperature rise start time In this case, the temperature of the first power storage unit is started.
  • the present invention it is possible to raise the temperature of the power storage device included in the power supply device to a temperature suitable for the operation of the power storage device while effectively using energy.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a hybrid vehicle 100 to which the power supply device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 30 of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram of the power storage device 58 of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a path of a current flowing in the hybrid vehicle 100 when electric power is supplied from the charging / discharging device 50 to the hybrid vehicle 100.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the temperature rise control performed by control device 30 in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the control device 3 O A of FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the temperature rise control performed by control device 30 A of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a charge / discharge device connected to the power supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the connection form between the power supply device and the charge / discharge device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another configuration example of a hybrid vehicle including the power supply device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a hybrid vehicle 100 to which the power supply device according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • hybrid vehicle 100 includes battery B, boost converter 12, capacitor C 1, capacitor C 2, inverters 14 and 15, and voltage sensors 10 and 1. 1, 1 3, current sensors 2 4, 2 8, temperature sensors 2 0, 2 1, connections 4 4, 4 6, resistor R 2, and control device 30.
  • the engine E N G generates drive power from the combustion energy of fuel such as gasoline.
  • the driving force generated by the engine E N G is divided into two paths by the power split mechanism P S D as shown by the thick diagonal lines in FIG. One is a path that transmits to a drive shaft that drives a wheel via a reduction gear (not shown). The other is a path for transmission to the motor generator MG1.
  • the motor generators MG 1 and MG 2 can function as both a generator and an electric motor. However, as shown below, the motor generator MG 1 mainly operates as a generator, and the motor generator MG 2 mainly functions as an electric motor. Operate.
  • the motor generator MG 1 is a three-phase AC rotating machine, and is used as a starter for starting the engine ENG during acceleration. At this time, motor generator MG 1 is supplied with electric power from battery B and / or capacitor C 1 and is driven as an electric motor, and engine ENG is cranked and started. Further, after the engine E N G is started, the motor generator MG 1 is rotated by the driving force of the engine E N G transmitted through the power split mechanism P S D to generate electric power.
  • the electric power generated by motor generator MG 1 is selectively used depending on the operating state of the vehicle, the energy stored in capacitor C 1 and the amount of charge in battery B. For example, during normal traveling or sudden acceleration, the electric power generated by motor generator MG 1 becomes the electric power for driving motor generator MG 2 as it is. On the other hand, when the charge amount of battery B or the energy stored in capacitor C 1 is lower than a predetermined value, the power generated by motor generator MG 1 is converted from AC power to DC power by inverter 14. Stored in battery B or capacitor C1.
  • the motor generator MG 2 is a three-phase AC rotating machine, and it uses a small amount of power stored in the battery B and capacitor C 1 and the power generated by the motor generator MG 1. Driven by at least one of them. The driving force of motor generator MG 2 is transmitted to the drive shaft of the wheel via the speed reducer. As a result, the motor generator MG2 assists the engine ENG to drive the vehicle, or causes the vehicle to run only by its own driving force.
  • the motor generator MG 2 is rotated by the wheels via the speed reducer and operates as a generator. At this time, the regenerative power generated by motor generator MG 2 is charged to battery B and capacitor C 1 via inverter 15.
  • Battery B consists of a secondary battery such as a Nuckel hydrogen battery or a lithium ion battery.
  • the battery B may be a fuel cell.
  • Voltage sensor 10 detects DC voltage Vb output from battery B, and outputs the detected DC voltage Vb to control device 30.
  • the temperature sensor 20 detects the temperature Tb of the battery B (hereinafter also referred to as battery temperature Tb), and outputs the detected battery temperature Tb to the control device 30.
  • Connection portion 44 includes system relays SRB 1 to SRB 3 and resistor R 1.
  • System relay SRB 1 and resistor R 1 are connected in series between the positive electrode of battery B and boost converter 12.
  • System relay SRB 2 is connected in parallel with system relay SRB 1 and resistor R 1 between the positive terminal of battery B and boost converter 12.
  • System relay SRB 3 is connected between the negative electrode of battery B and boost converter 12.
  • System relays SRB 1 to SRB 3 are turned on / off by a signal SEB from control device 30. More specifically, system relays SRB 1 to SRB 3 are turned on by an H (logic high) level signal SEB from control device 30 and an L (logic low) level signal S EB from control device 30. It is turned off by.
  • Boost converter 12 boosts DC voltage Vb supplied from battery B to a boosted voltage having an arbitrary level, and supplies the boosted voltage to capacitor C2. More specifically, boost converter 1 2 receives a control signal PWMC from control device 3 0, supplies DC voltage Vb boosted in response to the control signal PWMC to capacitor C 2. Also, the boost converter 12 receives the control signal PWMC from the control device 30, and Battery B is charged by stepping down the DC voltage supplied from inverters 14 and Z or inverter 15 via the circuit C2.
  • Capacitor C 1 is connected in parallel with battery B to power line PL 1 and ground line PL 2.
  • Capacitor C1 includes, for example, a plurality of capacitor devices connected in series. The plurality of capacitor devices are, for example, electric double layer capacitors.
  • the voltage sensor 11 detects a voltage Vc across the capacitor C 1 (hereinafter also referred to as a terminal voltage) Vc and outputs it to the control device 30.
  • the temperature sensor 21 detects the temperature T c of the capacitor C 1 (hereinafter also referred to as the capacitor temperature T c), and outputs the detected capacitor temperature T c to the control device 30.
  • Connection 46 includes system relays SRC 1 and SRC 2.
  • System relay S RC 1 is connected between power line P L 1 A and the positive electrode of capacitor C 1.
  • System relay SRC 2 is connected between earth line P L 2 A and the negative electrode of capacitor C 1.
  • Power supply line PL 1 A is connected to power supply line PL 1 at node N1.
  • Earth line PL 2 A is connected to earth line PL 2 at node N 2.
  • System relays SRC 1 and SRC 2 are turned on / off by a signal SEC from controller 30. More specifically, the system relays SRC 1 and SRC 2 are turned on by the H level signal S EC from the control device 30 and turned off by the L level signal S EC from the control device 30.
  • Capacitor C 2 smoothes the DC voltage boosted by boost converter 12 and supplies the smoothed DC voltage to inverters 14 and 15.
  • the voltage sensor 13 detects the voltage Vm across capacitor C 2 (corresponding to the input voltage of inverters 14 and 15) and outputs the detected voltage Vm to controller 30.
  • Resistor R 2 is connected between power supply line PL 1 and ground line PL 2. resistance
  • R 2 is provided to consume the residual charge in the capacitor C 2 after the hybrid vehicle 100 stops the power conversion operation.
  • the inverter 14 receives the control signal PWMI 1 from the control device 30. Based on the above, the DC voltage is converted into a three-phase AC voltage to drive motor generator MG1. As a result, motor generator MG1 is driven to generate the torque specified by torque command value TR1.
  • the inverter 14 also converts the AC voltage generated by the motor generator MG 1 into a DC voltage based on the control signal PWMI 1 from the control device 30 during regenerative braking of the hybrid vehicle 100, and converts the converted DC voltage to the capacitor C. 2 to supply to capacitor C 1 or boost converter 12.
  • regenerative braking means braking with regenerative power generation when the driver driving the hybrid vehicle 100 performs foot braking, or turning off the accelerator pedal while driving, although the foot brake is not operated. This includes decelerating (or stopping acceleration) the vehicle while generating regenerative power.
  • the inverter 15 converts the DC voltage into an AC voltage based on the control signal PWM I 2 from the control device 30.
  • Motor generator MG 2 is driven.
  • motor generator MG 2 is driven so as to generate torque specified by torque command value TR 2.
  • Inverter 15 also converts the AC voltage generated by motor generator MG 2 into a DC voltage based on control signal PWMI 2 from control device 30 during regenerative braking of hybrid vehicle 100, and converts the converted DC voltage to capacitor C. 2 to supply to capacitor C 1 or boost converter 12.
  • Current sensor 24 detects motor current MCRT 1 flowing in motor generator MG 1 and outputs the detected motor current MCRT 1 to control device 30.
  • Current sensor 28 detects motor current MCRT 2 flowing in motor generator MG 2 and outputs the detected motor current MCRT 2 to control device 30.
  • the control device 30 receives torque command values TR 1 and TR 2 and motor rotational speeds MRN 1 and MRN2 from an external ECU (Electronic Control Unit) (not shown), and signals for instructing the start of the hybrid vehicle 100 Get IG.
  • ECU Electronic Control Unit
  • control device 30 receives the DC voltage Vb from the voltage sensor 10, receives the voltage Vc across the terminals of the capacitor C1 from the voltage sensor 11 and receives the voltage Vc from the voltage sensor 13. m, receive motor current MCRT 1 from current sensor 24, and receive motor current MCRT 2 from current sensor 28.
  • control device 30 determines whether the inverter 15 drives the motor generator MG 2 based on the voltage Vm, the torque command value TR 2 and the motor current MCRT 2 input to the inverter 15.
  • a control signal P WM I 2 is generated for switching control (not shown), and the generated control signal PWM I 2 is output to the inverter 15.
  • controller 30 increases the voltage based on DC voltage Vb of battery B, voltage Vm input to inverter 14, torque command value TR 1, and motor rotation speed MRN 1.
  • a control signal PWMC for switching control of the I GBT element (not shown) of converter 12 is generated, and the generated control signal PWMC is output to boost converter 12.
  • control device 30 is based on DC voltage Vb of battery B, voltage Vm input to inverter 15, torque command value TR 2, and motor rotation speed MRN 2.
  • a control signal PWMC for switching control of the IGBT element (not shown) of the boost converter 12 is generated, and the generated control signal PWMC is output to the boost converter 12.
  • control device 30 converts the AC voltage generated by the motor generator MG 2 based on the voltage Vm, the torque command value TR 2 and the motor current MCRT 2 input to the inverter 15 during regenerative braking of the hybrid vehicle 100 into a DC voltage.
  • the control signal PWMI 2 for conversion to is generated, and the generated control signal PWMI 2 is output to the inverter 15.
  • the hybrid vehicle 100 stores the electric power necessary for driving the motor generators MG 1 and MG 2 in the cascade mode in the battery B.
  • the power stored in the capacitor C 1 is used.
  • the battery B and the capacitor C 1 are charged with the electric power generated when the motor generators MG 1 and MG 2 are driven in the regeneration mode.
  • a large-capacity electric double layer capacitor as the capacitor constituting the capacitor C 1, it is possible to quickly supply power to the motor generators MG 1 and MG 2 and to improve the responsiveness when driving the motor. As a result, the running performance of the vehicle can be ensured.
  • Hybrid vehicle 100 further includes a power input / output unit 40.
  • Power input / output unit 40 includes a connector 42, a power supply line PL 1 B, and a ground line PL2B.
  • a charging / discharging device 50 is connected to the connector 42.
  • One end and the other end of power supply line PLIB are connected to power supply line PL1A and connector 42, respectively.
  • One end and the other end of earth line P L 2 B are connected to earth line P L 2 A and connector 42, respectively.
  • Charging / discharging device 50 includes a power line PL 1 C, a ground line PL 2 C, a current sensor 54, a power storage device 58, an AC / DC converter 60, and a plug 62.
  • power supply line PL 1 C is connected to power supply line PL 1 B via connector 42, and the other end of power supply line PL 1 C is connected to power storage device 58.
  • One end of ground line P L 2 C is connected to ground line P L 2 B through connector 42, and the other end of ground line PL 2 C is connected to power storage device 58.
  • Current sensor 54 detects the current flowing through ground line P L 2 B and outputs the detected current I ch to control device 30.
  • the control device 30 changes the control signal P WM ch according to the current I ch.
  • the charging / discharging device 50 and the hybrid vehicle 100 each have two signal lines that connect the current sensor 54 and the control device 30 when the charging / discharging device 50 is connected to the connector 42. As a result, the control device 30 can acquire information on the current I ch from the current sensor 54.
  • ACZDC converter 60 converts an AC voltage (for example, AC 100V) from commercial power supply 74 into a DC voltage and supplies the DC voltage to power storage device 58.
  • the power storage device 58 is an AC / DC Stores DC power supplied from barter 60.
  • the power storage device 58 changes the voltage between the power supply line PL 1 C and the ground line PL 2 C according to the control signal PWMch. As a result, the power storage device 58 charges the battery B and the capacitor C 1 using the power stored therein, and stores the power from the battery B and the capacitor C 1 therein.
  • the power storage device 58 and the capacitor C 1 charge and discharge each other.
  • the power storage device 58 and the battery B charge and discharge each other.
  • the battery B and the capacitor C 1 carry current due to charging / discharging. As a result, heat is generated inside battery B and inside capacitor C1. Thereby, the temperature of battery B and capacitor C1 can be raised.
  • controller 30 When the controller 30 detects that the charging / discharging device 50 is connected to the connector 42, it controls the system relays SRB 2, SRB 3, SRC 1, and S R C 2 and the power storage device 58. Control device 30 further controls boost converter 12 when battery B, charging / discharging device 50, and force S are mutually charged / discharged.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 30 of FIG.
  • control device 30 includes a converter control unit 31, a first inverter control unit 32, a second inverter control unit 33, and a power input / output control unit 34.
  • Converter control unit 31 is connected to DC voltage Vb of battery B, voltage Vc across terminals of capacitor C1, voltage Vm, torque command values TR1 and TR2, and motor rotation speeds MRNl and MRN2. Based on this, the control signal PWMC for controlling the boost converter 12 is generated.
  • First inverter control unit 32 generates control signal PWMI 1 based on torque command value T R 1 of motor generator MG 1, motor current MCRT 1 and voltage Vm.
  • Second inverter control unit 33 generates control signal PWMI 2 based on torque command value TR 2 of motor generator MG 2, motor current MCRT 2 and voltage Vm.
  • the power input / output control unit 34 determines the driving state of the motor generators MG1 and MG2 based on the torque command values TR1 and TR2 and the motor rotation speeds MRN1 and MRN2, and performs the hybrid operation according to the signal IG.
  • the H level signal IG is a signal that means that the hybrid vehicle 100 has been started
  • the L level signal IG is a signal that means that the hybrid vehicle 100 has been stopped. .
  • the signal IG level being L level is referred to as “signal IG is in the OFF state”
  • the signal IG level being H level is referred to as “signal IG is in the ON state”.
  • the power input / output control unit 34 when the driving state of the motor generators MG 1 and MG 2 is stopped and the signal IG indicates that the hybrid vehicle 100 is stopped, the temperature T b , Tc is executed if either one of them is lower than the specified value. In this case, the power input / output control unit 34 outputs the signals S E B and S E C and outputs the control signal PWM ch based on the current I c h.
  • the power input / output control unit 3 4 operates when the driving state of the motor generators MG 1 and MG 2 is in an operating state, or when the signal IG indicates that the hybrid vehicle is in operation, and the battery B DC When the voltage Vb and the voltage Vc between the terminals of the capacitor C1 are both higher than a predetermined level, the charging operation is not performed. In these cases, power input / output control unit 3 4 generates control signal C T L 0 to cause boost converter 12 and inverters 14 and 15 to perform normal operations during vehicle operation.
  • FIG. 3 is a block diagram of the power storage device 58 of FIG.
  • power shell storage device 5 8 includes a power storage unit 5 8 A and a voltage converter 5 8 B.
  • Power storage unit 58 A is charged by receiving voltage V 1 (DC voltage) output from AC / DC converter 60.
  • Voltage converter 5 8 B converts voltage V 1 input from power storage unit 5 8 A and outputs voltage V 2. Voltage converter 5 8 B raises or lowers voltage V 2 based on control signal PWM kh from control device 30 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a path of a current flowing in the hybrid vehicle 100 when electric power is supplied from the charge / discharge device 50 to the hybrid vehicle 100.
  • a current flows from charging / discharging device 50 to hybrid vehicle 10 0 in power supply line PL 1 B.
  • the current flowing in the power line PL 1 B is divided into the current flowing in the capacitor C 1 and the current flowing in the battery B in the power line PL 1 A. Divided.
  • the control device 30 controls the system main relays SRB 2, SRB 3, SRC 1, and SRC 2, so that a current can flow through only one of the capacitor C 1 and the battery B.
  • the current flowing through power line PL 1 A and system relay SRC 1 is input to capacitor C 1 and flows through capacitor C 1.
  • the current output from the negative electrode of the capacitor C 1 flows in the order of the system relay SRC 2 and the ground line P L 2 B, and returns to the power storage device 58.
  • the current flowing through power supply line PL 1 A and power supply line PL 1 is input in the order of step-up converter 12, system relay SRB 2, and battery B positive electrode.
  • the current flowing through battery B is output from the negative electrode of battery B.
  • the current from the negative electrode of battery B passes through system relay SRB 3 and boost converter 12 and is input to ground line P L 2.
  • the current input to the ground line P L 2 flows in the order of the ground lines PL 2A and PL 2 B, and returns to the power storage device 58.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the temperature rise control performed by the control device 30 of FIG. The process of this flowchart is called and executed from a predetermined main routine every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.
  • control device 30 determines whether or not signal IG is in the off state (step S 1).
  • signal IG is in the off state (YES in step S1)
  • control device 30 determines whether or not charging / discharging device 50 is connected (step S2).
  • control device 30 If signal IG is on (NO in step S1), control device 30 does not perform the temperature rise control process. In this case, the entire process ends.
  • step S 3 control device 30 determines whether or not temperature T c of capacitor C 1 is higher than threshold value T 1. . If charging / discharging device 50 is not connected in step S2 (NO in step S2), control device 30 does not perform the temperature increase control process. In this case, the entire process ends. Whether or not the charging / discharging device 50 is connected may be determined by, for example, providing a detection switch on the connector 42 and turning on / off the switch. Alternatively, the signal from the current sensor 54 (current I It may be determined whether or not (ch information) is input to the control device 30.
  • control device 30 executes the process of step S4.
  • control device 30 executes the process of step S6.
  • step S4 the control device 30 outputs the signal SEC and connects the system relays (SRC 1, SRC 2) on the capacitor C 1 (capacitor) side. Subsequently, in step S5, the control device 30 outputs the control signal PWMch to change the output voltage (voltage V2 shown in FIG. 3) of the power storage device 58. As a result, the control device 30 executes the temperature rise control of the capacitor C1.
  • control device 30 controls voltage converter 58 B to increase voltage V 2
  • a current flows from power storage unit 58 A to power supply line PL 1 C. .
  • This charges the capacitor C1.
  • the control device 30 controls the voltage converter 58 B so as to reduce the voltage V 2.
  • a current flows from power supply line PL 1 C to power storage unit 58A.
  • This discharges capacitor C1.
  • Heat is generated inside the capacitor C 1 by charging and discharging the capacitor C 1. This increases the temperature of the capacitor C1.
  • step S 5 When charging and discharging of the capacitor C 1 are performed a predetermined number of times (may be once or multiple times) in step S 5, the process of step S 3 is executed again.
  • control device 30 determines whether or not temperature B of battery B is higher than threshold value T2. When it is determined that the temperature T b is lower than the threshold T 2
  • control device 30 executes the process of step S7.
  • step S7 the control device 30 outputs a signal SEB to connect the system relay (SRB 2, SRB 3) on the battery B side. Subsequently, in step S8, control device 30 executes the temperature rise control of battery B. Temperature rise control at step S8 The process is the same as the temperature raising process in step S5. However, control device 30 may charge / discharge battery B by controlling step-up converter 12 instead of voltage converter 5 8 B in FIG. 3 (by changing voltage Vm).
  • step S8 When the battery B is charged and discharged a predetermined number of times in step S8, the process of step S3 is executed again.
  • step S 6 If it is determined in step S 6 that temperature T b is equal to or higher than threshold value T 2 (NO in step S 6), the temperature increase control process ends.
  • the power supply device for a vehicle will be described comprehensively as follows.
  • the power supply installed in the hybrid vehicle 100 is configured to input power between the chargeable / dischargeable capacitor C1 and the charge / discharge device 50 installed outside the hybrid vehicle 100 and the capacitor C1.
  • the power input / output unit 40 for output, the temperature sensor 21 for detecting the temperature T c of the capacitor C 1, and the rise of the capacitor C 1 based on the detection result (temperature T c) of the temperature sensor 21
  • the capacitor C 1 And a control device 30 for raising the temperature.
  • battery B and capacitor C 1 are raised by transferring power between a power storage device (battery B and capacitor C 1) provided in hybrid vehicle 100 and an external charging / discharging device. Can be warmed. As a result, even when all of the plurality of power storage devices provided in the hybrid vehicle 100 are fully charged, power is not consumed by the loads such as the inverters 14 and 15 (stored in the battery B and the capacitor C 1). Multiple power storage devices can be heated up (without wastefully reducing power).
  • charging / discharging device 50 performs a voltage conversion between power storage unit 58 A that stores electric power exchanged with capacitor C 1, and between power storage unit 58 A and power input / output unit 40. Including such a voltage converter 5 8 B.
  • the control device 30 controls the voltage converter 5 8 B so that the voltage V 2 of the power input / output unit 40 is increased to flow current from the power storage unit 5 8 A to the capacitor C 1, and the power input / output unit
  • the voltage converter 5 8 B is controlled so that the voltage V 2 of 40 decreases, and a current is passed from the capacitor C 1 to the power storage unit 5 8 A. Increase the temperature of capacitor C1.
  • charging / discharging device 50 further includes an AC ZDC converter 60 that converts AC power from commercial power supply 74 into DC power and supplies the DC power to power storage unit 58 A.
  • the battery B and the capacitor C 1 may be replaced, and the temperature sensor 21 may be replaced with the temperature sensor 20. In this case, the same effect as described above can be obtained for battery B.
  • the power supply device connects battery B that can be charged / discharged to / from charge / discharge device 50 through power input / output unit 40, capacitor C1, and power input / output unit 40. 6 and a connection part 44 connecting the capacitor C1 and the power input / output part 40.
  • Control device 30 selects the power storage device to be heated from capacitor C 1 and battery B, and selects the connection portion corresponding to the power storage device to be heated from connection portions 4 4 and 4 6. Set to connected state. Thus, only the power storage device that needs to be raised among the plurality of power storage devices can be heated.
  • the temperature of the battery and the capacitor is started.
  • the battery and the power storage device may be cooled because the hybrid vehicle 100 is stopped.
  • the temperature increase control process is repeated many times while the hybrid vehicle 100 is stopped, so that the power from the commercial power supply may be wasted. The following modification can solve such a problem.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a modification of the first embodiment.
  • hybrid vehicle 1 0 0 0 It differs from the hybrid automobile 100 in that it includes the control device 3 OA.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the control device 3 OA of FIG.
  • control device 30A is different from control device 30 in that power input / output control unit 34A is provided instead of power input / output control unit 34.
  • the set time ST set by the operator and the current time CT are input to the control device 3OA as the scheduled start time of the hybrid vehicle.
  • the control device 3 OA may have a clock inside itself.
  • the current time CT is information generated inside the control device 30A.
  • the power input / output control unit 34 A calculates the time required for the temperature rise control based on the battery temperature Tb and / or the capacitor temperature Tc.
  • the time change rate of battery temperature Tb when a predetermined current flows through battery temperature Tb and the time change rate of capacitor temperature Tc when a predetermined current flows through capacitor C1 are obtained in advance.
  • the power input / output control unit 34A compares the temperature rise start time obtained from the set time ST and the time required for the temperature rise control with the current time CT. Then, when the current time CT reaches the temperature rise start time, the power input / output control unit 34 A outputs signals S EB, SEC, PWMch, etc. in order to execute the temperature rise control process.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the temperature rise control performed by the control device 3OA in FIG.
  • the processing of steps S 1 and S 2 shown in FIG. 8 is the same as the processing of steps SI and S 2 shown in FIG. Therefore, in the following, the description of steps S1 and S2 will not be repeated, and the processing after step S2 will be described.
  • step S 11 when charge / discharge device 50 is connected (YES in step S 2), the process of step S 11 is executed.
  • the control device 3 OA determines whether there is a schedule setting.
  • control device 30A receives set time ST (YES in step S11), it calculates the temperature rise time (step S12).
  • control device 3 OA When control device 3 OA needs to increase the temperature of only one of capacitor C 1 and battery B, it calculates only the temperature increase time of the storage device targeted for temperature increase. If both capacitor C1 and battery B need to be heated, controller 3 OA Calculate the temperature rise time of battery B, and calculate the total of these temperature rise times.
  • control device 30A executes the temperature rise control process for capacitor C1 and / or battery B (step S10).
  • step S10 the temperature rise control process for capacitor C1 and / or battery B
  • step S14 the process of step S14 is executed again.
  • step S 1 0 the entire process ends.
  • the controller 30 increases the capacitor C 1 (and / or battery B) from the current temperature to the target temperature based on the state of the capacitor C 1 (and Z or battery B).
  • the heating time required for this is calculated (step S 1 2).
  • control device 30 calculates the temperature rise start time based on the input set time ST and the temperature rise time (step S 13).
  • Control device 30 starts increasing the temperature of capacitor C 1 (and / or battery B) when current time C T reaches the temperature increase start time (step S 10).
  • the operator can start the hybrid vehicle in a state where the capacitor or the battery is warmed by setting the scheduled start time of the hybrid vehicle in advance, and the temperature raising process can be performed once. I can do it. Therefore, it is possible to prevent wasteful consumption of power from the commercial power source.
  • the charging / discharging device 50 may be configured to charge only the capacitor C 1 and the battery B.
  • the control device 30 raises the temperature of capacitor C 1 (and battery B) by starting charging of capacitor C 1 (and battery B) from charging / discharging device 50 at the temperature rise start time.
  • the power supply device according to the second embodiment has the same configuration as the power supply device according to the first embodiment. However, the configuration of the charging / discharging device connected to the power supply device is different between the first embodiment and the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a charge / discharge device connected to the power supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the DC / DC converter 64 converts the voltage output from the solar battery 76 or the wind power generator 78 into a predetermined voltage (voltage VI shown in FIG. 3). As a result, the power storage device 58 stores the power obtained by the power generation by the solar cell 76 or the wind power generator 78.
  • connection form between the power storage unit and the charge / discharge device of the power supply device according to the present embodiment is not limited to the form shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example of the connection form between the power supply device and the charge / discharge device according to the second embodiment.
  • hybrid vehicle 100 B is different from hybrid vehicle 100 in that it further includes an AC connection 48.
  • AC connection 48 is connected to motor generators MG 1 and MG 2.
  • the motor generators MG 1 and MG 2 are, for example, three-phase AC synchronous motors.
  • Motor generator MG1 includes a three-phase coil consisting of U-phase coil U1, V-phase coil VI and W-phase coin W1, as a stator coil.
  • Motor generator MG 2 has a three-phase coil consisting of U-phase coil U2, V-phase coil V2, and W-phase coil W2. Included as
  • AC connection 48 is connected to neutral point P1 of each phase coil of motor generator MG1 and neutral point P2 of each phase coil of motor generator MG2.
  • AC connection unit 48 converts the DC power received from power supply line P L 1 B and ground line P L 2 B into AC power and provides it to motor generators MG 1 and MG 2.
  • control device 30 controls inverters 14 and 15 so that the AC power from AC connection 48 is converted to DC power.
  • control device 30 controls inverters 14 and 15 so that AC power from AC connection unit 48 is converted to DC power.
  • control device 30 shown in FIG. 10 is the same as the configuration shown in FIG. Referring to FIG. 2, the power input / output control unit 3 4 generates a control signal CTL 1 in response to the input of an AC voltage, and is given from the outside by cooperative control of the inverters 14 and 15. The AC voltage is converted to a DC voltage and boosted to charge battery B (or capacitor C 1).
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another configuration example of a hybrid vehicle including the power supply device according to the present embodiment.
  • hybrid vehicle 100C is further different from hybrid vehicle 100 in that it further includes an inverter 16 and a motor generator MG3.
  • the inverter 16 is connected between the power line P L 1 and the ground line P L 2 in the same manner as the inverters 14 and 15.
  • Motor generator MG 3 receives electric power from inverter 16 and rotates the rear wheel (not shown) of the hybrid vehicle 1 ⁇ .
  • the front wheels are driven by the driving force of the engine ENG.
  • the power of the engine is generated between the axle and the power generation by the power split mechanism.
  • the present invention also applies to series-type hybrid vehicles that use an engine to drive a generator and generate axle driving force only with a motor that uses the power generated by the generator, and electric vehicles that run only with a motor. Applicable.
  • the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive.
  • the scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

Description

明細書 電源装置および車両 技術分野
本発明は、 電源装置、 および車両に関し、 特に電源装置に含まれる蓄電装置を 昇温する技術に関する。
背景技術
近年、 環境問題を背景に、 ハイプリッド自動車 （Hybrid Vehicle) や電気自動 車 （Electric Vehicle) などが注目されている。 これらの車両は、 動力源として 電動機を搭載し、 その電力源として二次電池やキャパシタなどの蓄電装置を搭載 する。
一般に、 二次電池やキャパシタなどの蓄電装置は、 温度が低下すると容量が低 下し、 その結果、 充放電特性が低下する。 したがって、 上記のような車両におい ては、 車両システムの起動後、 蓄電装置の温度が低下している場合には、 速やか に蓄電装置を昇温する必要がある。
たとえば特開 2 0 0 3— 2 7 4 5 6 5号公報は、 バッテリの充放電の繰り返し によるバッテリ内部の発熱を利用してバッテリを加熱する蓄電装置を開示する。 この蓄電装置はバッテリ温度を上昇させる場合にはバッテリに流れる電流を増加 させてバッテリの温度上昇を速めることを可能にする。
特開 2 0 0 3— 2 7 4 5 6 5号公報が開示する蓄電装置はバッテリ温度を上昇 させる場合にキャパシタとバッテリとの間で充放電を行なう。 ただしバッテリの 充電状態の充電状態およびキャパシタの充電状態がともに余裕がなければバッテ リとキャパシタとの間での電力の授受が困難になる。 このような場合にバッテリ 温度を上昇させるための方法として、 たとえばバッテリから負荷に電流を流すこ とが考えられる。 しかしながらこの場合にはバッテリを昇温させるためだけに負 荷が電力を消費しているのでバッテリに蓄えられた電力が無駄に消費される。 発明の開示
本発明の目的は、 エネルギーの有効利用を図りながら蓄電装置の温度を蓄電装 置の動作に適した温度に上昇させることが可能な電¾1装置を提供することである。 本発明は要約すれば、 車両に搭載される電源装置であって、 充放電可能な第 1 の蓄電部と、 車両の外部に設置される充放電装置と第 1の蓄電部との間で電力を 入出力するための電力入出力部と、 第 1の蓄電部の温度を検出する検出部と、 検 出部の検出結果に基づいて第 1の蓄電部の昇温が必要であると判定した場合に、 充放電装置から第 1の蓄電部への充電、 および、 第 1の蓄電部から充放電装置へ の放電の少なくとも一方を行なって、 第 1の蓄電部を昇温させる昇温制御部とを 倔える。
好ましくは、 充放電装置は、 第 1の蓄電部との間で授受する電力を貯蔵する貯 蔵部と、 貯蔵部と電力入出力部との間で電圧変換を行なう電圧変換部とを含む。 昇温制御部は、 電力入出力部の電圧が上昇するように電圧変換部を制御して貯蔵 部から第 1の蓄電部に電流を流すとともに、 電力入出力部の電圧が下降するよう に電圧変換部を制御して第 1の蓄電部から貯蔵部に電流を流すことによって、 第 1の蓄電部を昇温させる。
より好ましくは、 充放電装置は、 商用電源からの交流電力を直流電力に変換し て、 直流電力を貯蔵部に与える電力変換部をさらに含む。
より好ましくは、 貯蔵部は、 発電装置から与えられる直流電力を蓄える。
より好ましくは、 車両は、 第 1およぴ第 2の回転電機と、 第 1および第 2の回 転電機に対応してそれぞれ設けられる第 1および第 2のィンバータと、 第 1およ ぴ第 2の回転電機に接続され、 電力入出力部から受ける直流電力を交流電力に変 換して第 1および第 2の回転電機に与える直交変換部とを備える。 昇温制御部は、 直交変換部からの交流電力が直流電力に変換されて第 1の蓄電部に与えられるよ うに第 1および第 2のィンバータを制御する。
好ましくは、 電源装置は、 電力入出力部を介して充放電装置と充放電が可能な 第 2の蓄電部と、 第 1の蓄電部と電力入出力部とを接続する第 1の接続部と、 第 2の蓄電部と電力入出力部とを接続する第 2の接続部とをさらに備える。 昇温制 御部は、 第 1および第 2の蓄電部のうち昇温対象の蓄電部を選択して、 第 1およ び第 2の接続部のうち昇温対象の蓄電部に対応する接続部を接続状態に設定する。 好ましくは、 昇温制御部は、 予め入力される昇温終了時刻と、 第 1の蓄電部の 状態とに基づいて昇温開始時刻を算出して、 現在時刻が昇温開始時刻に達した場 合に第 1の蓄電部の昇温を開始する。
本発明の他の局面に従うと、 車両であって、 電源装置を備える。 電源装置は、 充放電可能な第 1の蓄電部と、 車両の外部に設置される充放電装置と第 1の蓄電 部との間で電力を入出力するための電力入出力部と、 第 1の蓄電部の温度を検出 する検出部と、 検出部の検出結果に基づいて第 1の蓄電部の昇温が必要であると 判定した場合に、 充放電装置から第 1の蓄電部への充電、 および、 第 1の蓄電部 から充放電装置への放電の少なくとも一方を行なって、 第 1の蓄電部を昇温させ る昇温制御部とを含む。
好ましくは、 充放電装置は、 第 1の蓄電部との間で授受する電力を貯蔵する貯 蔵部と、 貯蔵部と電力入出力部との間で電圧変換を行なう電圧変換部とを有する。 昇温制御部は、 電力入出力部の電圧が上昇するように電圧変換部を制御して貯蔵 部から第 1の蓄電部に電流を流すとともに、 電力入出力部の電圧が下降するよう に電圧変換部を制御して第 1の蓄電部から貯蔵部に電流を流すことによって、 第 1の蓄電部を昇温させる。
より好ましくは、 充放電装置は、 商用電源からの交流電力を直流電力に変換し て、 直流電力を貯蔵部に与える電力変換部をさらに有する。
より好ましくは、 貯蔵部は、 発電装置から与えられる直流電力を蓄える。
より好ましくは、 車両は、 第 1および第 2の回転電機と、 第 1および第 2の回 転電機に対応してそれぞれ設けられる第 1および第 2のィンバータと、 第 1およ び第 2の回転電機に接続され、 電力入出力部から受ける直流電力を交流電力に変 換して第 1および第 2の回転電機に与える直交変換部とをさらに備える。 昇温制 御部は、 直交変換部からの交流電力が直流電力に変換されて第 1の蓄電部に与え られるように第 1および第 2のインバータを制御する。
好ましくは、 電源装置は、 電力入出力部を介して充放電装置と充放電が可能な 第 2の蓄電部と、 第 1の蓄電部と電力入出力部とを接続する第 1の接続部と、 第 2の蓄電部と電力入出力部とを接続する第 2の接続部とをさらに含む。 昇温制御 部は、 第 1および第 2の蓄電部のうち昇温対象の蓄電部を選択して、 第 1および 第 2の接続部のうち昇温対象の蓄電部に対応する接続部を接続状態に設定する。 好ましくは、 昇温制御部は、 予め入力される昇温終了時刻と、 第 1の蓄電部の 状態とに基づいて、 昇温開始時刻を算出して、 現在時刻が昇温開始時刻に達した 場合に第 1の蓄電部の昇温を開始する。
したがって、 本発明によれば、 エネルギーの有効利用を図りながら電源装置に 含まれる蓄電装置の温度を蓄電装置の動作に適した温度に上昇させることが可能 になる。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1に係る電源装置が適用されるハイプリッド自動 車 1 0 0の概略ブロック図である。
図 2は、 図 1の制御装置 3 0の機能プロック図である。
図 3は、 図 1の電力貯蔵装置 5 8のブロック図である。
図 4は、 充放電装置 5 0からハイプリッド自動車 1 0 0に電力を供給する場合 にハイプリッド自動車 1 0 0の内部に流れる電流の経路を示す図である。
図 5は、 図 1の制御装置 3 0が行なう昇温制御を示すフローチャートである。 図 6は、 実施の形態 1の変形例の構成を示す図である。
図 7は、 図 6の制御装置 3 O Aの機能プロック図である。
図 8は、 図 6の制御装置 3 0 Aが行なう昇温制御を示すフローチャートである。 図 9は、 本発明の実施の形態 2による電源装置に接続される充放電装置の構成 を示す図である。
図 1 0は、 実施の形態 2に係る電源装置と充放電装置との接続形態の別の例を 説明する図である。
図 1 1は、 本実施の形態に係る電源装置を備えるハイプリッド自動車の別の構 成例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下において、 本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明す る。 なお、 図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
[実施の形態 1 ]
図 1は、 本発明の実施の形態 1に係る電源装置が適用されるハイプリッド自動 車 1 0 0の概略ブロック図である。 図 1を参照して、 ハイブリッド自動車 1 0 0は、 バッテリ Bと、 昇圧コンバー タ 1 2と、 キャパシタ C 1と、 コンデンサ C 2と、 インバータ 1 4 , 1 5と、 電 圧センサ 1 0， 1 1 , 1 3と、 電流センサ 2 4 , 2 8と、 温度センサ 2 0， 2 1 と、 接続部 4 4 , 4 6と、 抵抗 R 2と、 制御装置 3 0とを備える。
エンジン E N Gは、 ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギーを源として駆動力を 発生する。 エンジン E N Gの発生する駆動力は、 図 1の太斜線で示すように、 動 力分割機構 P S Dにより、 2つの経路に分割される。 一方は、 図示しない減速機 を介して車輪を駆動する駆動軸に伝達する経路である。 もう一方は、 モータジェ ネレータ MG 1へ伝達する経路である。
モータジェネレータ MG 1， MG 2は、 発電機としても電動機としても機能し 得るが、 以下に示すように、 モータジェネレータ MG 1は、 主として発電機とし て動作し、 モータジェネレータ MG 2は、 主として電動機として動作する。 詳細には、 モータジェネレータ MG 1は、 三相交流回転機であり、 加速時にお いて、 エンジン E N Gを始動する始動機として用いられる。 このとき、 モータジ エネレータ MG 1は、 バッテリ Bおよび/またはキャパシタ C 1からの電力の供 給を受けて電動機として駆動し、 エンジン E N Gをクランキングして始動する。 さらに、 エンジン E N Gの始動後において、 モータジェネレータ MG 1は、 動 力分割機構 P S Dを介して伝達されたェンジン E N Gの駆動力によって回転され て発電する。
モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、 車両の運転状態やキャパシタ C 1の蓄電エネルギーおよびバッテリ Bの充電量によって使い分けられる。 たとえ ば、 通常走行時や急加速時においては、 モータジェネレータ MG 1の発電した電 力は、 そのままモータジェネレータ MG 2を駆動させる電力となる。 一方、 バッ テリ Bの充電量またはキャパシタ C 1の蓄電エネルギーが所定の値よりも低いと きには、 モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、 インバータ 1 4によって 交流電力から直流電力に変換されて、 バッテリ Bまたはキャパシタ C 1に蓄えら れる。
モータジェネレータ MG 2は、 三相交流回転機であり、 パッテリ Bおよびキヤ パシタ C 1に蓄えられた電力とモータジェネレータ MG 1が発電した電力との少 なくともいずれか一方によって駆動される。 モータジェネレータ MG 2の駆動力 は、 減速機を介して車輪の駆動軸に伝達される。 これにより、 モータジエネレー タ MG2は、 エンジン ENGをアシストして車両を走行させたり、 自己の駆動力 のみによって車両を走行させたりする。
また、 車両の回生制動時には、 モータジェネレータ MG 2は、 減速機を介して 車輪により回転されて発電機として動作する。 このとき、 モータジェネレータ M G 2により発電された回生電力は、 インバータ 15を介してバッテリ Bおよびキ ャパシタ C 1に充電される。
バッテリ Bは、 ュッケル水素電池またはリチウムイオン電池などの二次電池か ら成る。 他にも、 ノ ッテリ Bは、 燃料電池であってもよい。 電圧センサ 10は、 バッテリ Bから出力される直流電圧 Vbを検出し、 その検出した直流電圧 Vbを 制御装置 30へ出力する。 温度センサ 20は、 バッテリ Bの温度 Tb (以下、 バ ッテリ温度 Tbとも称する） を検出し、 その検出したバッテリ温度 Tbを制御装 置 30へ出力する。
接続部 44は、 システムリレー SRB 1〜SRB 3と抵抗 R 1とを含む。 シス テムリレー SRB 1および抵抗 R 1は、 バッテリ Bの正極と昇圧コンバータ 12 との間に直列に接続される。 システムリレー SRB 2は、 バッテリ Bの正極と昇 圧コンバータ 12との間に、 システムリ レー SRB 1および抵抗 R 1に並列に接 続される。 システムリレー SRB 3は、 ノ ッテリ Bの負極と昇圧コンバータ 12 との間に接続される。
システムリレー SRB 1〜SRB 3は、 制御装置 30からの信号 SEBにより オン/オフされる。 より具体的には、 システムリ レー SRB 1〜SRB 3は、 制 御装置 30からの H (論理ハイ） レベルの信号 SEBによりオンされ、 制御装置 30からの L (論理ロー） レベルの信号 S EBによりオフされる。
昇圧コンバータ 12は、 バッテリ Bから供給された直流電圧 Vbを任意のレべ ルを有する昇圧電圧に昇圧してコンデンサ C 2へ供給する。 より具体的には、 昇 圧コンバータ 1 2は、 制御装置 30から制御信号 PWMCを受けると、 制御信号 PWMCに応じて昇圧した直流電圧 Vbをコンデンサ C 2に供給する。 また、 昇 圧コンバータ 1 2は、 制御装置 30から制御信号 PWMCを受けると、 コンデン サ C 2を介してインバータ 14および Zまたはインバータ 15から供給された直 流電圧を降圧してバッテリ Bを充電する。
キャパシタ C 1は、 電源ライン PL 1とアースライン PL 2とに対してバッテ リ Bと並列に接続される。 キャパシタ C 1は、 たとえば直列に接続された複数個 のキャパシタ装置を含む。 複数個のキャパシタ装置は、 たとえば電気二重層キヤ パシタからなる。
電圧センサ 1 1は、 キャパシタ C 1の両端の電圧 （以下、 端子間電圧とも称す る） Vcを検出して制御装置 30へ出力する。 温度センサ 21は、 キャパシタ C 1の温度 T c (以下、 キャパシタ温度 T cとも称する） を検出し、 その検出した キャパシタ温度 T cを制御装置 30へ出力する。
接続部 46は、 システムリレー SRC 1, SRC 2を含む。 システムリレー S RC 1は、 電源ライン P L 1 Aとキャパシタ C 1の正電極との間に接続される。 システムリレー SRC 2は、 アースライン P L 2 Aとキャパシタ C 1の負電極と の間に接続される。 電源ライン PL 1 Aはノード N1において電源ライン PL 1 と接続される。 アースライン PL 2 Aはノード N 2においてアースライン PL 2 と接続される。
システムリレー SRC 1, SRC 2は、 制御装置 30からの信号 SECにより オン/オフされる。 より具体的には、 システムリレー SRC 1， SRC 2は、 制 御装置 30からの Hレベルの信号 S ECによりオンされ、 制御装置 30からの L レベルの信号 S ECによりオフされる。
コンデンサ C 2は、 昇圧コンバータ 12によって昇圧された直流電圧を平滑化 し、 その平滑化した直流電圧をインバータ 14， 15へ供給する。 電圧センサ 1 3は、 コンデンサ C 2の両端の電圧 Vm (インバータ 14， 15の入力電圧に相 当） を検出し、 その検出した電圧 Vmを制御装置 30へ出力する。
抵抗 R 2は電源ライン PL 1とアースライン PL 2との間に接続される。 抵抗
R 2はハイブリツド自動車 100による電力変換動作の停止後に、 コンデンサ C 2の残留電荷を消費するために設けられる。
インバータ 14は、 コンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 12またはキャパ シタ C 1から直流電圧が供給されると、 制御装置 30からの制御信号 PWMI 1 に基づいて直流電圧を 3相交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 1を駆動 する。 これにより、 モータジェネレータ MG1は、 トルク指令値 TR 1によって 指定されたトルクを発生するように駆動される。
また、 インバータ 14は、 ハイブリッド自動車 100の回生制動時、 モータジ エネレータ MG 1が発電した交流電圧を制御装置 30からの制御信号 PWMI 1 に基づいて直流電圧に変換し、 その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介しキ ャパシタ C 1または昇圧コンバータ 12へ供給する。 なお、 ここで言う回生制動 とは、 ハイプリッド自動車 100を運転するドライバーによるフットブレーキ操 作があった場合の回生発電を伴う制動や、 フットブレーキを操作しないものの、 走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速 （ま たは加速を中止） させることを含む。
インバータ 15は、 コンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 1 2またはキャパ シタ C 1から直流電圧が供給されると、 制御装置 30からの制御信号 PWM I 2 に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 2を駆動する。 これにより、 モータジェネレータ MG 2は、 トルク指令値 TR 2によって指定さ れたトルクを発生するように駆動される。
また、 インバータ 15は、 ハイブリッド自動車 100の回生制動時、 モータジ エネレータ MG 2が発電した交流電圧を制御装置 30からの制御信号 PWMI 2 に基づいて直流電圧に変換し、 その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して キャパシタ C 1または昇圧コンバータ 12へ供給する。
電流センサ 24は、 モータジェネレータ MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1 を検出し、 その検出したモータ電流 MCRT 1を制御装置 30へ出力する。 電流 センサ 28は、 モータジェネレータ MG 2に流れるモータ電流 MCRT 2を検出 し、 その検出したモータ電流 MCRT 2を制御装置 30へ出力する。
制御装置 30は、 図示しない外部 ECU (Electronic Control Unit) からト ルク指令値 TR 1， TR 2およびモータ回転数 MRN 1， MRN2を受けるとと もに、 ハイプリッド車両 100の起動を指示するための信号 I Gを受ける。
さらに、 制御装置 30は、 電圧センサ 10から直流電圧 Vbを受け、 電圧セン サ 1 1からキャパシタ C 1の端子間電圧 Vcを受け、 電圧センサ 1 3から電圧 V mを受け、 電流センサ 24からモータ電流 MCRT 1を受け、 電流センサ 28か らモータ電流 MCRT 2を受ける。
制御装置 30は、 インバータ 14に入力される電圧 Vm、 トルク指令値 TR 1 およびモータ電流 MCRT 1に基づいてインバータ 14がモータジェネレータ M G 1を駆動するときにインバータ 14の I GBT素子 （図示せず） をスィッチン グ制御するための制御信号 P WM I 1を生成し、 その生成した制御信号 P WM I 1をインバータ 14へ出力する。
また、 制御装置 30は、 インバータ 15に入力される電圧 Vm、 トルク指令値 TR 2およびモータ電流 MCRT 2に基づいて、 インバータ 15がモータジエネ レータ MG 2を駆動するときにインバータ 15の I GBT素子 （図示せず） をス イツチング制御するための制御信号 P WM I 2を生成し、 その生成した制御信号 PWM I 2をィンバータ 15へ出力する。
さらに、 制御装置 30は、 インバータ 14がモータジェネレータ MG 1を駆動 するとき、 バッテリ Bの直流電圧 Vb、 インバータ 14に入力される電圧 Vm、 トルク指令値 TR 1およびモータ回転数 MRN 1に基づいて昇圧コンバータ 1 2 の I GBT素子 （図示せず） をスイッチング制御するための制御信号 PWMCを 生成し、 その生成した制御信号 PWMCを昇圧コンバータ 12へ出力する。 また、 制御装置 30は、 インバータ 15がモータジェネレータ MG 2を駆動す るとき、 バッテリ Bの直流電圧 Vb、 インバータ 15に入力される電圧 Vm、 ト ルク指令値 TR 2およびモータ回転数 MRN 2に基づいて昇圧コンバータ 1 2の I G B T素子 （図示せず） をスィッチング制御するための制御信号 P WM Cを生 成し、 その生成した制御信号 PWMCを昇圧コンバータ 1 2へ出力する。
さらに、 制御装置 30は、 ハイブリツド自動車 100の回生制動時、 ィンバー タ 15に入力される電圧 Vm、 トルク指令値 TR 2およびモータ電流 MCRT 2 に基づいてモータジェネレータ MG 2が発電した交流電圧を直流電圧に変換する ための制御信号 PWMI 2を生成し、 その生成した制御信号 PWMI 2をインバ ータ 15へ出力する。
以上のように、 ハイブリッド自動車 100は、 モータジェネレータ MG 1， M G 2をカ行モードで駆動させるときに必要な電力は、 バッテリ Bに蓄えられてい る電力に加えて、 キャパシタ C 1に蓄えられている電力を用いる。 また、 モータ ジエネレータ MG 1， MG 2を回生モードで駆動させたときに発電した電力を、 バッテリ Bとキャパシタ C 1とに充電する。 特に、 キャパシタ C 1を構成するキ ャパシタに大容量の電気二重層キャパシタを採用することにより、 モータジエネ レータ MG1, MG 2に迅速に電力を供給でき、 モータ駆動時の応答性を高める ことができる。 この結果、 車両の走行性能を確保することができる。
ハイブリッド自動車 100は、 さらに、 電力入出力部 40を含む。 電力入出力 部 40は、 コネクタ 42と、 電源ライン PL 1 Bと、 アースライン PL2Bとを 含む。
コネクタ 42には、 充放電装置 50が接続される。 電源ライン P L I Bの一方 端および他方端は電源ライン PL 1 Aとコネクタ 42とにそれぞれ接続される。 アースライン P L 2 Bの一方端および他方端はアースライン P L 2 Aとコネクタ 42とにそれぞれ接続される。
充放電装置 50は、 電源ライン PL 1 Cと、 アースライン PL 2 Cと、 電流セ ンサ 54と、 電力貯蔵装置 58と、 AC/DCコンバータ 60と、 プラグ 62と を含む。
電源ライン PL 1 Cの一方端はコネクタ 42を介して電源ライン PL 1 Bに接 続され、 電源ライン PL 1 Cの他方端は電力貯蔵装置 58に接続される。 アース ライン P L 2 Cの一方端はコネクタ 42を介してアースライン P L 2 Bに接続さ れ、 アースライン PL 2 Cの他方端は電力貯蔵装置 58に接続される。
電流センサ 54はアースライン P L 2 Bに流れる電流を検出して、 その検出し た電流 I c hを制御装置 30に出力する。 制御装置 30は電流 I c hに応じて制 御信号 P WM c hを変化させる。 たとえば充放電装置 50およびハイブリッド自 動車 100は充放電装置 50をコネクタ 42に接続した際に、 電流センサ 54と 制御装置 30とを接続する 2本の信号線をそれぞれ有する。 これにより制御装置 30は電流センサ 54から電流 I c hの情報を取得することができる。
ACZDCコンバータ 60は、 プラグ 62がソケット 72に接続されると、 商 用電源 74からの交流電圧 （たとえば AC 100V) を直流電圧に変換して、 そ の直流電圧を電力貯蔵装置 58に供給する。 電力貯蔵装置 58は AC/D Cコン バータ 60から与えられる直流電力を蓄える。
また電力貯蔵装置 58は制御信号 PWMc hに応じて電源ライン PL 1 Cおよ ぴアースライン PL 2 C間の電圧を変化させる。 これにより電力貯蔵装置 58は 内部に蓄えられた電力を用いてバッテリ Bおよびキヤパシタ C 1を充電したり、 バッテリ Bおよびキャパシタ C 1からの電力をその内部に蓄えたりする。
つまり、 電力貯蔵装置 58とキャパシタ C 1とは相互に充放電を行なう。 同様 に電力貯蔵装置 58とバッテリ Bとは相互に充放電を行なう。 バッテリ Bおよび キャパシタ C 1には充放電に伴う電流が流れる。 これによりバッテリ Bの内部お よびキャパシタ C 1の内部において熱が発生する。 これによりバッテリ Bおよび キャパシタ C 1の温度を上昇させることができる。
制御装置 30は充放電装置 50がコネクタ 42に接続されたことを検出すると システムリレー SRB 2， SRB 3, SRC 1， S R C 2を制御するとともに電 力貯蔵装置 58を制御する。 制御装置 30は、 バッテリ Bと充放電装置 50と力 S 相互に充放電を行なう場合には、 さらに、 昇圧コンバータ 12を制御する。
図 2は、 図 1の制御装置 30の機能ブロック図である。
図 2および図 1を参照して、 制御装置 30は、 コンバータ制御部 3 1と、 第 1 のインバータ制御部 32と、 第 2のインバータ制御部 33と、 電力入出力制御部 34とを含む。 コンバータ制御部 31は、 バッテリ Bの直流電圧 Vbと、 キャパ シタ C 1の端子間電圧 Vcと、 電圧 Vmと、 トルク指令値 TR 1， TR 2と、 モ ータ回転数 MRNl, MRN 2とに基づいて昇圧コンバータ 1 2を制御するため の制御信号 P WM Cを生成する。
第 1のインバータ制御部 32は、 モータジェネレータ MG 1のトルク指令値 T R 1およびモータ電流 MCRT 1ならびに電圧 Vmに基づいて制御信号 PWMI 1を生成する。 第 2のインバータ制御部 33は、 モータジェネレータ MG 2のト ルク指令値 TR 2およびモータ電流 MCRT 2ならびに電圧 Vmに基づいて制御 信号 PWMI 2を生成する。
電力入出力制御部 34は、 トルク指令値 TR 1， TR 2およびモータ回転数 M RN 1 , MR N 2に基づいてモータジェネレータ MG1， MG 2の駆動状態を判 定し、 信号 I Gに応じてハイプリッド自動車 100の起動および停止を判定する。 ここで、 Hレベルの信号 I Gは、 ハイブリッド自動車 1 0 0が起動されたことを 意味する信号であり、 Lレベルの信号 I Gは、 ハイブリッド自動車 1 0 0が停止 されたことを意味する信号である。
なお以下では、 信号 I Gのレベルが Lレベルであることを 「信号 I Gがオフ状 態である」 と称し、 信号 I Gのレベルが Hレベルであることを 「信号 I Gがオン 状態である」 と称する。
そして、 電力入出力制御部 3 4は、 モータジェネレータ MG 1 , MG 2の駆動 状態が停止状態であり、 かつ、 信号 I Gがハイプリッド自動車 1 0 0の停止を示 している場合には温度 T b , T cのいずれか一方が規定値よりも低ければ昇温制 御処理を実行する。 この場合、 電力入出力制御部 3 4は、 信号 S E B， S E Cを 出力するとともに電流 I c hに基づいて制御信号 PWM c hを出力する。
一方、 電力入出力制御部 3 4は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動状 態が稼動状態であるか、 または信号 I Gがハイプリッド自動車の運転中を示して いる場合、 および、 パッテリ Bの直流電圧 V b、 キャパシタ C 1の端子間電圧 V cがともに所定レベルよりも高い場合には充電動作を行なわない。 これらの場合 には電力入出力制御部 3 4は、 制御信号 C T L 0を生成して、 昇圧コンバータ 1 2とィンバータ 1 4， 1 5に車両運転時の通常動作を行なわせる。
図 3は、 図 1の電力貯蔵装置 5 8のブロック図である。
図 3を参照して、 電力貝宁蔵装置 5 8は、 蓄電部 5 8 Aと、 電圧コンバータ 5 8 Bとを含む。 蓄電部 5 8 Aは、 A C /D Cコンバータ 6 0から出力される電圧 V 1 (直流電圧） を受けて充電される。
電圧コンバータ 5 8 Bは、 蓄電部 5 8 Aから入力される電圧 V 1を変換して電 圧 V 2を出力する。 電圧コンバータ 5 8 Bは図 1に示す制御装置 3 0からの制御 信号 PWM c hに基づいて電圧 V 2を上昇させたり下降させたりする。
図 4は、 充放電装置 5 0からハイブリッド自動車 1 0 0に電力を供給する場合 にハイプリッド自動車 1 0 0の内部に流れる電流の経路を示す図である。
図 4を参照して、 電源ライン P L 1 Bでは充放電装置 5 0からハイブリツド自 動車 1 0 0に向けて電流が流れる。 電源ライン P L 1 Bに流れる電流は電源ライ ン P L 1 Aにおいてキャパシタ C 1に流れる電流とバッテリ Bに流れる電流とに 分割される。 ただし、 制御装置 30がシステムメインリレー SRB 2, SRB 3, SRC 1, SRC 2を制御することにより、 キャパシタ C 1およびバッテリ Bの いずれか一方のみに電流を流すことができる。
電源ライン PL 1 Aおよびシステムリレー SRC 1を流れる電流は、 キャパシ タ C 1に入力されキャパシタ C 1の内部を流れる。 キャパシタ C 1の負極から出 力された電流はシステムリレー SRC 2、 アースライン P L 2 Bの順に流れて、 電力貯蔵装置 58に戻る。
一方、 電源ライン PL 1 Aおよび電源ライン PL 1を流れる電流は、 昇圧コン バータ 12、 システムリレー SRB 2、 およびバッテリ Bの正極の順に入力され る。 バッテリ Bの内部を流れる電流はバッテリ Bの負極から出力される。 バッテ リ Bの負極からの電流はシステムリレー SRB 3、 昇圧コンバータ 12を通り、 アースライン P L 2に入力される。 アースライン P L 2に入力された電流はァー スライン PL 2A, PL 2 Bの順に流れて電力貯蔵装置 58に戻る。
なお、 ハイプリッド自動車 100から充放電装置 50に電力が供給される場合 には、 電流の流れる向きは図 4に示す矢印の向きと逆向きになる。
図 5は、 図 1の制御装置 30が行なう昇温制御を示すフローチャートである。 このフローチャートの処理は、 所定のメインルーチンから一定時間毎または所定 の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。
図 5および図 1を参照して処理が開始されると、 制御装置 30は信号 I Gがォ フ状態か否かを判定する （ステップ S 1) 。 信号 I Gがオフ状態の場合 （ステツ プ S 1において YES) 、 制御装置 30は充放電装置 50が接続されたか否かを 判定する (ステップ S 2) 。
なお信号 I Gがオン状態である場合 （ステップ S 1において NO) 、 制御装置 30は昇温制御処理を行なわない。 この場合には全体の処理は終了する。
ステップ S 2において充放電装置 50が接続された場合 （ステップ S 2におい て YES) 、 ステップ S 3において制御装置 30はキャパシタ C 1の温度 T cが 閾値 T 1よりも高いか否かを判定する。 なおステップ S 2において充放電装置 5 0が接続されていない場合 （ステップ S 2において NO) 、 制御装置 30は昇温 制御処理を行なわない。 この場合には全体の処理は終了す.る。 充放電装置 50が接続されたか否かの判定は、 たとえばコネクタ 42に検出用 のスィッチを設けて、 そのスィッチのオン/オフにより判定されてもよいし、 電 流センサ 54からの信号 （電流 I c hの情報） が制御装置 30に入力されている か否かにより判定されてもよい。
温度 T cが閾値 T 1よりも低いと判定された場合 （ステップ S 3において YE S) 、 制御装置 30はステップ S 4の処理を実行する。 一方、 温度 T cが閾値 T 1以上と判定された場合 （ステップ S 3において NO) 、 制御装置 30はステツ プ S 6の処理を実行する。
ステップ S 4において、 制御装置 30は信号 SECを出力してキャパシタ C 1 (キャパシタ) 側のシステムリレー (SRC 1, SRC 2) を接続する。 続いて ステップ S 5において、 制御装置 30は制御信号 PWMc hを出力して、 電力貯 蔵装置 58の出力電圧 （図 3に示す電圧 V2) を変化させる。 これにより制御装 置 30はキャパシタ C 1の昇温制御を実行する。
ここで図 1およぴ図 3を参照して、 制御装置 30が電圧 V 2を上昇させるよう に電圧コンバータ 58 Bを制御した場合には蓄電部 58 Aから電源ライン P L 1 Cに電流が流れる。 これによりキャパシタ C 1が充電される。 次に制御装置 30 は、 ·電圧 V 2を低下させるように電圧コンバータ 58 Bを制御する。 この場合、 電源ライン PL 1 Cから蓄電部 58 Aに電流が流れる。 これによりキャパシタ C 1は放電する。 キャパシタ C 1の充電および放電によりキャパシタ C 1の内部で は熱が発生する。 これによりキャパシタ C 1の温度が上昇する。
ステップ S 5においてキャパシタ C 1の充電および放電が所定回数 （1回でも よいし、 複数回でもよい） 行なわれると、 再びステップ S 3の処理が実行される。 一方、 ステップ S 6において制御装置 30はバッテリ Bの温度 T bが閾値 T 2 よりも高いか否かを判定する。 温度 T bが閾値 T 2よりも低いと判定された場合
(ステップ S 6において YES) 、 制御装置 30は、 ステップ S 7の処理を実行 する。
ステップ S 7において、 制御装置 30は信号 SEBを出力してバッテリ B側の システムリレー .（SRB 2， SRB 3) を接続する。 続いてステップ S 8におい て制御装置 30はバッテリ Bの昇温制御を実行する。 ステップ S 8での昇温制御 処理はステップ S 5の昇温処理と同様である。 ただし制御装置 3 0は図 3の電圧 コンバータ 5 8 Bに代えて昇圧コンバータ 1 2を制御する （電圧 Vmを変化させ る） ことによりバッテリ Bの充放電を行なってもよい。
ステップ S 8においてバッテリ Bの充電および放電が所定回数行なわれると、 再びステップ S 3の処理が実行される。
なおステップ S 6において、 温度 T bが閾値 T 2以上と判定された場合 （ステ ップ S 6において N O) 、 昇温制御処理は終了する。
以上説明した本実施の形態の車両の電源装置を包括的に説明すると次のとおり である。 ハイブリッド自動車 1 0 0に搭載される電源装置は、 充放電可能なキヤ パシタ C 1と、 ハイプリッド自動車 1 0 0の外部に設置される充放電装置 5 0と キャパシタ C 1との間で電力を入出力するための電力入出力部 4 0と、 キャパシ タ C 1の温度 T cを検出する温度センサ 2 1と、 温度センサ 2 1の検出結果 （温 度 T c ) に基づいてキャパシタ C 1の昇温が必要であると判定した場合に、 充放 電装置 5 0からキャパシタ C 1への充電、 および、 キャパシタ C 1から充放電装 置 5 0への放電の少なくとも一方を行なって、 キャパシタ C 1を昇温させる制御 装置 3 0とを備える。
本実施の形態によればハイプリッド自動車 1 0 0に設けられる蓄電装置 （バッ テリ Bおよびキャパシタ C 1 ) と外部の充放電装置との間で電力を授受すること によりバッテリ Bおよびキャパシタ C 1を昇温させることができる。 これにより ハイプリッド自動車 1 0 0に設けられる複数の蓄電装置のすべてが満充電状態で あってもインバータ 1 4， 1 5等の負荷に電力を消費させることなく （バッテリ Bおよびキャパシタ C 1に蓄えられた電力を無駄に減らすことなく） 複数の蓄電 装置を昇温させることができる。
好ましくは、 充放電装置 5 0は、 キャパシタ C 1との間で授受する電力を貯蔵 する蓄電部 5 8 Aと、 蓄電部 5 8 Aと電力入出力部 4 0との間で電圧変換を行な う電圧コンバータ 5 8 Bとを含む。 制御装置 3 0は、 電力入出力部 4 0の電圧 V 2が上昇するように電圧コンバータ 5 8 Bを制御して蓄電部 5 8 Aからキャパシ タ C 1に電流を流すとともに、 電力入出力部 4 0の電圧 V 2が下降するように電 圧コンバータ 5 8 Bを制御してキャパシタ C 1から蓄電部 5 8 Aに電流を流して、 キャパシタ C 1を昇温させる。 より好ましくは、 充放電装置 5 0は、 商用電源 7 4からの交流電力を直流電力に変換して、 その直流電力を蓄電部 5 8 Aに与える A C ZD Cコンバータ 6 0をさらに含む。
外部の電力貯蔵装置 （蓄電部） の容量には特に制限を設ける必要が無いため、 外部の電力貯蔵装置には大容量の蓄電装置を用いることができる。 ハイプリッド 自動車 1 0 0に搭載される蓄電装置の容量よりも容量の大きい蓄電装置を用意す ることにより上述の昇温制御を容易に実現することができる。
なお、 上述の説明においてバッテリ Bとキャパシタ C 1とを入れ替えるととも に、 温度センサ 2 1を温度センサ 2 0に入れ替えてもよい。 この場合には、 バッ テリ Bに対して上述の効果と同様の効果を得ることができる。
好ましくは、 電源装置は、 電力入出力部 4 0を介して充放電装置 5 0と相互に 充放電が可能なバッテリ Bと、 キャパシタ C 1と電力入出力部 4 0とを接続する 接続部 4 6と、 キャパシタ C 1と電力入出力部 4 0とを接続する接続部 4 4とを さらに備える。 制御装置 3 0は、 キャパシタ C 1およぴバッテリ Bのうち昇温対 象の蓄電装置を選択して、 接続部 4 4 , 4 6のうち昇温対象の蓄電装置に対応す る接続部を接続状態に設定する。 これにより複数の蓄電装置のうち、 昇温の必要 な蓄電装置のみを昇温させることができる。
[変形例]
図 5のフローチャートによれば、 充放電装置 5 0がハイブリッド自動車 1 0 0 に接続されるとすぐにバッテリおよびキャパシタの昇温が開始される。 し力 しな がら、 たとえばハイプリッド自動車 1 0 0をー晚かけて充電させることが考えら れる。 この場合には、 バッテリおょぴキャパシタの温度を一旦上げても、 ハイブ リッド自動車 1 0 0が停止状態にあるためパッテリおよび蓄電装置が冷えてしま う可能性がある。 つまり、 上述の場合にはハイプリツド自動車 1 0 0が停止した まま昇温制御処理が何度も繰返されるために、 商用電源からの電力が無駄に消費 されることが考えられる。 以下に示す変形例によればこのような問題を解決する ことができる。
図 6は、 実施の形態 1の変形例の構成を示す図である。
図 6および図 1を参照して、 ハイプリッド自動車 1 0 0 Aは制御装置 3 0に代 えて制御装置 3 OAを含む点でハイプリッド自動車 100と異なる。
図 7は、 図 6の制御装置 3 OAの機能プロック図である。
図 7および図 2を参照して、 制御装置 30 Aは電力入出力制御部 34に代えて 電力入出力制御部 34 Aを備える点で制御装置 30と異なる。
図 6およぴ図 7を参照して、 制御装置 3 OAには、 ハイブリッド自動車の起動 予定時刻として操作者が設定した設定時刻 ST、 および、 現在時刻 CTが入力さ れる。 なお、 制御装置 3 OAは自身の内部に時計を有してもよい。 この場合、 現 在時刻 C Tは制御装置 30 Aの内部で生成される情報となる。
電力入出力制御部 34 Aは、 バッテリ温度 Tbおよび/またはキャパシタ温度 Tcに基づいて、 昇温制御に必要な時間を算出する。 なお、 バッテリ温度 Tbに 所定の電流が流れるときのバッテリ温度 Tbの時間変化率、 および、 キャパシタ C 1に所定の電流が流れるときのキャパシタ温度 T cの時間変化率は予め求めら れる。
電力入出力制御部 34 Aは、 設定時刻 STおよび昇温制御に必要な時間から求 めた昇温開始時刻と現在時刻 C Tとを比較する。 そして電力入出力制御部 34 A は現在時刻 CTが昇温開始時刻に達すると昇温制御処理を実行するため、 信号 S EB, SEC, PWMc h等を出力する。
図 8は、 図 6の制御装置 3 OAが行なう昇温制御を示すフローチャートである。 図 8および図 5を参照して、 図 8に示すステップ S l， S 2の処理は図 5に示 すステップ S I, S 2の処理とそれぞれ同様である。 よって以下ではステップ S 1, S 2の処理について説明を繰返さず、 ステップ S 2以後の処理を説明する。 図 8および図 6を参照して、 充放電装置 50が接続された場合 （ステップ S 2 において YES) 、 ステップ S 1 1の処理が実行される。 ステップ S 1 1におい て制御装置 3 OAはスケジュール設定があるかどうかを判定する。 制御装置 30 Aは設定時刻 STを受けた場合 （ステップ S 1 1において YE S) 、 昇温時間を 算出する （ステップ S 12) 。 なお、 制御装置 3 OAはキャパシタ C 1およびバ ッテリ Bのいずれか一方のみ昇温させる必要がある場合には、 その昇温対象の蓄 電装置の昇温時間のみを算出する。 キャパシタ C 1およびバッテリ Bの両方を昇 温させる必要がある場合には、 制御装置 3 OAは、 キャパシタ C 1の昇温時間と バッテリ Bの昇温時間とを算出して、 これらの昇温時間の合計を求める。
スケジュール設定がない場合 （ステップ S I 1において NO) 、 制御装置 30 Aはただちにキャパシタ C 1およぴバッテリ Bに対する昇温制御処理を実行する (ステップ S 1 0) 。 ステップ S 1 0では図 5のステップ S 3〜S 8の処理と同 様の処理が実行される （図 5の破線の枠内の処理を参照） 。
ステップ S 1 2の処理に続き、 ステップ S 1 3の処理が実行される。 ステップ S 1 3では、 制御装置 3 OAは入力される設定時刻 STおよびステップ S 1 2で 算出される昇温時間に基づき昇温開始時刻を算出する。 続いて制御装置 3 OAは 現在時刻 C Tを取得する （ステップ S 14) 。 そして制御装置 30 Aは現在時刻 CTが昇温開始時刻に達したか否かを判定する （ステップ S 1 5) 。
現在時刻 CTが昇温開始時刻に達した場合 （ステップ S 1 5において YE S) 、 制御装置 30 Aはキャパシタ C 1および/またはバッテリ Bに対する昇温制御処 理を実行する （ステップ S 1 0) 。 一方、 現在時刻 CTが昇温開始時刻に達して いない場合 （ステップ S 1 5において NO) 、 再びステップ S 14の処理が実行 される。 ステップ S 1 0の処理が実行されると、 全体の処理は終了する。
このように変形例によれば、 制御装置 30は、 キャパシタ C 1 (および Zまた はバッテリ B) の状態に基づいてキャパシタ C 1 (および/またはバッテリ B) を現時点の温度から目標温度まで上昇させるために必要な昇温時間を算出する (ステップ S 1 2) 。 そして、 制御装置 30は、 入力される設定時刻 S Tと昇温 時間とに.基づいて昇温開始時刻を算出する （ステップ S 1 3) 。 制御装置 30は、 現在時刻 C Tが昇温開始時刻に達した場合に、 キャパシタ C 1 (および/または バッテリ B) の昇温を開始する （ステップ S 1 0) 。
この変形例によれば、 操作者がハイプリッド自動車の起動予定時刻を予め設定 することによって、 キャパシタあるいはバッテリが温められた状態でハイブリッ ド自動車を起動させることができるとともに、 昇温処理を 1回で済ませることが できる。 よって、 商用電源からの電力が無駄に消費されるのを防ぐことが可能に なる。
なお、 変形例において、 充放電装置 50は、 キャパシタ C 1およびバッテリ B への充電のみを行なうよう構成されていてもよい。 この場合、 たとえば制御装置 30は昇温開始時刻に充放電装置 50からキャパシタ C 1 (およびバッテリ B ) への充電を開始することによりキャパシタ C 1 (およびバッテリ B) を昇温させ る。
[実施の形態 2]
実施の形態 2の電源装置は実施の形態 1の電源装置と同様の構成を有する。 た だし電源装置に接続される充放電装置の構成は実施の形態 1と実施の形態 2とで 異なる。
図 9は、 本発明の実施の形態 2による電源装置に接続される充放電装置の構成 を示す図である。
図 9および図 1を参照して、 充放電装置 5 OAは、 さらに DC/DCコンバー タ 64を含む点で充放電装置 50と異なる。 DC/DCコンバータ 64には発電 装置として太陽電池 76および Zまたは風力発電装置 78が接続される。 なお、 発電装置は特に太陽電池 76あるいは風力発電装置 78に限定されず、 様々な種 類のものを用いることができる。
DC/DCコンバータ 64は太陽電池 76あるいは風力発電装置 78から出力 される電圧を所定の電圧 （図 3に示す電圧 VI) に変換する。 これにより電力貯 蔵装置 58には太陽電池 76あるいは風力発電装置 78の発電により得られる電 力が貯蔵される。
なお、 本実施の形態に係る電源装置の蓄電部と充放電装置との接続形態は図 1 等に示す形態に限定されるものではなレ、。
図 10は、 実施の形態 2に係る電源装置と充放電装置との接続形態の別の例を 説明する図である。
図 10および図 1を参照して、 ハイブリッド自動車 100 Bは、 さらに AC接 続部 48を備える点でハイプリッド自動車 100と異なる。
AC接続部 48は、 モータジェネレータ MG 1， MG 2に接続される。 モータ ジェネレータ MG 1， MG2は、 たとえば、 3相交流同期電動機である。 モータ ジェネレータ MG 1は U相コイル U 1、 V相コイル VI、 W相コィノレ W1からな る 3相コイルをステータコイルとして含む。 モータジェネレータ MG 2は U相コ ィル U2、 V相コイル V2、 W相コイル W2からなる 3相コイルをステータコィ ルとして含む。
A C接続部 4 8は、 モータジェネレータ MG 1の各相コイルの中性点 P 1およ びモータジェネレータ MG 2の各相コイルの中性点 P 2に接続される。 そして、 A C接続部 4 8は、 電源ライン P L 1 Bおよびアースライン P L 2 Bから受ける 直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ MG 1 , MG 2に与える。 制御装置 3 0は、 キャパシタ C 1を充電する場合には A C接続部 4 8からの交 流電力が直流電力に変換されるようにインバータ 1 4， 1 5を制御する。 同様に 制御装置 3 0は、 バッテリ Bを充電する場合には A C接続部 4 8からの交流電力 が直流電力に変換されるようにインバータ 1 4 , 1 5を制御する。
なお、 図 1 0に示す制御装置 3 0の構成は図 2に示す構成と同様である。 図 2 を参照して、 電力入出力制御部 3 4は、 交流電圧の入力があればこれに応じて制 御信号 C T L 1を生成しインバータ 1 4 , 1 5を協調制御して外部から与えられ る交流電圧を直流電圧に変換すると共に昇圧し、 バッテリ B (あるいはキャパシ タ C 1 ) への充電を行なわせる。
また、 本実施の形態ではエンジン E N Gの発生する駆動力は、 車輪を駆動する 駆動軸に伝達される。 この車輪はたとえばハイブリッド自動車の前輪である。 ハ イブリツド自動車の中には、 以下の図 1 1に示すように、 図 1等に示す構成にさ らに後輪を駆動させるための電動機を追加したものも存在する。 このようなハイ プリッド自動車に対しても本発明は適用可能である。
図 1 1は、 本実施の形態に係る電源装置を備えるハイプリッド自動車の別の構 成例を示す図である。
図 1 1およぴ図 1を参照して、 ハイブリッド自動車 1 0 0 Cは、 さらに、 イン バータ 1 6およびモータジェネレータ MG 3を備える点でハイプリッド自動車 1 0 0と異なる。 インバータ 1 6はインバータ 1 4， 1 5と同様に電源ライン P L 1とアースライン P L 2との間に接続される。 モータジェネレータ MG 3はイン バータ 1 6からの電力を受けてハイプリッド自動車 1◦◦の後輪 （図示せず） を 回転させる。 ハイプリッド自動車 1 0 0 Cにおいては前輪はエンジン E N Gの駆 動力により駆動される。
なお、 上記の実施の形態では動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電 機とに分割して伝達可能なシリーズ zパラレル型ハイプリッド自動車に適用した 例を示した。 しかし本発明は、 発電機を駆動するためにエンジンを用い、 発電機 により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型 ハイプリッド自動車や、 モータのみで走行する電気自動車にも適用できる。 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない と考えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなく、 請求の範囲に よって示され、 請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれ ることが意図される。

Claims

請求の範囲
1 . 車両に搭載される電源装置であって、
充放電可能な第 1の蓄電部と、
前記車両の外部に設置される充放電装置と前記第 1の蓄電部との間で電力を入 出力するための電力入出力部と、
前記第 1の蓄電部の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記第 1の蓄電部の昇温が必要であると判定 した場合に、 前記充放電装置から前記第 1の蓄電部への充電、 および、 前記第 1 の蓄電部から前記充放電装置への放電の少なくとも一方を行なって、 前記第 1の 蓄電部を昇温させる昇温制御部とを備える、 電源装置。
2 · 前記充放電装置は、
前記第 1の蓄電部との間で授受する電力を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部と前記電力入出力部との間で電圧変換を行なう電圧変換部とを含み、 前記昇温制御部は、 前記電力入出力部の電圧が上昇するように前記電圧変換部 を制御して前記貯蔵部から前記第 1の蓄電部に電流を流すとともに、 前記電力入 出力部の電圧が下降するように前記電圧変換部を制御して前記第 1の蓄電部から 前記貯蔵部に電流を流すことによって、 前記第 1の蓄電部を昇温させる、 請求の 範囲第 1項に記載の電源装置。
3 . 前記充放電装置は、
商用電源からの交流電力を直流電力に変換して、 前記直流電力を前記貯蔵部に 与える電力変換部をさらに含む、 請求の範囲第 2項に記載の電源装置。
4 . 前記貯蔵部は、 発電装置から与えられる直流電力を蓄える、 請求の範囲第 2項に記載の電源装置。
5 . 前記車両は、
第 1および第 2の回転電機と、
前記第 1および第 2の回転電機に対応してそれぞれ設けられる第 1および第 2 のィンノ ータと、
前記第 1および第 2の回転電機に接続され、 前記電力入出力部から受ける直流 電力を交流電力に変換して前記第 1および第 2の回転電機に与える直交変換部と を備え、
前記昇温制御部は、 前記直交変換部からの交流電力が直流電力に変換されて前 記第 1の蓄電部に与えられるように前記第 1および第 2のィンバータを制御する、 請求の範囲第 2項に記載の電¾¾装置。
6 . 前記電源装置は、
前記電力入出力部を介して前記充放電装置と充放電が可能な第 2の蓄電部と、 前記第 1の蓄電部と前記電力入出力部とを接続する第 1の接続部と、
前記第 2の蓄電部と前記電力入出力部とを接続する第 2の接続部とをさらに備 え、
前記昇温制御部は、 前記第 1および第 2の蓄電部のうち昇温対象の蓄電部を選 択して、 前記第 1および第 2の接続部のうち前記昇温対象の蓄電部に対応する接 続部を接続状態に設定する、 請求の範囲第 1項に記載の電源装置。
7 . 前記昇温制御部は、 予め入力される昇温終了時刻と、 前記第 1の蓄電部の 状態とに基づいて、 昇温開始時刻を算出して、 現在時刻が前記昇温開始時刻に達 した場合に前記第 1の蓄電部の昇温を開始する、 請求の範囲第 1項に記載の電源 装置。
8 . 電源装置を備え、
前記電源装置は、
充放電可能な第 1の蓄電部と、
前記車両の外部に設置される充放電装置と前記第 1の蓄電部との間で電力を入 出力するための電力入出力部と、
前記第 1の蓄電部の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記第 1の蓄電部の昇温が必要であると判定. した場合に、 前記充放電装置から前記第 1の蓄電部への充電、 および、 前記第 1 の蓄電部から前記充放電装置への放電の少なくとも一方を行なって、 前記第 1の 蓄電部を昇温させる昇温制御部とを含む、 車両。
9 . 前記充放電装置は、
前記第 1の蓄電部との間で授受する電力を貯蔵する貯蔵部と、 前記貯蔵部と前記電力入出力部との間で電圧変換を行なう電圧変換部とを有し、 前記昇温制御部は、 前記電力入出力部の電圧が上昇するように前記電圧変換部 を制御して前記貯蔵部か,ら前記第 1の蓄電部に電流を流すとともに、 前記電力入 出力部の電圧が下降するように前記電圧変換部を制御して前記第 1の蓄電部から 前記貯蔵部に電流を流すことによって、 前記第 1の蓄電部を昇温させる、 請求の 範囲第 8項に記載の車両。
1 0 . 前記充放電装置は、
商用電源からの交流電力を直流電力に変換して、 前記直流電力を前記貯蔵部に 与える電力変換部をさらに有する、 請求の範囲第 9項に記載の車両。
1 1 . 前記貯蔵部は、 発電装置から与えられる直流電力を蓄える、 請求の範囲 第 9項に記載の車両。
1 2 . 刖記車両は、
第 1および第 2の回転電機と、
前記第 1および第 2の回転電機に対応してそれぞれ設けられる第 1および第 2 のインバータと、
前記第 1および第 2の回転電機に接続され、 前記電力入出力部から受ける直流 電力を交流電力に変換して前記第 1および第 2の回転電機に与える直交変換部と をさらに備え、
前記昇温制御部は、 前記直交変換部からの交流電力が直流電力に変換されて前 記第 1の蓄電部に与えられるように前記第 1および第 2のィンバータを制御する、 請求の範囲第 9項に記載の車両。
1 3 . 前記電源装置は、
前記電力入出力部を介して前記充放電装置と充放電が可能な第 2の蓄電部と、 前記第 1の蓄電部と前記電力入出力部とを接続する第 1の接続部と、
前記第 2の蓄電部と前記電力入出力部とを接続する第 2の接続部とをさらに含 み、
前記昇温制御部は、 前記第 1および第 2の蓄電部のうち昇温対象の蓄電部を選 択して、 前記第 1および第 2の接続部のうち前記昇温対象の蓄電部に対応する接 続部を接続状態に設定する、 請求の範囲第 8項に記載の車両。
1 4 . 前記昇温制御部は、 予め入力される昇温終了時刻と、 前記第 1の蓄電部 の状態とに基づいて、 昇温開始時刻を算出して、 現在時刻が前記昇温開始時刻に 達した場合に前記第 1の蓄電部の昇温を開始する、 請求の範囲第 8項に記載の車 両。
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