WO2008133154A1

WO2008133154A1 - 電気機器および電気機器の制御方法

Info

Publication number: WO2008133154A1
Application number: PCT/JP2008/057463
Authority: WO
Inventors: Shinji Ichikawa; Naoto Suzuki
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2008-11-06
Also published as: JP2008278561A; US20100114413A1; CN101663804A; CN101663804B; JP4915273B2; US8200384B2

Abstract

入出力制御部（９６）は、第１および第２の温度センサ（１３，１４）から２つの温度値（Ｔ１，Ｔ２）を受けて、その２つの温度値（Ｔ１，Ｔ２）の差の絶対値である温度差（ΔＴ）を算出する。入出力制御部（９６）は、温度差（ΔＴ）を保つために必要な第１および第２のバッテリ（１１，１２）の入力電力（または出力電力）の目標値と、温度値との関係を定めるマップを記憶する。入出力制御部（９６）はこのマップと、第１および第２の温度センサ（１３，１４）からそれぞれ受ける２つ温度値（Ｔ１，Ｔ２）とに基づいて、第１および第２のバッテリ（１１，１２）の各々の入力電力（または出力電力）の目標値を決定する。ハイブリッド制御部（９２）がインバータユニット（２０）、および昇圧コンバータ（１５）を制御することにより、第１および第２のバッテリ（１１，１２）に入出力される電力の値はその目標値となるように制御される。

Description

明細書電気機器および電気機器の制御方法技術分野

本発明は電気機器および電気機器の制御方法に関し、特に、車両に搭載され、かつ、複数の蓄電装置を含む電気機器、および、その電気機器の制御方法に関する。背景技術

近年、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料自動車等のように、車両推進用の駆動源としてモータを採用し、そのモータを駆動する電力を蓄積する大容量の電池を搭載する車両が登場している。

特開 2 0 0 3 2 0 9 9 6 9号公報は、複数の電源ステージをインバータに対して並列に接続した電源装置を開示する。複数の電源ステージの各々は、バッテリおよび双方向ブースト/バック · コンバータを含む。この電源装置では複数の電源ステージの各々に含まれるバッテリが均等に充放電されるように、各バッテリに対応する双方向ブーストノバック ·コンバータが制御される。

特開 2 0 0 3— 2 0 9 9 6 9号公報に開示された電源装置の場合、バッテリごとに充放電を制御することが可能である。しかしながら、複数のコンバータが必要となるので電源装置のコストが高くなる。

コスト削減のため、 1つのコンバータに複数のバッテリを接続することが考えられる。しかしこの場合には充放電の制御がより複雑になることが起こり得る。特に、バッテリの内部抵抗は温度に応じて変化するため、充放電の制御においては温度ばらつきをできるだけ小さくする必要がある。

複数のバッテリの間で内部抵抗のばらつきがある場合には、内部抵抗の小さいバッテリほど多くの電力が入出力される。よって、そのバッテリの温度が上昇する。たとえば温度が高くなるほどバッテリの内部抵抗が小さくなる場合には、内部抵抗のばらつきはいつそう大きくなる。特に高い電流レート（たとえば 1 0 C 程度）でバッテリに対して電力を入出力すると、このような傾向が生じる可能性が高くなる。ここで 1 Cとは、 1時間で理論電池容量を充電あるいは放電する場合の電池の電流値を意味する。

一般的に、バッテリ温度が予め定められた上限値まで上昇した場合には、バッテリを保護するためにそのバッテリの入出力電力が制限される。よって、大容量の電源を得るために複数のバッテリを備えていても、実際に入出力できる電力が想定した大きさよりも小さくなることが起こり得る。このため複数のバッテリ間での温度ばらつきができるだけ小さくなるように充放電を制御する必要がある。発明の開示

本発明の目的は、複数のパッテリ間での温度ばらつきの拡大を抑制することが可能な電気機器および電気機器の制御方法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気機器である。電気機器は、各々が充放電可能な第 1および第 2の蓄電装置と、第 1および第 2の蓄電装置が並列に接続される電力線と、電力線に対して電力を入出力する入出力部と、第 1の蓄電装置の温度を検出する第 1の温度検出部と、第 2の蓄電装置の温度を検出する第 2の温度検出部と、目標値設定部と、制御部とを備える。目標値設定部は、第 1 および第 2の温度検出部がそれぞれ検出した第 1の蓄電装置の温度および第 2の蓄電装置の温度、ならびに、第 1および第 2の蓄電装置の温度差に基づいて、電力の目標値を設定する。制御部は、電力の値が目標値となるように入出力部を制御する。

好ましくは、目標値設定部は、第 1および第 2の蓄電装置の温度差が所定の値以下で保たれるように、目標値を設定する。

より好ましくは、目標値は、第 1の蓄電装置に入出力される電力の第 1の目標値と、第 2の蓄電装置に入出力される電力の第 2の目標値とを含む。目標値設定部は、第 1および第 2の蓄電装置の温度差が所定の値以下となるように、第 1の蓄電装置の温度に対応する第 1の目標値と、第 2の蓄電装置の温度に対応する第 2の目標値とを規定したマップを予め記憶する。目標値設定部は、マップと、検出された第 1および第 2の蓄電装置の温度と、第 1および第 2の蓄電装置の温度差とに基づいて、第 1および第 2の目標値を設定する。

さらに好ましくは、第 1の蓄電装置の温度に対する第 1の目標値の変化率は、第 1の蓄電装置の温度が高くなるにつれて小さくなるように、マップに定められる。第 2の蓄電装置の温度に対する第 2の目標値の変化率は、第 2の蓄電装置の温度が高くなるにつれて小さくなるように、マップに定められる。

本発明の他の局面に従うと、車両に搭載される電気機器の制御方法である。電気機器は、各々が充放電可能な第 1および第 2の蓄電装置と、第 1および第 2の蓄電装置が並列に接続される電力線と、電力線に対して電力を入出力する入出力部とを備える。制御方法は、第 1の蓄電装置の温度と、第 2の蓄電装置の温度とを検出するステップと、検出された第 1の蓄電装置の温度および第 2の蓄電装置の温度、ならびに第 1および第 2の蓄電装置の温度差に基づいて、電力の目標値を設定するステップと、電力の値が目標値となるように入出力部を制御するステップとを備える。

. 好ましくは、目標値を設定するステップは、第 1および第 2の蓄電装置の温度差が所定の値以下で保たれるように、目標値を設定する。

より好ましくは、目標値は、第 1の蓄電装置に入出力される電力の第 1の目標値と、第 2の蓄電装置に入出力される電力の第 2の目標値とを含む。目標値を設定するステツプは、第 1および第 2の蓄電装置の温度差が所定の値以下となるように、第 1の蓄電装置の温度に対応する第 1の目標値と第 2の蓄電装置の温度に対応する第 2の目標値とを規定したマップと、検出された第 1および第 2の蓄電装置の温度と、第 1および第 2の蓄電装置の温度差とに基づいて、第 1および第

2の目標値を設定する。

したがって、本発明によれば、複数のバッテリ間での温度ばらつきの拡大を抑制することが可能になる。図面の簡単な説明

，図 1は、本実施の形態の電気機器を備えるハイプリッド車両 100の主たる構成を示す図である。

図 2は、図 1の電気機器 1の構成をより詳細に説明する図である。

図 3は、 ECU 90が実行する処理を説明するフローチャートである。

図 4は、図 3のステップ S 4の処理において入出力制御部 96が参照するマツプを示す図である。

図 5は、本実施の形態の電気機器の変形例を示す図である。

図 6は、図 5の ECU90が実行する処理を説明するフローチヤ一トである。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、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

図 1は、本実施の形態の電気機器を備えるハイプリッド車両 100の主たる構成を示す図である。図 1を参照して、ハイブリッド車両 100は、電気機器 1を備える。電気機器 1は、バッテリ 1 1, 12と、温度センサ 13, 14と、昇圧コンバータ 15と、インバータユニット 20と、電動機（モータ） 30と、発電機（ジェネレータ） 60と、 ECU (E l e c t r o n i c C o n t r o l Un i t) 90とを含む。ハイブリッド車両 100は、さらに、エンジン 40と、動力分割機構 50と、減速機 70と、駆動輪 80 a, 8 O bと、アクセルペダル装置 1 10と、アクセル開度センサ 120と、車速センサ 1 30とを備える。バッテリ 1 1, 12は、充放電可能な蓄電装置である。バッテリ 1 1， 12は、たとえば二ッケル水素またはリチゥムイオン等の二次電池から構成され、昇圧コンバータ 15に並列に接続される。なお二次電池に代えてキャパシタが蓄電装置として用いられてもよい。

温度センサ 13はバッテリ 1 1の温度を検出して温度値 T 1を ECU 90に出力する。温度センサ 14はバッテリ 12の温度を検出して温度値 T 2を ECU 9 0に出力する。昇圧コンバータ 1 5は、バッテリ 1 1およびバッテリ 1 2から受ける直流電圧を昇圧して、その昇圧された直流電圧をインバータユニット 2 0に供給する。ィンバータュニット 2 0はバッテリ 1 1， 1 2から供給された直流電圧をモータ 3 0駆動用の交流電圧に変換する。なお、バッテリ 1 1 , 1 2の電圧レベルがインバータユニット 2 0の入力電圧レベルに等しくてもよい。この場合には、バッテリ 1 1 , 1 2がインバータュニット 2 0に並列に接続されることにより昇圧コンバータ 1 5を設けなくてもよくなる。

インバ一タユニット 2 0は、双方向の電力変換が可能なように構成され、モータ 3 0の回生制動動作による発電電力（交流電圧）およびジェネレータ 6 0による発電電力（交流電圧）を直流電圧に変換する。インバータユニット 2 0からの直流電圧は昇圧コンバータ 1 5によってバッテリ 1 1 , 1 2の充電に適切な電圧に変換されて、バッテリ 1 1 , 1 2が充電される。

エンジン 4 0は、ガソリン等を燃料とする内燃機関であり、燃料の燃焼による熱エネルギを駆動力となる運動エネルギに変換して出力する。動力分割機構 5 0 は、エンジン 4 0からの出力を、減速機 7 0を介して駆動輪 8 0 a , 8 0 bへ伝達する経路と、ジェネレータ 6 0へ伝達する経路とに分割可能である。ジエネレータ.6 0は、動力分割機構 5 0を介して伝達されたエンジン 4 0からの出力によつて回転されて発電する。ジェネレータ 6 0による発電電力は、昇圧コンバータ 1 5およびインバータュニット 2 0によって、バッテリ 1 1 , 1 2の充電電力、あるいはモータ 3 0の駆動電力として用いられる。

モータ 3 0は、インバータュニット 2 0から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その出力は、減速機 7 0を介して駆動輪 8 0 a， 8 O bへ伝達される。また、モータ 3 0が駆動輪 8 0 a ; 8 0 bの減速に伴って回転される回生制動動作時には、モータ 3 0は発電機として作用する。

. アクセルペダル装置 1 1 0は、運転者によって踏込まれるアクセルペダル 1 0 5の踏力に応じたアクセル開度を設定する。アクセル開度センサ 1 2◦は、ァクセルペダル装置 1 1 0と接続されて、アクセル開度に応じた出力電圧を E C U 9 0へ出力する。

車速センサ 1 3 0は、駆動輪 8 0 a , 8 0 bの回転数から車速を検出して、検出結果を E C U 9 0に出力する。

ハイブリッド車両 1 0 0では、発進時および低速走行時、あるいは緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時には、エンジン効率の低い領域を避けるために、ェンジン 4 0の出力を用いることなく、モータ 3 0のみによる出力で走行する。すなわち、アクセル開度の小さい領域では、ハイブリッド車両 1 0 0は、モータ 3 0のみの出力により走行する。この場合には、暖機運転が必要な場合を除いてェンジン 4 0の運転が停止される。なお、暖機運転が必要な場合には、エンジン 4 0はアイドル運転される。

一方、アクセル開度が所定値より大きい通常走行時には、エンジン 4 0が始動され、エンジン 4 0からの出力は、動力分割機構 5 0によって駆動輪 8 0 a , 8 O bの駆動力と、ジェネレータ 6 0での発電用駆動力とに分割される。ジエネレータ 6 0による発電電力は、モータ 3 0の駆動に用いられる。したがって、通常走行時には、エンジン 4 0による出力をモータ 3 0からの出力でアシストして、駆動輪 8 0 a , 8 0 bが駆動される。 E C U 9 0は、動力分割機構 5 0による動力分割比率を、全体の効率が最大となるように制御する。

さらに、高加速時には、ノくッテリ 1 1， 1 2から供給される電力がモータ 3 0 の駆動にさらに用いられて、駆動輪 8 0 a , 8 0 bの駆動力がさらに増加する。減速および制動時には、モータ 3 0は、駆動輪 8 0 a， 8 O bによって回転駆動されて発電する。モータ 3 0の回生発電によって回収された電力は、インバータユニット 2 0によって直流電圧に変換されてバッテリ 1 1， 1 2の充電に用いられる。さらに、車両停止時には、エンジン 4 0は自動的に停止される。

このように、ハイブリッド車両 1 0 0では、エンジン 4 0からの出力と電気工ネルギを源としたモータ 3 0からの出力との組合せによって、すなわち車両状況に応じてエンジン 4 0およびモータ 3 0の運転を制御することにより燃費を向上させた車両運転を行なう。

図 2は、図 1の電気機器 1の構成をより詳細に説明する図である。図 2を参照して、バッテリ 1 1， 1 2はともに正極線 P Lと負極線 N Lとに接続される。昇圧コンバータ 1 5は駆動信号 PWCに応じて正極線 P Lと負極錄 N Lとの間の電圧（バッテリ 1 1 , 1 2からの直流電圧）を変換して、インバ一タュニット 20へ出力する。

インバータュニット 20は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLに並列接続されるインバータ 20— 1 , 20— 2を含む。インバータ 20— 1， 20— 2の各々は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。インバータ 20— 1は、駆動信号 PWM1に応じてスイッチング動作を行なうことにより、昇圧コンバータ 1 5から出力される直流電力を交流電力に変換して' ジェネレータ 60 (図 1参照）へ出力する。これによりジェネレータ 60が駆動される。また、インバータ 20 _ 1は駆動信号 PWM1に応じてスイッチング動作を行なうことにより、ジェネレータ 60の発電による交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータ 15へ出力する。

インバ一タ 20— 2は、駆動信号 PWM 2に応じてインバータ 20— 1と同様の動作を行なう。つまりインバータ 20— 2は、駆動信号 PWM 2に応じてモータ 30 (図 1参照）を駆動したり、モータ 30の発電による交流電力を直流電力に変換して昇圧コンバータ 15へ出力したりする。

昇圧コンバータ 15はインパータ 20— 1， 20— 2から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ 1 1, 12に出力する。バッテリ 1 1, 12は主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLを介して昇圧コンバータ 15から直流電力を受ける。これによりバッテリ 1 1， 1 2が充電される。

平滑コンデンサ Cは、主正母線 MP Lと主負母線 MNLとの間に接続され、主正母線 M P Lおよび主負母線 M N Lに含まれる電力変動成分を低減する。

温度センサ 13はバッテリ 1 1内部の温度を検出して温度値 T 1を出力する。温度センサ 14はバッテリ 1 2内部の温度を検出して温度値 T 2を出力する。電圧センサ 18は、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNL間の電圧値 Vhを検出する。電流センサ 22は、正極線 P Lに流れる電流の電流値 I b (バッテリ 1 1, 12に対して入出力される電流値）を検出する。電圧センサ 24は、正極線 PL と負極線 N Lとの間の電圧値 V b (バッテリ 1 1 , 12の電圧値）を検出する。

E C U 90は、入出力制御部 96と、ハイブリツド制御部 92と、エンジン制御部 98とを含む。

入出力制御部 96は、電流センサ 22から電流 I bの検出結果を受け、電圧センサ 24から電圧 Vbの検出結果を受ける。入出力制御部 96は、さらに、温度センサ 1 3， 14から温度値丁 1， T 2をそれぞれ受けて、温度値 T 1, T2の差の絶対値である温度差 ΔΤを算出する。入出力制御部 96は、温度差 ΔΤを保つために必要なバッテリ 1 1, 12の入力電力（または出力電力）の目標値と、. 温度値との関係を定めるマップを記憶する。入出力制御部 96はこのマップと、温度センサ 13, 14からそれぞれ受ける温度値 T 1 , T2とに基づいて、バッテリ 1 1, 12の各々の入力電力（または出力電力）の目標値を決定する。

入出力制御部 96は、バッテリ 1 1, 12の充電時には、温度値 T l, T2、温度差 ΔΤ、およびマップに基づいて算出したバッテリ 1 1, 1 2の入力電力の目標値を足し合わせて入力目標値 Wi ηを算出する。入出力制御部 96は、バッテリ 1 1, 12の放電時には、温度値 Tl， Τ2、温度差 ΔΤおよびマップに基づいて算出したバッテリ 1 1, 12の出力電力の目標値を足し合わせて出力.目標値 Wo u tを算出する。入出力制御部 96は、入力目標値 Wi nおよび出力目.標値 Wo u tをハイブリッド制御部 92に出力する。

エンジン制御部 98は、エンジン 40のスロットル制御を行なうとともに、ェンジン 40のエンジン回転数を検出してハイプリッド制御部 92に出力する。ハイブリッド制御部 92は、図示されない各センサから出力された信号、車速センサ 130から出力された車速を示す信号、アクセル開度センサ 120から出力されたァクセル開度を示す信号等を受けて、車両の駆動に要求されるパワー

(トータルパワー）を算出すする。ハイプリッド制御部 92は、さらに、入出力制御部 96から入力目標値 Wi nおよび出力目標値 Wo u tを受ける。

ハイブリッド制御部 92は、トータルパヮ一および出力目標値 W o u t (または入力目標値 Wi n) に基づいて、ハイブリッド車両 100を EV走行させる力、 HV走行させるかを判定する。 EV走行とはモータ 30の駆動力のみによる走行であり、 HV走行とは、エンジン 40とモータ 30とを併用した走行である。ハイプリッド制御部 92は、ハイプリッド車両 100を HV走行させる場合には、エンジンに要求する回転数とエンジンに要求するパワーとを算出する。ハイブリツド制御部 92はエンジン制御部 98に要求回転数と要求パヮ ^とを出力し、エンジン制御部 98にエンジン 40のスロットル制御を行なわせる。ハイブリッド制御部 9 2は、トータルパワーからエンジン要求パワーを差し引いた残りのパワーを算出し、その算出結果と出力目標値 W o u t (または入力目標値 W i n ) とに基づいて、ジェネレータ 6 0およびモータ 3 0の各々のトルク目標値と回転数目標値とを算出する。

ハイプリッド制御部 9 2は、電流センサ 2 2から電流 I bの検出結果を受け、電圧センサ 1 8 , 2 4から電圧 V hの検出結果および電圧 V bの検出結果をそれぞれ受ける。ハイブリッド制御部 9 2は、ジェネレータ 6 0の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値および回転数目標値となるように駆動信号 P WM 1を生成してインバ一タ 2 0— 1を制御する。同様にハイブリッド制御部 9 2は、モータ 3 0の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値および回転数目標値となるように駆動信号 PWM 2を生成してインバータ 2 0— 2を制御する。ノ、イブリッド制御部 9 2は、さらにジェネレータ 6 0およびモータ 3 0の各々のトルク目標値および回転数目標値に基づいて、駆動信号 PWCを生成し、昇圧コンバ一タ 1 5へ出力する。

このようにハイブリッド制御部 9 2がインバータユニット 2 0、および昇圧コンバータ 1 5 (必要に応じてエンジン 4 0 ) を制御することによりバッテリ 1 1 , 1 2に入力される電力、およびバッテリ 1 1 , 1 2から出力される電力は、それぞれ入力目標値 W i nおよび出力目標値 W o u tとなるように制御される。

バッテリ 1 1， 1 2の間で内部抵抗がばらついた場合、内部抵抗の小さいバッテリに入出力される電力が大きくなる。これによりバッテリ 1 1， 1 2の温度差が大きくなる。多くの場合、バッテリの内部抵抗は温度が高くなるにつれて小さくなる。よって、たとえばバッテリ 1 1がバッテリ 1 2よりもその内部抵抗が小さい場合には、バッテリ 1 1に優先的に電力が入出力される。よってバッテリ 1 1の温度上昇分は、バッテリ 1 2の温度上昇分よりも大きくなる。

特に電力をバッテリに入出力するときの電流レートが高い場合（たとえば 1 0 C程度）、短時間でバッテリ 1 1の温度が予め定められた上限値に達する。この場合、バッテリ 1 1を保護するためにバッテリ 1 1の入出力電力が制限される。し力し、バッテリ 1 1 , 1 2.が昇圧コンバータ 1 5に並列に接続されているため、バッテリ 1 1 , 1 2の充放電を個別に制御できない。このためバツテリ 1 1の入出力電力を制限した場合には、バッテリ 1 1, 12の各々に入出力される電力の合計が小さくなる。

本実施の形態では、入出力制御部 96は、温度値 T l, T 2に基づいて、温度差 ΔΤの広がりを抑制するように入力目標値 Wi n、出力目標値 Wo u tを定める。これにより、バッテリ 1 1, 12ともに大きな電力を入出力することができる。すなわち本実施の形態によればバッテリの性能を十分に発揮させることができるので大容量の電源を得ることが可能になる。

以下、本実施の形態の入出力制御についてより詳細に説明する。

バッテリ 1 1の消費電力がバッテリ 1 2の消費電力よりも大きければバッテリ 1 1の温度上昇が促進される。これによりバッテリ 1 1の内部抵抗がより小さくなる。バッテリ 1 1, 12の消費電力の合計が一定値に保たれていた場合、バッテリ 1 1の内部抵抗がより小さくなることによってバッテリ 1 1に入出力される電力がより大きくなるとともに、バッテリ 1 2に入出力される電力がより小さくなる。よって、バッテリ 1 1， 1 2の温度差が拡大する。

本実施の形態では、温度差 ΔΤが所定値（たとえば 5°C) 以下に保たれるように、バッテリ 1 1， 12の電力の合計を制限する。これによりバッテリ 1 1, 1 2の温度上昇が抑制される。本実施の形態では、特に、温度が上昇しやすい（内部抵抗が小さい）バッテリ（たとえばバッテリ 1 1) の温度上昇が抑制されるので温度差 Δ Tが拡大するのを抑制することができる。 '

図 3は、 ECU 90が実行する処理を説明するフローチャートである。図 3および図 2を参照してハイブリッド制御部 92は、ァクセル開度、車速等に基づいて車両の要求パワーすなわちト一タルパワーを決定する（ステップ S 1) 。次に入出力制御部 96は、温度センサ 13, 14からそれぞれ温度値 T 1 , T2を取得し（ステップ S 2) 、温度差 ΔΤ (温度値 T l, T2の差の絶対値）を算出する（ステップ S 3) 。

ステップ S 4において、入出力制御部 96は、バッテリ 1 1, 12の放電時には温度値 T l， T2、温度差 ΔΤ、およびマップに基づいて、バッテリ 1 1の出力目標値（第 1の出力目標値）およびバッテリ 12の出力目標値（第 2の出力目標値）を決定する。同様にステップ S 4において、入出力制御部 96は、バッテリ 1 1, 1 2の充電時には温度値 T 1, Τ2、温度差 ΔΤ、およびマップに基づいて、バッテリ 1 1の入力目標値（第 1の入力目標値）およびバッテリ 12の入力目標値（第 2の入力目標値）を決定する。

図 4は、図 3のステップ S 4の処理において入出力制御部 96が参照するマツプを示す図である。このマップはたとえば入出力制御部 96の内部に記憶される。図 4を参照して、グラフの縦軸は、入力目標値および出力目標値（単位： k W) を示し、グラフの横軸はバッテリ温度（単位：。 C) を示す。実線 k l， k 2, k 3は、それぞれ温度差 Δ Tが 5 °C、 10 °C、 1 5 °Cのときのバッテリ温度と入出力電力の制限値との関係を示す。たとえば実線 k 1に示す関係に従って入出力電力の目標値が決定される場合、マップ上の領域は実線 k 1を境にして領域 RG 1と領域 RG 2とに分かれる。領域 RG1は、バッテリ 1 1， 12の温度差厶 T を所定値（たとえば 5°C) 以下に保つことができる領域を示す。領域 RG2は、バッテリ 1 1， 12の温度差 ΔΤを所定値（たとえば 5°C) 以下に保つことができない領域を示す。なお実線 k 2 (または実線 k 3) に示す関係に従って入出力電力の目標値が決定される場合にもマップ上の領域は実線 k 2 (または実線 k 3) を境にして領域 RG 1と領域 RG 2とに分かれる。

実線 k l, k 2, k 3のいずれも、バッテリ温度が高くなるにつれて入出力電力の目標値の温度変化率が小さくなることを示す。バッテリ温度が高くなると内部抵抗は低くなるので、入出力電力は増える傾向にある。よって、バッテリ温度も上がりやすい。バッテリ温度が高いほど入出力電力の目標値の変化を抑制することにより、バッテリ温度のさらなる上昇を抑制できる。

入出力制御部 96は温度 T 1および温度差 ΔΤに基づいて、温度差 ΔΤが 5°C 以下となるようにバッテリ 1 1の入力値（または出力値）を定める。たとえば入出力制御部 96は実線 k 1が示すバッテリ温度と入出力電力の目標値との関係から、温度 T 1に対応する入出力電力の目標値を算出する。そして、入出力制御部 96はその算出結果に適切な係数（たとえば 0. 9) を掛けた値をバッテリ 1 1 の第 1の入力目標値（または第 1の出力目標値）に決定する。

入出力制御部 96は、さらに、温度 T2、温度差 ΔΤ、およびマップに基づいて、第 1の入力目標値（または第 1の出力目標値）を算出した方法ど同様の方法によりバッテリ 1 2の第 2の入力目標値（または第 2の出力目標値）を決定する。入出力制御部 96は第 1および第 2の入力目標値（または第 1および第 2の出力目標値）を合計して入力目標値 W i n (または出力目標値 Wo u t) を算出する。

なお、本実施の形態では図 4に示すマップはバッテリ 1 1， 12に共通に用いられるが、バッテリ 1 1、 12にそれぞれ対応する 2つのマップが用いられてもよい。

図 3に戻り、ハイブリッド制御部 92は、車両の要求パワーおよび出力目標値 Wo u t (または入力目標値 W i n) に基づいて、ハイブリッド車両 100の走行を EV走行または HV走行のいずれにすべきかを判定する（ステップ S 5) 。たとえばハイブリッド制御部 92は、トータルパワーと出力目標値 Wo u t (または入力目標値 Wi n) との差に基づいてハイブリッド車両 100を EV走行させるか HV走行させるかを決定する。たとえばその差が所定範囲内であればハイブリッド制御部 92はハイブリッド車両 100を E V走行させ、そうでなければハイブリッド制御部 92は、ハイブリッド車両 100を HV走行させる。

ハイブリッド制御部 92は、 EV走行の場合には、インバータ 20— 1, 20 一 2および昇圧コンバータ 15を制御する（ステップ S 6) 。ハイブリッド制御部 92は、 HV走行の場合には、インバータ 20— 1, 20— 2および昇圧コンバータ 15を制御するだけでなく、エンジン制御部 98にエンジン 40の制御も行なわせる。（ステップ S 7) 。ステップ S 6， S 7の処理によって、バッテリ 1 1, 12の入力電力（または出力電力）が入力目標値 Wi n (または出力目標値 Wo u t) の範囲内となるように制御される。

(変形例）

図 5は、本実施の形態の電気機器の変形例を示す図である。図 5および図 1を参照して、ハイブリッド車両 10 OAは、電気機器 1に代えて電気機器 1 Aを備える点でハイブリッド車両 100と異なる。電気機器 1 Aは、昇圧コンバータ 1 5に接続されるノッテリ 16、および、バッテリ 16の温度を検出して温度値 T 3を ECU 90に出力する温度センサ 1 7をさらに備える点で電気機器 1と異なる。なお、図 5に示す ECU 90の構成は図 2に示す構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。よって、以下では図 2を適宜参照しながら変形例について説明する。

図 6は、図 5の ECU90が実行する処理を説明するフローチヤ一トである。図 6および図 2を参照して、ハイブリッド制御部 92は、ァクセル開度、車速等に基づいて車両の要求パワーを算出する（ステップ S 1) 。入出力制御部 96は、温度センサ 1 3, 14, 1 7から温度値丁 1， T 2, T 3をそれぞれ受ける（ステツプ S 2A) 。入出力制御部 96は、温度値 T l, T 2の差の絶対値である温度差 Δ T 1、温度値 T 2, T3の差の絶対値である温度差 Δ T 2、温度値 T 3 , T 1の差の絶対値である ΔΤ 3を算出する（ステップ S 3 A) 。

入出力制御部 96は、温度値 T 1 , T 2, T 3、温度差 Δ T 1 , Δ T 2, AT 3、および図 4に示すマップに基づいてバッテリ 1 1， 12， 16の各々の入力目標値（または出力目標値）を算出する。入出力制御部 96は、各バッテリの入力目標値（または出力目標値）を合計して入力目標値 Wi n (または出力目標値 Wo u t) を決定する（ステップ S 4A) 。なおステップ S 5以降の処理は図 3 のステップ S 5以降の処理と同様であるので以後の説明は繰返ざない。このようにバッテリの個数が 3つ、あるいは 3つより多くても本実施の形態によれば、複数のバッテリ間の温度差が広がらないように入出力電力を制御することができる。本実施の形態によれば、複数のバッテリに対して高い電流レート（たとえば 1 0 C) で電力を入出力する場合に、特定のバッテリだけ温度が大きく上昇するのを防ぐことができる。これにより、そのバッテリの入出力電力が制限される結果、複数のバッテリ全体の入出力電力が小さくなるのを防ぐことができる。よって本実施の形態によれば大容量の電源を搭載する電気機器を実現できる。

なお、正極線 PLおよび負極線 NLは、本発明における「電力線」を構成し、昇圧コンバータ 15およびインバータユニット 20は、本発明における「入出力 '部」を構成する。

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て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気機器であって、 '

各々が充放電可能な第 1および第 2の蓄電装置（1 1， 12) と、

前記第.1および第 2の蓄電装置（1 1， 1 2) が並列に接続される電力線（P L, NL) と、

前記電力線（PL, NL) に対して電力を入出力する入出力部（1 5, 20) と、

前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度を検出する第 1の温度検出部（13) と、前記第 2の蓄電装置（12) の温度を検出する第 2の温度検出部（14) と、前記第 1および第 2の温度検出部（13， 14) がそれぞれ検出した前記第 1 の蓄電装置（1 1) の温度および前記第 2の蓄電装置（12) の温度、ならびに、前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1, 12) の温度差に基づいて、前記電力の目標値を設定する目標値設定部（96) と、

前記電力の値が前記目標値となるように前記入出力部（15, 20) を制御する制御部（92) とを備える、電気機器。

2. 前記目標値設定部（96) は、前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1， 1 2) の温度差が所定の値以下で保たれるように、前記目標値を設定する、請求の範囲第 1項に記載の電気機器。

3. 前記目標値は、

前記第 1の蓄電装置（1 1) に入出力ざれる電力の第 1の目標値と、

前記第 2の蓄電装置（12) に入出力される電力の第 2の目標値とを含み、前記目標値設定部（96) は、前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1, 12) の温度差が前記所定の値以下となるように、前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度に対応する前記第 1の目標値と前記第 2の蓄電装置（12) の温度に対応する前記第 2の目標値とを規定したマップを予め記憶するとともに、前記マップと、検出された前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1, 1 2) の温度と、前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1， 12) の温度差とに基づいて、前記第 1および第 2の目標値を設定する、請求の範囲第 2項に記載の電気機器。

4. 前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度に対する前記第 1の目標値の変化率は、前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度が高くなるにつれて小さくなるように、前記マップに定められ、

前記第 2の蓄電装置（12) の温度に対する前記第 2の目標値の変化率は、前記第 2の蓄電装置（1 2) の温度が高くなるにつれて小さくなるように、前記マップに定められる、請求の範囲第 3項に記載の電気機器。

5. 車両に搭載され、各々が充放電可能な第 1および第 2の蓄電装置（1 1,

12) と、前記第 1および第 2の蓄 «；装置（1 1， 12) が並列に接続される電力線（PL, NL) と、前記電力線（PL, NL) に対して電力を入出力する入出力部（15， 20) とを備える電気機器の制御方法であって、

前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度と、前記第 2の蓄電装置（12) の温度とを検出するステップ（S 2) と、

検出された前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度および前記第 2の蓄電装置（ 1 2) の温度、ならびに前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1, 12) の温度差に基づいて、前記電力の目標値を設定するステップ（S4) と、

前記電力の値が前記目標値となるように前記入出力部（15, 20) を制御するステップ（S 6) とを備える、電気機器の制御方法。

6. 前記目標値を設定するステップ（S 4) は、前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1, 1 2) の温度差が所定の値以下で保たれるように、前記目標値を設定する、請求の範囲第 5項に記載の電気機器の制御方法。

7. 前記目標値は、

前記第 1の蓄電装置（1 1) に入出力される電力の第 1の目標値と、

前記第 2の蓄電装置（12) に入出力される電力の第 2の目標値とを含み、前記目標値を設定するステップ（S 4) は、前記第 1および第 2の蓄電装置 (1 1, 1 2) の温度差が前記所定の値以下となるように、前記第 1の蓄電装置

(1 1) の温度に対応する前記第 1の目標値と前記第 2の蓄電装置（1 2) の温度に対応する前記第 2の目標値とを規定したマップと、検出された前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1, 12) の温度と、前記第 1および第 2の蓄電装置（1 1， 12) の温度差とに基づいて、前記第 1および第 2の目標値を設定する、請求の範囲第 6項に記載の電気機器の制御方法。

8. 前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度に対する前記第 1の目標値の変化率は、前記第 1の蓄電装置（1 1) の温度が高くなるにつれて小さくなるように、前記マップに定められ、

前記第 2の蓄電装置（1 2) の温度に対する前記第 2の目標値の変化率は、前記第 2の蓄電装置（12) の温度が高くなるにつれて小さくなるように、前記マップに定められる、請求の範囲第 7項に記載の電気機器の制御方法。