WO2010140253A1 - 電気自動車および電気自動車における全体許容放電電力量設定方法 - Google Patents

電気自動車および電気自動車における全体許容放電電力量設定方法 Download PDF

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battery
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electric
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山本 雅哉
悠一 田中
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle and a method for setting the total allowable discharge energy in an electric vehicle.
  • this type of electric vehicle includes a motor generator, an inverter that drives the motor generator, a first power storage device, a second power storage device, and a main positive bus connected to the first power storage device and the inverter. And a first converter that performs voltage conversion between the main negative bus and a second converter that performs voltage conversion between the second power storage device and the main positive and main negative buses are proposed.
  • SOC state of charge
  • Patent Document 1 the remaining power amount up to the state of charge (SOC) where the allowable discharge power is limited is calculated for each power storage device, and the discharge power distribution ratio is calculated according to the calculated ratio of the remaining power amount of each power storage device.
  • SOC state of charge
  • the connection to the motor generator side of the power storage device whose remaining power amount has reached or close to the value 0 is disconnected.
  • the state of charge of the power storage device that has been disconnected may change depending on its characteristics, and the remaining power amount of the power storage device may change. Based on this, the remaining power amount of each of the plurality of power storage devices as a whole It is desirable to more appropriately calculate the remaining power amount.
  • the electric vehicle and the method of setting the total allowable discharge electric energy in the electric vehicle according to the present invention are the total allowable discharge power that is the electric energy allowed to be discharged in the entire battery device having a plurality of secondary batteries capable of exchanging electric power with the electric motor.
  • the main purpose is to set the amount more appropriately.
  • the electric vehicle and the method of setting the total allowable discharge energy in the electric vehicle according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
  • the electric vehicle of the present invention is An electric vehicle that travels using power from an electric motor,
  • a battery device comprising: a plurality of secondary batteries capable of exchanging electric power with the electric motor; and connection release means for connecting and releasing the connection of each of the plurality of secondary batteries to the electric motor side;
  • a charger that is connected to an external power source in a state of system shutdown and charges the plurality of secondary batteries using electric power from the external power source;
  • a used secondary battery setting means for setting, as a used secondary battery, a secondary battery in which a storage amount that is a dischargeable power amount among the plurality of secondary batteries has reached a predetermined storage amount; Traveling with the power from the electric motor in a state where at least one of the usable secondary batteries that are not set as the used secondary batteries among the plurality of secondary batteries is connected to the electric motor side
  • the overall allowable discharge energy which is the amount of power that is allowed to be discharged in the entire battery device, is set without reflecting the allowable discharge amount that is the amount of power that is allowed to be
  • a secondary battery in which the storage amount that is the amount of power that can be discharged has reached a predetermined storage amount or less is set as a used secondary battery, and the plurality of secondary batteries Of the secondary batteries that are not set as used secondary batteries, the secondary battery is used when traveling with power from the motor while at least one of the usable secondary batteries is connected to the motor side.
  • the total allowable discharge power that is the amount of power that is allowed to be discharged in the entire battery device without reflecting the allowable discharge amount that is the amount of power that is allowed to be discharged is set.
  • the amount of electricity stored may change even when it is not connected to the motor side, so the amount of electricity stored in the used secondary battery will fluctuate and the allowable discharge energy of the used secondary battery will fluctuate.
  • the allowable discharge power amount of the used secondary battery is not reflected and the whole
  • the overall allowable discharge electric energy is set more appropriately than the one that sets the total allowable discharge electric energy reflecting the allowable discharge electric energy of the used secondary battery. Can do.
  • the overall allowable discharge power amount setting means calculates a difference between the storage amount of the usable secondary battery and the predetermined storage amount as the allowable discharge power amount for the usable secondary battery.
  • Means for setting the allowable discharge power amount for the used secondary battery to 0 and setting the sum of the allowable discharge power amounts of the plurality of secondary batteries as the total allowable discharge power amount It can also be.
  • the battery device includes a main secondary battery and one or more auxiliary secondary batteries as the plurality of secondary batteries, and the motor side of the main secondary battery.
  • Main connection release means for connecting and releasing the connection and one or more auxiliary connection release means for connecting and releasing the one or more auxiliary secondary batteries to the motor side.
  • controlling the main connection release means so that the main secondary battery is connected to the motor side, and is set as the used secondary battery among the one or more auxiliary secondary batteries.
  • Battery device control means for controlling the one or more auxiliary connection release means so that usable secondary batteries that are not secondary batteries are switched one by one in order and connected to the motor side.
  • the total allowable discharge power amount setting means is configured so that the main secondary battery is connected to the motor side and one of the usable auxiliary secondary batteries is connected to the motor side. It is also possible that the vehicle is a means for setting the total allowable discharge power amount when traveling.
  • the battery device exchanges power between the main battery voltage system connected to the main secondary battery and the high voltage system on the motor side with voltage adjustment.
  • the battery device control means is configured to connect the main secondary battery to the electric motor side so that electric power from the main secondary battery is supplied to the electric motor.
  • the disconnection means and the main step-up / step-down circuit are controlled, and the usable auxiliary secondary batteries are sequentially switched one by one and connected to the motor side, and the motor side of the usable auxiliary secondary battery Close to A means for controlling said auxiliary disconnecting means and said auxiliary buck circuit so that electric power from the secondary battery being is supplied to the electric motor, can be a thing.
  • information notifying means for notifying the set total allowable discharge power amount and / or the distance that can be traveled by the total allowable discharge power amount obtained from the set total allowable discharge power amount. If it carries out like this, the distance which can drive
  • an internal combustion engine and a generator capable of exchanging power and inputting / outputting power with a secondary battery connected to the electric motor among the plurality of secondary batteries
  • a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of an internal combustion engine, a rotating shaft of the generator and a driving shaft connected to an axle; and when the usable secondary battery is present, from the motor Driving with priority on electric driving among electric driving that uses only input / output power and hybrid driving that uses power output from the internal combustion engine and power input / output from the motor.
  • drive control means for controlling the internal combustion engine, the generator, and the electric motor.
  • the overall allowable discharge energy setting method in the electric vehicle of the present invention is: An electric motor that outputs power for traveling; a plurality of secondary batteries capable of exchanging electric power with the electric motor; and connection release means for connecting and releasing the connection of each of the plurality of secondary batteries to the electric motor side.
  • the battery device connected to an external power supply in a system stopped state and a charger for charging the plurality of secondary batteries using electric power from the external power supply.
  • Is an overall allowable discharge energy setting method for setting an overall allowable discharge energy that is an allowable energy (A) A secondary battery in which a storage amount that is a dischargeable amount of power among the plurality of secondary batteries has reached a predetermined storage amount or less is set as a used secondary battery, (B) Power from the electric motor in a state where at least one of the usable secondary batteries that are not set as the used secondary batteries among the plurality of secondary batteries is connected to the electric motor side.
  • a secondary battery in which a storage amount that is a dischargeable amount of power among a plurality of secondary batteries has reached a predetermined storage amount or less is used as a used secondary battery.
  • the amount of electricity stored may change even when it is not connected to the motor side, so the amount of electricity stored in the used secondary battery will fluctuate and the allowable discharge energy of the used secondary battery will fluctuate.
  • the allowable discharge power amount of the used secondary battery is not reflected and the whole
  • the overall allowable discharge electric energy is set more appropriately than the one that sets the total allowable discharge electric energy reflecting the allowable discharge electric energy of the used secondary battery. Can do.
  • the step (b) includes the storage amount of the usable secondary battery and the predetermined storage amount in the allowable discharge power amount of the usable secondary battery. And setting a value 0 to the allowable discharge power amount for the used secondary battery, and adding the total allowable discharge power amount of each of the plurality of secondary batteries to the total allowable discharge power It can also be a step of setting as a quantity.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows an example of the driving mode setting routine performed by the electronic control unit for hybrid 70 of an Example. It is a flowchart which shows an example of the connection state setting routine performed by the electronic control unit for hybrid 70 of an Example. It is a flowchart which shows an example of the pressure
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 120 according to a modification.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 220 of a modified example.
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 320 of a modified example. It is a block diagram which shows the outline of a structure of the electric vehicle 420 of a modification.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention.
  • the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 that uses gasoline or light oil as fuel, an engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 24 that controls the drive of the engine 22, and a crank of the engine 22.
  • a planetary gear 30 in which a carrier is connected to the shaft 26 and a ring gear is connected to the drive shaft 32 connected to the drive wheels 39a and 39b via a differential gear 38, and a rotor is configured as a synchronous generator motor, for example.
  • the master side booster circuit 55 that boosts the power from the master battery 50 and can supply it to the inverters 41 and 42 side, and the slave batteries 60 and 62 are connected via the system main relays 66 and 67,
  • the second low voltage system power line (hereinafter referred to as the second low voltage system power line) and the high voltage system power line.
  • 54 which is connected to the second low voltage system power line 69 among the slave batteries 60, 62 connected to the inverter 54, the slave side capable of supplying power to the inverters 41, 42 side.
  • a booster circuit 65 a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52 that manages the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62, and a first low voltage system power line 59 via a DC / DC converter 96.
  • a battery ECU battery electronice control unit
  • the vehicle side connector 92 formed so that the external power supply side connector 102 connected to 100 is connectable, A hybrid electronic control unit 70 that communicates with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 to control the entire vehicle.
  • the charger 90 is connected to the second low voltage system power line 69 and the vehicle-side connector 92, and is connected to a charging relay, or AC / AC that converts AC power from the external power source 100 to DC power.
  • a DC converter, a DC / DC converter that converts the voltage of the DC power converted by the AC / DC converter and supplies the voltage to the second low-voltage power line 69 are provided.
  • the inverters 41 and 42 from the master booster 55 and the slave booster 65 are referred to as a high voltage system
  • the master battery 50 from the master booster 55 is referred to as a first low voltage system
  • the slave battery 60, 62 side from the slave side booster circuit 65 is referred to as a second low voltage system.
  • the battery ECU 52 has signals necessary for managing the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62, for example, the terminal voltage Vb 1 from the voltage sensor 51 a installed between the terminals of the master battery 50, and the positive electrode of the master battery 50.
  • Sensor installed between the terminals of the charge / discharge current Ib1 from the current sensor 51b attached to the output terminal on the side, the battery temperature Tb1 from the temperature sensor 51c attached to the master battery 50, and the slave batteries 60 and 62
  • Battery temperature from attached temperature sensors 61c and 63c b2, etc. Tb3 is input, and outputs to the hybrid electronic control unit 70 via communication data relating to the state of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 as needed. Further, in order to manage the master battery 50, the battery ECU 52 calculates a storage amount SOC1, which is the amount of power that can be discharged from the master battery 50, based on the integrated value of the charge / discharge current Ib1 detected by the current sensor 51b. Based on the calculated storage amount SOC1 and the battery temperature Tb1, the input / output limits Win1 and Wout1, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the master battery 50, are calculated, and the slave batteries 60 and 62 are managed.
  • a storage amount SOC1 which is the amount of power that can be discharged from the master battery 50, based on the integrated value of the charge / discharge current Ib1 detected by the current sensor 51b.
  • Win1 and Wout1 which are the maximum allowable power that may charge /
  • the slave battery 60 based on the amount SOC2, SOC3 and the battery temperature Tb2, Tb3, 2 of input and output limits Win2, Wout2, Win3, are or calculates the Wout3.
  • the input / output limits Win1 and Wout1 of the master battery 50 set the basic values of the input / output limits Win1 and Wout1 based on the battery temperature Tb1, and the input limiting correction coefficient and the input based on the stored amount SOC1 of the master battery 50.
  • the input / output limits Win2, Wout2, Win3, Wout3 of the slave batteries 60, 62 can be set similarly to the input / output limits Win1, Wout1 of the master battery 50.
  • the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 have the same storage capacity.
  • the hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port.
  • the hybrid electronic control unit 70 includes a voltage (high voltage system voltage) from a voltage sensor 57a attached between terminals of a smoothing capacitor 57 connected to the positive and negative buses of the high voltage power line 54.
  • first low voltage system power line 59 first low voltage system voltage
  • VL2 second low voltage system voltage
  • a switching control signal to the switching element of the master side booster circuit 55 a switching control signal to the switching element of the slave side booster circuit 65, and a drive signal to the system main relays 56, 66, 67 ,
  • a display signal to the display 89 for displaying information, a control signal to the charger 90, and the like are output via the output port.
  • the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.
  • the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way calculates the required torque to be output to the drive shaft 32 based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83 by the driver.
  • the operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the torque is output to the drive shaft 32.
  • the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is the power distribution and integration mechanism 30.
  • Torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 so that torque is converted by the motor MG1 and the motor MG2 and output to the drive shaft 32, and the required power, and charging / discharging of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62
  • the engine 22 is operated and controlled so that power corresponding to the sum of necessary electric power is output from the engine 22, and all or all of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 is performed.
  • Both the torque conversion operation mode and the charge / discharge operation mode are modes in which the engine 22 and the motors MG1, MG2 are controlled so that the required power is output to the drive shaft 32 with the operation of the engine 22. Can be considered as an engine operation mode.
  • the charging relay in the charger 90 is connected. From the external power supply 100 by turning on and off the system main relays 56, 66, and 67 and controlling the master side booster circuit 55, the slave side booster circuit 65, and the AC / DC converter and DC / DC converter in the charger 90.
  • the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are put into a predetermined charge state lower than full charge or full charge using the power of In this way, when the system is started (ignition-on) while the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are sufficiently charged, the power from the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 is used.
  • the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes the slave batteries 60 and 62 in addition to the master battery 50, the travel distance (travel time) traveled by electric travel is made longer than that of only the master battery 50. be able to.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a travel mode setting routine executed by the hybrid electronic control unit 70 of the embodiment after the system is started.
  • the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 inputs the connection state set by the connection state setting routine illustrated in FIG. 3 (step S100) and the input connection state.
  • Step S110 in the first connection state (the master battery 50 and the master side boost circuit 55 are connected, the slave battery 60 and the slave side boost circuit 65 are connected, and the slave battery 62 and the slave side boost circuit 65 are connected).
  • the second connection state (the master battery 50 and the master side boost circuit 55 are connected, the slave battery 62 and the slave side boost circuit 65 are connected, and the slave battery 60 and the slave side boost circuit 65 are connected to each other).
  • the motor operation mode The electric travel priority mode in which travel (electric travel) is preferentially performed is set as the travel mode (step S120), the process returns to step S100, and in step S110, the slave disconnection state (the master battery 50 and the master side booster circuit 55 are switched on).
  • the hybrid travel priority mode in which the travel in the engine operation mode (hybrid travel) is prioritized is performed as the travel mode. (Step S130), and this routine ends.
  • the rotational speed of the drive shaft 32 (the rotational speed Nm2 of the motor MG2 or the vehicle speed) is added to the required torque Tr * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V.
  • the travel power Pdrv * required for travel is calculated by multiplying V by the number of revolutions multiplied by the conversion factor, and the calculated travel power Pdrv * and the master battery 50 charge / discharge required power Pb * as the sum
  • the required power Pe * is compared with a preset threshold value Phv as a power slightly larger than the minimum power at which the engine 22 can be efficiently operated. When the required power Pe * is equal to or less than the threshold value Phv, the vehicle travels electrically and the required power Pe.
  • the output limit Wout when the electric travel priority mode is set as the travel mode is larger than the threshold Phv. Therefore, when the electric travel priority mode is set as the travel mode by such control, the hybrid travel priority is set. Since electric driving is more likely to be allowed than when the mode is set as the driving mode, electric driving should be facilitated until the charged amounts SOC1, SOC2 and SOC3 of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 become small. Can do.
  • connection state of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 is switched by a connection state setting routine illustrated in FIG.
  • This routine is executed by the hybrid electronic control unit 70.
  • the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first uses the power from the external power supply 100 to stop the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 sufficiently with the charger 90 when the system is stopped.
  • the system main relays 56 and 66 are turned on to enter the first connection state (step S200).
  • the master side is controlled by a booster circuit control (to be described later) that controls the master side booster circuit 55 and the slave side booster circuit 65 so that the stored amount SOC2 of the slave battery 60 rapidly decreases as compared with the charged amount SOC1 of the master battery 50.
  • the vehicle travels in the electric travel priority mode while controlling the booster circuit 55 and the slave booster circuit 65, and when the charged amount SOC2 of the slave battery 60 reaches a predetermined charged amount Sref2 or less (steps S210 and S220), the slave battery 60 is used.
  • the battery is set as a finished battery (step S230), and the system main relay 66 is turned off and the system main relay 67 is turned on from the first connection state (step S240).
  • the predetermined power storage amount Sref2 a power storage amount in which the ratio of the power storage amount SOC2 of the slave battery 60 to the power storage capacity is a predetermined ratio (for example, 20%, 23%, 25%, etc.) can be used.
  • the master side booster circuit 55 is controlled by the booster circuit control so that the timing when the charged amount SOC1 of the master battery 50 becomes equal to or lower than the predetermined charged amount Sref1 and the timing when the charged amount SOC3 of the slave battery 62 becomes equal to or lower than the predetermined charged amount Sref3 are the same.
  • the slave side booster circuit 65 are controlled in the electric travel priority mode, and the charged amount SOC3 of the slave battery 62 reaches the predetermined charged amount Sref3 or less (the charged amount SOC1 of the master battery 50 reaches the predetermined charged amount Sref1 or less. ) And (steps S250 and S260), the slave battery 62 is set as a used battery (step S270), and the slave connection state is switched from the second connection state to the system main relay 67 being turned off (step S280).
  • the predetermined storage amount Sref1 a storage amount at which the ratio of the storage amount SOC1 of the master battery 50 to the storage capacity is a predetermined ratio (for example, 32%, 35%, 37%, etc.) can be used.
  • Sref3 can use a storage amount at which the ratio of the storage amount SOC3 of the slave battery 62 to the storage capacity is a predetermined ratio (for example, 20%, 23%, 25%, etc.).
  • the vehicle travels in the hybrid travel priority mode while intermittently operating the engine 22 based on the required power required for the vehicle.
  • the system main relays 66 and 67 are turned on and off while the power is being input / output from the motors MG1 and MG2, the system is stopped (ignition off) for the used battery.
  • the corresponding system main relay is not turned on until charging is performed using the power from the external power source 100.
  • the master side booster circuit 55 and the slave side booster circuit 65 are controlled by a booster circuit control routine illustrated in FIG.
  • This routine is executed by the hybrid electronic control unit 70 every predetermined time (for example, every several milliseconds).
  • the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first determines the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2, the rotational speeds Nm1 and Nm2, the charged amount SOC1 of the master battery 50, and the slave.
  • step S300 Data necessary for control, such as the storage amounts SOC2 and SOC3 of the batteries 60 and 62, the high-voltage voltage VH from the voltage sensor 57a, the slave-side current Ibs from the current sensor 65a, and the like are input (step S300).
  • the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are input as set by a drive control routine (not shown).
  • the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. It was supposed to be.
  • the charged amount SOC1 of the master battery 50 and the charged amounts SOC2 and SOC3 of the slave batteries 60 and 62 were calculated based on the integrated values of the charge / discharge currents Ib1, Ib2 and Ib3 detected by the current sensors 51b, 61b and 63b, respectively. Things are input from the battery ECU 52 by communication.
  • the target voltage VHtag of the high voltage system power line 54 is set based on the torque commands Tm1 *, Tm2 * of the motors MG1, MG2 and the rotational speeds Nm1, Nm2 (step S320), and the voltage VH of the high voltage system is set.
  • the target voltage VHtag is a voltage that can drive the motor MG1 at a target operating point (torque command Tm1 *, rotational speed Nm1) of the motor MG1 and a target operating point (torque command Tm2 *, rotational speed) of the motor MG2.
  • Nm2 is set to the larger voltage of the voltages that can drive the motor MG2.
  • connection state set by the connection state setting routine of FIG. 3 is checked (step S340).
  • the connection state is the first connection state, based on the charged amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC2, ⁇ SOC3 of the master battery 50 and the slave batteries 60, 62.
  • the ratio Dr is calculated by the following equation (1) (step S350), and in the second connection state, the distribution ratio Dr is calculated by the equation (2) on the basis of the charged amount differences ⁇ SOC1 and ⁇ SOC3 of the master battery 50 and the slave battery 62. (Step S352), and in the slave cutoff state, the distribution ratio A value 0 is set in Dr (step S354).
  • the reason why the distribution ratio Dr is calculated in this way is to make the timing when the charged amount SOC1 of the master battery 50 reaches the predetermined charged amount Sref1 the same as the timing when the charged amount SOC3 of the slave battery 62 reaches the predetermined charged amount Sref3. .
  • the power Pbstag is calculated (step S360), and the power (VH ⁇ Ibs) supplied from the slave batteries 60 and 62 is set to the slave-side power command Pbs * by power feedback control so that the slave-side target power Pbstag is obtained.
  • Set step S370.
  • the master side booster circuit 55 is controlled so that the voltage VH of the high voltage system power line 54 becomes the target voltage VHtag by the voltage command VH * (step S380), and the slave batteries 60 and 62 side by the slave side power command Pbs *.
  • the slave side booster circuit 65 is controlled so that the power supplied from the motor to the motors MG1, MG2 becomes the slave side power command Pbs * (step S390), and the booster circuit control routine is terminated.
  • adjustment of the voltage VH of the high-voltage power line 54, adjustment of the power supplied from the master battery 50 to the inverters 41 and 42, and the power supplied from the connected slave battery to the inverters 41 and 42 are performed. Can do.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of changes over time in the storage amount SOC1 of the master battery 50, the storage amounts SOC2 and SOC3 of the slave batteries 60 and 62, and the output limit Wout when the electric travel is performed uniformly in the electric travel priority mode. is there.
  • the output limit Wout is the sum of the output limit Wout1 of the master battery 50 and the output limit of the connected slave battery, that is, the output limit Wout1 of the master battery 50 and the output limit Wout2 of the slave battery 60 in the first connection state.
  • This is the sum of the output limit Wout1 of the master battery 50 and the output limit Wout3 of the slave battery 62 in the second connection state, and the output limit Wout1 of the master battery 50 in the slave cutoff state.
  • both the stored amount SOC1 of the master battery 50 and the stored rate SOC2 of the slave battery 60 decrease.
  • the power supplied from the slave battery 60 to the motors MG1 and MG2 is larger than the power supplied from the master battery 50 to the motors MG1 and MG2 because of the distribution ratio Dr calculated by the equation (1). Therefore, the decrease in the storage ratio SOC2 of the slave battery 60 is steeper than the decrease in the storage amount SOC1 of the master battery 50.
  • the first connected state is switched to the second connected state, the master battery 50 and the slave battery 62 are discharged, and the charged amount SOC1 of the master battery 50 is stored.
  • the storage ratio SOC3 of the slave battery 62 both decrease.
  • the power supplied from the slave battery 62 to the motors MG1 and MG2 is compared with the power supplied from the master battery 50 to the motors MG1 and MG2 because of the distribution ratio Dr calculated by the equation (2). Therefore, the decrease in the storage ratio SOC3 of the slave battery 62 is sharper than the decrease in the storage amount SOC1 of the master battery 50.
  • the second connected state is switched to the slave cutoff state, and electric travel priority is given.
  • the mode is switched to the hybrid driving priority mode.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of an EV priority allowable power amount setting routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several milliseconds) when the electric travel priority mode is set as the travel mode.
  • the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first inputs the connection state set by the connection state setting routine of FIG. 3 and the boost circuit control routine of FIG. Similarly to the processing in step S300, the storage amount SOC1 of the master battery 50 and the storage amounts SOC2 and SOC3 of the slave batteries 60 and 62 are input (step S400), and the storage amount SOC1 of the master battery 50 and the storage amounts of the slave batteries 60 and 62 are input.
  • the stored electricity amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC2, and ⁇ SOC3 are calculated by subtracting the predetermined stored electricity amounts Sref1, Sref2, and Sref3 from the SOC2 and SOC3, respectively (step S410).
  • connection state is checked (step S420), and in the first connection state, the amount of electric power is allowed to be discharged for each of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 when traveling in the electric travel priority mode.
  • the power storage amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC2, and ⁇ SOC3 are set in the allowable discharge power amounts E1, E2, and E3, respectively (step S430), and the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are discharged as a whole when traveling in the electric travel priority mode.
  • the storage amount differences ⁇ SOC1 and ⁇ SOC3 are set in the allowable discharge power amounts E1 and E3 of the master battery 50 and the slave battery 62, respectively, and the allowable discharge power amount E2 of the slave battery 60 is a value.
  • 0 is set (step S440)
  • the sum of the allowable discharge electric energy E1, E2, E3 is set to the EV priority allowable electric energy Eev (step S450), and this routine is terminated.
  • the second connection state is considered from the start of the system to the stop of the system.
  • the slave battery 60 is not connected to the motors MG1, MG2 side (inverters 41, 42 side). Further, the charged amount of the used battery may slightly fluctuate even when it is not connected to the motors MG1 and MG2 due to the characteristics of the slave battery. From these facts, when the storage amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC2, and ⁇ SOC3 are set in the allowable discharge power amounts E1, E2, and E3, respectively, in the second connection state as in the first connection state, the storage of the slave battery 60 is performed.
  • the EV priority allowable power amount Eev may change due to a change in the amount SOC2.
  • the EV priority allowable power amount Eev is further increased. It can be set appropriately.
  • EV priority permissible electric energy Eev set more appropriately in this way has a value of 0 when the charged amount SOC1 of the master battery 50 reaches the predetermined charged amount Sref1 or less and the charged amount SOC3 of the slave battery 62 reaches the predetermined charged amount Sref3 or less. It will lead to.
  • the hybrid electronic control unit 70 sets the EV priority allowable power amount Eev, the EV priority allowable power amount Eev, and a predetermined travel distance per unit power amount.
  • Information such as EV priority permissible distance Lev which is the distance that can be traveled by the electric travel priority mode obtained as the product of the above, is displayed on display 89 or outputted by voice from a speaker (not shown) as necessary. Thereby, EV priority permissible electric energy Eev and EV priority permissible distance Lev can be reported to a driver.
  • the master battery 50 and the slave battery 60 are in the first connection state where they are connected to the motors MG1 and MG2 (inverters 41 and 42), the master battery 50 and the slave battery
  • the difference between the storage amounts ⁇ SOC1, ⁇ SOC2, and ⁇ SOC3 of 60 and 62 is set to the allowable discharge power amounts E1, E2, and E3, respectively, and the sum of the set allowable discharge power amounts E1, E2, and E3 is set in the electric travel priority mode.
  • the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are set to the EV priority allowable power amount Eev, which is the power amount allowed to be discharged as a whole, and the slave battery 60 is charged when the power storage amount SOC2 of the slave battery 60 reaches a predetermined power storage amount Sref2 or less.
  • the battery 60 is set as a used secondary battery, and the master battery 0, when the slave battery 62 is in the second connection state connected to the motors MG1, MG2, the power storage amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC3 of the master batteries 50, 62 are set to the allowable discharge power amounts E1, E3, respectively, and the value 0 is set Since the allowable discharge power E2 is set and the sum of the allowable discharge power amounts E1, E2, and E3 is set to the EV priority allowable power amount Eev, the EV is set in the second connection state, that is, when there is a used secondary battery.
  • the priority permissible power amount Eev can be set more appropriately.
  • the EV priority allowable power amount Eev is set using the stored power amount difference of the slave battery 62).
  • the stored power that is a ratio of the stored power amount SOC1 of the master battery 50 to the stored capacity.
  • the EV priority allowable power amount Eev may be set using the ratio R1 and the storage ratio of the batteries that are not set as used batteries among the slave batteries 60 and 62.
  • the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are configured to have the same storage capacity, in this case, for example, the predetermined storage ratios Rref1, Rref2, corresponding to the above-described predetermined storage amounts Sref1, Sref2, Sref3, for example.
  • Rref3 is subtracted from the storage ratios R1, R2, and R3 of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62, respectively, to calculate the storage ratios ⁇ R1, ⁇ R2, and ⁇ R3.
  • the storage ratio differences ⁇ R1, ⁇ R2, and ⁇ R3 are calculated.
  • the product obtained by multiplying the sum by the storage capacities of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 is set as the EV priority allowable power amount Eev.
  • the value 0 is reset to the storage ratio difference ⁇ R2, and then the storage ratio Accumulation of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 in the sum of the differences ⁇ R1, ⁇ R2, and ⁇ R3 It can be assumed to be set are multiplied by amount EV priority permissible power Eev.
  • information such as the EV priority allowable power amount Eev and the EV priority allowable distance Lev obtained from this EV priority allowable power amount is displayed on the display 89 as necessary, or output by sound from a speaker (not shown). However, such notification may not be performed.
  • information such as the EV priority allowable power amount Eev and the EV priority allowable distance Lev obtained from this EV priority allowable power amount is displayed on the display 89 as necessary, or output by sound from a speaker (not shown).
  • it may be used for setting the running mode and setting the connection state of the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62.
  • the driving mode is changed from the electric driving priority mode to the hybrid driving at the timing when the EV priority allowable electric energy Eev becomes 0. It is good also as what switches to priority mode.
  • the second connection The connection state may be switched from the second connection state to the slave cutoff state at a timing when the EV priority allowable power amount Eev becomes 0 in the state.
  • the stored amount SOC2 of the slave battery 60 is set to the predetermined stored amount Sref2 when the system is started.
  • the storage amount SOC3 of the slave battery 62 may be compared with the predetermined storage amount Sref3, and the slave battery having a storage amount equal to or less than the predetermined storage amount among the slave batteries 60 and 62 may be set as a used battery.
  • the slave battery 60 when the slave battery 60 is set as a used battery when the system is started, first, the system main relays 56 and 67 are turned on to enter the second connection state, and then the charged amount SOC3 of the slave battery 62 is set. May be set as a used battery and the system main relay 67 is turned off to switch to the slave shut-off state.
  • the storage amount differences ⁇ SOC1 and ⁇ SOC3 of the master batteries 50 and 62 are set to the allowable discharge power amounts E1 and E3, respectively, and the value 0 is set to the allowable discharge power E2.
  • the sum of these allowable discharge power amounts E1, E2, E3 is set to the EV priority allowable power amount Eev.
  • the charged amount difference ⁇ SOC2 of the slave battery 60 set as a used battery is set to the EV priority allowable power amount Eev. Therefore, the sum of the allowable discharge power amounts E1 and E3 may be set to the EV priority allowable power amount Eev in the second connection state.
  • the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are configured as lithium ion secondary batteries having the same storage capacity, but may be configured as lithium secondary batteries having different storage capacities or different storage capacities. It is good also as what comprises as a different type secondary battery.
  • one master battery 50 and two slave batteries 60 and 62 are provided.
  • one master battery 50 and three or more slave batteries may be provided.
  • the master battery 50 when traveling in the electric travel priority mode, the master battery 50 may be connected to the motors MG1 and MG2 as a connected state, and three or more slave batteries may be sequentially connected to the motors MG1 and MG2.
  • the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes one master battery 50 and two slave batteries 60 and 62, and when traveling in the electric travel priority mode, the master battery 50 and the slave battery 60 are connected to the motor MG1 as the first connection state. , MG2 side is connected, and the master battery 50 and slave battery 62 are connected to the motors MG1, MG2 side as the second connection state, but conversely, the master battery 50 and slave battery are connected as the first connection state. 62 may be connected to the motors MG1 and MG2, and the master battery 50 and the slave battery 60 may be connected to the motors MG1 and MG2 as the second connection state.
  • the inverter 41 Any device may be used as long as it includes a plurality of batteries capable of exchanging electric power with the 42 side, and relays for connecting and disconnecting the plurality of batteries to and from the inverters 41 and 42 side.
  • the master side booster circuit 55 connected to the high voltage system power line 54 and the first low voltage system power line 59, the high voltage system power line 54 and the second low voltage system power line 69.
  • the slave side booster circuit 65 is connected to each other, but the master side booster circuit 55 and the slave side booster circuit 65 may not be provided.
  • information such as the EV priority allowable power amount Eev and the EV priority allowable distance Lev is displayed on the display 89 or outputted by voice from a speaker (not shown). These processes are performed. It may not be.
  • the power from the engine 22 is output to the drive shaft 32 connected to the drive wheels 39a and 39b via the planetary gear 30, and the power from the motor MG2 is output to the drive shaft 32.
  • the power from the engine 22 is output to the drive shaft 32 connected to the drive wheels 39a and 39b via the planetary gear 30, and the power from the motor MG2 is output. It may be output to an axle (an axle to which wheels 39c and 39d in FIG. 7 are connected) different from an axle to which the drive shaft 32 is connected (an axle to which the drive wheels 39a and 39b are connected).
  • the power from the engine 22 is output to the drive shaft 32 connected to the drive wheels 39a and 39b via the power distribution and integration mechanism 30, and the power from the motor MG2 is output to the drive shaft 32.
  • the motor MG is attached to the drive shaft connected to the drive wheels 39a and 39b via the transmission 230
  • the clutch is attached to the rotation shaft of the motor MG
  • the hybrid vehicle 220 of the modified example of FIG. 229 is connected to the engine 22, the power from the engine 22 is output to the drive shaft through the rotation shaft of the motor MG and the transmission 230, and the power from the motor MG is driven through the transmission 230. It may be output to the shaft.
  • the power from the engine 22 is output to the axle connected to the drive wheels 39a and 39b via the transmission 330 and the power from the motor MG is driven. It may be output to an axle different from the axle to which the wheels 39a, 39b are connected (the axle connected to the wheels 39c, 39d in FIG. 9).
  • the present invention is applied to the hybrid vehicle 20 including the engine 22 and the motor MG1 connected to the drive shaft 32 via the planetary gear 30, and the motor MG2 connected to the drive shaft 32.
  • the electric vehicle 420 may be applied to a simple electric vehicle including a motor MG that outputs driving power.
  • the present invention has been described using a form applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the total allowable discharge power which is the amount of power that can be discharged in the entire battery device in such an electric vehicle or hybrid vehicle. It is good also as a form of the whole permissible discharge electric energy setting method which sets quantity.
  • the motor MG2 corresponds to a “motor”
  • the master battery 50 and slave batteries 60 and 62 and system main relays 56, 66, and 67 configured as lithium ion secondary batteries correspond to “battery devices”.
  • the charger 90 corresponds to a “charger”, and the charged amount SOC2 of the slave battery 60 is in the first connection state in which the master battery 50 and the slave battery 60 are connected to the motors MG1, MG2 side (inverters 41, 42 side).
  • the slave battery 60 is set as a used battery when it reaches the predetermined charged amount Sref2 or less, and the charged amount SOC3 of the slave battery 62 in the second connection state in which the master battery 50 and the slave battery 62 are connected to the motors MG1 and MG2 side. Has used the slave battery 62 when the battery reaches a predetermined storage amount Sref3 or less.
  • the hybrid electronic control unit 70 that executes the connection state setting routine of FIG. 3 set as a battery corresponds to “used secondary battery setting means”.
  • the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are set to the allowable discharge power amounts E1, E2, and E3, respectively, and the master battery 50 when the sum of the set allowable discharge power amounts E1, E2, and E3 is driven in the electric drive priority mode.
  • EV priority permissible power amount Eev which is the amount of power permitted to be discharged as a whole of slave batteries 60, 62, is set, and in the second connection state, power storage amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC3 of master batteries 50, 62 are allowed respectively. These are set to discharge power amounts E1 and E3, and value 0 is set to allowable discharge power E2
  • the hybrid electronic control unit 70 that executes the EV priority allowable power amount setting routine of FIG.
  • the hybrid electronic control unit 70 for controlling 66 and 67 corresponds to “battery device control means”, and displays information such as the display 89 and the EV priority allowable electric energy Eev and EV priority allowable distance Lev on the display 89 as necessary.
  • the hybrid electronic control unit 70 that outputs a display signal to the display 89 corresponds to “notification means”. Further, when the engine 22 corresponds to an “internal combustion engine”, the motor MG1 corresponds to a “generator”, the planetary gear 30 corresponds to a “planetary gear mechanism”, and the motor is operated in the first connection state or the second connection state.
  • the electric travel priority mode in which the travel by the mode (electric travel) is preferentially performed is set as the travel mode, and the sum of the output limit Wout1 of the master battery 50 and the output limit of the connected slave battery (in the first connected state, the master battery) 50 output limit Wout1 and the output limit Wout2 of the slave battery 60, the sum of the output limit Wout1 of the master battery 50 and the output limit Wout3 of the slave battery 62 in the second connection state) is set as the output limit Wout,
  • the rotational speed of the drive shaft 32 is set to the required torque Tr * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V.
  • the traveling power Pdrv * is calculated.
  • the engine 22 and the motors MG1 and MG2 are controlled so that the electric power travels, and the traveling power Pdrv * When it is larger, the hybrid electronic control unit 70, the engine ECU 24, and the motor ECU 40 that control the engine 22 and the motors MG1, MG2 so as to travel in the engine operation mode (hybrid traveling) correspond to “drive control means”.
  • the “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor that can input and output power to the drive shaft, such as an induction motor. It doesn't matter.
  • the “battery device” is not limited to the master battery 50 and slave batteries 60 and 62 and the system main relays 56, 66 and 67 configured as lithium ion secondary batteries, but includes one master battery and three batteries. The above-described slave battery, one master battery and one slave battery, a plurality of master batteries and a plurality of slave batteries, or a secondary battery other than a lithium ion secondary battery (for example, nickel-hydrogen secondary battery).
  • Secondary batteries nickel cadmium secondary batteries, lead storage batteries, etc.
  • a master side booster circuit 55 or a slave side booster circuit 65 Connection release for connecting to and disconnecting from the motor side of each secondary battery If, but it may be any one having a.
  • the “charger” is not limited to the charger 90 including a charging relay, an AC / DC converter, and a DC / DC converter, and is connected to an external power source in a state where the system is stopped to supply power from the external power source. Any battery can be used as long as it can be used to charge the secondary battery.
  • the slave battery 60 is set as a used battery when the storage amount SOC2 of the slave battery 60 reaches a predetermined storage amount Sref2 or less in the first connection state, and the second connection state
  • the slave battery 62 is set as a used battery when the stored amount SOC3 of the slave battery 62 reaches a predetermined stored amount Sref3 or less, and the amount of power that can be discharged among a plurality of secondary batteries.
  • any battery may be used.
  • the stored power amount differences ⁇ SOC1, ⁇ SOC2, ⁇ SOC3 of the master battery 50 and the slave batteries 60, 62 are set to the allowable discharge power amounts E1, E2, E3, respectively.
  • EV priority allowable electric energy which is the electric energy in which the master battery 50 and the slave batteries 60 and 62 are allowed to discharge as a whole when the electric driving priority mode is used to drive the sum of the allowable discharge electric energy E1, E2 and E3 set together.
  • the stored power amount differences ⁇ SOC1 and ⁇ SOC3 of the master batteries 50 and 62 are set to the permissible discharge power amounts E1 and E3, respectively, and the value 0 is set to the permissible discharge power E2 It is not limited to the one that sets the sum of discharge electric energy E1, E2, E3 to EV priority allowable electric energy Eev.
  • the system main relay 56 is controlled so that the master battery 50 is connected to the motors MG1 and MG2, and the slave batteries 60 and 62 are switched one by one in order to move to the motors MG1 and MG2.
  • the “notification means” is not limited to the information indicating the EV priority allowable power amount Eev and the EV priority allowable distance Lev on the display 89 as necessary, but the total allowable discharge power amount and / or the total. Any device may be used as long as the travelable distance is notified by the total allowable discharge power amount obtained from the allowable discharge power amount.
  • the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine.
  • the “generator” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, but can exchange power with a secondary battery connected to the motor among a plurality of secondary batteries such as an induction motor. Any type of generator can be used as long as it can input and output power.
  • the “planetary gear mechanism” is not limited to the planetary gear 30, but three rotating elements are connected to the three axes of the output shaft of the internal combustion engine, the rotating shaft of the generator, and the driving shaft connected to the axle. Any object can be used.
  • the “drive control means” is not limited to the combination of the hybrid electronic control unit 70, the engine ECU 24, and the motor ECU 40, and may be configured by a single electronic control unit.
  • the electric travel priority mode in which the travel by the motor operation mode (electric travel) is preferentially performed is set as the travel mode, and the master battery
  • the sum of the output limit Wout1 of 50 and the output limit of the connected slave battery (the sum of the output limit Wout1 of the master battery 50 and the output limit Wout2 of the slave battery 60 when in the first connection state, and the master battery 50 when in the second connection state.
  • Output limit Wout1 and the output limit Wout3 of the slave battery 62) is set as the output limit Wout, and the required torque Tr * based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V is multiplied by the number of revolutions of the drive shaft 32.
  • the power Pdrv * is calculated, and the calculated traveling power Pdrv * is less than or equal to the output limit Wout.
  • the engine 22 and the motors MG1, MG2 are controlled so that the vehicle travels electrically.
  • the travel power Pdrv * is greater than the output limit Wout, the engine 22 and the motors MG1, MG2 are configured to travel in the engine operation mode (hybrid travel).
  • the present invention can be used in the manufacturing industry of electric vehicles.

Abstract

 スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定蓄電量Sref2以下に至ったときにスレーブバッテリ60を使用済二次電池として設定し、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ62がモータMG1,MG2側に接続されるときには、マスタバッテリ50,62の蓄電量差(SOC1-Sref1),(SOC3-Sref3)をそれぞれ許容放電電力量E1,E3に設定すると共に値0を許容放電電力E2に設定してこれら許容放電電力量E1,E2,E3の和をマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62全体としての放電が許容される電力量であるEV優先許容電力量Eevに設定する。

Description

電気自動車および電気自動車における全体許容放電電力量設定方法
 本発明は、電気自動車および電気自動車における全体許容放電電力量設定方法に関する。
 従来、この種の電気自動車としては、モータジェネレータと、モータジェネレータを駆動するインバータと、第1の蓄電装置と、第2の蓄電装置と、第1の蓄電装置とインバータが接続された主正母線および主負母線との間で電圧変換を行なう第1のコンバータと、第2の蓄電装置と主正母線および主負母線との間で電圧変換を行なう第2のコンバータと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電気自動車では、許容放電電力が制限される充電状態(SOC)までの残存電力量を各蓄電装置について算出し、算出した各蓄電装置の残存電力量の比率に応じて放電電力分配率を算出し、算出した放電電力分配率に応じて各コンバータを制御することにより、いずれかの蓄電装置において他の蓄電装置よりも早く放電限界に達してしまうケースを抑制している。
特開2008-109840号公報
 上述の電気自動車と同様に複数の蓄電装置を備える電気自動車では、残存電力量が値0または値0近傍に至った蓄電装置のモータジェネレータ側への接続を解除する場合において、モータジェネレータ側への接続が解除された蓄電装置がその特性によって充電状態が変化してその蓄電装置の残存電力量が変化することがあるが、これを踏まえて、複数の蓄電装置の各々の残存電力量から全体としての残存電力量をより適正に計算することが望まれる。
 本発明の電気自動車および電気自動車における全体許容放電電力量設定方法は、電動機と電力のやりとりが可能な複数の二次電池を有する電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量をより適正に設定することを主目的とする。
 本発明の電気自動車および電気自動車における全体許容放電電力量設定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
 本発明の電気自動車は、
 電動機からの動力を用いて走行する電気自動車であって、
 前記電動機と電力のやりとりが可能な複数の二次電池と、前記複数の二次電池の各々の前記電動機側への接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を有する電池装置と、
 システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記複数の二次電池を充電する充電器と、
 前記複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定する使用済二次電池設定手段と、
 前記複数の二次電池のうち前記使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが前記電動機側に接続された状態で前記電動機からの動力により走行する際、前記使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに前記電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する全体許容放電電力量設定手段と、
 を備えることを要旨とする。
 この本発明の電気自動車では、複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定し、複数の二次電池のうち使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが電動機側に接続された状態で電動機からの動力により走行する際には、使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する。二次電池の特性によっては電動機側に接続されていないときでも蓄電量が変化することがあるため、使用済二次電池の蓄電量が変動して使用済二次電池の許容放電電力量が変動することがあるが、使用可能二次電池の少なくとも一つが電動機側に接続された状態で電動機からの動力により走行する際には使用済二次電池についての許容放電電力量を反映せずに全体許容放電電力量を設定することにより、使用済二次電池の許容放電電力量を反映して全体許容放電電力量を設定するものに比して、全体許容放電電力量をより適正に設定することができる。
 こうした本発明の電気自動車において、前記全体許容放電電力量設定手段は、前記使用可能二次電池についての前記許容放電電力量に該使用可能二次電池の蓄電量と前記所定蓄電量との差を設定すると共に前記使用済二次電池についての前記許容放電電力量に値0を設定し、前記複数の二次電池の各々の前記許容放電電力量の和を前記全体許容放電電力量として設定する手段である、ものとすることもできる。
 また、本発明の電気自動車において、前記電池装置は、メイン二次電池と一つ以上の補助用二次電池とを前記複数の二次電池として有し、前記メイン二次電池の前記電動機側への接続および接続の解除を行なうメイン接続解除手段と前記一つ以上の補助用二次電池の前記電動機側への接続および接続の解除を行なう一つ以上の補助接続解除手段とを前記接続解除手段として有する装置であり、前記メイン二次電池が前記電動機側に接続されるよう前記メイン接続解除手段を制御すると共に前記一つ以上の補助用二次電池のうち前記使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能補助用二次電池が一つずつ順に切り替えられて前記電動機側に接続されるよう前記一つ以上の補助接続解除手段を制御する電池装置制御手段を備え、前記全体許容放電電力量設定手段は、前記メイン二次電池が前記電動機側に接続されると共に前記使用可能補助用二次電池の一つが前記電動機側に接続された状態で前記電動機からの動力により走行する際、前記全体許容放電電力量を設定する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明の電気自動車において、前記電池装置は、前記メイン二次電池に接続されたメイン電池電圧系と前記電動機側の高電圧系との間で電圧の調整を伴って電力のやりとりを行なうメイン昇降圧回路と、前記一つ以上の補助用二次電池に接続された補助用電池電圧系と前記電動機側の高電圧系との間で電圧の調整を伴って電力のやりとりを行なう補助用昇降圧回路と、を有する装置であり、前記電池装置制御手段は、前記メイン二次電池が前記電動機側に接続されて該メイン二次電池からの電力が前記電動機に供給されるよう前記メイン接続解除手段と前記メイン昇降圧回路とを制御すると共に前記使用可能補助用二次電池が一つずつ順に切り替えられて前記電動機側に接続されて該使用可能補助用二次電池のうち該電動機側に接続されている二次電池からの電力が前記電動機に供給されるよう前記補助接続解除手段と前記補助用昇降圧回路とを制御する手段である、ものとすることもできる。
 さらに、本発明の電気自動車において、前記設定した全体許容放電電力量および/または該設定した全体許容放電電力量から得られる前記全体許容放電電力量により走行可能な距離を報知する情報報知手段、を備えるものとすることもできる。こうすれば、全体許容放電電力量や全体許容放電電力量により走行可能な距離を報知することができる。
 あるいは、本発明の電気自動車において、内燃機関と、前記複数の二次電池のうち前記電動機側に接続されている二次電池と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記使用可能二次電池があるときには前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とのうち前記電動走行を優先して走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、を備えるものとすることもできる。
 本発明の電気自動車における全体許容放電電力量設定方法は、
 走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な複数の二次電池と前記複数の二次電池の各々の前記電動機側への接続および接続の解除を行なう接続解除手段とを有する電池装置と、システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記複数の二次電池を充電する充電器と、を備える電気自動車における前記電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する全体許容放電電力量設定方法であって、
(a)前記複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定し、
(b)前記複数の二次電池のうち前記使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが前記電動機側に接続された状態で前記電動機からの動力により走行する際、前記使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに前記全体許容放電電力量を設定する、
 ことを要旨とする。
 この本発明の電気自動車における全体許容放電電力量設定方法では、複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定し、複数の二次電池のうち使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが電動機側に接続された状態で電動機からの動力により走行する際には、使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する。二次電池の特性によっては電動機側に接続されていないときでも蓄電量が変化することがあるため、使用済二次電池の蓄電量が変動して使用済二次電池の許容放電電力量が変動することがあるが、使用可能二次電池の少なくとも一つが電動機側に接続された状態で電動機からの動力により走行する際には使用済二次電池についての許容放電電力量を反映せずに全体許容放電電力量を設定することにより、使用済二次電池の許容放電電力量を反映して全体許容放電電力量を設定するものに比して、全体許容放電電力量をより適正に設定することができる。
 こうした本発明の電気自動車における全体許容放電電力量設定方法において、前記ステップ(b)は、前記使用可能二次電池についての前記許容放電電力量に該使用可能二次電池の蓄電量と前記所定蓄電量との差を設定すると共に前記使用済二次電池についての前記許容放電電力量に値0を設定し、前記複数の二次電池の各々の前記許容放電電力量の和を前記全体許容放電電力量として設定するステップである、ものとすることもできる。
本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される接続状態設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される昇圧回路制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電動走行優先モードにより一様に電動走行したときのマスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3,出力制限Woutの時間変化の一例を示す説明図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるEV優先許容電力量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車220の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車320の構成の概略を示す構成図である。 変形例の電気自動車420の構成の概略を示す構成図である。
 次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
 図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、リチウムイオン二次電池として構成されたマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62と、マスタバッテリ50がシステムメインリレー56を介して接続された電力ライン(以下、第1低電圧系電力ラインという)59とインバータ41,42が接続された電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54とに接続されマスタバッテリ50からの電力を昇圧してインバータ41,42側に供給可能なマスタ側昇圧回路55と、スレーブバッテリ60,62がそれぞれシステムメインリレー66,67を介して接続された電力ライン(以下、第2低電圧系電力ラインという)69と高電圧系電力ライン54とに接続されスレーブバッテリ60,62のうち第2低電圧系電力ライン69に接続されているスレーブバッテリ(以下、接続スレーブバッテリという)からの電力をインバータ41,42側に供給可能なスレーブ側昇圧回路65と、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ60,62とを管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、第1低電圧系電力ライン59にDC/DCコンバータ96を介して接続された低圧バッテリ98と、第2低電圧系電力ライン69に接続された充電器90と、充電器90に接続されると共に車外の電源である交流の外部電源(例えば、家庭用電源(AC100V)など)100に接続された外部電源側コネクタ102を接続可能に形成された車両側コネクタ92と、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信して車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。ここで、充電器90は、第2低電圧系電力ライン69と車両側コネクタ92との接続や接続の解除を行なう充電用リレーや、外部電源100からの交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータ,AC/DCコンバータにより変換した直流電力の電圧を変換して第2低電圧系電力ライン69に供給するDC/DCコンバータなどを備える。以下、説明の都合上、マスタ側昇圧回路55およびスレーブ側昇圧回路65よりインバータ41,42側を高電圧系といい、マスタ側昇圧回路55よりマスタバッテリ50側を第1低電圧系といい、スレーブ側昇圧回路65よりスレーブバッテリ60,62側を第2低電圧系という。
 バッテリECU52には、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62を管理するのに必要な信号、例えば、マスタバッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vb1,マスタバッテリ50の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib1,マスタバッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tb1,スレーブバッテリ60,62の各々の端子間に設置された電圧センサ61a,63aからの端子間電圧Vb2,Vb3,スレーブバッテリ60,62の各々の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ61b,63bからの充放電電流Ib2,Ib3,スレーブバッテリ60,62にそれぞれ取り付けられた温度センサ61c,63cからの電池温度Tb2,Tb3などが入力されており、必要に応じてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、マスタバッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ib1の積算値に基づいてマスタバッテリ50から放電可能な電力量である蓄電量SOC1を演算したり、演算した蓄電量SOC1と電池温度Tb1とに基づいてマスタバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win1,Wout1を演算したりすると共に、スレーブバッテリ60,62を管理するために、電流センサ61b,63bにより検出された充放電電流Ib2,Ib3の積算値に基づいてスレーブバッテリ60,62から放電可能な電力量である蓄電量SOC2,SOC3を演算したり、演算した蓄電量SOC2,SOC3と電池温度Tb2,Tb3とに基づいてスレーブバッテリ60,62の入出力制限Win2,Wout2,Win3,Wout3を演算したりしている。なお、マスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1は、電池温度Tb1に基づいて入出力制限Win1,Wout1の基本値を設定し、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win1,Wout1の基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。スレーブバッテリ60,62の入出力制限Win2,Wout2,Win3,Wout3は、マスタバッテリ50の入出力制限Win1,Wout1と同様に設定することができる。なお、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62は、実施例では、同一の蓄電容量のものを用いるものとした。
 ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、高電圧系電力ライン54の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからの電圧(高電圧系の電圧)VHや、第1低電圧系電力ライン59の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからの電圧(第1低電圧系の電圧)VL1,第2低電圧系電力ライン69の正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ68の端子間に取り付けられた電圧センサ68aからの電圧(第2低電圧系の電圧)VL2,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,スレーブ側昇圧回路65の高電圧系電力ライン54側の端子に取り付けられた電流センサ65aからのスレーブ側電流Ibs,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、マスタ側昇圧回路55のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、スレーブ側昇圧回路65のスイッチング素子へのスイッチング制御信号,システムメインリレー56,66,67への駆動信号,情報を表示するディスプレイ89への表示信号,充電器90への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
 こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
 また、実施例のハイブリッド自動車20では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に外部電源側コネクタ102と車両側コネクタ92とが接続されると、充電器90内の充電用リレーをオンとし、システムメインリレー56,66,67のオンオフとマスタ側昇圧回路55やスレーブ側昇圧回路65,充電器90内のAC/DCコンバータやDC/DCコンバータの制御とにより、外部電源100からの電力を用いてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62を満充電や満充電より低い所定の充電状態にする。このようにしてマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62が充分に充電されている状態でシステム起動(イグニッションオン)されて走行する際には、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62からの電力を用いて電動走行によってある程度の距離(時間)を走行することが可能となる。しかも、実施例のハイブリッド自動車20では、マスタバッテリ50に加えてスレーブバッテリ60,62を備えるから、マスタバッテリ50だけを備えるものに比して電動走行によって走行する走行距離(走行時間)を長くすることができる。
 図2は、システム起動された以降に実施例のハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。システム起動されてこのルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、図3に例示する接続状態設定ルーチンにより設定された接続状態を入力すると共に(ステップS100)、入力した接続状態を調べ(ステップS110)、第1接続状態(マスタバッテリ50とマスタ側昇圧回路55とが接続されスレーブバッテリ60とスレーブ側昇圧回路65とが接続されスレーブバッテリ62とスレーブ側昇圧回路65との接続が解除されている状態)または第2接続状態(マスタバッテリ50とマスタ側昇圧回路55とが接続されスレーブバッテリ62とスレーブ側昇圧回路65とが接続されスレーブバッテリ60とスレーブ側昇圧回路65との接続が解除されている状態)のときには、モータ運転モードによる走行(電動走行)を優先して走行する電動走行優先モードを走行モードとして設定して(ステップS120)、ステップS100に戻り、ステップS110でスレーブ遮断状態(マスタバッテリ50とマスタ側昇圧回路55とが接続されスレーブバッテリ60,62の両方とスレーブ側昇圧回路65との接続が解除されている状態)のときには、エンジン運転モードによる走行(ハイブリッド走行)を優先して走行するハイブリッド走行優先モードを走行モードとして設定して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。なお、実施例では、ハイブリッド走行優先モードが走行モードとして設定されているときには、アクセル開度Accと車速Vとに基づく要求トルクTr*に駆動軸32の回転数(モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じた回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算し、計算した走行用パワーPdrv*とマスタバッテリ50の充放電要求パワーPb*との和としての要求パワーPe*をエンジン22を効率よく運転することができる最小のパワーより若干大きなパワーとして予め設定された閾値Phvと比較し、要求パワーPe*が閾値Phv以下のときには電動走行し、要求パワーPe*が閾値Phvより大きいときにはハイブリッド走行するものとした。これにより、効率よく走行することができる。また、電動走行優先モードが走行モードとして設定されているときには、マスタバッテリ50の出力制限Wout1と接続スレーブバッテリの出力制限との和(第1接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ60の出力制限Wout2との和、第2接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ62の出力制限Wout3との和)を出力制限Woutとして設定し、アクセル開度Accと車速Vとに基づく要求トルクTr*に駆動軸32の回転数を乗じて走行用パワーPdrv*を計算し、計算した走行用パワーPdrv*が出力制限Wout以下のときには電動走行し、走行用パワーPdrv*が出力制限Woutより大きいときにはハイブリッド走行するものとした。通常、電動走行優先モードが走行モードとして設定されているときの出力制限Woutは閾値Phvに比して大きいため、こうした制御により、電動走行優先モードが走行モードとして設定されているときには、ハイブリッド走行優先モードが走行モードとして設定されているときに比して電動走行が許容されやすくなるから、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC1,SOC2,SOC3が小さくなるまで電動走行しやすくすることができる。
 実施例のハイブリッド自動車20では、電動走行優先モードにより走行するときには、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の接続状態を図3に例示する接続状態設定ルーチンにより切り替える。このルーチンは、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される。接続状態設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、システム停止時に外部電源100からの電力を用いて充電器90によりマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62が充分に充電されている状態でシステム起動(イグニッションオン)されたときには、システムメインリレー56,66をオンとして第1接続状態にする(ステップS200)。続いて、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1に比してスレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が迅速に低下するようマスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65とを制御する後述の昇圧回路制御によりマスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65とを制御しながら電動走行優先モードにより走行し、スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定蓄電量Sref2以下に至ると(ステップS210,S220)、スレーブバッテリ60を使用済バッテリとして設定し(ステップS230)、第1接続状態からシステムメインリレー66をオフとすると共にシステムメインリレー67をオンとした第2接続状態に切り替える(ステップS240)。ここで、所定蓄電量Sref2は、スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2の蓄電容量に対する割合が所定割合(例えば、20%や23%,25%など)になる蓄電量を用いることができる。そして、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定蓄電量Sref1以下になるタイミングとスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下になるタイミングとが同一になるよう昇圧回路制御によりマスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65とを制御しながら電動走行優先モードにより走行し、スレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下に至る(マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定蓄電量Sref1以下に至る)と(ステップS250、S260)、スレーブバッテリ62を使用済バッテリとして設定し(ステップS270)、第2接続状態からシステムメインリレー67をオフとしたスレーブ遮断状態に切り替えて(ステップS280)、本ルーチンを終了する。ここで、所定蓄電量Sref1は、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1の蓄電容量に対する割合が所定割合(例えば、32%や35%,37%など)になる蓄電量を用いることができ、所定蓄電量Sref3は、スレーブバッテリ62の蓄電量SOC3の蓄電容量に対する割合が所定割合(例えば、20%や23%,25%など)になる蓄電量を用いることができる。また、スレーブ遮断状態では、車両に要求される要求パワーに基づいてエンジン22を間欠運転しながらハイブリッド走行優先モードにより走行する。なお、実施例では、モータMG1,MG2から動力を入出力している最中(走行中)のシステムメインリレー66,67のオンオフ回数を少なくするために、使用済バッテリについてはシステム停止(イグニッションオフ)された後に外部電源100からの電力を用いて充電を行なうときまで対応するシステムメインリレーをオンとしないものとした。
 また、実施例のハイブリッド自動車20では、マスタ側昇圧回路55とスレーブ側昇圧回路65は図4に例示する昇圧回路制御ルーチンにより制御される。このルーチンはハイブリッド用電子制御ユニット70により所定時間毎(例えば数msec毎)に実行される。昇圧回路制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*や回転数Nm1,Nm2,マスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3,電圧センサ57aからの高電圧系の電圧VH,電流センサ65aからのスレーブ側電流Ibsなど制御に必要なデータを入力すると共に(ステップS300)、入力したマスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3からそれぞれ前述の所定蓄電量Sref1,Sref2,Sref3を減じて蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3を計算する処理を実行する(ステップS310)。ここで、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*は、図示しない駆動制御ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。また、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。マスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3は、電流センサ51b,61b,63bにより検出された充放電電流Ib1,Ib2,Ib3の積算値に基づいてそれぞれ演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。
 続いて、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*と回転数Nm1,Nm2とに基づいて高電圧系電力ライン54の目標電圧VHtagを設定すると共に(ステップS320)、高電圧系の電圧VHが目標電圧VHtagになるようにするための電圧フィードバック制御によりマスタ側昇圧回路55の制御に用いる電圧指令VH*を設定する(ステップS330)。ここで、目標電圧VHtagは、実施例では、モータMG1の目標動作点(トルク指令Tm1*,回転数Nm1)でモータMG1を駆動できる電圧とモータMG2の目標動作点(トルク指令Tm2*,回転数Nm2)でモータMG2を駆動できる電圧とのうち大きい方の電圧を設定するものとした。
 そして、図3の接続状態設定ルーチンにより設定された接続状態を調べ(ステップS340)、第1接続状態のときには、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3に基づいて、マスタバッテリ50からモータMG1,MG2側に供給する電力とスレーブバッテリ60からモータMG1,MG2側に供給する電力との和に対するスレーブバッテリ60からモータMG1,MG2側に供給する電力の割合である分配比Drを次式(1)により計算し(ステップS350)、第2接続状態のときには、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3に基づいて分配比Drを式(2)により計算し(ステップS352)、スレーブ遮断状態のときには、分配比Drに値0を設定する(ステップS354)。このように分配比Drを計算するのは、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定蓄電量Sref1に至るタイミングをスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3に至るタイミングと同一にするためである。
 Dr=(ΔSOC2+ΔSOC3)/(ΔSOC1+ΔSOC2+ΔSOC3)      (1)
 Dr=ΔSOC3/(ΔSOC1+ΔSOC3)               (2)
 こうして分配比Drを設定すると、次式(3)によりモータMG1,MG2の消費電力の和に分配比Drを乗じることによりスレーブバッテリ60,62側からモータMG1,MG2側に供給すべきスレーブ側目標電力Pbstagを計算し(ステップS360)、スレーブバッテリ60,62側から供給される電力(VH・Ibs)がスレーブ側目標電力Pbstagになるようにするための電力フィードバック制御によりスレーブ側電力指令Pbs*を設定する(ステップS370)。そして、電圧指令VH*により高電圧系電力ライン54の電圧VHが目標電圧VHtagになるようマスタ側昇圧回路55を制御すると共に(ステップS380)、スレーブ側電力指令Pbs*によりスレーブバッテリ60,62側からモータMG1,MG2側に供給される電力がスレーブ側電力指令Pbs*になるようスレーブ側昇圧回路65を制御して(ステップS390)、昇圧回路制御ルーチンを終了する。こうした制御により、高電圧系電力ライン54の電圧VHの調整や、マスタバッテリ50からインバータ41,42側に供給される電力や接続スレーブバッテリからインバータ41,42側に供給される電力を調整することができる。
 Pbstag=(Tm1*・Nm1+Tm2*・Nm2)・Dr  (3)
 図5は、電動走行優先モードにより一様に電動走行したときのマスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3,出力制限Woutの時間変化の一例を示す説明図である。ここで、出力制限Woutは、マスタバッテリ50の出力制限Wout1と接続スレーブバッテリの出力制限との和、即ち、第1接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ60の出力制限Wout2との和であり、第2接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ62の出力制限Wout3との和であり、スレーブ遮断状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1である。図示するように、走行開始の時間T1から第1接続状態によりマスタバッテリ50とスレーブバッテリ60とから放電されるため、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1とスレーブバッテリ60の蓄電割合SOC2とが共に減少するが、スレーブバッテリ60からモータMG1,MG2側に供給する電力は、式(1)により計算される分配比Drによるためにマスタバッテリ50からモータMG1,MG2側に供給される電力に比して大きくなるから、スレーブバッテリ60の蓄電割合SOC2の減少はマスタバッテリ50の蓄電量SOC1の減少に比べて急峻なものとなる。スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定蓄電量Sref2に至った時間T2に第1接続状態から第2接続状態に切り替えられ、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ62とから放電され、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1とスレーブバッテリ62の蓄電割合SOC3とが共に減少する。このとき、スレーブバッテリ62からモータMG1,MG2側に供給する電力は、式(2)により計算される分配比Drによるためにマスタバッテリ50からモータMG1,MG2側に供給される電力に比して大きくなるから、スレーブバッテリ62の蓄電割合SOC3の減少はマスタバッテリ50の蓄電量SOC1の減少に比べて急峻なものとなる。そして、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定蓄電量Sref1に至ると共にスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3に至る時間T3に、第2接続状態からスレーブ遮断状態に切り替えられると共に電動走行優先モードからハイブリッド走行優先モードに切り替えられる。
 次に、電動走行優先モードの継続を許容する電力量(エネルギ)であるEV優先許容電力量Eevを設定する処理について説明する。図6は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるEV優先許容電力量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、電動走行優先モードが走行モードとして設定されているときに、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
 EV優先許容電力量設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、図3の接続状態設定ルーチンにより設定された接続状態を入力すると共に図4の昇圧回路制御ルーチンのステップS300の処理と同様にマスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3を入力し(ステップS400)、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1やスレーブバッテリ60,62の蓄電量SOC2,SOC3からそれぞれ所定蓄電量Sref1,Sref2,Sref3を減じて蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3を計算する(ステップS410)。
 続いて、接続状態を調べ(ステップS420)、第1接続状態のときには、電動走行優先モードによって走行する際のマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の各々についての放電が許容される電力量である許容放電電力量E1,E2,E3にそれぞれ蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3を設定すると共に(ステップS430)、電動走行優先モードによって走行する際のマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62全体としての放電が許容される電力量であるEV優先許容電力量Eevに許容放電電力量E1,E2,E3の和を設定して(ステップS450)、本ルーチンを終了する。また、ステップS420で第2接続状態のときには、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ62の許容放電電力量E1,E3にそれぞれ蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3を設定すると共にスレーブバッテリ60の許容放電電力量E2に値0を設定し(ステップS440)、EV優先許容電力量Eevに許容放電電力量E1,E2,E3の和を設定して(ステップS450)、本ルーチンを終了する。まず、前述したように、実施例では、使用済バッテリについてはシステム停止時に充電するときまでインバータ41,42側に接続しないものとしたから、システム起動からシステム停止までを考えると、第2接続状態になった以降はスレーブバッテリ60はモータMG1,MG2側(インバータ41,42側)に接続されない。また、使用済バッテリの蓄電量はスレーブバッテリの特性によってモータMG1,MG2側に接続されいないときでも若干変動することがある。これらのことから、第2接続状態のときに、第1接続状態のときと同様に許容放電電力量E1,E2,E3にそれぞれ蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3を設定すると、スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2の変動によってEV優先許容電力量Eevが変動してしまう場合がある。これに対して、実施例では、第2接続状態のときに、使用済バッテリとして設定されたスレーブバッテリ60の許容放電電力量E2に値0を設定することにより、EV優先許容電電力量Eevをより適正に設定することができる。こうしてより適正に設定されるEV優先許容電力量Eevは、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1が所定蓄電量Sref1以下に至ると共にスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下に至るタイミングで値0に至ることになる。なお、こうしてEV優先許容電力量Eevを設定すると、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、設定したEV優先許容電力量EevやこのEV優先許容電力量Eevと予め定められた単位電力量あたりの走行距離との積として得られる電動走行優先モードによって走行可能な距離であるEV優先許容距離Levなどの情報を必要に応じてディスプレイ89に表示したり図示しないスピーカから音声により出力したりする。これにより、EV優先許容電力量EevやEV優先許容距離Levを運転者に報知することができる。
 以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60がモータMG1,MG2側(インバータ41,42側)に接続される第1接続状態のときには、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E2,E3に設定すると共に設定した許容放電電力量E1,E2,E3の和を電動走行優先モードによって走行する際のマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62全体としての放電が許容される電力量であるEV優先許容電力量Eevに設定し、スレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定蓄電量Sref2以下に至ったときにスレーブバッテリ60を使用済二次電池として設定し、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ62がモータMG1,MG2側に接続される第2接続状態のときには、マスタバッテリ50,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E3に設定すると共に値0を許容放電電力E2に設定してこれら許容放電電力量E1,E2,E3の和をEV優先許容電力量Eevに設定するから、第2接続状態のとき即ち使用済二次電池があるときに、EV優先許容電力量Eevをより適正に設定することができる。
 実施例のハイブリッド自動車20では、マスタバッテリ50の蓄電量差ΔSOC1とスレーブバッテリ60,62のうち使用済バッテリとして設定されていないバッテリ(第1接続状態のときにはスレーブバッテリ60,62、第2接続状態のときにはスレーブバッテリ62)の蓄電量差とを用いてEV優先許容電力量Eevを設定するものとしたが、蓄電量差に代えて、マスタバッテリ50の蓄電量SOC1の蓄電容量に対する割合である蓄電割合R1とスレーブバッテリ60,62のうち使用済バッテリとして設定されていないバッテリの蓄電割合とを用いてEV優先許容電力量Eevを設定するものとしてもよい。実施例では、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62を同一の蓄電容量のものとして構成したから、この場合、例えば、前述の所定蓄電量Sref1,Sref2,Sref3に相当する所定蓄電割合Rref1,Rref2,Rref3をそれぞれマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電割合R1,R2,R3から減じて蓄電割合差ΔR1,ΔR2,ΔR3を計算し、第1接続状態のときには蓄電割合差ΔR1,ΔR2,ΔR3の和にマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電容量を乗じたものをEV優先許容電力量Eevに設定し、第2接続状態のときには蓄電割合差ΔR2に値0を再設定してから蓄電割合差ΔR1,ΔR2,ΔR3の和にマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電容量を乗じたものをEV優先許容電力量Eevに設定するものとすることもできる。
 実施例のハイブリッド自動車20では、EV優先許容電力量EevやこのEV優先許容電力量から得られるEV優先許容距離Levなどの情報を必要に応じてディスプレイ89に表示したり図示しないスピーカから音声により出力したりすることにより報知するものとしたが、こうした報知を行なわないものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、EV優先許容電力量EevやこのEV優先許容電力量から得られるEV優先許容距離Levなどの情報を必要に応じてディスプレイ89に表示したり図示しないスピーカから音声により出力したりすることにより報知するものとしたが、こうした報知に代えてまたは加えて、走行モードの設定や、マスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62の接続状態の設定に用いるものとしてもよい。前者の場合、接続状態によって走行モードを電動走行優先モードからハイブリッド走行優先モードに切り替えるのに代えて、EV優先許容電力量Eevが値0になったタイミングで走行モードを電動走行優先モードからハイブリッド走行優先モードに切り替えるものとしてもよい。また、後者の場合、第2接続状態でスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下に至ったタイミングで接続状態を第2接続状態からスレーブ遮断状態に切り替えるのに代えて、第2接続状態でEV優先許容電力量Eevが値0になったタイミングで接続状態を第2接続状態からスレーブ遮断状態に切り替えるものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、システム停止時に外部電源100からの電力を用いて充電器90によりマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62が充分に充電されている状態でシステム起動されたときの動作について説明したが、システム停止時にマスタバッテリ50やスレーブバッテリ60,62が充電されていない状態でシステム起動されたときなどには、システム起動されたときにスレーブバッテリ60の蓄電量SOC2を所定蓄電量Sref2と比較すると共にスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3を所定蓄電量Sref3と比較し、スレーブバッテリ60,62のうち所定蓄電量以下の蓄電量のスレーブバッテリについては使用済バッテリとして設定するものとしてもよい。この場合、例えば、システム起動されたときにスレーブバッテリ60が使用済バッテリとして設定されたときには、まず、システムメインリレー56,67をオンとして第2接続状態にし、その後、スレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下に至ったときに、スレーブバッテリ62を使用済バッテリとして設定してシステムメインリレー67をオフとしスレーブ遮断状態に切り替えるものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、第2接続状態のときには、マスタバッテリ50,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E3に設定すると共に値0を許容放電電力E2に設定してこれら許容放電電力量E1,E2,E3の和をEV優先許容電力量Eevに設定するものとしたが、使用済バッテリとして設定されたスレーブバッテリ60の蓄電量差ΔSOC2をEV優先許容電力量Eevに反映しないものであればよいから、第2接続状態のときには、許容放電電力量E1,E3の和をEV優先許容電力量Eevに設定するものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、マスタバッテリ50とスレーブバッテリ60,62とを同一の蓄電容量のリチウムイオン二次電池として構成したが、異なる蓄電容量のリチウム二次電池として構成したり、異なる蓄電容量で異なるタイプの二次電池として構成するものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、一つのマスタバッテリ50と二つのスレーブバッテリ60,62とを備えるものとしたが、一つのマスタバッテリ50と三つ以上のスレーブバッテリとを備えるものとしてもよい。この場合、電動走行優先モードにより走行するときには、接続状態としてマスタバッテリ50をモータMG1,MG2側に接続すると共に三つ以上のスレーブバッテリを順次モータMG1,MG2側に接続するものとすればよい。また、一つのマスタバッテリと一つのスレーブバッテリとを備えるものとしてもよいし、複数のマスタバッテリと複数のスレーブバッテリとを備えるものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、一つのマスタバッテリ50と二つのスレーブバッテリ60,62とを備え、電動走行優先モードにより走行するときには、第1接続状態としてマスタバッテリ50とスレーブバッテリ60とをモータMG1,MG2側に接続する状態とし、第2接続状態としてマスタバッテリ50とスレーブバッテリ62とをモータMG1,MG2側に接続する状態としたが、逆に、第1接続状態としてマスタバッテリ50とスレーブバッテリ62とをモータMG1,MG2側に接続する状態とし、第2接続状態としてマスタバッテリ50とスレーブバッテリ60とをモータMG1,MG2側に接続する状態としてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、一つのマスタバッテリ50と二つのスレーブバッテリ60,62とシステムメインリレー56,66,67とを備えるものとしたが、マスタバッテリやスレーブバッテリの区別なく、インバータ41,42側と電力のやりとりが可能な複数のバッテリと、複数のバッテリの各々のインバータ41,42側への接続および接続の解除を行なうリレーと、を備えるものであれば如何なるものとしても構わない。
 実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧系電力ライン54と第1低電圧系電力ライン59とに接続されたマスタ側昇圧回路55と、高電圧系電力ライン54と第2低電圧系電力ライン69とに接続されたスレーブ側昇圧回路65と、を備えるものとしたが、マスタ側昇圧回路55やスレーブ側昇圧回路65を備えないものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、EV優先許容電力量EevやEV優先許容距離Levなどの情報をディスプレイ89に表示したり図示しないスピーカから音声により出力したりするものとしたが、これらの処理を行なわないものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図7の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32が接続された車軸(駆動輪39a,39bが接続された車軸)とは異なる車軸(図7における車輪39c,39dが接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
 実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪39a,39bに接続された駆動軸32に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図8の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、駆動輪39a,39bに接続された駆動軸に変速機230を介してモータMGを取り付け、モータMGの回転軸にクラッチ229を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機230とを介して駆動軸に出力すると共にモータMGからの動力を変速機230を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図9の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、エンジン22からの動力を変速機330を介して駆動輪39a,39bに接続された車軸に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪39a,39bが接続された車軸とは異なる車軸(図9における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
 実施例では、駆動軸32にプラネタリギヤ30を介して接続されたエンジン22およびモータMG1と、駆動軸32に接続されたモータMG2と、を備えるハイブリッド自動車20に適用するものとしたが、図10の変形例の電気自動車420に例示するように、走行用の動力を出力するモータMGを備える単純な電気自動車に適用するものとしてもよい。
 実施例や変形例では、本発明を電気自動車やハイブリッド自動車に適用した形態を用いて説明したが、こうした電気自動車やハイブリッド自動車における電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する全体許容放電電力量設定方法の形態としてもよい。
 実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータMG2が「電動機」に相当し、リチウムイオン二次電池として構成されたマスタバッテリ50およびスレーブバッテリ60,62とシステムメインリレー56,66,67とが「電池装置」に相当し、充電器90が「充電器」に相当し、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60がモータMG1,MG2側(インバータ41,42側)に接続される第1接続状態でスレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定蓄電量Sref2以下に至ったときにスレーブバッテリ60を使用済バッテリとして設定し、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ62がモータMG1,MG2側に接続される第2接続状態でスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下に至ったときにスレーブバッテリ62を使用済バッテリとして設定する図3の接続状態設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「使用済二次電池設定手段」に相当し、第1接続状態のときには、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E2,E3に設定すると共に設定した許容放電電力量E1,E2,E3の和を電動走行優先モードによって走行する際のマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62全体としての放電が許容される電力量であるEV優先許容電力量Eevに設定し、第2接続状態のときには、マスタバッテリ50,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E3に設定すると共に値0を許容放電電力E2に設定してこれら許容放電電力量E1,E2,E3の和をEV優先許容電力量Eevに設定する図6のEV優先許容電力量設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70が「全体放電電力量設定手段」に相当する。また、マスタバッテリ50がモータMG1,MG2側に接続されるようシステムメインリレー56を制御すると共にスレーブバッテリ60,62が一つずつ順に切り替えられてモータMG1,MG2側に接続されるようシステムメインリレー66,67を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70が「電池装置制御手段」に相当し、ディスプレイ89とEV優先許容電力量EevやEV優先許容距離Levなどの情報を必要に応じてディスプレイ89に表示するためにディスプレイ89に表示信号を出力するハイブリッド用電子制御ユニット70とが「報知手段」に相当する。さらに、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、第1接続状態や第2接続状態のときには、モータ運転モードによる走行(電動走行)を優先して走行する電動走行優先モードを走行モードとして設定し、マスタバッテリ50の出力制限Wout1と接続スレーブバッテリの出力制限との和(第1接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ60の出力制限Wout2との和、第2接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ62の出力制限Wout3との和)を出力制限Woutとして設定し、アクセル開度Accと車速Vとに基づく要求トルクTr*に駆動軸32の回転数を乗じて走行用パワーPdrv*を計算し、計算した走行用パワーPdrv*が出力制限Wout以下のときには電動走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、走行用パワーPdrv*が出力制限Woutより大きいときにはエンジン運転モードによる走行(ハイブリッド走行)するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とが「駆動制御手段」に相当する。
 ここで、「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「電池装置」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたマスタバッテリ50およびスレーブバッテリ60,62とシステムメインリレー56,66,67とに限定されるものではなく、一つのマスタバッテリと三つ以上のスレーブバッテリとしたり、一つのマスタバッテリと一つのスレーブバッテリとしたり、複数のマスタバッテリと複数のスレーブバッテリとしたり、これらのバッテリをリチウムイオン二次電池以外の二次電池(例えばニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など)としたり、マスタ側昇圧回路55やスレーブ側昇圧回路65を備えるものとするなど、電動機と電力のやりとりが可能な複数の二次電池と、複数の二次電池の各々の電動機側への接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を有するものであれば如何なるものとしても構わない。「充電器」としては、充電用リレーやAC/DCコンバータ,DC/DCコンバータを備える充電器90に限定されるものではなく、システム停止の状態で外部電源に接続されて外部電源からの電力を用いて二次電池を充電するものであれば如何なるものとしても構わない。「使用済二次電池設定手段」としては、第1接続状態でスレーブバッテリ60の蓄電量SOC2が所定蓄電量Sref2以下に至ったときにスレーブバッテリ60を使用済バッテリとして設定し、第2接続状態でスレーブバッテリ62の蓄電量SOC3が所定蓄電量Sref3以下に至ったときにスレーブバッテリ62を使用済バッテリとして設定するものに限定されるものではなく、複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「全体放電電力量設定手段」としては、第1接続状態のときには、マスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC2,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E2,E3に設定すると共に設定した許容放電電力量E1,E2,E3の和を電動走行優先モードによって走行する際のマスタバッテリ50,スレーブバッテリ60,62全体としての放電が許容される電力量であるEV優先許容電力量Eevに設定し、第2接続状態のときには、マスタバッテリ50,62の蓄電量差ΔSOC1,ΔSOC3をそれぞれ許容放電電力量E1,E3に設定すると共に値0を許容放電電力E2に設定してこれら許容放電電力量E1,E2,E3の和をEV優先許容電力量Eevに設定するものに限定されるものではなく、複数の二次電池のうち使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが電動機側に接続された状態で電動機からの動力により走行する際、使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「電池装置制御手段」としては、マスタバッテリ50がモータMG1,MG2側に接続されるようシステムメインリレー56を制御すると共にスレーブバッテリ60,62が一つずつ順に切り替えられてモータMG1,MG2側に接続されるようシステムメインリレー66,67を制御するものに限定されるものではなく、メイン二次電池が電動機側に接続されるようメイン接続解除手段を制御すると共に一つ以上の補助用二次電池のうち使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能補助用二次電池が一つずつ順に切り替えられて電動機側に接続されるよう一つ以上の補助接続解除手段を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「報知手段」としては、EV優先許容電力量EevやEV優先許容距離Levなどの情報を必要に応じてディスプレイ89に表示するものに限定されるものではなく、全体許容放電電力量および/または全体許容放電電力量から得られる全体許容放電電力量により走行可能な距離を報知するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、複数の二次電池のうち電動機側に接続されている二次電池と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「遊星歯車機構」としては、プラネタリギヤ30に限定されるものではなく、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「駆動制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「駆動制御手段」としては、第1接続状態や第2接続状態のときには、モータ運転モードによる走行(電動走行)を優先して走行する電動走行優先モードを走行モードとして設定し、マスタバッテリ50の出力制限Wout1と接続スレーブバッテリの出力制限との和(第1接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ60の出力制限Wout2との和、第2接続状態のときにはマスタバッテリ50の出力制限Wout1とスレーブバッテリ62の出力制限Wout3との和)を出力制限Woutとして設定し、アクセル開度Accと車速Vとに基づく要求トルクTr*に駆動軸32の回転数を乗じて走行用パワーPdrv*を計算し、計算した走行用パワーPdrv*が出力制限Wout以下のときには電動走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御し、走行用パワーPdrv*が出力制限Woutより大きいときにはエンジン運転モードによる走行(ハイブリッド走行)するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものに限定されるものではなく、使用可能二次電池があるときには電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と内燃機関から出力される動力と電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とのうち電動走行を優先して走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
 なお、実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が発明の概要の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の概要の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、発明の概要の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は発明の概要の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
 以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
 本発明は、電気自動車の製造産業などに利用可能である。

Claims (8)

  1.  電動機からの動力を用いて走行する電気自動車であって、
     前記電動機と電力のやりとりが可能な複数の二次電池と、前記複数の二次電池の各々の前記電動機側への接続および接続の解除を行なう接続解除手段と、を有する電池装置と、
     システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記複数の二次電池を充電する充電器と、
     前記複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定する使用済二次電池設定手段と、
     前記複数の二次電池のうち前記使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが前記電動機側に接続された状態で前記電動機からの動力により走行する際、前記使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに前記電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する全体許容放電電力量設定手段と、
     電気自動車。
  2.  請求項1記載の電気自動車であって、
     前記全体許容放電電力量設定手段は、前記使用可能二次電池についての前記許容放電電力量に該使用可能二次電池の蓄電量と前記所定蓄電量との差を設定すると共に前記使用済二次電池についての前記許容放電電力量に値0を設定し、前記複数の二次電池の各々の前記許容放電電力量の和を前記全体許容放電電力量として設定する手段である、
     電気自動車。
  3.  請求項1記載の電気自動車であって、
     前記電池装置は、メイン二次電池と一つ以上の補助用二次電池とを前記複数の二次電池として有し、前記メイン二次電池の前記電動機側への接続および接続の解除を行なうメイン接続解除手段と前記一つ以上の補助用二次電池の前記電動機側への接続および接続の解除を行なう一つ以上の補助接続解除手段とを前記接続解除手段として有する装置であり、
     前記メイン二次電池が前記電動機側に接続されるよう前記メイン接続解除手段を制御すると共に前記一つ以上の補助用二次電池のうち前記使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能補助用二次電池が一つずつ順に切り替えられて前記電動機側に接続されるよう前記一つ以上の補助接続解除手段を制御する電池装置制御手段を備え、
     前記全体許容放電電力量設定手段は、前記メイン二次電池が前記電動機側に接続されると共に前記使用可能補助用二次電池の一つが前記電動機側に接続された状態で前記電動機からの動力により走行する際、前記全体許容放電電力量を設定する手段である、
     電気自動車。
  4.  請求項3記載の電気自動車であって、
     前記電池装置は、前記メイン二次電池に接続されたメイン電池電圧系と前記電動機側の高電圧系との間で電圧の調整を伴って電力のやりとりを行なうメイン昇降圧回路と、前記一つ以上の補助用二次電池に接続された補助用電池電圧系と前記電動機側の高電圧系との間で電圧の調整を伴って電力のやりとりを行なう補助用昇降圧回路と、を有する装置であり、
     前記電池装置制御手段は、前記メイン二次電池が前記電動機側に接続されて該メイン二次電池からの電力が前記電動機に供給されるよう前記メイン接続解除手段と前記メイン昇降圧回路とを制御すると共に前記使用可能補助用二次電池が一つずつ順に切り替えられて前記電動機側に接続されて該使用可能補助用二次電池のうち該電動機側に接続されている二次電池からの電力が前記電動機に供給されるよう前記補助接続解除手段と前記補助用昇降圧回路とを制御する手段である、
     電気自動車。
  5.  請求項1記載の電気自動車であって、
     前記設定した全体許容放電電力量および/または該設定した全体許容放電電力量から得られる前記全体許容放電電力量により走行可能な距離を報知する情報報知手段、
     を備える電気自動車。
  6.  請求項1記載の電気自動車であって、
     内燃機関と、
     前記複数の二次電池のうち前記電動機側に接続されている二次電池と電力のやりとりが可能で動力を入出力可能な発電機と、
     前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、
     前記使用可能二次電池があるときには前記電動機から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と前記内燃機関から出力される動力と前記電動機から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とのうち前記電動走行を優先して走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する駆動制御手段と、
     を備える電気自動車。
  7.  走行用の動力を出力する電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な複数の二次電池と前記複数の二次電池の各々の前記電動機側への接続および接続の解除を行なう接続解除手段とを有する電池装置と、システム停止の状態で外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記複数の二次電池を充電する充電器と、を備える電気自動車における前記電池装置全体で放電が許容される電力量である全体許容放電電力量を設定する全体許容放電電力量設定方法であって、
    (a)前記複数の二次電池のうち放電可能な電力量である蓄電量が所定蓄電量以下に至った二次電池を使用済二次電池として設定し、
    (b)前記複数の二次電池のうち前記使用済二次電池として設定されていない二次電池である使用可能二次電池の少なくとも一つが前記電動機側に接続された状態で前記電動機からの動力により走行する際、前記使用済二次電池についての放電が許容される電力量である許容放電電力量を反映せずに前記全体許容放電電力量を設定する、
     電気自動車における全体許容放電電力量設定方法。
  8.  請求項7記載の電気自動車における全体許容放電電力量設定方法であって、
     前記ステップ(b)は、前記使用可能二次電池についての前記許容放電電力量に該使用可能二次電池の蓄電量と前記所定蓄電量との差を設定すると共に前記使用済二次電池についての前記許容放電電力量に値0を設定し、前記複数の二次電池の各々の前記許容放電電力量の和を前記全体許容放電電力量として設定するステップである、
     電気自動車における全体許容放電電力量設定方法。
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