WO2009013975A1

WO2009013975A1 - 電源システムおよびそれを備えた電動車両ならびに電源システムの制御方法

Info

Publication number: WO2009013975A1
Application number: PCT/JP2008/061942
Authority: WO
Inventors: Shinji Ichikawa; Takahide Iida
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha; Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-01-29
Also published as: EP2178189A1; US20100181829A1; EP3614524B1; US8659182B2; JP5118913B2; EP2178189A4; JP2009033785A; EP3614524A1

Abstract

通常動作時に、コンバータ（８−１，８−２）は、二次電池（６−１，６−２）の入出力電力を双方向に直流電圧変換するように構成される。二次電池（６−１，６−２）を充電する所定モードにおいて、コンバータ（８−１，８−２）の少なくとも一方は、スイッチング動作を行なうことなく、上アーム素子（Ｑ１Ｂ，Ｑ２Ｂ）をオンに固定することによって、スイッチング損失を発生することなく二次電池（６−１，６−２）を充電する。これにより、二次電池の充電時におけるコンバータでの電力損失を低減して、充電効率を向上することができる。

Description

明細書電源システムおよびそれを備えた電動車両ならびに電源システムの制御方法技術分野

この発明は、電源システムおよびそれを備えた電動車両ならびに電源システムの制御方法に関し、より特定的には、蓄電装置に蓄積された電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムにおける蓄電装置の充電制御に関する。背景技術

近年、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle ) や電気自動車（Electric Vehicle) などの走行駆動力源として電動機を搭載する電動車両において、加速性能や走行持続距離などの走行性能を高めるために、蓄電機構の大容量化が進んでいる。そして、蓄電機構を大容量化するための一手法として、複数個の蓄電装置を並列に配置する構成が提案されている。

たとえば、特開 2 0 0 3— 2 0 9 9 6 9号公報（特許文献 1 ) には、低電圧電池とコンバータとの組で構成される電源ステージを複数個備えて、車両駆動力を発生するモータの電源制御システムを構成することが開示されている。特に、特許文献 1では、これらの各電源ステージに対する個別の電流制限制御を行なうことにより、電池間での電池充電率を均衡させる制御構成が開示されている。また、特開 2 0 0 3— 1 3 4 6 0 6号公報（特許文献 2 ) には、単一の電池および昇降圧型コンバータの組合せによつて電動機ュニットを駆動制御する構成において、電池の故障時等には、昇降圧型コンバータ中のスィッチを定常的にオン状態として、電動機ユニットからの供給電力によって、補機への給電を確保することが開示されている。

ハイプリッド自動車や電気自動車などの電動車両では、車両運転時に回生制動時の電動機の発電電力を蓄電装置の充電電力として用いることにより、燃費を向上させる手法が一般的に用いられている。さらに近年では、運転停止後の駐車中に、電動車両を外部電源によって充電する構成が提案されている。このような、外部電源による充電は、夜間等に比較的長時間を要して実行されるため、充電時の効率が問題となることが懸念される。特に、コンバータを介して蓄電装置と電動機との間での電力変換を行なう電源システム構成では、外部電源による充電時にも、コンバータを介して各蓄電装置を充電する構成となるため、その際のコンバータ効率の向上が必要となる。特に、特許文献 1のように、複数個の蓄電装置およびコンバータが並列に配置される電源システムでは、複数個のコンバータでの損失によって、外部電源による充！;の効率が低下することを防止する必要がある。しかしながら、特許文献 1 および 2は、上記の様な電源システムにおいて、蓄電装置の充電時、とりわけ外部電源による長時間の充電時にコンバータをどのように制御すべきかについて言及してない。発明の開示

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、複数の蓄電装置およびコンバータの組が並列に配置された、電動車両に搭載される電源システムにおいて、蓄電装置の充電時におけるコンパ一タでの電力損失を低減して、充電効率を向上することである。

この発明による電源システムは、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムであって、充放電可能な複数の蓄電装置と、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続された複数のコンバータと、制御装置とを備える。各コンバータは、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電力線との間で双方向に電力変換を行なうように、複数の電力用半導体スィツチング素子を含んで構成される。そして、複数の電力用半導体スイッチング素子は、電力線と対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスィッチング素子を含む。制御装置は、各コンバータの各電力用半導体スイッチング素子のオンおよびオフを制御する。そして、制御装置は、電力線に供給された電力により複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの少なくとも一部の蓄電装置を充電対象に選択するとともに、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第 1のスィツチング素子をオンに固定する一方で、充電対象以外の残余の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第 1 のスィツチング素子をオフに固定することによって、複数の蓄電装置を充電する。上記電源システムによれば、所定モードにおいて、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータでは、スイッチング素子（第 1のスイッチング素子）をオンに固定して、オンオフ動作（スイッチング動作）によるスイッチング損失を発生させることなく、電力線上の電力を用いて複数の蓄電装置を充電することができる。このため、比較的長時間に亘る外部充電モード等に当該所定モードを適用することにより、コンバータでの電力損失を低減して蓄電装置の充電効率を上昇させることができる。

好ましくは、制御装置は、所定モードにおいて、複数の蓄電装置の各々を並列に充電対象に選択するとともに、各コンバータにおいて第 1のスィツチング素子をオンに固定する。

このような構成とすることにより、各コンバータでスィツチング損失を発生させることなく、各蓄電装置を並列に充電することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、所定モードにおいて、複数のコンバータのうちの少なくとも 1つによる、複数の電力用半導体スィツチング素子の少なくとも 1つのオンオフ制御によって、電力線の電圧を複数の蓄電装置の出力電圧のうちの最高電圧と同等に制御した後に、各コンバータにおいて第 1のスイッチング素子をオンに固定する。

このような構成とすることにより、各コンバータの第 1のスィツチング素子をターンオンして充電を開始する際に、電力線から各蓄電装置へ過大な突入電流が流入することを防止できる。

あるいは、さらに好ましくは、制御装置は、所定モードの開始時点において、複数の蓄電装置の間の充電レベル差が所定より大きいときには、充電レベル差が所定以下となるように複数の蓄電装置を充放電させるために複数のコンバータを制御する調整制御を実行した後に、各コンバータにおいて第 1のスイッチング素子をオンに固定する。

このような構成とすることにより、各コンバータの第 1のスィツチング素子をターンオンして充電を開始する際に、蓄電装置間で充電レべノ、レ差に起因する短絡電流が生じることを防止できる。

また好ましくは、電源システムは、複数のコンバータと複数の蓄電装置との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置をさらに備える。そして、制御装置は、所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択するとともに、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータにおいて第 1のスィツチング素子をオンに固定する一方で、充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する、第 1のスィツチング素子をオフに固定するとともに開閉装置を開放する。

このような構成とすることにより、複数の蓄電装置を充電対象に順次選択するとともにして、充電対象に選択された蓄電装置について、対応のコンバータでスイッチング損失を発生させることなく充電することができる。さらに、開閉装置をオフすることにより、充電対象に対応する第 1のスィツチング素子のターンォン時に、充電対象および非充電対象の蓄電装置間で短絡電流が発生することを物理的に防止できる。

この発明の他の局面による電源システムは、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムであって、充放電可能な複数の蓄電装置と、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続された複数のコンバータと、制御装置とを備える。各コンバータは、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電力線との間で双方向に電力変換を行なうように、複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成される。そして、複数の電力用半導体スィツチング素子は、電力線と対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子を含む。制御装置は、各コンバータの各電力用半導体スィッチング素子のオンおよびオフを制御する。そして、制御装置は、電力線に供給された電力により複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、対応の蓄電装置の充電電流を目標電流に制御するように複数の電力用半導体スィツチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、一部の蓄電装置以外の残余の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第丄のスィツチング素子をオンに固定することによって複数の蓄電装置を充電する。

上記電源システムでは、所定モードにおいて、複数のコンバータの一部のコンバータのみを、充電電流を制御するようにスイッチング動作させる一方で、残余のコンバータでは、スイッチング素子（第 1のスイッチング素子）をオンに固定して、スイッチング損失を発生させることなく、電力線上の電力を用いて複数の蓄電装置を並列に充電することができる。これにより、各コンバータを並列にスィツチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。この結果、比較的長時間に亘る外部充電モード等に当該所定モードを適用することにより、コンバータでの電力損失を低減して蓄電装置の充電効率を上昇させることができる。

好ましくは、制御装置は、複数の蓄電装置の間の充電レベルの差に従って、目標電流を設定する。

このような構成とすることにより、複数の蓄電装置間の充電レベル差を解消するように、複数の蓄電装置を均等かつ並列に充電することができる。

この発明のさらに他の局面による電源システムは、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムであって、充放電可能な複数の蓄電装置と、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続された複数のコンバータと、制御装置とを備える。各コンバータは、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電力線との間で双方向に電力変換を行なうように、複数の電力用半導体スイッチング素子を含んで構成される。そして、複数の電力用半導体スィツチング素子は、電力線と対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子を含む。制御装置は、各コンバータの各電力用半導体スイッチング素子のオンおよびオフを制御する。そして、制御装置は、電力線に供給された電力により複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択するとともに、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータにおいて、電力線の電圧を目標電圧に制御するように複数の電力用半導体スイッチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、充電対象以外の残余の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第 1のスィツチング素子をオフに固定することによって、複数の蓄電装置を充電する。

上記電源システムでは、所定モードにおいて、充電対象に選択された蓄電装置に対応する一部のコンバータのみをスィツチング動作させることによって、電力線上の電力を用いて複数の蓄電装置を充電する。このため、各コンバータを並列にスイッチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。この結果、比較的長時間に亘る外部充電モード等に当該所定モードを適用することにより、コンバータでの電力損失を低減して蓄電装置の充電効率を上昇させることができる。

好ましくは、制御装置は、目標電圧を、複数の蓄電装置の出力電圧のうちの最高電圧よりも高く設定する、

このような構成とすることにより、非充電対象の蓄電装置から充電対象の蓄電装置へ流れる電流の発生を防止することができる。

また好ましくは、電源システムは、複数のコンバータと複数の蓄電装置との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置をさらに備える。そして、制御装置は、所定モードにおいて、充電対象以外の蓄電装置に対応する各開閉装置を開放する。このような構成とすることにより、非充電対象の蓄電装置から充電対象の蓄電装置へ流れる電流の発生を物理的に防止することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、充電対象の蓄電装置が目標レベルまで充電されるのに応答して充電対象を切換える。そして、目標レベルは、各蓄電装置が满充電レベルまで充電される迄に複数回ずつ充電対象に選択されるように設定される。

このような構成とすることにより、複数の蓄電装置の全てが満充電レベルに達する前に所定モードが終了されたとしても、各蓄電装置間の充電レベルに大きな差が発生することを防止できる。

好ましくは、所定モードにおいて、電動車両の外部電源からの電力を源とする充電電力が電力線へ供給される。

このような構成とすることにより、外部電源からの電力によつて複数の蓄電装置を充電する際に、複数のコンバータにおける電力損失を低減することによって充電効率を向上できる。この発明による電動車両は、上記のいずれかの電源システムと、星形結線された第 1の多相巻線を固定子巻線として含む第 1の交流回転電機と、星形結線された第 2の多相巻線を固定子巻線として含む第 2の交流回転電機と、第 1および第 2のインバータと、コネクタ部と、第 1および第 2のインバータの電力用半導体スィツチング素子のオンおよびオフを制御するインバータ制御装置とを備える。第 1のインバータは、第 1の多相卷線に接続され、第 1の交流回転電機と電力線との間で電力変換を行なう。第 2のインバ一タは、第 2の多相巻線に接続され、第 2の交流回転電機と電力線との間で電力変換を行なう。コネクタ部は、所定モ一ドにおいて、第 1の多相卷線の第 1の中性点および第 2の多相巻線の第 2の中性点と、電動車両の外部の交流電源との間を電気的に接続するために設けられる。第 1および第 2の交流回転電機の少なくとも一方は、走行駆動力の発生に用いられる。そして、インバータ制御装置は、所定モードにおいて、コネクタ部を経由して第 1および第 2の中性点へ供給された交流電源からの交流電圧を、直流電圧に変換して電力線に出力するように、第 1および第 2のインバータの各々を制御する。

上記電動車両によれば、外部電源からの電力によって複数の蓄電装置を充電する際に、複数のコンバータにおける電力損失を低減することによって充電効率を向上できるととともに、走行駆動力発生に用いられる第 1および第 2交流回転電機およびそれらを制御するインバータを用いて、新たな機器を設けることなく、外部電源からの供給電力を複数の蓄電装置を充電する電力に変換できる。

この発明による電源システムの制御方法は、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムの制御方法であって、電源システムであって、充放電可能な複数の蓄電装置と、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続された複数のコンバータと、制御装置とを備える。各コンパ一タは、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電力線との間で双方向に電力変換を行なうように、複数の電力用半導体スィツチング素子を含んで構成される。そして、複数の電力用半導体スイッチング素子は、電力線と対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子を含む。制御装置は、各コンバータの各電力用半導体スィツチング素子のオンおよびオフを制御する。そして、制御方法は、電力線に供給された電力により複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの少なくとも一部の蓄電装置を充電対象に選択するステップと、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第 1のスイッチング素子をオンに固定する一方で、充電対象以外の残余の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第 1のスイッチング素子をオフに固定することによつて充電動作を行なうステップとを備える。

上記電源システムの制御方法によれば、所定モードにおいて、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータでは、スイッチング素子（第 1のスィッチング素子）をオンに固定して、オンオフ動作（スイッチング動作）によるスイツチング損失を発生させることなく、電力線上の電力を用いて複数の蓄電装置を充電することができる。このため、比較的長時間に亘る外部充電モード等に当該所定モードを適用することにより、コンバータでの電力損失を低減して蓄電装置の充電効率を上昇させることができる。

好ましくは、選択するステップは、所定モードにおいて、複数の蓄電装置の各々を並列に充電対象に選択する。そして、充電動作を実行するステップは、各コンバータにおいて第 1のスィツチング素子をオンに固定する。

このような制御構造とすることにより、各コンバータでスィツチング損失を発生させることなく、各蓄電装置を並列に充電することができる。

さらに好ましくは、制御方法は、充電動作に先立って、複数のコンバータのうちの少なくとも 1つによる、複数の電力用半導体スイッチング素子の少なくとも 1つのオンオフ制御によって、電力線の電圧を複数の蓄電装置の出力電圧のうちの最高電圧ど同等に制御するステップをさらに備える。

このような制御構造とすることにより、各コンバータの第 1のスイッチング素子をターンオンして充電を開始する際に、電力線から各蓄電装置へ過大な突入電流が流入することを防止できる。

あるいは、さらに好ましくは、制御方法は、充電動作に先立って、複数の蓄電装置の間の充電レベル差が所定より大きいときには、充電レベル差が所定以下となるように複数の蓄電装置を充放電させるために複数のコンバータを制御するステツプをさらに備える。このような制御構造とすることにより、各コンバータの第 1のスィツチング素子をターンオンして充電を開始する際に、蓄電装置間で充電レベル差に起因する短絡電流が生じることを防止できる。

また好ましくは、電源システムは、複数のコンバータと複数の蓄電装置との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置をさらに備える。そして、選択するステツプは、所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択し、かつ、充電動作を実行するステップは、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータにおいて第 1のスィツチング素子をオンに固定する一方で、充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する、第 1のスイッチング素子をオフに固定するとともに開閉装置を開放する。

このような制御構造とすることにより、複数の蓄電装置を充電対象に順次選択するとともにして、充電対象に選択された蓄電装置について、対応のコンバータでスイッチング損失を発生させることなく充電することができる。さらに、開閉装置をオフすることにより、充電対象に対応する第 1のスィツチング素子のターンオン時に、充電対象および非充電対象の蓄電装置間で短絡電流が発生することを物理的に防止できる。

この発明の他の局面による電源システムの制御方法は、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムの制御方法であつて、電源システムであって、充放電可能な複数の蓄電装置と、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続された複数のコンバータと、制御装置とを備える。各コンバータは、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電力線との間で双方向に電力変換を行なうように、複数の電力用半導体スィツチング素子を含んで構成される。そして、複数の電力用半導体スイッチング素子は、電力線と対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスィツチング素子を含む。制御装置は、各コンバータの各電力用半導体スィツチング素子のオンおよびオフを制御する。そして、制御方法は、電力線に供給された電力により複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、対応の蓄電装置の充電電流を目標電流に制御するように複数の電力用半導体スィツチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、一部の蓄電装置以外の残余の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、第 1のスイッチング素子をオンに固定することによって充電動作を行なうステップを備える。

上記電源システムの制御方法によれば、所定モードにおいて、所定モードにおいて、複数のコンバータの一部のコンバータのみを、充電電流を制御するようにスイッチング動作させる一方で、残余のコンバータでは、スイッチング素子（第

1のスィツチング素子）をオンに固定してスィツチング損失を発生させることなく、電力線上の電力を用いて複数の蓄電装置を並列に充電することができる。これにより、各コンバータを並列にスィツチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。この結果、比較的長時間に亘る外部充電モード等に当該所定モードを適用することにより、コンバータでの電力損失を低減して蓄電装置の充電効率を上昇させることができる。

好ましくは、制御方法は、複数の蓄電装置の間の充電レベルの差に従って、充電動作における目標電流を設定するステップをさらに備える。

このような制御構造とすることにより、複数の蓄電装置間の充電レベル差を解消するように、複数の蓄電装置を均等かつ並列に充電することができる。

この発明の他の局面による電源システムの制御方法は、電力線上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両に搭載される電源システムの制御方法であつて、電源システムであって、充放電可能な複数の蓄電装置と、電力線と複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続された複数の.コンバータと、制御装置とを備える。各コンバータは、複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と電力線との間で双方向に電力変換を行なうように、複数の電力用半導体スィツチング素子を含んで構成される。そして、複数の電力用半導体スイッチング素子は、電力線と対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスィツチング素子を含む。制御装置は、各コンバータの各電力用半導体スィツチング素子のオンおよびオフを制御する。そして、制御方法は、電力線に供給された電力により複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択するステップと、充電対象に選択された蓄電装置に対応するコンバータにおいて、電力線の電圧を目標電圧に制御するように複数の電力用半導体スィツチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、充電対象以外の残余の蓄電装置に対応するコンバータにおいて、少なくとも第 1のスイッチング素子をオフに固定することによって充電動作を実行するステップとを備える。

上記電源システムの制御方法によれば、所定モードにおいて、充電対象に選択された蓄電装置に対応する一部のコンバータのみをスィツチング動作させることによって、電力線上の電力を用いて複数の蓄電装置を充電する。このため、各コンバータを並列にスィツチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。この結果、比較的長時間に亘る外部充電モード等に当該所定モードを適用することにより、コンバ一タでの電力損失を低減して蓄電装置の充電効率を上昇させることができる。

好ましくは、充電動作を実行するステップにおいて、目標電圧は、複数の蓄電装置の出力電圧のうちの最高電圧よりも高く設定される。

このような制御構造とすることにより、非充電対象の蓄電装置から充電対象の蓄電装置へ流れる電流の発生を防止することができる。

また好ましくは、電源システムは、複数のコンバータと複数の蓄電装置との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置をさらに備える。そして、制御方法は、充電動作を実行するステップに先立って、残余の蓄電装置に対応する開閉装置を開放するステップをさらに備える。

このような制御構造とすることにより、非充電対象の蓄電装置から充電対象の蓄電装置へ流れる電流の発生を物理的に防止することができる。

さらに好ましくは、制御方法は、充電対象の蓄電装置が目標レベルまで充電されたことを検知するステップと、検知するステツプでの検知に応答して充電対象を入換えるステップとをさらに備える。そして、検知するステップにおいて、目標レベルは、各蓄電装置が満充電レベルまで充電される迄に複数回ずつ充電対象に選択されるように設定される。

このような制御構造とすることにより、複数の蓄電装置の全てが満充電レベルに達する前に所定モードが終了されたとしても、各蓄電装置間の充電レベルに大きな差が発生することを防止できる。

これにより、外部電源からの電力によって複数の蓄電装置を充電する際に、複数のコンバータにおける電力損失を低減することによって充電効率を向上できる。また好ましくは、電動車両は、星形結線された第 1の多相卷線を固定子巻線として含む第 1の交流回転電機と、星形結線された第 2の多相卷線を固定子巻線として含む第 2の交流回転電機と、第 1および第 2のインバータと、コネクタ部と、第 1および第 2のィンバータの電力用半導体スィツチング素子のオンおよびオフを制御するインバータ制御装置とをさらに備える。第 1のインバータは、第 1の多相卷線に接続され、第 1の交流回転電機と電力線との間で電力変換を行なう。第 2のインバータは、第 2の多相巻線に接続され、第 2の交流回転電機と電力線との間で電力変換を行なう。コネクタ部は、所定モードにおいて、第 1の多相卷線の第 1の中性点および第 2の多相卷線の第 2の中性点と、電動車両の外部の交流電源との間を電気的に接続するために設けられる。第 1および第 2の交流回転電機の少なくとも一方は、走行駆動力の発生に用いられる。そして、インバータ制御装置は、所定モードにおいて、コネクタ部を経由して第 1および第 2の中性点へ供給された交流電源からの交流電圧を、直流電圧に変換して電力線に出力するように、第 1および第 2のインバータの各々を制御する。

これにより、外部電源からの電力によって電源システムの複数の蓄電装置を充電する際に、複数のコンバータにおける電力損失を低減することによって充電効率を向上できるととともに、走行駆動力発生に用いられる第 1および第 2交流回転電機およびそれらを制御するインバータを用いて、新たな機器を設けることなく、外部電源からの供給電力を複数の蓄電装置を充電する電力に変換できる。したがって、本発明によれば、複数の蓄電装置およびコンバータの組が並列に配置された電源システムにおいて、蓄電装置の充電時におけるコンバータでの電力損失を低減して、充電効率を向上することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態による電源システムを搭載した電動車両の全体ブ口ック図である。図 2は、図 1 .に示された駆動力発生部の構成を詳細に示す回路図である。

図 3は、図 1に示した電源システムの構成を詳細に説明する回路図である。図 4は、コンバータ E C Uによる通常動作時のコンバータ制御を説明する機能ブロック図である。

図 5は、実施の形態 1による電源システムにおける効率充電モードでのコンパータ制御を説明する概念図である。

図 6は、実施の形態 1による電源システムにおける効率充電モードでのコンパータ制御を説明する機能ブロック図である。

図 7は、実施の形態 1による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチャートである。

図 8は、実施の形態 1の変形例による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する概念図である。図 9は、実施の形態 1の変形例による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチャートである。

図 1 0は、実施の形態 2による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する概念図である。

図 1 1は、実施の形態 2による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する機能ブロック図である。

図 1 2は、実施の形態 2による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチャートである。

図 1 3は、実施の形態 3による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する概念図である。

図 1 4は、実施の形態 3による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する機能ブロック図である。

図 1 5は、実施の形態 3による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチヤ一トである。

図 1 6は、実施の形態 3の変形例による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する概念図である。

図 1 7は、実施の形態 3の変形例による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する機能プロック図である。

図 1 8は、.実施の形態 3の変形例による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチャートである。

図 1 9は、電源システムの構成の変形例を示すプロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中における同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

(実施の形態 1 )

(電源システムの全体構成）

図 1は、本発明の実施の形態による電源システムを搭載した電動車両 1 0 0の全体ブロック図である。

図 1を参照して、電動車両 1 0 0は、電源システム 1 0 1と、駆動力発生部 1 0 3とを備える。駆動力発生部 1◦ 3は、インバータ 3 0— 1， 3 0— 2と、モータジェネレータ 3 4— 1 , 3 4— 2と、動力伝達機構 3 6と、駆動 E C U (Electronic Control Unit) 3 2とを含む。

インバータ 3 0— 1 , 3 0— 2は、主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lに並列接続される。そして、インバータ 3 0— 1 , 3 0— 2は、電源システム 1 0 1 から供給される駆動電力（直流電力）を交流電力に変換してそれぞれモータジュネレータ 3 4— 1， 3 4— 2へ出力する。また、インバータ 3 0— 1， 3 0— 2 は、それぞれモータジェネレータ 3 4— 1 , 3 4— 2が発電する交流電力を直流電力に変換して回生電力として電源システム 1 0 1へ出力する。

後述するように、各ィンバータ 3 0 _ 1， 3 0— 2は、一般的な三相ィンバータにより構成され、それぞれ駆動 E C U 3 2からの駆動信号 P WM 1 , P WM 2 に応じてスィッチング動作を行なうことにより、対応のモータジェネレータを駆動する。

モータジェネレータ 3 4— 1， 3 4— 2は、それぞれインバータ 3 0— 1 , 3 0— 2から供給される交流電力を受けて回転駆動力を発生する。また、モータジエネレータ 34— 1, 34— 2は、外部からの回転力を受けて交流電力を発生する。モータジェネレータ 34— 1, 34— 2は、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える三相交流回転電機から成る。そして、モータジェネレータ 34 一 1， 34— 2は、動力伝達機構 36と連結され、動力伝達機構 36にさらに連結される駆動軸 38を介して回転駆動力が車輪（図示せず）へ伝達される。

なお、電動車両 100がハイプリッド車両の場合には、モータジェネレータ 3 4— 1， 34— 2は、動力伝達機構 36または駆動軸 38を介してエンジン（図示せず）にも連結される。そして、駆動 ECU32によって、エンジンの発生する駆動力とモータジェネレータ 34— 1, 34— 2の発生する駆動力とが最適な比率となるように制御が実行される。なお、モータジェネレータ 34_ 1, 34 一 2のいずれか一方を専ら電動機として機能させ、他方のモータジェネレータを専ら発電機として機能させてもよい。

駆動 ECU32は、図示されない各センサの検出信号、走行状況およびァクセル開度などに基づいて、モータジェネレータ 34— 1， 34— 2のトルク目標値 TR 1 , TR 2および回転数目標値 MRN 1， MRN2を算出する。一般的に、モータジェネレータ 34— 1, 34— 2が走行駆動力を発生するカ行動作時には、トルク目標値 TR 1， TR 2は正値に設定され、回生制動時には、トルク目標値 TR 1 , TR 2は負値に設定される。

そして、駆動 ECU 32は、モータジェネレータ 34— 1の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値 TR 1および回転数目標 ί直 MRN 1となるように駆動信号 PWM 1を生成してィンバータ 30— 1を制御し、モータジェネレータ 34一 2の発生トルクおよび回転数がそれぞれトルク目標値 TR 2および回転数目標 fltMRN2となるように駆動信号 PWM 2を生成してインバ一タ 30— 2を制御する。また、駆動 ECU32は、算出したトルク目標値 TR 1， TR 2および回転数目標値 MRN 1， MRN2を電源システム 101のコンバータ ECU 2

(後述）へ出力する。

このように、電動車両 100は、電源システム 101からの主正母線 MPしおよび主負母線 MNL間の直流電力を用いて、モータジェネレータ 34— 1および 34— 2の少なくとも一方によって、走行駆動力を発生可能に構成されている。一方、電源システム 101は、蓄電装置 6— 1， 6— 2と、コンバータ 8— 1， 8— 2と、平滑コンデンサ C 1と、コンバータ ECU 2と、電流センサ 10— 1， 10 _ 2と、電圧センサ 1 2 _ 1， 12-2, 18とを含む。

蓄電装置 6— 1， 6— 2は、代表的には、ニッケル水素二次電池あるいはリチゥムイオン二次電池等の二次電池によって構成されるので、以下では、蓄電装置 6— 1, 6— 2について、単に二次電池あるいはバッテリとも称する。ただし、電気二重層キャパシタ等の二次電池以外の蓄電装置を、二次電池 6— 1， 6-2 に代えて適用可能である点について、確認的に記載する。

二次電池 6— 1は、正極線 PL 1および負極線 NL 1を介してコンバータ 8— 1に接続され、二次電池 6— 2は、正極線 P L 2および負極線 NL 2を介してコンバータ 8— 2に接続される。

コンバータ 8— 1は、二次電池 6— 1と主正母線 M P Lおよび主負母線 MN L との間に設けられ、コンバータ ECU 2からの駆動信号 PWC 1に基づいて、二次電池 6— 1と主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lとの間で電圧変換を行なう。コンバータ 8— 2は、二次電池 6— 2と主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLとの間に設けられ、コンバータ ECU 2からの駆動信号 PWC 2に基づいて、二次電池 6— 2と主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lとの間で電圧変換を行なう。平滑コンデンサ C 1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 MP Lおよび主負母線 MNLに含まれる電力変動成分を低減する。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 Vhを検出し、その検出値をコンバータ ECU 2へ出力する。

電流センサ 10— 1, 10— 2は、二次電池 6 _ 1に対して入出力される電流 I b 1および二次電池 6— 2に対して入出力される電流 I b 2をそれぞれ検出し、対応め検出値をコンバータ ECU 2および電池 ECU 4へ出力する。なお、電流センサ 10— 1, 10— 2は、対応の二次電池から出力される電流（放電電流）を正値として検出し、対応の二次電池に入力される電流（充電電流）を負値として検出する。

なお、この図 1では、電流センサ 10— 1, 10— 2がそれぞれ正極線 PL 1, P L 2の電流を検出する場合が示されているが、電流センサ 10— 1， 10—2 は、それぞれ負極線 NL 1, NL 2の電流を検出してもよい。電圧センサ 12— 1， 12— 2は、二次電池 6— 1の電圧 Vb 1および二次電池 6— 2の電圧 Vb 2をそれぞれ検出し、対応の検出値をコンバータ E CU 2および電池 E CU 4へ出力する。なお、コンバータ ECU 2および電池 ECU4の動作について、後程詳細に説明する。

図 2は、図 1に示された駆動力発生部 103の構成を詳細に示す回路図である。図 2を参照して、インバータ 30— 1は、電力用半導体スイッチング素子 Q 1 1〜Q16および逆並列ダイオード D 1 1〜D 16からなる一般的な三相インバータである。電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「半導体スイッチング素子」と称する）としては、 I GBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) が代表的に適用されるが、電力用 M〇S (Metal Oxide Semiconductor) 等のパワースイッチング素子を適用することも可能である。同様に、インバータ 30— 2は、スィツチング素子 Q 21〜Q 26および逆並列ダイォード D 21〜D 26 からなる通常の三相インバータである。

インバ一タ 30— 1の U、 V、 W相はモータジェネレータ 34_ 1の U相コィル卷線 U 1、 V相コィル巻線 V 1および W相コィル卷線 W 1とそれぞれ接続されている。同様に、インバータ 30— 2の U、 V、 W相は、モータジェネレータ 3 4— 2の U相コイル卷線 U 2、 V相コイル卷線 V 2および W相コイル卷線 W2とそれぞれ接続されている。

電動車両 100は、さらに、モータジェネレータ 34— 1の中性点 NP 1およびモータジェネレータ 34— 2の中性点 NP 2を、外部電源 90と接続するためのコネクタ 50と、コンデンサ C 2とを備える。すなわち、電動車両 100は、コネクタ 92によってコネクタ 50に接続される外部電源 90 (代表的には商用電源）から入力された交流電源を、中性点 NP 1, NP 2間に供給できるように構成されている。コンデンサ C 2は、コネクタ 50およびコネクタ 92が接続されたときに、外部電源 90から供給される交流電圧の高周波成分を除去するために配置される。

したがって、電動車両 100の停車中に、コネクタ 50およびコネクタ 92を接続することによって、外部電源 90を中性点 NP 1および NP 2と電気的に接続することができる。この場合には、モータジェネレータ 34— 1， 34— 2のリアクトル成分（コイル巻線）と、インバータ 30— 1， 30— 2とによって、外部電源 90からの交流電圧を直流電圧に変換する電力変換器が構成される。そして、変換された直流電圧が、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLの間に出力されて、蓄電装置 6— 1, 6— 2の充電に用いられる。

あるいは、上述のような中性点充電方式ではなく、インバータ 30— 1， 30 一 2を介することなく、外部電源 90#からの交流電圧を直流電圧に変換する外部充電用の電力変換器 9.5を別途備える構成としてもよい。その場合には、コネクタ 50#ぉよびコネクタ 92 #の接続により、電動車両 100と接続された外部電源 90井からの交流電圧が、コンデンサ C 2 #により高周波成分を除去された後、電力変換器 95によって直流電圧に変換される。そして、電力変換器 95 から主正母線 MP Lおよび主負母線 MNL間に出力された直流電圧が、蓄電装置 6— 1， 6— 2の充電に用いられる。

このように、本実施の形態による電動車両 100は、車両走行中の回生制動発電による蓄電装置 6— 1， 6— 2の充電に加えて、外部電源 90， 90#からの供給電力によって、蓄電装置 6_ 1， 6— 2を充電することができる。以下では、このような外部電源 90, 90 #によって蓄電装置 6_ 1, 6— 2を充電する動作モードを、「外部充電モード」と称することとする。一般的に、外部充電モードは、車両駐車時に比較的長時間（たとえば夜間）に渡り実行される。

再び図 1を参照して、電源システム 101の動作について説明する。

電池 ECU 4は、電圧センサ 12— 1， 12— 2および電流センサ 10— 1, 10— 2からの各検出値に基づいて、二次電池 6— 1、 6— 2の充電レベルを推定する。代表的には、充電レベルを示す状態量として、 S OC (State of Charge) が推定される。ここでは、 SOCは、満充電レベルを示す 100 (%) 〜完放電レベルを示す 0 (%) の間の値を示す。

たとえば、電池 ECU4は、電流検出値の積算や、電流検出値および電圧検出値から推定される開放電圧（OCV : 0pen Circuit Voltage) 、あるいはこれらの組合わせに基づいて、二次電池 6— 1、 6— 2の状態量 SOC 1, SOC2を推定して、その推定値をコンバータ ECU2へ出力する。なお、図示しない温度センサによる、二次電池 6— 1, 6— 2の温度検出値をさらに用いて、 SOC推定を行なう構成としてもよレ、。 ,.

コンバータ ECU 2は、電流センサ 10— 1， 10— 2および電圧センサ 1 2 — 1, 1 2— 2, 18からの各検出値、電池 ECU4からの状態量 SOC 1， S OC 2、ならびに駆動 ECU 32からのトルク目標値 TR 1 , TR 2および回転数目標値 MRN 1, MR N 2に基づいて、コンバータ 8— 1, 8— 2をそれぞれ駆動するための駆動信号 PWC 1 , PWC2を生成する。そして、コンバータ E CU2は、その生成した駆動信号 PWC 1， PWC 2をそれぞれコンバータ 8— 1 , 8— 2へ出力し、コンバータ 8— 1， 8— 2を制卸する。

次に、図 3を用いて図 1に示した電源システム 101の構成を詳細に説明する。図 3は、図 1に示した本発明の実施の形態による電源システム 101の構成を詳細に説明する回路図である。

図 3を参照して、コンバータ 8— 1は、チヨッパ回路 40— 1と、正母線 LN 1 Aと、負母線 LN 1 Cと、配線 LN 1 Bと、平滑コンデンサ C 01とを含む。チヨッパ回路 40— 1は、スイッチング素子 Q 1A, Q 1 Bと、ダイオード D 1 A, D 1 Bと、インダクタ L 1とを含む。

正母線 LN1Aは、一方端がスイッチング素子 Q 1 Bのコレクタに接続され、他方端が主正母線 MP Lに接続される。また、負母線 LN1 Cは、一方端が負極線 NL 1に接続され、他方端が主負母線 MNLに接続される。

スイッチング素子 Q 1A， Q 1 Bは、負母線 LN 1 Cと正母線 LN 1 Aとの間に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子 Q 1 Aのェミッタが負母線 LN 1 Cに接続され、スィツチング素子 Q 1 Bのコレクタが正母線 LN 1 Aに接続される。ダイオード D 1A， D I Bは、それぞれスイッチング素子 Q 1 A, Q 1 Bに逆並列に接続される。インダクタ L 1は、スイッチング素子 Q l Aとスィツチング素子 Q 1 Bとの接続点に接続される。

配線 LN 1 Bは、一方端が正極線 PL 1に接続され、他方端がインダクタ L 1 に接続される。平滑コンデンサ C 1は、配線 LN 1 Bと負母線 LN 1 Cとの間に接続され、配線 LN 1 Bおよび負母線 LN 1 C間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。そして、チヨッパ回路 40— 1は、コンバータ ECU 2 (図 1) からの駆動信号 PWC 1に応じて動作する。チヨツバ回路 40— 1は、基本的には、二次電池 6— 1の放電時には、正極線 P L 1および負極線 NL 1から受ける直流電力（駆動電力）を昇圧し、二次電池 6— 1の充電時には、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLから受ける直流電力（回生電力）を降圧するように動作する。

コンバータ 8— 2は、チヨッパ回路 40— 2と、正母線 LN 2 Aと、負母線 L N2Cと、配線 LN2Bと、平滑コンデンサ C 02とを含む。チヨッパ回路 40 _2は、スイッチング素子 Q 2 A， Q2Bと、ダイオード D 2 A, D 2Bと、ィンダクタ L 2とを含む。コンバータ 8— 2の構成および動作は、コンバータ 8— 1と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

さらに、二次電池 6— 1およびコンバータ 8— 1の間には、正極線 PL 1および負極線 NL 1に介挿接続される、「開閉装置」としてのリレー 7_ 1が配置される。同様に、二次電池 6— 2およびコンバータ 8— 2の間には、正極線 PL 2 および負極線 NL 2に介揷接続される、「開閉装置」としてのリレー 7— 2が配置される。

また、コンバータ 8— 1の入力側には、補機あるいは ECU等で構成される負荷 1 30の駆動に用いられる補機バッテリ 120を充電するための DCZDCコンバータ 1 10が接続される。 DC/DCコンバータ 1 10は、複数個設けられたコンバータ 8— 1， 8— 2のうちの 1つに接続される構成が一般的である。チヨッパ回路 40— 1は、コンバータ ECU 2 (図 1) からの駆動信号 PWC 1に応じて、二次電池 6— 1と、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。駆動信号 PWC 1は、下アーム素子であるスィツチング素子 Q 1 Aのオン/オフを制御する駆動信号 PWC 1 Aと、上アーム素子であるスィツチング素子 Q 1 Bのオン Zオフを制御する駆動信号 PWC 1 Bとを含む。そして、一定のスイッチング周期（オン期間およびオフ期間の和）内でのスィツチング素子 Q 1 Aおよび/または Q 1 Bのデューティ比（オン/オフ期間比率）力コンバータ ECU 2により制御される。

昇圧動作時において、コンバータ ECU 2は、基本的な動作としては、上ァーム素子 Q 1 B (Q2B) をオフ状態に維持し、かつ、下アーム素子 Q l A (Q 2 A) をオンオフさせて、そのデューティ比を制御する。これにより、たとえばコンバータ 8— 1では、下アーム素子 Q 1 Aのオン期間においては、二次電池 6— 1力、ら配線 LN 1 B、インダクタ L l、ダイオード D 1 B、および正母線 LN 1 Aを順に介して、放電電流が主正母線 MP Lへ流れる。同時に、二次電池 6— 1 から配線 LN 1 B、インダクタ L l、下アーム素子 Q 1A、および負母線 LN 1 Cを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタ L 1は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。そして、下アーム素子 Q 1 Aがオン状態からオフ状態に遷移すると、ィンダクタ L 1は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、コンバータ 8— 1から主正母線 MPLおよび主負母線 MNL へ供給される直流電力の平均電圧は、デューティ比に従ってィンダクタ L 1に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。なお、昇圧動作時について、下アーム素子（Q 1A， Q 2 A) のオフ期間に、上アーム素子（Q 1 B， Q2 B) をオン状態として、上アーム素子および下アーム素子が相補的かつ交互にオンオフするように、各コンバータ 8— 1, 8— 2を制御することも可能である。 .

一方、降圧動作時において、コンバータ ECU2は、基本的な動作としては、下アーム素子 Q l A (Q 2 A) をオフ状態に維持し、かつ、上アーム素子 .Q 1 B

(Q2B) をオンオフさせて、そのデューティ比を制御する。これにより、たとえばコンバータ 8— 1では、上アーム素子 Q 1 Bのオン期間においては、主正母線 MP Lから正母線 LN 1 A、上アーム素子 Q 1 B、インダクタ L 1、および配線 LN 1 Bを順に介して、充電電流が二次電池 6— 1へ流れる。そして、上ァーム素子 Q 1 Bがオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタ L 1が電流変化を妨げるように磁束を発生するので、充電電流は、ダイォード D 1 A、ィンダクタ L l、および配線 LN 1 Bを順に介して流れ続ける。一方で、電気エネルギー的にみると、主正母線 M P Lおよび主負母線 MN Lから直流電力が供給されるのは上アーム素子 Q 1 Bのオン期間だけであるので、充電電流が一定に保たれるとすると（インダクタ L 1のインダクタンスが十分に大きいとすると）、コンパ一タ 8— 1から二次電池 6— 1へ供給される直流電力の平均電圧は、主正母線 MP

Lおよび主負母線 MN L間の直流電圧をデューティ比に従って降圧した値となる。なお、降圧動作時についても、上アーム素子（Q 1 B， Q 2 B) のオフ期間に、下アーム素子（Q 1 A, Q 2 A) をオン状態として、上アーム素子および下ァーム素子が相補的かつ交互にオンオフするように、各コンバータ 8— 1, 8— 2を- 制御することも可能である。

同様に、コンバータ 8— 2も、コンバータ ECU 2 (図 1) からの駆動信号 P WC 2に応じて、二次電池 6— 2と、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。駆動信号 PWC 2は、下アーム素子であるスィツチング素子 Q 2 Aのオン/オフを制御する駆動信号 PWC 2 Aと、上ァーム素子であるスィツチング素子 Q 2 Bのオンオフを制御する駆動信号 PWC 2 Bとを含む。そして、一定のスイッチング周期内でのスイッチング素子 Q 2 Aおよびノまたは Q 2 Bのデューティ比が、コンバータ ECU 2により制御される。周知のように、昇降圧型のチヨッパ回路 40— 1 , 40— 2では、昇圧動作時の下アーム素子 Q 1A, Q 2 Aのオン期間比が高くなるほど、昇圧動作が強調されて、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNL間の直流電圧 Vhが高くなる。また、降圧動作時には、上アーム素子 Q 1 B, Q 2 Bのオン期間比が低くなるほど（逆に言うとオフ期間比が高くなるほど）、電圧比 Vh/Vb l (または Vh/Vb 2) の高い電圧変換が行なわれる。

図 1〜3の構成において、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNLは本発明における「電力線」に対応する。また、コンバータ 8— 1， 8— 2を構成するスイツチング素子 Q 1 A， Q 1 B, Q 2 A, Q 2 Bは本発明での「複数のスイッチング素子」に対応し、そのうちの上アーム素子 Q 1 B， Q 2 Bが本発明での「第 1のスイッチング素子」に対応する。さらに、リレー 7— 1 , 7— 2は本発明での

「開閉装置」に対応する。

また、コンバータ ECU 2は本発明での「制御装置」に対応し、駆動 ECU 3 2は本発明での「インバータ制御装置」に対応する。さらに、インバータ 30— 1， 30— 2は本発明での「第 1のインバータ」および「第 2のインバータ」に対応し、モータジェネレータ 34— 1， 34— 2は本発明での「第 1の交流回転電機」および「第 2の交流回転電機」に対応する。

次に、図 4を用いて、コンバータ ECU 2によるコンバータ 8— 1 , 8— 2 (チヨッパ回路 40— 1, 40— 2) の制御について説明する。

図 4は、コンバータ E CU 2による通常動作時のコンバータ制御を説明する機能プロック図である。

図 4を参照して、コンバータ ECU 2は、目標値設定部 70と、電圧制御部 7 2— 1.と、電流制御部 72— 2とを含む。

目標値設定部 70は、駆動 ECU 32からのトルク目標値 TR 1 , TR 2および回転数目標値 MRN 1， MRN2、ならびに電池 E CU 4からの S O C 1 , S OC 2に基づいて、主正母線 MP Lおよび主負母線 MNL間の電圧 Vhの目標値を示す目標電圧 V Rおよび二次電池 6— 2の充放電電流の目標値を示す目標電流 I Rを生成する。

電圧制御部 72— 1は、減算部 74— 1, 78— 1と、 P I制御部 76— 1と、変調部 80— 1とを含む。減算部 74_ 1は、目標電圧 VRから電圧 Vhを減算し、その演算結果を P I制御部 76— 1へ出力する。 P I制御部 76 _ 1は、目標電圧 VRと電圧 Vhとの偏差を入力として比例積分演算を行ない、その演算結果を減算部 78— 1へ出力する。

演算部 78— 1は、電圧 Vb 1/目標電圧 VRで示されるコンバータ 8— 1の理論昇圧比の逆数から P I制御部 76— 1の出力を減算し、その演算結果をデュ一ティ指令 T o n 1として変調部 80— 1へ出力する。変調部 80— 1は、デュ一ティ指令 To n 1と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいて駆動信号 PWC 1を生成し、その生成した駆動信号 PWC 1をコンバータ 8— 1へ出力する。

電流制御部 72— 2は、減算部 74— 2， 78— 2と、 P I制御部 76— 2と、変調部 80-2とを含む。減算部 74— 2は、目標電流 I Rから電流 I b 2を減算し、その演算結果を P I制御部 76— 2へ出力する。 P I制御部 76— 2は、目標電流 I Rと電流 I b 2との偏差を入カとして比例積分演算を行なぃ、その演算結果を減算部 78— 2へ出力する。

演算部 78— 2は、電圧 Vb 2/目標電圧 VRで示されるコンバータ 8— 2の理論昇圧比の逆数から P I制御部 76— 2の出力を減算し、その演算結果をデュ一ティ指令 T o n 2として変調部 80_ 2へ出力する。変調部 80— 2は、デュ一ティ指令 T o n 2と図示されない発振部により生成される搬送波（キャリア波）とに基づいて駆動信号 PWC 2を生成し、その生成した駆動信号 PWC 2をコンバータ 8— 2へ出力する。

電圧制御部 72— 1は、目標電圧 VRに対して直流電圧 Vhが低い場合、および理論昇圧比の逆数（Vb l/VR) が低下した場合には、下アーム素子 Q l A のオン期間比が上昇（または、上アーム素子 Q 1 Bのオフ期間比が上昇）するように、駆動信号 PWC 1を生成する。

一方、電流制御部 72— 2は、二次電池 6— 2からの出力電流 I b 2が目標電流 I Rよりも低いとき、および理論昇圧比の逆数（Vb 2/VR) が上昇した場合には、下アーム素子 Q 2 Aのオン期間比が上昇するように駆動信号 PWC 2を生成する。

なお、電流制御部 72— 2は、二次電池 6— 2の充電時、すなわち目標電流 I Rが負値（ I R< 0) に設定される場合には、目標電流 I Rよりも電流 I b 2 ( I b 2 < 0) が低いときに（ | I R | く I I b 2 | 、すなわち充電電流過大時）、上アーム素子 Q 2 Bのオン期間比が低下するように駆動信号 PWC 2を生成する。反対に、充電電流不足時（I R< I b 2、すなわち I I R I〉 I I b 2 Iのとき）には、上アーム素子 Q 2 Bのオン期間比が上昇するように駆動信号 P WC 2が生成される。

目標値設定部 70は、モータジェネレータ 34— 1および/または 34— 2のカ行動作時および回生制動時においては、モータジェネレータ 34— 1， 34— 2のトルク目標値 TR 1， TR 2および回転数目標値 MRN 1， MR N 2に応じて、直流電圧 Vhが適切なレベルとなるように目標電圧 VRを設定する。さらに、目標値設定部 70は、二次電池 6— 1 , 6-2間の充電レベル（ S O C ) が均衡するように考慮して、目標電流 I Rを設定する。

電源システム 101は、通常動作時には、上アーム素子 Q 1 Bおよびまたは

Q 2 Bならびに下アーム素子 Q 1 Aおよび/または Q 2 Aのスィツチング（オンオフ）動作による、コンバータ 8— 1の電圧制御およびコンバータ 8— · 2の電流制御によって、直流電圧 Vhおよび二次電池 6— 1 , 6— 2の充放電バランスを制御する。これにより、カ行動作時には、二次電池 6— 1， 6— 2から放電された電力を、駆動力発生部 1 0 3の入力電圧としての電圧 V hに変換して、主正母線 M Pしおよび主負母線 MN L間に出力するように電力変換動作が実行される。一方、電源システム 1 0 1は、回生制動動作時および外部充電モード時には、主正母線 M P Lおよび主負母線 MN L上の充電電力により、二次電池 6— 1 , 6 - 2を充電するように電力変換動作を実行する。

ただし、コンバータ 8— 1， 8— 2の双方で、上アーム素子および Zまたは下アーム素子のスイッチング動作を実行すると、コンバータ 8— 1 , 8— 2の両方でスイッチング損失が発生してしまう。このため、外部充電モードのような長時間の充電を行なう場合には、コンバータ 8— 1 , 8— 2でのスイッチング損失により、効率が低下することが懸念される。

したがって、以下では、外部充電モードのような長時間の継続的な充電に適した、コンバータ 8— 1 , 8— 2の「効率充電モード」による制御動作について説明する。効率充電モードは、本発明における「所定モード」に対応する。

なお、以下に説明する効率充電モードは、基本的には外部充電モードにおいて適用されるものとするが、長時間の緩やかな降坂走行時等、走行中に所定の条件が成立した場合に、この効率充電モードを適用する構成としてもよい。

(コンバータの効率充電モード）

図 5は、本発明の実施の形態 1による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する概念図である。

図 5を参照して、実施の形態 1による電源システムでは、効率充電モードにおいて、複数の二次電池 6 _ 1， 6— 2のうちの一方（一部）が充電対象に選択され、充電対象以外の二次電池については、非充電対象とされる。

そして、充電対象の二次電池（蓄電装置）に対応するコンバータ（充電コンパ —タ）は、図 4で説明した電圧制御の実行を通じて、主正母線 M P Lおよび主負母線 MN L間の充電電力により、対応の二次電池（蓄電装置）を充電する。一方、非充電対象の二次電池（蓄電装置）に対応するコンバータ（非充電コンバータ）では、上下アーム素子の両方をオフに固定するゲートオフが実行される。

図 5の例示では、二次電池 6— 1が充電対象に選択され、対応するコンバータ 8- 1 (充電コンバータ）は、直流電圧 Vhを目標電圧 VRに制御するための電圧制御を実行する。そして、上アーム素子 Q 1 Bのオン期間において、二次電池 6— 1が充電される。一方、非充電対象である二次電池 6— 2に対応するコンパータ 8— 2 (非充電コンバータ）では、上アーム素子 Q 2 Bおよび下アーム素子 Q 2 Aが共にオフに固定される。

後述するが、実施の形態 1による電源システムでは、充電対象に選択された二次電池（蓄電装置）が目標レベルまで充電されると充電対象が切換えられる。そして、新たな充電対象に選択された二次電池（蓄電装置）に対応するコンバータ力新たに充電コンバータとなって、同様に電圧制御を通じた充電を行なう。すなわち、 2個の二次電池 6— 1， 6— 2を備えた電源システムでは、二次電池 6 — 1 , 6— 2が交互に充電対象に選択されることとなる。

図 6は、実施の形態 1による電源システムにおける効率充電モードでのコンパータ制御を説明する機能プロック図である。

図 6を参照して、充電制御部 2 1 0は、効率充電モードを指示するモード信号 ECHおよび二次電池 6— 1， 6— 2の状態量 SOC l， SOC 2を受けて、充電対象を選択するための制御信号 CT 1， CT 2を生成する。制御信号 CT 1は、二次電池 6— 1が充電対象であるときにオンされ、非充電対象であるときにオフされる。同様に、制御信号 CT 2は、二次電池 6 _ 2が充電対象であるときにォンされ、非充電対象であるときにオフされる。

コンバータ 8— 1の充電を制御するための制御部 220は、電圧制御部 72— 1 (図 4) と同様に構成された電圧制御部 2 22と、スイッチング素子 Q 1 A, Q 1 Bをオフ固定とするためのゲートオフ指令部 224とを含む。同様に、コンバ一タ 8— 2を制御するための制御部 230は、電圧制御部 7 2— 1 (図 4) と同様に構成された電圧制御部 232と、スイッチング素子 Q 2 A, Q 2 Bをオフ固定とするためのゲートオフ指令部 234とを含む。

効率充電モードにおいて、目標値設定部 70は、電圧制御の目標電圧 VRを、二次電池 6— 1， 6— 2の電圧 Vb l， Vb 2の最大値よりも高い電圧に設定する。すなわち、 VR=Ma x (Vb 1 , V b 2) + a (α :マージン値）に設定する。これにより、目標電圧 VRは、電圧 V b 1， Vb 2のいずれよりも高く設定されるので、非充電コンバータの上アーム素子（オフ固定）に接続された逆並列ダイオード（018または028) を介して、二次電池 6— 1, 6— 2間で電流経路が形成されることを回避できる。

電圧制御部 222は、電圧 Vhを目標電圧 VRに制御するようにコンバータ 8 一 1をスィツチング動作させるための駆動信号を出力し、電圧制御部 232は、電圧 Vhを目標電圧 VRに制御するようにコンバータ 8— 2をスィツチング動作させるための駆動信号を出力する。ゲートオフ指令部 224および 234は、スイッチング素子 Q 1A, Q 1 Bをオフ固定するための駆動信号および、スィッチング素子 Q 2 A, Q 2 Bをオフ固定するための駆動信号をそれぞれ出力する。セレクタ 226は、電圧制御部 222およびゲートオフ指令部 224のそれぞれから駆動信号を受けて、制御信号 CT 1のオン時には電圧制御部 222からの駆動信号を駆動信号 PWC 1として生成し、制御信号 CT 1のオフ時には、ゲートオフ指令部 224からの駆動信号を駆動信号 PWC 1として出力する。同様に、セレクタ 236は、電圧制御部 232およびゲートオフ指令部 234のそれぞれから駆動信号を受けて、制御信号 CT 2のオン時には電圧制御部 232からの駆動信号を駆動信号 PWC 2として生成し、制御信号 CT 2のオフ時には、ゲートオフ指令部 234からの駆動信号を駆動信号 PWC 2として出力する。

これにより、図 5に示したように、充電対象に選択された二次電池に対応する充電コンバータにおいては、目標電圧 V Rに従った電圧制御を行なうために少なくとも上アーム素子（Q 1 B, Q2B) をスイッチングする一方で、非充電コンバータでは、上アーム素子および下アーム素子がオフ固定される。

次に、図 7を用いて実施の形態 1による電源システムにおける効率充電モードにおける一連の充電動作の流れについて説明する。図 7に示すフローチャートは、たとえばコンバータ E C U 2に予め記憶された所定プログラムの実行によって実現される。

図 7を参照して、コンバータ ECU 2は、ステップ S 100により、充電対象を選択する。たとえば、充電対象は、二次電池 6— 1， 6— 2の電圧 Vb l, V b 2に基づいて決定される。あるいは、図 3に示したように、一方の二次電池 6 — 1に対して補機バッテリ 1 20が接続される構成では、補機バッテリが接続される二次電池（蓄電装置）を優先的に充電対象に選択することが好ましい。

コンバータ ECU 2は、ステップ S 1 10では、ステップ S 100で選択した充電対象への充電動作を開始する。たとえば、二次電池 6— 1が充電対象に、二次電池 6— 2が非充電対象に選択された場合には、上述のように、充電コンパ一タであるコンバータ 8_ 1では、目標電圧 VRに従った電圧制御が実行され、非充電コンバータ（コンバータ 8— 2) では、ゲートオフが実行される。これにより、二次電池 6— 1が、コンバータ 8— 1の上アーム素子 Q 1 Bのオン期間に充電される。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 1 20では、充電対象の充電レべル（SOC) が目標レベル（目標値）を超えたかどうかを判定する。二次電池 6 一 1が充電対象であるときには、 SOC 1が目標値を超えたか否かが判定される。そして、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えるまで（S 120の NO判定時）には、ステップ S 1 10による充電動作が継続される。

一方、コンバータ ECU 2は、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えると (S 1 20の YE S判定時）、ステップ S 1 30より、ステップ S 1 10での充電動作を停止する。すなわち、充電コンバータ（たとえばコンバータ 8— 1) についても一旦ゲートオフされる。

さらに、コンバータ ECU 2は、ステップ S 140により、充電対象の選択を切換える。たとえば、二次電池 6— 2が新たに充電対象とされて、これまで充電対象であった二次電池 6— 1は、非充電対象とされる。目標電圧 VRは、ステツプ S 1 10と同様に設定される。

続いて、コンバータ ECU 2は、ステップ S 1 50により、ステップ S 140 で充電対象に選択した二次電池 6— 2を充電するための充電動作を開始する。具体的には、新たに充電コンバータとなったコンバータ 8— 2を電圧制御する一方で、新たに非充電コンバータとなったコンバータ 8— 1ではゲートオフされる。そしてコンバータ ECU 2は、ステップ S 160では、ステップ S 140で選択した充電対象の充電レベル（SOC) が目標レベル（目標値）を超えたかどうかを判定する。二次電池 6— 2が充電対象であるときには、 SOC 2が目標値を超えたか否かが判定される。そして、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えるまで（S 1 6 0の N O判定時）には、ステップ S 1 5 0による充電動作が継続される。

一方、コンバータ E C U 2は、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えると ( S 1 6 0の Y E S判定時) 、ステップ S 1 7 0より、ステップ S 1 5 0での充電動作を停止する。すなわち、充電コンバータ（たとえばコンバータ 8 _ 2 ) についてもゲートオフされて、各コンバータ 8— 1 , 8— 2がゲートオフされる。これにより.、一連の処理が終了する。

なお、図 7のステップ S 1 2 0， S 1 6 0における、充電対象の充電レベルについての目標レベル（S O C目標値）は、满充電レベルに対応して設定することができる。あるいは、各二次電池（蓄電装置）が満充電レベルまで充電となる前に、効率充電モードが終了されてしまう場合を想定して、図 7に示した一連の処理を複数回実行することによって、各二次電池（蓄電装置）が順次、満充電レべルに向けて徐々に充電される制御構造としてもよレ、。

この際には、ステップ S 1 2 0， S 1 6 0での目標レベルを徐々に更新しつつ、図 7に示した一連の処理が繰り返し実行される。すなわち、当該目標レベルは、各二次電池（蓄電装置）が満充電レベルまで充電される迄に複数回充電対象に選択されるように、図 7の一連の処理が終了するたびに満充電レベルへ向けて徐々に上昇する態様にて設定される。このようにすると、すべての二次電池 6— 1， 6— 2が満充電レベルに達する前に外部充電（効率充電モード）が終了されたとしても、二次電池（蓄電装置）間の充電レベル（S O C ) に大きな差が発生することを防止できる。

このように、実施の形態 1による電源システムでは、効率充電モードにおいて、コンバータ 8— 1 , 8— 2のうちの一方のみをスィツチング動作させて二次電池 (蓄電装置）の充電を実行するので、通常動作時と同様に各コンバータをスイツチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。このため、比較的長時間に亘る外部充電モード等に効率充電モードを適用することにより、蓄電装置の充電効率を上昇させることが可能である。

(実施の形態 1の変形例）

図 8は、本発明の実施の形態 1の変形例による電源システムにおける効率充電モードの制御動作を説明する概念図である。

実施の形態 1の変形例では、電源システム 1 0 1およびそれを搭載する電動車両 1 0 0の構成は実施の形態 1と同様であり、上述の効率充電モードにおけるコンバータ制御のみが実施の形態 1と異なる。

図 8を参照して、実施の形態 1の変形例による電源システムでは、効率充電モードにおいて、ゲートオフされる非充電コンバータでは、実施の形態 1と同様に、上アーム素子および下アーム素子がオフ固定されるとともに、すなわち対応のリレーについてもオフされる点が実施の形態 1と異なる。その他の点については、充電コンバータの制御を含めて、実施の形態 1と同様であるので詳細な説明は繰返さない。

図 8に例示されるように、二次電池 6— 1が充電対象である場合には、非充電コンバータであるコンバータ 8— 2および対応の二次電池 6— 2の間に接続されるリレー 7— 2がオフされる。一方、充電対象が入替わって、二次電池 6— 2が充電対象となった場合には、非充電コンバータとなったコンバータ 8— 1と二次電池 6— 1との間に接続されたリレー 7— 1がオフされる。

このようにすると、ゲートオフされた非充電コンバータの上アームのダイォード（0 1 8または13 2 8 ) を介して、二次電池 6— 1および 6— 2の間に電流経路が形成されることを、物理的に防止することが可能となる。

図 9は、実施の形態 1の変形例による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチヤ一トである。

図 9を参照して、実施の形態 1の変形例による効率充電モードでは、コンバータ E C U 2は、図 7に示したフローチャートと比較して、ステップ S 1 0 0の後にステップ S 1 8 0を実行し、ステップ S 1 4 0の後にステップ S 1 9 0をさらに実行する点が異なる。なお、ステップ S 1 1 0〜S 1 7 0の処理については、図 7と同様であるので詳細な説明は繰返さない。

コンバータ E C U 2は、ステップ S 1 0 0により充電対象が選択されると、ステツプ S 1 8 0により、充電対象に対応するリレーをオンし、その他のリレー、すなわち非充電対象に対応するリレーについてはオフする。たとえば、二次電池 6— 1がステップ S 1 0 0により充電対象に選択されると、リレー 7— 1がオンされる一方で、リレー 7— 2がオフされることになる。

同様に、コンバータ E C U 2は、ステップ S 1 4 0により充電対象の選択が切換えられると、ステップ S 1 9 0により、ステップ S 1 4 0で新たに選択された充電対象に対応するリレーをオンする一方で、その他のリレー、すなわちこれまでの充電対象に対応するリレーについてもオフする。たとえば、二次電池 6— 1 に代えて二次電池 6— 2が充電対象に選択ざれることにより、ステップ S 1 9 0 では、リレー 7— 1がオフされる一方で、リレー 7— 2がオンされる。

このように、実施の形態 1の変形例による電源システムでは、実施の形態 1と同様の効率充電モードによる効果に加えて、二次電池（蓄電装置）間で短絡経路が発生することを確実に防止することが可能となる。

(実施の形態 2 )

以下、実施の形態 2以降において、実施の形態 1に説明したのと同様の構成の電源システムにおける、コンバータ 8— 1， 8— 2の効率充電モードのバリエ一シヨンについて順次説明していく。したがって、電源システム 1 0 1およびそれを搭載する電動車両 1 ひ 0の構成や、その基本動作については実施の形態 1と同様であるので、その説明は繰返さない。すなわち、実施の形態 2以降では、コンバータ 8— 1， 8— 2の効率充電モードにおける制御動作について説明する。実施の形態 2では、複数のコンバータのうちの一部のみをスィツチング動作させる一方で、複数の蓄電装置（二次電池）について並列に充電可能な効率充電モ —ドについて説明する。

図 1 0は、実施の形態 2による電源システムにおける効率充電モードでのコンバ一タ制御を説明する概念図である。

図 1 ひを参照して、実施の形態 2による電源システムの効率充電モードでは、通常動作時に電流制御が実行されるコンバータ 8— 2を電流制御することにより二次電池 6— 2を充電する一方で、残りのコンバータ 8— 1については、非制御コンバータとして、上アーム素子 Q 1 Bをオン固定することによって二次電池 6 一 1を充電する。すなわち、実施の形態 2による効率充電モードでは、二次電池 6— 1および 6 _ 2が並列に充電される。

このようにすると、通常のスィツチング動作が実行されるコンバータ 8— 2 (電流制御コンバータ）に対して、コンバータ 8— 1 (非制御コンバータ）では、スィツチング素子がオンオフされないのでスィツチング損失が発生しない。このため、実施の形態 1と同様に、通常動作時と同様に各コンバータをスイッチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。また、コンバ^"タ 8— 2により二次'電池 6— 2の充電電流を制御できるので、各二次電池の充電レベルについても調整することが可能である。

図 1 1を参照して、コンバータ 8— 1を制御する充電制御部 220は、上ァームオン固定指令部 237を含む。上アームオン固定指令部 237は、上アーム素子 Q l Bをオンに固定するとともに、下アーム素子 Q 1 Aをオフ固定するように、駆動信号 PWC 1を生成する。

コンバータ 8— 2を制御するための制御部 230は、電流制御部 72— 2 (図 4) と同様に構成されて、目標電流 I Rおよび目標電圧 VRに従って電流 I b 2 および電圧 Vhを制御するスイッチング動作を行なうように、駆動信号 PWC 2 を生成する。

なお、実施の形態 2による効率充電モードでは、目標値設定部 70は、二次電池 6— 1， 6— 2の電圧 Vb 1, Vb 2および状態量 SOC 1, SOC 2に従つて、目標電圧 VRおよび目標電流 I Rを設定する。目標電圧 VRは、電圧 Vb 1， V b 2のうちの高い方と同等のレベルに設定される。

また、目標電流 I Rは、状態量 SOC l， SOC 2に応じて、 SOC 1, SO C 2が均等となるように生成される。すなわち、 SOC 2が SOC 1よりも低い場合には、目標電流 I Rは相対的に高く設定され、 SOC 2が SOC 1より高い場合には、目標電流 I Rは相対的に低く設定される。外部充電モードでは、商用電源で構成される外部電源 90， 90 #から供給される充電電力は既知であるので、上記のように目標電流 I Rを設定することにより、二次電池 6— 1， 6-2 を均等に並列充電することが可能となる。

これにより、図 10に示したように、電流制御を行なう電流制御コンバータと、上アーム素子がオン固定される非制御コンバータとによって、各二次電池 6— 1 , 6-2を並列に充電することができる。

図 12を参照して、コンバータ ECU2は、効率充電モードが開始されると、ステップ S 200により、リレー 7— 1, 7— 2をオンに維持する。そして、ステツプ S 2 10により、二次電池 6— 1， 6— 2の状態量 S〇C 1， SOC 2に基づいて、各二次電池の充電レベル（SOC) が均等となるように、電流制御コンバータ（コンバータ 8— 2) の目標電流 I Rを設定する。

さらに、コンバータ ECU 2は、ステップ S 220により、電流制御コンバータ（コンバータ 8— 2) および非制御コンバータ（コンバータ 8— 1) による充電動作を開始する。ステップ S 220では、電流制御コンバータは、目標電流 I Rに従った電流制御を行なうように、少なくとも上アーム素子 Q 2 Bをスィッチングする中で、二次電池 6— 2を充電する。一方、非制御コンバータ（コンパ一タ 8— 1) は、上アーム素子 Q 1 Bをオンに固定して、二次電池 6— 1を充電する。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 230では、ステップ S 210， S 220による充電により、二次電池 6— 1， 6 _ 2の充電レベルが目標レベルに到達したかどうかを判定する。具体的には、 SOC l， SOC2の両方が目標値を超えたかどうかを判定する。そして、 SOC 1および SOC 2の両方が目標値に到達するまでの間（S 230の NO判定時）には、ステップ S 210， S 2 20による充電動作が継続される。この際に、 SOC l, SOC2の推移に従つて、ステップ S 210により、必要に応じて目標電流 I Rが修正される。これにより、二次電池 6— 1， 6— 2を均等かつ並列に充電することができる。

そして、コンバータ ECU2は、 SOC 1および SOC 2の両方が目標値に達すると（S 230の YE S判定時）、ステップ S 240により充電停止処理を実行する。これにより、各コンバータ 8— 1， 8— 2はゲートオフされる。

このように、実施の形態 2による電源システムでは、効率充電モードにおいて、コンバータ 8— 1, 8— 2のうちの一方のみをスィツチング動作させて二次電池 (蓄電装置）の充電を実行するので、通常動作時と同様に各コンバータをスイツチング動作させて充電する場合と比較して、コンバータでの電力損失を抑制することができる。さらに、各二次電池の充電電力を電流制御により調整しつつ、各二次電池（蓄電装置）を並列に充電することができる。このため、比較的長時間に亘る外部充電モ一ド等に効率充電モードを適用することにより、蓄電装置の充電効率を上昇させるとともに、各蓄電装置を均等かつ並列に充電することが可能となる。

(実施の形態 3 )

実施の形態 3では、コンバータによる電力損失をさらに抑制するために、各コンバータにおいてスィツチング動作を非実行とする効率充電モードについて説明する。

図 1 3を参照して、実施の形態 3による電源システムの効率充電モードでは、コンバータ 8— 1， 8— 2の各々において、上アーム素子 Q 1 B , Q 2 Bをオンに固定して、二次電池 6— 1 , 6— 2の充電が実行される。これにより、コンパータ 8— 1， 8— 2の双方で、上アーム素子の下アーム素子の少なくとも一方についてのオンオフ動作（スイッチング動作）を実行することなく、すなわちスィツチング動作に伴うスィツチング損失を発生させることなく二次電池 6— 1， 6 一 2を充電することが可能となる。

し力しながら、図 1 3に示すように、各コンバータ 8— 1 , 8— 2で上アーム素子 Q 1 B， Q 2 Bを同時にオンするため、二次電池 6— 1， 6— 2の間で充電レベル差（電圧差あるいは S O C差）が生じていると、ターンオン日きに、二次電池 6 _ 1， 6— 2間に大きな短絡電流 I s cが発生する可能性がある。したがつて、実施の形態 3による電源システムでは、上アーム素子のオンによる充電開始に先立って、以下に説明する充電差調整動作が必要となる。

図 1 4を参照して、実施の形態 3では、充電差調整部 2 4 0が設けられる。充. 電差調整部 2 4 0は、コンバータ 8— 1の駆動信号 P WC 1を生成するための電圧制御部 241と、コンバータ 8— 2の駆動信号 PWC 2を生成するための電流制御部 242とを含む。電圧制御部 241は、図 4に示した電圧制御部 72— 1 と同様に構成され、電流制御部 242は、図 4に示した電流制御部 72— 2と同様に構成される。すなわち、充電差調整部 240によるコンバータ 8— 1, 8— 2の制御は、通常動作時におけるコンバータ制御と同様である。

目標値設定部 70は、電圧制御部 241，二次電池 6— 1， 6-2の電圧 V b 1, Vb 2および状態量 SOC 1， SOC 2に基づいて、二次電池 6— 1， 6— 2間の充電レベルを解消するように、目標電圧 VRおよび目標電流 I Rを設定する。

上アームオン固定指令部 244は、コンバータ 8— 1において、上アーム素子 Q 1 Bをオンに固定し、下アーム素子 Q 1 Aをオフに固定するように駆動信号 P WC 1を生成する。同様に、上アームオン固定指令部 246は、コンバータ 8— 2において、上アーム素子 Q 2 Bをオンに固定し、下アーム素子 Q 2 Aをオフに固定するように駆動信号 PWC 2を生成する。

セレクタ 248は、充電差調整部 240によって生成された駆動信号 PWC 1, PWC 2の組 247 aおよび上アームオン固定指令部 244， 246によって生成された駆動信号 PWC 1， PWC 2の組 247 bを受けるとともに、その一方を充電制御部 210による指示に従って選択することによって駆動信号 PWC 1 , PWC 2を生成する。

充電制御部 210は、効率充電モードの開始を指示するモード信号 E C Hと、二次電池 6— 1， 6— 2の電圧 Vb l, V b 2および状態量 S OC 1， SOC 2 を受ける。そして、効率充電モードの開始後に、二次電池 6— 1， 6— 2の充電レベル差（SOC差および出力電圧差）が所定より大きいときに、充電差調整部. .240によって生成された駆動信号 PWC 1， PWC 2を選択するようにセレクタ 248を制御する。一方、効率充電モードの開始後に、二次電池 6— 1 , 6— 2の充電レベル差が所定以下であると、上アームオン固定指令部 244， 246 によって生成された駆動信号 PWC 1, PWC 2を選択するように、セレクタ 2 48を制御する。

これにより、図 13に示したように、充電開始に先立って充電差調整動作を行なうとともに、各コンバータ 8— 1, 8— 2において上アーム素子をオンに固定して、各二次電池 6— 1， 6— 2を充電することができる。

図 1 5は、実施の形態 3による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するフローチャートである。

図 1 5を参照して、コンバータ ECU2は、効率充電モードが開始されると、ステップ S 300により、各リレー 7— 1， 7— 2をオンのまま維持する。そして、ステップ S 310および S 320により、二次電池 6— 1, 6— 2間の充電レベル差が所定以下であるかどうかを判定する。具体的には、コンバータ ECU 2は、ステップ S 3 10では、二次電池 6— 1， 6— 2間の電圧差（ | Vb 1— Vb 2 I ) が所定以下であるかどうかを判定し、ステップ S 320では、二次電池 6— 1, 6— 2間の SO C差、すなわち I SOC 1— SOC 2 |が所定以下であるかどうかを判定する。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 310および S 320の少なくとも一方が NO判定であると、図 10に示した充電差調整部 240によるコンパ一タ制御が必要であると判定する。そして、ステップ S 330により、充電を開始することなく、二次電池 6_ 1, 6— 2間での充電レベルを調整するために、通常動作時と同様のコンバータ制御、すなわち、コンバータ 8_ 1の電圧制御とコンバータ 8— 2の電流制御とを継続する。

上述のように、この際に目標電圧 VRおよび目標電流 I Rは、二次電池 6— 1， 6— 2間の充電レベル差を減少させるように、電圧 Vb l， ¥ 2ぉょび50〇 1， SOC 2に基づいて生成される。これにより、充電レベル差が所定以下となるように、二次電池 6— 1, 6— 2を充放電させるように、コンバータ 8— 1, 8— 2を制御することができる。

コンバータ ECU2は、ステップ S 310, S 320の両方が YE S判定のとき、すなわち、二次電池 6— 1, 6— 2間の充電レベル差が所定以下と判定すると、ステップ S 340により、直流電圧 Vhを充電用レベルに制御する。すなわち、目標電圧 VRを、電圧 Vb l， Vb 2とほぼ同等の電圧に設定して、通常動作時と同様のコンバータ制御を継続する。すなわち、ステップ S 340では、目標電圧 VRは、 Ma x (V b 1 , V b 2) と同等レベルに設定されることになる。コンバータ ECU 2は、ステップ S 340により電圧 Vhが充電用レベル、すなわち、電圧 Vb l， Vb 2とほぼ同等の電圧へ設定されたことが確認されると、ステップ S 350により、各コンバータ 8— 1, 8 _ 2で上アーム素子 Q 1 B， Q 2 Bをオンに固定することによって、二次電池 6— 1， 6— 2の充電を開始する。

この際に、ステップ S 340により事前に電圧 Vhを充電用レベルへ制御しているので、上アーム素子 Q 1 B, Q 2 Bのターンオン時に、過大な突入電流が発生することを防止できる。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 360では、ステップ S 350による充電により、二次電池 6— 1， 6— 2の充電レベルが目標レベルに到達したかどうかを判定する。具体的には、 SOC 1および Zまたは SOC 2が目標値を超えたかどうかを判定する。そして、 SOC 1および/または SOC 2の両方が目標値に到達するまでの間（S 360の NO判定時）には、ステップ S 350による充電動作が継続されて、二次電池 6— 1， 6— 2力オンに固定された上ァーム素子 Q 1 B, Q 2 Bを介して並列に充電される。

そして、コンバータ ECU 2は、 S〇C 1およびまたは SOC 2が目標値に達すると（S 360の YE S判定時）、ステップ S 370により充電停止処理を実行する。

なお、ステップ S 350による充電時には、各二次電池への充電量は制御されていないため、ステップ S 360が YE S判定となった時点で、二次電池 6— 1, 6— 2間に充電レベル差が発生している可能性がある。したがって、ステップ S 370による充電停止処理の一環として、ステップ S 310〜S 330と同様の処理により、二次電池 6— 1， 6-2間で充電レベルの最終調整を行なうことが好ましい。そして、充電停止処理の終了時には、各コンバータ 8— 1, 8— 2力 S ゲートオフされる。

このように、実施の形態 3による電源システムでは、効率充電モードにおいて、コンバータ 8— 1, 8— 2の各々について、上アーム素子をオン固定して各二次電池（蓄電装置）を充電するので、各コンバータでスイッチング動作による電力損失が発生しない。このため、このため、比較的長時間に亘る外部充電モード等に効率充電モードを適用することにより、蓄電装置の充電効率を上昇させることが可能である。

(実施の形態 3の変形例）

実施の形態 3の変形例では、実施の形態 3と同様に、コンバータにおけるスィツチング動作を非実行とするとともに、各二次電池（蓄電装置）を順次充電することによって、充電前の充電差調整動作を不要とした効率充電モードについて説明する。

図 1 6を参照して、実施の形態 3の変形例による電源システムの効率充電モードでは、実施の形態 1と同様に、複数の二次電池 6— 1 , 6— 2のうちの一方 (一部）が充電対象に選択され、充電対象以外の二次電池については、非充電対象とされる。そして、充電対象の二次電池に対応するコンバータ（充電コンバータ）では、上アーム素子がオン固定されて二次電池が充電される。一方、非充電対象の二次電池に対応するコンバータ（非充電コンバータ）はゲートオフされて、上アーム素子および下アーム素子がオフされる。さらに、非充電対象の二次電池と接続されるリレーについてもオフされる。

図 1 6の例では、二次電池 6— 1が充電対象とされ、二次電池 6— 2が非充電対象とされるので、充電コンバータとなるコンバータ 8— 1では、上アーム素子 Q 1 Bがオンに固定される一方で下アーム素子 Q 1 Aがオフに固定される。一方、非充電コンバータであるコンバータ 8— 2では、上アーム素子 Q 2 Bおよび Q 2

Aがオフに固定される。さらに、リレー 7— 2についてもオフされる。

これにより、充電コンバータで上アーム素子をオンする場合に、二次電池 6—

1， 6— 2間で短絡電流が生じることを物理的に防止できるので、実施の形態 3 のような充電前の充電差調整動作が不要となり、制御動作を簡素化することができる。

図 1 7は、実施の形態 3の変形例による電源システムにおける効率充電モードでのコンバータ制御を説明する機能ブロック図である。

図 1 7を参照して、充電制御部 2 1 0は、図 6と同様に構成されて、効率充電モードを指示するモード信号 E C Hおよび二次電池 6— 1 , 6-2の状態量 S O C 1 , SOC 2を受けて、充電対象を選択するための制御信号 CT 1, CT 2を生成する。すなわち、いずれの二次電池を充電対象とするかを選択するとともに、選択結果に基づいて、制御信号 C T 1 , CT 2を選択的にオンする。

上アームオン固定指令部 250は、コンバータ 8— 1において、上アーム素子 Q 1 Bをオンに固定し、下アーム素子 Q 1 Aをオフに固定するように駆動信号 P WC 1を生成するとともに、コンバータ 8— 2において、上アーム素子 Q2Bをオンに固定し、下アーム素子 Q 2 Aをオフに固定するように駆動信号 PWC 2を生成する。

ゲートオフ指令部 252は、コンバータ 8— 1において、上アーム素子 Q 1 B および下アーム素子 Q 1 Aをオフに固定するように駆動信号 PWC 1を生成し、コンバータ 8— 2において、上アーム素子 Q 2 Bおよび下アーム素子 Q 2 Aをォフに固定するように駆動信号 PWC 2を生成する。さらに、ゲートオフ指令部 2 52は、非充電対象に接続されたリレーをオフするためのリレーオフ指令を生成する。 '

セレクタ 254は、上アームオン固定指令部 250およびゲ一トオフ指令部 2 52のそれぞれから駆動信号を受けて、制御信号 CT 1のオン時には上アームォン固定指令部 250からの駆動信号を駆動信号 PWC 1として生成し、制御信号 CT 1のオフ時には、ゲートオフ指令部 252からの駆動信号を駆動信号 PWC 1として出力する。さらに、制御信号 CT 1のオフ時には、ゲートオフ指令部 2 52からのリレーオフ指令を、リレー 7— 1へ出力する。

同様に、セレクタ 256は、上アームオン固定指令部 250およびゲートオフ指令部 252のそれぞれから駆動信号を受けて、制御信号 CT 2のオン時には上アームオン固定指令部 250からの駆動信号を駆動信号 PWC 2として生成し、制御信号 CT 2のオフ時には、ゲートオフ指令部 252からの駆動信号を駆動信号 PWC 2として出力する。 .また、制御信号 CT 2のオフ時には、ゲートオフ指令部 252からのリレーオフ指令を、リレー 7— 2へ出力する。

これにより、図 16に示したように、充電対象に選択された二次電池に対応する充電コンバータでは上アーム素子をオンに固定して充電動作を実行する一方で、非充電コンバータでは、上アーム素子および下アーム素子がオフ固定され、さらに、対応のリレーについてもオフすることができる。

図 18は、実施の形態 3の変形例による電源システムにおける効率充電モードの一連動作を説明するブローチヤートである。

図 18を参照して、コンバータ ECU 2は、ステップ S 400では、図 9の S 100と同様の処理により、充電対象となる二次電池（蓄電装置）を選択する。そして、ステップ S 410では、充電対象に対応するリレーをオンし、その他のリレー、すなわち非充電対象に対応するリレーについてはオフする。たとえば、二次電池 6— 1がステップ S 400により充電対象に選択されると、リレー 7— 1がオンされる一方で、リレー 7— 2がオフされることになる。

さらに、コンバータ ECU2は、ステップ S 420により、ステップ S 400 で選択した充電対象への充電動作を開始する。この際に、充電コンバータ. （コンバータ 8— 1) では上アーム素子をオンに固定するとともに、それ以外の非充電コンバータ（コンバータ 8— 2) では、ゲートオフ、すなわち各スイッチング素子をオフに固定する。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 430により、充電対象の充電レベル（SOC) が目標レベル（目標値）を超えたかどうかを判定する。二次電池 6— 1が充電対象であるときには、 SOC 1が目標値を超えたか否かが判定される。そして、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えるまで（S 430の NO 判定時）には、ステップ S 420による充電動作が継続される。

一方、コンバータ ECU 2は、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えると (S 430の YE S判定時）、ステップ S 440より、ステップ S 420による充電動作を停止する。すなわち、充電コンバータ（たとえばコンバータ 8— 1) についても一旦ゲートオフされる。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 450により、充電対象の選択を切換える。たとえば、二次電池 6— 2が新たに充電対象とされて、これまで充電対象であった二次電池 6 _ 1は、非充電対象とされる。さらに、ステップ S 46 0により、ステップ S 450で新たに選択された充電対象に対応するリレーをォンする一方で、その他のリレー、すなわちこれまでの充電対象に対応するリレーについてもオフする。たとえば、二次電池 6— 2がステップ S 450により充電対象に選択されると、リレー 7— 2がオンされる一方で、リレー 7— 1がオフされることになる。

さらに、コンバータ ECU2は、ステップ S 470により、ステップ S 450 で充電対象に選択した二次電池 6— 2を充電するための充電動作を開始する。具体的には、充電コンバータ（コンバータ 8— 2) では上アーム素子をオンに固定するとともに、それ以外の非充電コンバータ（コンバータ 8— 1) では、ゲートオフ、すなわち各スイッチング素子をオフに固定する。

そして、コンバータ ECU 2は、ステップ S 480では、ステップ S 450で選択した充電対象の充電レベル（SOC) が目標レベル（目標値）を超えたかどうかを判定する。二次電池 6— 2が充電対象であるときには、 SOC 2が目標値を超えたか否かが判定される。そして、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えるまで（S 480の NO判定時）には、ステップ S 470による充電動作が継続される。

一方、コンバータ ECU 2は、充電対象の充電レベルが目標レベルを超えると (S 48 ΰの YE S判定時）、ステップ S 490より、ステップ S 470での充電動作を停止する。すなわち、充電コンバータ（たとえばコンバータ 8— 2) についても一旦ゲートオフされる。これにより、一連の処理が終了する。

なお、実施の形態 3の変形例においても、各二次電池（蓄電装置）が順次選択されて充電されるので、各二次電池が満充電レベルとなる前に効率充電モードが終了された場合に対処するために、ステップ S 430, S 480における充電目標レベルについては、図 7のステップ S 1 20, S 160と同様に設定することが好ましい。すなわち、図 1 8による制御動作を複数回繰返し実行する構成とすることが好ましい。

このように、実施の形態 3の変形例による電源システムの効率充電モ一ドでは、実施の形態 3と同様に、各コンバータ 8— 1， 8— 2でスイッチング動作を行なうことなく、すなわち、スイッチング素子損失を発生させることなく、各二次電池 6— 1， 6— 2を充電することができる。

さらに、非充電コンバータでゲートオフするとともに、対応のリレーをオフするので、充電開始時に二次電池 6— 1， 6 _ 2間に短絡電流が生じることを確実に防止できる。したがって、実施の形態 3のような充電前の充電差調整動作が不要となり、制御動作を簡素化することができる。

なお、以上説明した、実施の形態 1 ~ 3およびそれらの変形例では、 2個の二次電池（蓄電装置） 6— 1 , 6— 2および、それぞれに対応するコンバータ 8— 1， 8— 2が備えられる電源システムについて説明したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。

すなわち、図 1 9に示すように、蓄電装置（二次電池）および対応のコンパ一タが 3つ以上の複数個設けられる構成の電源システムにおいても、実施の形態 1 〜 3およびそれらの変形例による効率充電モードを適用することができる。

このような構成の電源システムでは、二次電池 6— 1， 6— 2に追加された二次電池 6— 3 , …に対するコンバータ 8— 3 , …については、これまで説明した、コンバータ 8— 1 , 8 _ 2のいずれか一方と同様に制御することにより、上述の実施の形態 1 ~ 3およびそれらの変形例による効率充電モードを適用できる。たとえば、各二次電池（蓄電装置）力順次充電対象に選択される、実施の形態 1 およびその変形例ならびに、実施の形態 3の変形例では、コンバータ 8— 3 , … の各々は、充電対象の選択に従って、順次、充電コンバータまたは非充電コンパータとして制御される。また、各二次電池（蓄電装置）が並列に充電される実施の形態 2および 3では、コンバータ 8— 3， …の各々は、コンバータ 8— 1， 8 一 2の一方と同様に制御される。

また、上記の各実施の形態において、電動車両 1 0 0は、燃料を用いて運動ェネルギーを発生する内燃機関を搭載したハイプリッド車両や、内燃機関を搭載しない電気自動車、燃料を用いて電気エネルギーを発生する燃料電池（Fuel Cell) をさらに搭載した燃料電池車であってもよい。

なお、上記において、コンバータ E C U 2および電池 E C U 4における各制御は、実際には、 C P U (Central Processing Unit) によって実行され、 C P U は、各実施の形態において説明したフローチヤ一トの各ステップを備えるプログラムを R OM (Read Only Memory) から読出し、その読出したプログラムを実行してフローチャートに従って処理を実行する構成とすることができる。したがつて、 R OMは、各実施の形態において説明したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（C P U) 読取可能な記録媒体に相当する。

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。産業上の利用可能性

本発明は、並列配置された複数個の蓄電装置にそれぞれ対応して複数のコンパータが設けられた電源システムの充電制御に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 電力線（MPL, MPN) 上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両（100) に搭載される電源システムであって、

充放電可能な複数の蓄電装置（6— 1， 6-2, 6— 3， ···）と、

前記電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電力線との間で双方向に電力変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子（Q1A, Q 1 B/Q2 A, Q 2 B) を含んで構成された複数のコンバータ（8— 1 , 8— 2, 8— 3， ···）と、

各前記コンバータの各前記電力用半導体スィツチング素子のオンおよびオフを制御するための制御装置（2) とを備え、

前記複数の電力用半導体スィツチング素子は、前記電力線と前記対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子（Q 1 B/Q2 B) を含み、

前記制御装置は、前記電力線に供給された電力により前記複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの少なくとも一部の蓄電装置を充電対象に選択するとともに、前記充電対象に選択された蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスィツチング素子をオンに固定する一方で、前記充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスイッチング素子をオフに固定することによって、前記複数の蓄電装置を充電する、電源システム。

2. 前記制御装置（2) は、前記所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置 (6- 1, 6— 2， 6— 3， ···）の各々を並列に充電対象に選択するとともに、各前記コンバータ（8— 1， 8— 2, 8— 3, ···) において前記第 1のスイツチング素子（Q 1 B， Q2B) をオンに固定する、請求の範囲第 1項記載の電源システム。

3. 前記制御装置（2) は、前記所定モードにおいて、前記複数のコンパ一タ（8— 1, 8— 2， 8-3, ···) のうちの少なくとも 1つによる、前記複数の電力用半導体スイッチング素子（Q 1A， Q 1 B/Q2A, Q 2 B) の少なくとも 1つのオンオフ制御によって、前記電力線（MPL, MPN) の電圧を前記複数の蓄電装置（6— 1, 6-2, 6— 3, ···) の出力電圧のうちの最高電圧と同等に制御した後に、各前記コンバータにおいて前記第 1のスィツチング素子 (Q 1 B， Q2B) をオンに固定する、請求の範囲第 2項記載の電源システム。

4. 前記制御装置（2) は、前記所定モードの開始時点において、前記複数の蓄電装置（6— 1 , 6— 2, 6-3, ···) の間の充電レベル差が所定より大きいときには、前記充電レベル差が前記所定以下となるように前記複数の蓄電装置を充放電させるために前記複数のコンバータ（ 8— 1， 8— 2， 8 - 3， ···）を制御する調整制御を実行した後に、各前記コンバータにおいて前記第 1のスイッチング素子（Q 1 B, Q2B) をオンに固定する、請求の範囲第 2 項記載の電源システム。

5. 前記複数のコンバータ（8— 1， 8— 2, 8— 3， ···）と前記複数の蓄電装置（6— 1, 6-2, 6-3, ···) との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置（7— 1， 7— 2, ···) をさらに備え、

前記制御装置（2) は、前記所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択するとともに、前記充電対象に選択された蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて前記第 1のスィツチング素子（Q 1 B/Q 2 B) をオンに固定する一方で、前記充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する、前記第 1のスィツチング素子をオフに固定するとともに前記開閉装置を開放する、請求の範囲第 1項記載の電源システム。

6. 電力線（MP L, MPN) 上の電力を用いて走行駆動力を発生能な電動車両（100) に搭載される電源システムであって、

充放電可能な複数の蓄電装置（6— 1， 6-2, 6-3, ···) と、前記電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電力線との間で双方向に電力変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子（Q 1A， Q 1 B/Q2 A, Q 2 B) を含んで構成された複数のコンバータ（8— 1 , 8 - 2, 8— 各前記コンバータの各前記電力用半導体スイツチング素子のオンおよびオフを制御するための制御装置（2) とを備え、

前記複数の電力用半導体スィツチング素子は、前記電力線と前記対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子（Q 1 BZQ2B) を含み、

前記制御装置は、前記電力線に供給された電力により前記複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記対応の蓄電装置の充電電流を目標電流（ I R) に制御するように前記複数の電力用半導体スイッチング素子の少なくとも 1 つをオンオフさせる一方で、前記一部の蓄電装置以外の残余の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスィツチング素子をオンに固定することによって、前記複数の蓄電装置を充電する、電源システム。

7. 前記制御装置（2) は、前記複数の蓄電装置（6— 1, 6 - 2, 6— 3, ···) の間の充電レベルの差に従って、前記目標電流（ I R) を設定する、請求の範囲第 6項記載の電源システム。

8. 電力線（MPL， MPN) 上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両（100) に搭載される電源システムであって、

充放電可能な複数の蓄電装置（6— 1, 6-2, 6-3, ···) と、前記電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電力線との間で双方向に電力変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子（Q 1A， Q 1 B/Q2 A, Q 2 B) を含んで構成された複数のコンバータ（8— 1， 8 - 2, 8— 3， ···）と、

前記複数の電力用半導体スィツチング素子は、前記電力線と前記対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子（Q 1 B/Q2B) を ' 含み、

前記制御装置は、前記電力線に供給された電力により前記複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択するとともに、前記充電対象に選択された蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記電力線の電圧を目標電圧（VR) に制御するように前記複数の電力用半導体スイッチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、前記充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスイッチング素子をオフに固定することによって、前記複数の蓄電装置を充電する、電源システム。

9. 前記制御装置（2) は、前記目標電圧（VR) を、前記複数の蓄電装置 (6— 1， 6— 2， 6— 3, ···) の出力電圧のうちの最高電圧よりも高く設定する、請求の範囲第 8項記載の電源システム。

10. 前記複数のコンバータ（8— 1, 8-2, 8— 3, ···) と前記複数の蓄電装置（6— 1， 6-2, 6- 3, ···) との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置（7— 1， 7-2, '·') をさらに備え、

前記制御装置（2) は、前記所定モードにおいて、前記充電対象以外の蓄電装置に対応する各前記開閉装置を開放する、請求の範囲第 8項記載の電源システム。

1 1. 前記制御装置（2) は、前記充電対象の蓄電装置が目標レベルまで充電されるのに応答して前記充電対象の選択を切換え、

前記目標レベルは、各前記蓄電装置が満充電レベルまで充電される迄に複数回ずつ前記充電対象に選択されるように設定される、請求の範囲第 5または 8項に記載の電源システム

1 2. 前記所定モードにおいて、前記電動車両（100) の外部電源（90, 90 #) からの電力を源とする充電電力が前記電力線（MPL, MPN) へ供給される、請求の範囲第 1~10項のいずれか 1項に記載の電源システム。

1 3. 請求の範囲第 1〜10項のいずれか 1項に記載の電源システムと、星形結線された第 1の多相巻線（U l, VI, W1) を固定子巻線として含む第 1の交流回転電機（ 34— 1 ) と、

星形結線された第 2の多相卷線（U2, V2, W2) を固定子巻線として含む第 2の交流回転電機（34— 2) と、

前記第 1の多相卷線に接続され、前記第 1の交流回転電機と前記電力線（MP L, MPN) との間で電力変換を行なう第 1のインバータ（30— 1) と、前記第 2の多相卷線に接続され、前記第 2の交流回転電機と前記電力線との間で電力変換を行なう第 2のインバータ（30— 2) と、

前記所定モードにおいて、前記第 1の多相巻線の第 1の中性点（NP 1) および前記第 2の多相巻線の第 2の中性点（NP 2) と、電動車両（100) の外部の交流電源（90) との間を電気的に接続するためのコネクタ部（50) と、前記第 1および第 2のインバータの電力用半導体スイッチング素子（Q l 1—

Q 16， Q 21 -Q 26) のオンおよびオフを制御するインバータ制御装置（3

2) とを備え、

前記第 1および第 2の交流回転電機の少なくとも一方は、前記走^¹駆動力の発生に用いられ、

前記インバータ制御装置は、前記所定モードにおいて、前記コネクタ部を経由して前記第 1および第 2の中性点へ供給された前記交流電源からの交流電圧を、直流電圧に変換して前記電力線に出力するように、前記第 1および第 2のィンバ —タの各々を制御する、電動車両。

14. 電力線 (MPL, MPN) 上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両（100) に搭載される電源システム（101) の制御方法であって、前記電源システムは、

充放電可能な複数の蓄電装置（6— 1, 6— 2, 6-3, ···) と、前記電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電力線との間で双方向に電力変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子（Q 1A, Q 1 B/Q 2 A， Q 2 B) を含んで構成された複数のコンバータ（8— 1， 8— 2, 8— 3, ···) と、

各前記コンバータの各前記電力用半導体スイッチング素子のオンおよびオフを制御するための制御装置（2) とを備え、

前記複数の電力用半導体スィツチング素子は、前記電力線と前記対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子（Q 1 B/Q2B) を含み、前記制御方法は、

前記電力線に供給された電力により前記複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの少なくとも一部の蓄電装置を充電対象に選択するステップ（S 300, S 400) と、

前記充電対象に選択された蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスィツチング素子をオンに固定する一方で、前記充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスィツチング素子をオフに固定することによって充電動作を行なうステップ（S 350/S 420， S 4

70) とを備える、電源システムの制御方法

15. 前記選択するステップ（S 300) は、前記所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置（6— 1, 6-2, 6— 3, ···) の各々を並列に充電対象に選択し、

前記充電動作を実行するステップは、各前記コンバータ（8— 1, 8— 2， 8 —3, ···) において前記第 1のスイッチング素子（Q 1 B， Q 2 B) をオンに固定する、請求の範囲第 14項記載の電源システムの制御方法。

16. 前記充電動作に先立って、前記複数のコンバータ（8— 1, 8— 2,

8— 3, ···) のうちの少なぐとも 1つによる、前記複数の電力用半導体スイツチング素子（Q 1A， Q 1 B/Q 2 A, Q 2 B) の少なくとも 1つのオンオフ制御によって、前記電力線（MP L， MPN) の電圧を前記複数の蓄電装置の出力電圧のうちの最高電圧と同等に制御するステップ（S 340) をさらに備える、請求の範囲第 1 5項記載の電源システムの制御方法。

1 7. 前記充電動作に先立って、前記複数の蓄電装置（6— 1， 6— 2， 6 —3， ···）の間の充電レベル差が所定より大きいときには、前記充電レベル差が前記所定以下となるように前記複数の蓄電装置を充放電させるために前記複数のコンバータ（8— 1， 8— 2， 8— 3， ···）を制御するステップ（S 3 10 -S 330) をさらに備える、請求の範囲第 15項記載の電源システムの制御方法。

18. 前記電源システム（101) は、

複数のコンバータ（8_ 1, 8 - 2, 8— 3, ···) と前記複数の蓄電装置 (6— 1 , 6-2, 6-3, ··') との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置 (7- 1, 7— 2， ···）をさらに備え、

前記選択するステップ（S 400) は、前記所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択し、 '

前記充電動作を実行するステップ（S 420， S 470) は、前記充電対象に選択された蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて前記第 1のスィツチング素子（Q 1 B/Q2B) をオンに固定する一方で、前記充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する、前記第 1のスイッチング素子をオフに固定するとともに前記開閉装置を開放する、請求の範囲第 14項記載の電源システムの制御方法。

1 9. 電力線（MPL, MPN) 上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両（100) に搭載される電源システム（101) の制御方法であって、前記電源システムは、

充放電可能な複数の蓄電装置（6_ 1, 6— 2， 6-3, ···) と、

前記電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電力線との間で双方向に電力変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子（Q 1A, Q 1 B/Q2 A, Q 2 B) を含んで構成された複数のコンバータ（8— 1， 8— 2， 8— 3, ···) と、

各前記コンバータの各前記電力用半導体スィッチング素子のオンおよびオフを制御するための制御装置（2) とを備え、

前記複数の電力用半導体スィツチング素子は、前記電力線と前記対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子（Q 1 BZQ2 B) を含み、

前記制御方法は、

前記電力線に供給された電力により前記複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記対応の蓄電装置の充電電流を目標電流（I R) に制御するように前記複数の電力用半導体スィツチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、前記一部の蓄電装置以外の残余の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記第 1のスィツチング素子をオンに固定することによって充電動作を行なうステップ（S 220) を備える、電源システムの制御方法。

20. 前記複数の蓄電装置（6— 1， 6-2, 6-3, ··') の間の充電レベルの差に従って、前記充電動作における前記目標電流（I R) を設定するステップ（S 210) をさらに備える、請求の範囲第 1 9項記載の電源システムの制御方法。

2 1. 電力線（MPL， MPN) 上の電力を用いて走行駆動力を発生可能な電動車両（100) に搭載される電源システム（101) の制御方法であって、前記電源システムは、

充放電可能な複数の蓄電装置（6— 1, 6— 2, 6-3, ···) と、

前記電力線と前記複数の蓄電装置との間にそれぞれ接続され、各々が、前記複数の蓄電装置のうちの対応する蓄電装置と前記電力線との間で双方向に電力変換を行なうための、複数の電力用半導体スイッチング素子（Q 1A， Q 1 B/Q2 A, Q 2 B) を含んで構成された複数のコンバータ（8— 1 , 8— 2， 8— 3, ···) と、

各前記コンバータの各前記電力用半導体スイツチング素子のオンおよびオフを制御するための制御装置（2) とを備え、

前記複数の電力用半導体スィツチング素子は、前記電力線と前記対応する蓄電装置との間に電気的に接続された第 1のスイッチング素子（Q 1 B/Q 2B) を含み、

前記制御方法は、

前記電力線に供給された電力により前記複数の蓄電装置を充電する所定モードにおいて、前記複数の蓄電装置のうちの一部の蓄電装置を充電対象に順次選択するステップ（S 100) と、

前記充電対象に選択された蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、前記電力線の電圧を目標電圧（VR) に制御するように前記複数の電力用半導体スィツチング素子の少なくとも 1つをオンオフさせる一方で、前記充電対象以外の残余の蓄電装置に対応する前記コンバータにおいて、少なくとも前記第 1のスイツチング素子をオフに固定することによって充電動作を実行するステップ（S 1 1 0、 S I 50) とを備える、電源システムの制御方法。

22. 前記充電動作を実行するステップ（S 1 10, S 1 50) において、前記目標電圧（V R) は、前記複数の蓄電装置（6— 1 , 6 — 2， 6— 3， ···）の出力電圧のうちの最高電圧よりも高く設定される、請求の範囲第 2 1項記載の電源システムの制御方法。

23. 前記電源システム（101) は、

複数のコンバータ（8—1 , 8— 2， 8— 3, ···) と前記複数の蓄電装置 (6— 1, 6— 2, 6— 3, ···) との間にそれぞれ設けられた複数の開閉装置 (7- 1, 7-2, '··) をさらに備え、

前記制御方法は、

前記充電動作を実行するステップ（S 1 10， S 150) に先立って、前記残余の蓄電装置に対応する前記開閉装置を開放するステップ（S 1 80, S 1 9 0) をさらに備える、請求の範囲第 21項記載の電源システムの制御方法。

24. 前記充電対象の蓄電装置が目標レベルまで充電されたことを検知するステップ（S 120, S 160/S 430, S 480) と、

前記検知するステップでの検知に応答して前記充電対象の選択を切換えるステップ（S 14 OZS 450) とをさらに備え、

前記検知するステップにおいて、前記目標レベルは、各前記蓄電装置（6— 1, 6-2, 6-3, ···) が満充電レベルまで充電される迄に複数回ずつ前記充電対象に選択されるように設定される、請求項 18または 21記載の電源システムの制御方法。

25. 前記所定モードにおいて、前記電動車両（100) の外部電源（90， 90#) からの電力を源とする充電電力が前記電力線（MPL, MPN) へ供給される、請求の範囲第 14〜23項のいずれか 1項に記載の電源システムの制御方法。

26. 前記電動車両（ 100) は、

星形結線された第 1の多相卷線（Ul， V I, W1) を固定子巻線として含む第 1の交流回転電機（34— 1) と、

星形結線された第 2の多相卷線（U2， V 2, W2) を固定子卷線として含む第 2の交流回転電機 (34-2) と、

前記所定モードにおいて、前記第 1の多相巻線の第 1の中性点（N P 1 ) および前記第 2の多相巻線の第 2の中性点（NP 2) と、電動車両（100) の外部の交流電源（90) との間を電気的に接続するためのコネクタ部（50) と、前記第 1および第 2のインバータの電力用半導体スイッチング素子（Q 1 1 _ Q 16 , Q 21 -Q 26) のオンおよびオフを制御するインバータ制御装置（3 2) とをさらに備え、

前記第 1および第 2の交流回転電機の少なくとも一方は、前記走行駆動力の発生に用いられ、

前記インバータ制御装置は、前記所定モードにおいて、前記コネクタ部を経由して前記第 1および第 2の中性点へ供給された前記交流電源からの交流電圧を、直流電圧に変換して前記電力線に出力するように、前記第 1および第 2のインバータの各々を制御する、請求項 14〜23のいずれか 1項に記載の電源システムの制御方法。