WO2020054828A1 - 電源システム - Google Patents

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WO2020054828A1
WO2020054828A1 PCT/JP2019/036003 JP2019036003W WO2020054828A1 WO 2020054828 A1 WO2020054828 A1 WO 2020054828A1 JP 2019036003 W JP2019036003 W JP 2019036003W WO 2020054828 A1 WO2020054828 A1 WO 2020054828A1
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voltage
battery
current
power supply
supply system
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PCT/JP2019/036003
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Inventor
井野光泰
渡辺康人
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply system in which a plurality of chargeable / dischargeable batteries are connected in parallel to each other via a voltage converter.
  • a power supply system in which a plurality of rechargeable batteries are connected in parallel to each other via a voltage converter is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 6293010.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and provides a power supply system capable of equalizing voltages or SOCs of a plurality of batteries connected in parallel with each other while avoiding battery deterioration.
  • the purpose is to:
  • a plurality of chargeable / dischargeable batteries a primary side is connected to any of the plurality of batteries, a secondary side is connected to each other in parallel, and the voltage of the battery connected to the primary side is arbitrary.
  • a plurality of voltage converters that convert the converted voltage to the secondary side and output the converted voltage to the secondary side, and measure a current that is connected to the primary side of the plurality of voltage converters and flows through the primary side.
  • the present invention relates to a power supply system including a plurality of current measuring devices.
  • the transformation rate is a maximum value of a discharge current of a battery connected to the primary side, which is measured by a current measuring device connected to the primary side. And a maximum value of the charging current of the battery.
  • the battery having a higher voltage or SOC is automatically (naturally) changed from a battery having a higher voltage or a lower SOC.
  • An electric current flows and charging and discharging are performed.
  • the transformation ratio is adjusted so as to fall within the first range.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a modified example of the power supply system of FIG. 1.
  • 3A is a circuit diagram of a step-up voltage converter
  • FIG. 3B is a circuit diagram of a step-down voltage converter
  • FIG. 3C is a diagram of a step-down or step-up / step-down voltage converter of an interleave circuit system. It is a circuit diagram.
  • FIG. 4A is a conceptual diagram illustrating parallel connection of a plurality of batteries in a comparative example
  • FIG. 4B is a conceptual diagram illustrating parallel connection of a plurality of batteries in the present embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating charging and discharging of a plurality of batteries in the embodiment.
  • 6A and 6B are conceptual diagrams illustrating charging and discharging of a plurality of batteries when a current flows through a load.
  • 7A to 7C are explanatory diagrams of charging and discharging between two batteries.
  • 8A to 8C are explanatory diagrams of charging and discharging between two batteries. It is explanatory drawing of charge / discharge between five batteries.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are explanatory diagrams of charging and discharging between two batteries.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are explanatory diagrams of charging and discharging between two batteries.
  • 12A to 12C are timing charts of the step-up operation, the step-down operation, and the step-up / step-down operation, respectively.
  • 5 is a timing chart showing charging and discharging between four batteries.
  • 2 is a flowchart illustrating an operation of the power supply system of FIG. 1. It is a flowchart of the 1st modification. It is a flowchart of the 2nd modification.
  • a power supply system 10 includes a plurality of batteries 12, a plurality of voltage converters 14, a plurality of primary-side current measuring devices 16, and a plurality of primary-side voltage measuring devices. 18, a secondary-side current measuring device 20, a secondary-side voltage measuring device 22, and a control unit 24.
  • the power supply system 10 is applied to, for example, a power supply system of an electric vehicle such as a motorcycle and a four-wheeled vehicle.
  • a power supply unit 28 for supplying the electric power of the plurality of batteries 12 to the load 26 such as the drive motor of the electric vehicle and for equalizing the voltage or the SOC of the plurality of batteries 12 described below is configured.
  • the plurality of batteries 12 are detachable from the power supply unit 28 of the power supply system 10 and are chargeable / dischargeable batteries.
  • the plurality of voltage converters 14 are DC / DC converters each having a primary side 30 and a secondary side 32, and arbitrarily set the voltage (primary side voltage) of the battery 12 connected to the primary side 30. Is converted by the transformation rate Tr (the boost rate Tru or the step-down rate Trd), and the converted voltage (secondary voltage) is output to the secondary side 32.
  • Tr the boost rate Tru or the step-down rate Trd
  • the converted voltage (secondary voltage) is output to the secondary side 32.
  • at least one of the batteries 12 may be detachable from the power supply system 10.
  • the primary side 30 of the plurality of voltage converters 14 is connected to any one of the batteries 12. That is, the positive terminal 12p of the battery 12 is connected to the positive terminal 30p of the primary side 30 of the voltage converter 14, and the negative terminal 12m of the battery 12 is connected to the negative terminal 30m of the primary side 30 of the voltage converter 14. Have been.
  • the secondary sides 32 of the plurality of voltage converters 14 are connected in parallel with each other, so that they are connected in parallel to the load 26. In this case, the positive terminals 32p on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14 are connected to the positive terminal 26p of the load 26, and the negative terminals 32m on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14 are connected to the negative terminal of the load 26. 26m.
  • the plurality of primary-side voltage measuring devices 18 are voltage sensors connected between the positive terminal 12p and the negative terminal 12m of the battery 12 on the primary side 30 of the voltage converter 14, respectively.
  • the plurality of primary-side current measuring devices 16 are each a current sensor connected between the positive terminal 12p of the battery 12 and the positive terminal 30p of the voltage converter 14 on the primary side 30 of the voltage converter 14. It is.
  • the secondary voltage measuring device 22 is a voltage sensor connected between the positive terminal 26p and the negative terminal 26m of the load 26 on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14.
  • the secondary current measuring device 20 is a current sensor connected between the positive terminal 32p of the plurality of voltage converters 14 and the positive terminal 26p of the load 26 on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14. It is. Further, on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14, a capacitor 34 is connected between each positive terminal 32p and each negative terminal 32m.
  • the control unit 24 is a computer having a table 36 which will be described later.
  • the control unit 24 executes a program stored in a memory (not shown), and based on a request (load request) from the load 26, Controls the voltage conversion operation and the like between the primary side 30 and the secondary side 32.
  • the measuring devices 18 each measure the voltage (primary voltage) of the connected battery 12 and sequentially transmit the measurement results to the control unit 24.
  • the plurality of primary-side current measuring devices 16 each measure a current flowing through the primary side 30 (primary-side current), and sequentially transmit the measurement results to the control unit 24.
  • the primary-side current measuring device 16 measures a current (discharge current Id) flowing from the battery 12 to the voltage converter 14 when the battery 12 is discharged, while measuring the current from the voltage converter 14 when charging the battery 12.
  • the current (charging current Ic) flowing into the battery 12 is measured.
  • the secondary-side voltage measuring device 22 measures the voltage of the secondary side 32 (load voltage as the secondary-side voltage), and sequentially transmits the measurement result to the control unit 24.
  • the secondary-side current measuring device 20 measures a current flowing through the secondary side 32 (a load current IL as a secondary-side current), and sequentially transmits the measurement result to the control unit 24.
  • the secondary-side current measuring device 20 measures the load current IL (powering current) flowing from the plurality of voltage converters 14 to the load 26 during power running, whereas the secondary current measuring device 20 uses the plurality of voltage converters from the load 26 during regeneration.
  • the load current IL (regenerative current) flowing through 14 is measured.
  • the control unit 24 sets and sets a command value of the transformation rate Tr for each of the plurality of voltage converters 14 based on the received measurement results of each voltage and each current and a request (load request) from the load 26.
  • the command values thus transmitted are transmitted to the plurality of voltage converters 14.
  • the plurality of voltage converters 14 adjust the transformation rate Tr based on the received command value, use the adjusted transformation rate Tr to convert the voltage of the connected battery 12, and convert the converted voltage to the secondary side. 32.
  • the secondary sides 32 of the plurality of voltage converters 14 are connected to each other in parallel. Therefore, the control unit 24 transmits to each of the voltage converters 14 a command value such that the voltages on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14 have the same value.
  • a load current IL power running current
  • a load current IL regeneration current
  • FIG. 2 is a modification of the power supply system 10 of FIG.
  • one battery 12, one voltage converter 14 connected to the battery 12, a primary current measuring device 16 connected to a primary 30 of the voltage converter 14, 1 differs from the configuration in FIG. 1 in that the primary-side voltage measuring device 18 is configured as one battery unit 38 and a plurality of battery units 38 can be attached to and detached from the power supply system 10.
  • the battery units 38 may be detachable from the power supply system 10.
  • each of the battery units 38 in FIG. 2 may have the function of the control unit 24 in FIG.
  • each of the battery units 38 communicates with the primary-side voltage measuring device 18 and the primary-side current measuring device 16 via a CAN (Controller Area Network). Can be transmitted / received to / from each other.
  • CAN Controller Area Network
  • the voltage converter 14 of each battery unit 38 receives the load request from the load 26, the measurement results of the primary-side voltage measuring device 18 and the primary-side current measuring device 16 of its own battery unit 38, Based on the measurement results of the primary-side voltage measuring device 18 and the primary-side current measuring device 16 and the measurement results of the secondary-side voltage measuring device 22 and the secondary-side current measuring device 20 received from the battery unit 38 of FIG. , The transformation ratio Tr of the own voltage converter 14 can be set.
  • FIGS. 3A to 3C are circuit diagrams showing specific examples of the voltage converter 14 of FIGS. 1 and 2.
  • the voltage converter 14 is, for example, a step-up (see FIG. 3A), step-down (see FIG. 3B), or step-down or step-up / step-down (see FIG. 3C) DC / DC converter of an interleaved circuit type. Since the configuration and operation of these DC / DC converters are well known, the connection relationship between the components in the circuit diagrams of FIGS. 3A to 3C will be briefly described here.
  • a capacitor 40 is connected between the positive terminal 30p and the negative terminal 30m of the primary side 30.
  • One end of a coil 42 is connected to the positive terminal 30p side of the capacitor 40.
  • the other end of the coil 42 is connected to the midpoint between two switching elements 44H and 44L connected in series.
  • the two switching elements 44H and 44L are configured by connecting MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 46H and 46L and Zener diodes 48H and 48L, which are parasitic diodes, in parallel.
  • MOSFETs Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • Zener diodes 48H and 48L which are parasitic diodes
  • a capacitor 50 is connected between the positive terminal 30p and the negative terminal 30m of the primary side 30.
  • Two switching elements 44H and 44L connected in series are connected in parallel to the capacitor 50.
  • One switching element 44H is a high-side switching element connected to the positive terminal 30p side of the capacitor 50.
  • the other switching element 44L is a low-side switching element connected to the negative terminal 30m side of the capacitor 50 and the negative terminal 32m of the secondary side 32.
  • One end of a coil 52 is connected to the middle point between the two switching elements 44H and 44L. The other end of the coil 52 is connected to the positive terminal 32p of the secondary side 32.
  • 3C is connected between the capacitor 50 connected to the positive terminal 30p and the negative terminal 30m on the primary side 30 and the positive terminal 32p and the negative terminal 32m on the secondary side 32, as shown in FIG. 3B is different from the voltage converter 14 in FIG. 3B in that two sets of circuits each including one switching element 44H and 44L and one coil 52 are connected in parallel.
  • any voltage converter 14 by changing the duty of the gate signal supplied to the gate terminals of the switching elements 44H and 44L (MOSFETs 46H and 46L), the voltage conversion rate Tr of the voltage converter 14 (step-up in FIG. The rate Tru, the step-down rate Trd in FIG. 3B, and the step-up rate Tru or the step-down rate Trd in FIG. 3C can be changed.
  • a characteristic function of the present embodiment is that a plurality of batteries 12 having different voltages or SOCs are connected in parallel to each other, and a current is caused to flow between the plurality of batteries 12 so that the voltages or the SOCs are equal to each other to perform charging and discharging.
  • a predetermined allowable range (first value) between the maximum discharge current value Idmax (the upper limit value of the absolute value of the discharge current Id) and the maximum charge value Icmax (the upper limit value of the absolute value of the charge current Ic) of the battery 12 is used. That is, the transformation ratios Tr of the plurality of voltage converters 14 are set so that the current falls within the range.
  • the maximum discharge current value Idmax is an upper limit value (threshold value) when the discharge current Id flows so as not to deteriorate the battery 12, and is a guaranteed value or a product guaranteed value of a manufacturer of the battery 12.
  • the charging current maximum value Imax is an upper limit value (threshold value) when the charging current Ic flows so as not to deteriorate the battery 12, and is a guaranteed value or a product guaranteed value of a manufacturer of the battery 12.
  • FIG. 4A is a conceptual diagram illustrating a problem (comparative example) in a case where a plurality of batteries 12 having different voltages or SOCs are connected in parallel to each other and the voltages or the SOCs are made equal to each other.
  • the same components as those in FIGS. 1 to 3C will be described with the same reference numerals.
  • FIG. 4A shows a case where four batteries 12 having different SOCs are connected in parallel as an example. Also, FIG. 4A illustrates a case where the SOC decreases in order from the left battery 12 to the right battery 12.
  • the magnitudes of the voltages or SOCs of the plurality of batteries 12 are schematically illustrated by the area of hatching in the blocks of the batteries 12.
  • the discharge current Id flows from the battery 12 having a relatively high SOC (the two batteries 12 on the left side in FIG. 4A), and thereby the battery 12 having a relatively low SOC (the two batteries 12 on the right side in FIG. 4A). ) Flows as charging current Ic.
  • FIG. 4B is a conceptual diagram illustrating a characteristic function of the present embodiment for solving the problem of FIG. 4A.
  • a plurality of batteries 12 are connected in parallel with each other via a plurality of current regulators 54.
  • each of the plurality of current regulators 54 performs a current limitation such that the current flowing through the battery 12 connected to the primary side 56 falls within a predetermined allowable range (first range).
  • the first range refers to an allowable range of the discharge current Id or the charge current Ic between the maximum discharge current value Idmax and the maximum charge current value Icmax of the battery 12.
  • the battery 12 whose voltage or SOC is relatively high functions as the battery 12 on the discharging side, and flows the discharging current Id.
  • the battery 12 whose voltage or SOC is relatively low becomes the battery 12 on the charging side, and the charging current Ic flows in. Therefore, the current regulator 54 performs a current limitation such that both the discharge current Id and the charge current Ic fall within the first range.
  • the discharge current Id or the charging current Ic falls within the first range depending on the peak current generated when the switching elements 44H and 44L are turned on or off. May deviate.
  • the secondary regulator 58 of the current regulator 54 of the battery 12 on the discharging side and the current regulator 54 of the battery 12 on the charging side are controlled so that the discharging current Id or the charging current Ic falls within the first range. What is necessary is just to make the voltage difference between the secondary side 54 and the secondary side 58 small. This makes it possible to quickly equalize the voltage or SOC of each battery 12 while keeping the discharge current Id or the charge current Ic within the first range.
  • a plurality of batteries 12 are connected in parallel via a plurality of voltage converters 14 (see FIGS. 1 and 2).
  • the plurality of voltage converters 14 output the converted voltage to the secondary side 32 by converting the voltage on the primary side 30 at an arbitrary transformation rate Tr.
  • Tr transformation ratio
  • the voltage converter 14 of FIGS. 1 to 3C corresponds to the current regulator 54 of FIG. 4B.
  • the primary side 30 of the voltage converter 14 corresponds to the primary side 56 of the current regulator 54.
  • the secondary side 32 of the voltage converter 14 corresponds to the secondary side 58 of the current regulator 54.
  • FIG. 5 shows a case where there is no load request (when there is no need to flow the load current IL) when a plurality of batteries 12 are connected in parallel to the load 26 via the current regulator 54 (voltage converter 14).
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a charging / discharging operation between a plurality of batteries 12.
  • the voltage or SOC of the left battery 12 is the largest and functions as the battery 12 on the discharging side.
  • the three batteries 12 on the right have relatively low voltages or SOCs, and serve as charging batteries 12. That is, in FIG. 5, while the discharge current Id flows from the left battery 12, the discharge current Id is distributed and flows into the three right batteries 12 as charge currents Ic1 to Ic3 (
  • ). Therefore, the load current IL does not flow (IL 0).
  • each current regulator 54 sets the discharge current Id and the charge currents Ic1 to Ic3 within the first range, that is, the absolute value of the discharge current Id becomes equal to or less than the discharge current maximum value Idmax (
  • Icmax the charging current maximum value
  • FIG. 6A is a conceptual diagram of the charging / discharging operation between a plurality of batteries 12 when there is a load request, that is, when the load current IL1 needs to flow to the load 26.
  • the distribution of the charge currents Ic1 to Ic3 flowing to the three right batteries 12 is reduced. That is, the absolute values of the charging currents Ic1 to Ic3 are reduced as compared with FIG. This allows the charging currents Ic1 to Ic3 to flow to the three batteries 12 while allowing the load current IL1 to flow to the load 26 in accordance with the load request, thereby making it possible to equalize the voltage or SOC between the plurality of batteries 12.
  • FIG. 6B shows a case where there is a load request larger than that in FIG. 6A, for example, when one battery 12 is used as a discharging battery 12, there is a load request to flow a discharging current Id that exceeds a discharging current maximum value Idmax.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of charging and discharging between a plurality of batteries 12 when the battery 12 is turned on.
  • the load current IL2 is large (IL2> IL1), if only one battery 12 is used for discharging, the absolute value of the discharge current Id flowing from one battery 12 exceeds the maximum discharge current value Idmax (
  • the three batteries 12 on the left are used for discharging, and the remaining one battery 12 on the right is used for charging.
  • the discharge currents Id1 to Id3 flow from the three batteries 12, and the sum of the discharge currents Id1 to Id3 is distributed to the load current IL2 and the charge current Ic (
  • the two batteries 12 are connected in parallel on the secondary side 32 via the voltage converter 14, the SOC of the left battery 12 is relatively large, and the SOC of the right battery 12 is relatively large. Shall be small.
  • the two voltage converters 14 have the same transformation rate Tr (step-up rate Tru)
  • the SOC of the two batteries 12 is greatly different, so the voltage on the secondary side 32 of the two voltage converters 14 The difference increases, and a large current flows from the left battery 12 on the discharging side to the right battery 12 on the charging side.
  • the absolute value of the discharge current Id falls within the maximum discharge current value Idmax, and the absolute value of the charge current Ic falls below the maximum charge current value Icmax. Is adjusted to fall within the range.
  • the two voltage converters 14 monitor the discharging current Id and the charging current Ic using the primary-side current measuring device 16 (see FIGS. 1 and 2).
  • the voltage on the secondary side 32 of the right voltage converter 14 is reduced by reducing the boosting rate Tru of the right voltage converter 14.
  • the voltage difference on the secondary side 32 of the two voltage converters 14 increases, so that a decrease in the absolute values of the discharge current Id and the charge current Ic can be suppressed.
  • the boosting rate Tru continues to be reduced, the voltage or SOC may be reversed between the two batteries 12. Therefore, the boosting rate Tru should not be reduced below the boosting rate Tru at the start of the equalization operation. pay attention to.
  • FIG. 9 illustrates a case where five batteries 12 are connected in parallel via a voltage converter 14 and the left battery 12 is used for discharging, thereby charging the right four batteries 12.
  • a voltage converter 14 which the left battery 12 is used for discharging, thereby charging the right four batteries 12.
  • the step-up rate Tru of the voltage converter 14 on the left side is reduced to thereby reduce the voltage converter.
  • the voltage on the secondary side 32 of 14 is reduced.
  • the voltage difference on the secondary side 32 between the left voltage converter 14 and the four right voltage converters 14 is reduced.
  • the right four batteries 12 are charged, and the voltage of the five batteries 12 or the SOC Can be equalized.
  • FIGS. 10A to 11B the configuration diagrams of FIGS. 1 and 2 show a case where two batteries 12 are connected in parallel on the secondary side 32 via the voltage converter 14. explain.
  • FIG. 10A corresponds to the conceptual diagram of FIG. 7A.
  • the voltage and current of one battery 12 are Vb1 and Ib1, respectively.
  • the current and the current of the other battery 12 are Vb2 and Ib2, respectively.
  • the boosting rates Tru of the two voltage converters 14 are Tru1 and Tru2, respectively.
  • the battery 12 may be deteriorated.
  • the switching elements 44H and 44L constituting the voltage converter 14 on the charging side (see FIGS. 3A to 3C).
  • the transformation ratio Tr may be changed.
  • the gate signal (“H” in FIG. 12A) supplied to the high-side switching element 44H is set to a low level.
  • the duty ratio of the gate signal (“L” in FIG. 12A) supplied to the low-side switching element 44L is changed to increase the boosting rate from Tru2 to Tru2r (> Tru2).
  • the duty of the gate signal supplied to the high-side and low-side switching elements 44H and 44L may be changed.
  • a dead time Td is provided between the two gate signals so that the two switching elements 44H and 44L are not simultaneously turned on.
  • FIG. 11A corresponding to the conceptual diagram of FIG. 6A, similarly to the case of FIG. 10B, the load is increased so that the absolute value of the discharge current Id does not exceed the discharge current maximum value Idmax while increasing the boosting rate from Tru2 to Tru2r.
  • the load current IL1 according to the request flows. Even in this case, it is possible to equalize the voltage or the SOC between the two batteries 12 while flowing the load current IL1 and the charging current Ic (Ic1).
  • FIG. 11B corresponding to the conceptual diagrams of FIGS. 6B and 9, the load request becomes larger and a larger load current IL2 (> IL1) needs to flow, as compared with FIG. 11A. May exceed the discharge current maximum value Idmax.
  • the duty of the gate signal supplied to the switching elements 44H and 44L of the voltage converter 14 on the discharge side is changed to change the transformation rate Tr (for example, the boosting rate Tru) from Tru1 to Tru1r ( ⁇ Tru1).
  • Tr for example, the boosting rate Tru
  • Tru1 the voltage difference on the secondary side 32 of the two voltage converters 14
  • the charging current Ic (Ic2) can be reduced. Since the load current IL2 flowing to the load 26 can be increased by the reduction of the charging current Ic, it is possible to equalize the voltage or the SOC between the two batteries 12 while flowing the load current IL2 according to the load request. Become.
  • FIG. 13 is a timing chart showing, in chronological order, changes in current of each battery 12 during execution of voltage or SOC equalization among the four batteries 12.
  • a positive side of 0 indicates a case where the discharge current Id flows from the battery 12
  • a negative side of 0 indicates a case where the charge current Ic flows into the battery 12.
  • the plurality of batteries 12 are sequentially switched from the charging side to the discharging side with the passage of time while the current flows from the discharging side battery 12 to the charging side battery 12.
  • the voltage or the SOC can be quickly equalized.
  • FIG. 14 is a flowchart of the operation in the power supply system 10 of FIG.
  • the operation subject in FIG. 14 is mainly the control unit 24 and each voltage converter 14 in FIG.
  • step S1 the control unit 24 sets the transformation rates Tr of the plurality of voltage converters 14 to initial values in order to set the value of the current flowing in the power supply system 10 to zero.
  • the control unit 24 refers to the table 36, sets a command value according to the initial value, and transmits the command value to each voltage converter 14. Thereby, each voltage converter 14 adjusts the transformation rate Tr to an initial value based on the received command value. As a result, the current flowing in the power supply system 10 becomes zero, and the deterioration of each battery 12 can be suppressed.
  • the control unit 24 starts the operation of equalizing the voltages or the SOCs of the plurality of batteries 12 so that the current from the discharging battery 12 to the charging battery 12 Is determined, and a command value corresponding to the determined pressure conversion rate Tr is set. Then, the control unit 24 transmits the set command value to each voltage converter 14.
  • Each voltage converter 14 adjusts the transformation ratio Tr based on the received command value. Thereby, each voltage converter 14 converts the voltage of the connected battery 12 according to the transformation rate Tr, and outputs the converted voltage to the secondary side 32. As a result, the discharge current Id flows from the battery 12 on the discharging side via the voltage converter 14, while the charging current Ic flows into the battery 12 on the charging side via the voltage converter 14.
  • step S2 as shown in FIGS. 5, 6A, and 9, when the battery 12 having the highest voltage is used as the battery 12 on the discharging side and the remaining battery 12 is used as the battery 12 on the charging side, power is distributed.
  • the step-down rate Trd of the voltage converter 14 connected to the battery 12 may be lower than the step-down rate Trd of the voltage converter 14 connected to the highest battery 12.
  • step S2 as shown in FIG. 6B, when the battery 12 having the lowest voltage is used as the battery 12 on the charge side and the remaining battery 12 is used as the battery 12 on the discharge side to distribute power, the battery 12 is used as the battery 12 having the lowest voltage.
  • the step-down rate Trd of the connected voltage converter 14 may be reduced.
  • each primary-side current measuring device 16 measures a current (discharge current Id or charging current Ic) flowing to the primary side 30 and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • each primary side voltage measuring device 18 measures the voltage on the primary side 30
  • the secondary side current measuring device 20 measures the current on the secondary side 32
  • the secondary side voltage measuring device 22 May measure the voltage on the secondary side 32.
  • step S4 the control unit 24 sets the absolute value of the discharge current Id to the maximum value of the discharge current Idmax for the voltage converter 14 flowing the discharge current Id among the received currents of the respective primary sides 30. It is determined whether there is a voltage converter 14 exceeding. If there is a voltage converter 14 flowing the discharge current Id satisfying
  • step S5 the control unit 24 determines that there is a possibility that the battery 12 flowing the discharge current Id that satisfies
  • the transformation ratio Tr is changed to such a value that the voltage on the secondary side 32 becomes lower.
  • the control unit 24 changes the command value to reduce the transformation rate Tr (for example, the step-down rate Trd) and transmits the command value to the voltage converter 14.
  • the voltage converter 14 adjusts the transformation ratio Tr to a low value based on the received command value.
  • the voltage of the secondary side 32 decreases, and the discharge current Id decreases. Therefore, the absolute value of the discharge current Id is set to be equal to or less than the discharge current maximum value Idmax, and the voltage of the battery 12 connected to the voltage converter 14 Deterioration can be suppressed.
  • step S4 If the result of the determination in step S4 is negative (step S4: NO), that is, if there is no battery 12 flowing the discharge current Id such that
  • step S6 after step S4 or S5, the control unit 24 determines the absolute value of the charging current Ic for the voltage converter 14 flowing the charging current Ic based on the received measurement result of the current of each primary side 30. It is determined whether there is a voltage converter 14 whose value exceeds the charging current maximum value Icmax. If there is a voltage converter 14 flowing the charging current Ic satisfying
  • step S7 the control unit 24 determines that there is a possibility that the battery 12 flowing the charging current Ic satisfying
  • Tr for example, the step-down rate Trd
  • the voltage converter 14 increases the transformation rate Tr based on the received command value.
  • the voltage on the secondary side 32 increases, and the charging current Ic decreases. Therefore, the absolute value of the charging current Ic is set to be equal to or less than the charging current maximum value Imax, and the battery 12 connected to the voltage converter 14 Deterioration can be suppressed.
  • step S6 when the result of the determination is negative (step S6: NO), that is, when there is no battery 12 flowing the charging current Ic such that
  • step S8 the control unit 24 determines whether the voltage or SOC of each battery 12 falls within a predetermined threshold range (second range).
  • the second range refers to a voltage range or a range of SOC in which the voltage or SOC of each battery 12 can be considered to be equalized.
  • step S8: NO When the voltage or the SOC of each battery 12 is not within the second range (step S8: NO), the control unit 24 determines that the equalization of the voltage or the SOC of each battery 12 is not completed, and proceeds to step S2. Return to Therefore, the processes of steps S2 to S7 are repeatedly executed until the equalization of the voltage or SOC of each battery 12 is completed (step S8: YES).
  • step S9 the control unit 24 sets a command value for setting the transformation rate Tr (for example, the step-down rate Trd) of each voltage converter 14 to 1, and transmits the set command value to each voltage converter 14.
  • Tr for example, the step-down rate Trd
  • each voltage converter 14 adjusts the transformation rate Tr to 1 based on the received command value.
  • each of the voltage converters 14 stops the conversion operation and makes the positive terminal 30p on the primary side 30 and the positive terminal 32p on the secondary side 32 conductive.
  • a plurality of batteries 12 having equalized voltage values or SOCs can be connected in parallel to each other in a conductive state.
  • FIG. 15 is a flowchart of an operation (first modification) in the power supply system 10 of FIG. 15 is mainly the voltage converters 14 of FIG.
  • each primary side voltage measuring device 18 measures the voltage of the battery 12 and outputs the measurement result to the voltage converter 14 in the battery unit 38. In addition, each primary-side voltage measuring device 18 transmits the measurement result to the voltage converter 14 of another battery unit 38.
  • each primary current measuring device 16 measures the current flowing through the primary side 30 and outputs the measurement result to the voltage converter 14 in the battery unit 38. In addition, each primary-side current measuring device 16 transmits the measurement result to the voltage converter 14 of another battery unit 38.
  • the battery 12 with the lowest voltage has a lower voltage or SOC than the other batteries 12 and thus needs to be charged. Therefore, in step S14, the voltage converter 14 connected to the battery 12 having the lowest voltage adjusts the transformation rate Tr so that the charging current Ic becomes the charging current maximum value Imax.
  • the battery 12 of the own battery unit 38 becomes the battery 12 on the charging side, while the battery 12 of the other battery unit 38 becomes the battery 12 on the discharging side. Therefore, the charging current Ic has priority over the own battery 12. It will flow in.
  • each voltage converter 14 has the absolute value of the discharge current Id exceeding the maximum value of the discharge current Idmax based on the measurement result sent from the primary side current measuring device 16 of its own battery unit 38. Is determined.
  • step S15 the voltage converter 14 determines that the battery 12 of its own battery unit 38 may be deteriorated, and the voltage converter 14 The voltage is changed to a transformation ratio Tr at which the voltage becomes low. For example, the voltage converter 14 lowers the voltage on the secondary side 32 by lowering the step-down ratio Trd, and reduces the discharge current Id. As a result, the absolute value of the discharge current Id falls within the discharge current maximum value Idmax or less, so that deterioration of the battery 12 can be suppressed.
  • step S15 when
  • each voltage converter 14 sets the absolute value of the charging current Ic to the maximum charging current based on the measurement result sent from the primary current measuring device 16 of its own battery unit 38. It is determined whether the value exceeds the value Imax.
  • step S17 If
  • step S17 when
  • step S19 after step S17 or S18, each voltage converter 14 determines whether the voltage or SOC of the battery 12 of each battery unit 38 falls within the second range.
  • step S19: NO the control unit 24 determines that the equalization of the voltage or SOC of each battery 12 is not completed. Then, the process returns to step S12. Therefore, until the equalization of the voltage or SOC of each battery 12 is completed (step S19: YES), the processing of steps S12 to S18 is repeatedly executed.
  • each voltage converter 14 sets the transformation rate Tr (step-down rate Trd) to 0. Then, the conversion operation is stopped, and the positive terminal 30p on the primary side 30 and the positive terminal 32p on the secondary side 32 are conducted.
  • FIG. 16 is a flowchart of another operation (second modification) in the power supply system 10 of FIG. 1 or FIG.
  • the battery 12 with the lowest voltage is the battery 12 on the charging side, and while adjusting the transformation rate Tr (for example, the step-down rate Trd) in accordance with the voltage value of the battery 12, the voltage or SOC of the plurality of batteries 12 is adjusted.
  • Tr for example, the step-down rate Trd
  • the power supply system 10 of FIG. 1 will be described, but the power supply system 10 of FIG. 2 is also applicable.
  • each primary-side voltage measuring device 18 measures the voltage of the battery 12 and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • control unit 24 transmits a command value based on the set transformation rate Tr to each voltage converter 14.
  • Each voltage converter 14 adjusts the transformation ratio Tr based on the received command value.
  • each primary-side current measuring device 16 measures the current flowing through the primary side 30, and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • step S24 the control unit 24 sets the transformation ratio Tr of each voltage converter 14 based on the received measurement results so that the charging current Ic having the maximum charging current Icmax flows through the battery 12 having the lowest voltage. . Then, the control unit 24 transmits a command value based on the set transformation rate Tr to each voltage converter 14. Each voltage converter 14 adjusts the transformation ratio Tr based on the received command value. For example, the control unit 24 gradually increases the transformation rate Tr while monitoring the current measured by the primary current measuring device 16 for each of the plurality of voltage converters 14, and charges the battery 12 having the lowest voltage. When the charging current Ic having the current maximum value Icmax flows, the transformation ratio Tr of each voltage converter 14 may be fixed.
  • each primary-side current measuring device 16 measures the current on the primary side 30 and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • each primary-side voltage measuring device 18 measures the voltage of the battery 12 and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • the secondary-side current measuring device 20 measures the load current IL, and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • the secondary side voltage measuring device 22 measures the voltage of the secondary side 32 and transmits the measurement result to the control unit 24.
  • step S26 the control unit 24 determines whether a regenerative current has flowed from the load 26 to the voltage converter 14 or whether there is a battery 12 with
  • step S27 when the regenerative current flows, the control unit 24 determines that the regenerative current flows on top of the charging current maximum value Icmax in the battery 12 having the lowest voltage, so that the battery 12 may be deteriorated. I do. When
  • control unit 24 sets the voltage conversion rate Tr for all the voltage converters 14 to the voltage value of the battery 12 having the lowest voltage.
  • the control unit 24 transmits a command value based on the set transformation rate Tr to each voltage converter 14.
  • each voltage converter 14 adjusts the transformation rate Tr based on the received command value. As a result, deterioration of each battery 12 is avoided.
  • step S26 NO
  • the process proceeds to step S28.
  • step S28 the control unit 24 determines that there is no risk of the battery 12 being deteriorated, and similarly to step S24, controls the voltage conversion so that the charging current Ic having the maximum charging current value Icmax flows through the battery 12 having the lowest voltage. Of the transformer 14 is set. Then, the control unit 24 transmits a command value based on the set transformation rate Tr to each voltage converter 14. Each voltage converter 14 adjusts the transformation ratio Tr based on the received command value.
  • step S29 after step S27 or S28, the control unit 24 determines whether the voltage or SOC of each battery 12 falls within the second range. When there is at least one battery 12 whose voltage or SOC is not within the second range (step S29: NO), the control unit 24 determines that the equalization of the voltage or SOC of each battery 12 is not completed. Then, the process returns to step S25. Therefore, until the equalization of the voltage or the SOC of each battery 12 is completed (step S29: YES), the processing of steps S25 to S28 is repeatedly executed.
  • each voltage converter 14 sets the transformation rate Tr (step-down rate Trd) to 0. Then, the conversion operation is stopped, and the positive terminal 30p on the primary side 30 and the positive terminal 32p on the secondary side 32 are conducted.
  • FIGS. 14 to 16 describe the case where the battery 12 having the higher voltage or the SOC is charged from the battery 12 having the lower voltage
  • the flowcharts shown in FIGS. It is possible to apply the description of. That is, in supplying power, there is no difference between the battery 12 on the charging side and the load 26. In this case, as the load request from the load 26 increases, it is considered that the battery 12 having a lower voltage or lower SOC is connected, and the load current IL according to the load request may be passed.
  • the plurality of chargeable / dischargeable batteries 12 and the primary side 30 are connected to one of the plurality of batteries 12, and the secondary side 32 is connected in parallel to each other.
  • a plurality of primary-side current measuring devices 16 connected to the primary side 30 of the plurality of voltage converters 14 and measuring currents (discharge current Id, charging current Ic) flowing through the primary side 30.
  • the transformation rate Tr is determined by measuring the current measured by the primary-side current measuring device 16 with the maximum discharge current Idmax of the battery 12 connected to the primary side 30 and the battery. It is set so as to fall within a first range between the twelve charging current maximum values Imax.
  • the voltage or the SOC is changed from the high battery 12 to the low battery 12.
  • the current flows automatically (naturally), and charging and discharging are performed.
  • the transformation ratio Tr is adjusted so as to fall within the first range.
  • charging / discharging is not performed while monitoring the voltage or the SOC, but within the range (first range) of the allowable current of each battery 12, a battery having a higher voltage or SOC is naturally changed to a lower battery.
  • the battery can be charged and discharged by a natural selection method in which current flows through the battery.
  • the voltage difference on the secondary side 32 of the plurality of voltage converters 14 is reduced, and the discharge current Id or the charge current Ic can be kept within the first range.
  • the voltage or SOC can be efficiently and quickly equalized while avoiding deterioration of the battery 12.
  • the voltage converters 14 stop the conversion operation and make the primary side 30 and the secondary side 32 conductive. I just need. As a result, the switching loss of the switching elements 44H and 44L is eliminated by the amount obtained by subtracting the conversion efficiency of the voltage converter 14, so that the overall efficiency of the voltage converter 14 can be improved.
  • the plurality of voltage converters 14 may release the conduction state between the primary side 30 and the secondary side 32 when the power supply system 10 stops operating. Thereby, even if spontaneous discharge between the batteries 12 or replacement of the batteries 12 is performed after the power supply system 10 is stopped, when the power supply system 10 is restarted, the voltage or SOC between the batteries 12 is equalized. Can be started promptly.
  • the transformation ratio Tr is set in advance to an initial value at which the current becomes substantially zero, the deterioration of the plurality of batteries 12 can be reliably avoided.
  • the power supply system 10 is connected to the primary side 30 of the voltage converters 14, respectively, and is connected to the primary side voltage measuring devices 18 for measuring the voltage of the primary side 30 and the secondary side 32. And a secondary-side voltage measuring device 22 for measuring the voltage of the secondary side 32.
  • the transformation ratio Tr of each voltage converter 14 can be easily set based on the measurement result of the primary side voltage measuring device 18.
  • the present embodiment can be easily applied to the power supply system 10 including the detachable battery 12.
  • a general-purpose battery pack is the battery 12 and a plurality of batteries 12 are connected in parallel via the voltage converter 14, some of the battery packs are fully charged without replacing all the battery packs at the same time.
  • charging is automatically performed from a fully charged battery pack.
  • the voltages or SOCs of all the battery packs can be automatically and quickly equalized.
  • one battery 12, the voltage converter 14 connected to the battery 12, and the primary current measuring device 16 connected to the primary side 30 of the voltage converter 14 constitute one unit. At least one of the battery units 38 may be detachable from the power supply system 10. Even in this case, the present embodiment can be easily applied to the power supply system 10 including the detachable battery unit 38.

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Abstract

電源システム（１０）において、複数の電圧変換器（１４）では、充放電可能なバッテリ（１２）が１次側（３０）に接続され、２次側（３２）が互いに並列接続されている。複数の電圧変換器（１４）の各々について、変圧率（Ｔｒ）は、１次側電流計測器（１６）で計測される電流が、１次側（３０）に接続されるバッテリ（１２）の放電電流最大値（Ｉｄｍａｘ）とバッテリ（１２）の充電電流最大値（Ｉｃｍａｘ）との間の第１範囲内に収まるように設定される。

Description

電源システム
　本発明は、充放電可能な複数のバッテリが電圧変換器を介して互いに並列接続される電源システムに関する。
　充放電可能な複数のバッテリが電圧変換器を介して互いに並列接続される電源システムが、例えば、特許第６２９３０１０号公報に開示されている。
　ところで、電圧又はＳＯＣの異なる複数のバッテリを互いに並列接続する場合、複数のバッテリの間では、電圧又はＳＯＣが互いに均等になるように、各バッテリの電圧差に比例して電流が流れる充放電が行われる。この場合、複数のバッテリを単純に結線した際、無視できるほど小さな電圧差であれば、各バッテリを直接、並列接続しても問題はない。
　しかしながら、電圧差の大きな複数のバッテリを並列接続すると、当該電圧差に起因して大電流が流れる。また、このような状態では、複数のバッテリが電圧変換器を介して互いに並列接続される場合においても、電圧変換器のスイッチング素子をオンにした瞬間に大電流が流れ、一方で、オフにした瞬間に配線のインダクタンス成分に起因する高電圧が発生する。このような大電流又は高電圧の発生に起因してバッテリが劣化するおそれがある。
　本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、バッテリの劣化を回避しつつ、互いに並列接続される複数のバッテリの電圧又はＳＯＣを均等化することができる電源システムを提供することを目的とする。
　本発明の態様は、充放電可能な複数のバッテリと、１次側が複数のバッテリのいずれかに接続され、２次側が互いに並列接続され、前記１次側に接続されているバッテリの電圧を任意の変圧率で変換し、変換した前記電圧を前記２次側に出力する複数の電圧変換器と、複数の前記電圧変換器の１次側に各々接続され、前記１次側に流れる電流を計測する複数の電流計測器とを備える電源システムに関する。この場合、複数の前記電圧変換器の各々について、前記変圧率は、前記１次側に接続される電流計測器で計測される電流が、前記１次側に接続されるバッテリの放電電流最大値と前記バッテリの充電電流最大値との間の第１範囲内に収まるように設定される。
　本発明によれば、電流計測器で計測される電流が放電電流最大値と充電電流最大値との第１範囲内にあれば、電圧又はＳＯＣの高いバッテリから低いバッテリに自動的（自然）に電流が流れ、充放電が行われる。一方、電流が第１範囲内から逸脱する場合には、第１範囲内に収まるように変圧率が調整される。この結果、複数のバッテリの劣化を回避しつつ、互いに並列接続される複数のバッテリの電圧又はＳＯＣを均等化することができる。
本実施形態に係る電源システムの構成図である。 図１の電源システムの変形例の構成図である。 図３Ａは、昇圧型の電圧変換器の回路図であり、図３Ｂは、降圧型の電圧変換器の回路図であり、図３Ｃは、インターリーブ回路方式の降圧型又は昇降圧型の電圧変換器の回路図である。 図４Ａは、比較例での複数のバッテリの並列接続を図示した概念図であり、図４Ｂは、本実施形態での複数のバッテリの並列接続を図示した概念図である。 本実施形態での複数のバッテリの充放電を図示した概念図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、負荷に電流を流す場合の複数のバッテリの充放電を図示した概念図である。 図７Ａ～図７Ｃは、２つのバッテリ間での充放電の説明図である。 図８Ａ～図８Ｃは、２つのバッテリ間での充放電の説明図である。 ５つのバッテリ間での充放電の説明図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、２つのバッテリ間での充放電の説明図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、２つのバッテリ間での充放電の説明図である。 図１２Ａ～図１２Ｃは、それぞれ、昇圧動作、降圧動作及び昇降圧動作のタイミングチャートである。 ４つのバッテリ間での充放電を示すタイミングチャートである。 図１の電源システムの動作を示すフローチャートである。 第１変形例のフローチャートである。 第２変形例のフローチャートである。
　以下、本発明に係る電源システムについて好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
［１．本実施形態の基本構成］
　本実施形態に係る電源システム１０は、図１に示すように、複数のバッテリ１２と、複数の電圧変換器１４と、複数の１次側電流計測器１６と、複数の１次側電圧計測器１８と、２次側電流計測器２０と、２次側電圧計測器２２と、制御部２４とを有する。電源システム１０は、例えば、二輪車、四輪車等の電動車両の電源システムに適用される。また、複数の電圧変換器１４、複数の１次側電流計測器１６、複数の１次側電圧計測器１８、２次側電流計測器２０、２次側電圧計測器２２、及び、制御部２４等によって、複数のバッテリ１２の電力を電動車両の駆動モータ等の負荷２６に供給する一方で、後述する複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化を図る電源供給ユニット２８が構成される。
　複数のバッテリ１２は、電源システム１０を構成する電源供給ユニット２８に対して着脱可能で、且つ、充放電可能なバッテリである。複数の電圧変換器１４は、１次側３０と２次側３２とをそれぞれ有するＤＣ／ＤＣコンバータであって、１次側３０に接続されているバッテリ１２の電圧（１次側電圧）を任意の変圧率Ｔｒ（昇圧率Ｔｒｕ又は降圧率Ｔｒｄ）で変換することで、変換した電圧（２次側電圧）を２次側３２に出力する。なお、本実施形態では、複数のバッテリ１２のうち、少なくとも１つのバッテリ１２が電源システム１０に対して着脱可能であればよい。
　複数の電圧変換器１４の１次側３０は、複数のバッテリ１２のうち、いずれかのバッテリ１２に接続されている。すなわち、バッテリ１２の正極端子１２ｐと電圧変換器１４の１次側３０の正極端子３０ｐとが接続され、バッテリ１２の負極端子１２ｍと電圧変換器１４の１次側３０の負極端子３０ｍとが接続されている。また、複数の電圧変換器１４の２次側３２は、互いに並列接続されることで、負荷２６に並列に接続される。この場合、複数の電圧変換器１４の２次側３２の正極端子３２ｐが負荷２６の正極端子２６ｐに接続され、複数の電圧変換器１４の２次側３２の負極端子３２ｍが負荷２６の負極端子２６ｍに接続されている。
　複数の１次側電圧計測器１８は、それぞれ、電圧変換器１４の１次側３０で、バッテリ１２の正極端子１２ｐと負極端子１２ｍとの間に接続された電圧センサである。また、複数の１次側電流計測器１６は、それぞれ、電圧変換器１４の１次側３０で、バッテリ１２の正極端子１２ｐと電圧変換器１４の正極端子３０ｐとの間に接続された電流センサである。
　２次側電圧計測器２２は、複数の電圧変換器１４の２次側３２で、負荷２６の正極端子２６ｐと負極端子２６ｍとの間に接続された電圧センサである。また、２次側電流計測器２０は、複数の電圧変換器１４の２次側３２で、複数の電圧変換器１４の正極端子３２ｐと負荷２６の正極端子２６ｐとの間に接続された電流センサである。さらに、複数の電圧変換器１４の２次側３２において、各正極端子３２ｐと各負極端子３２ｍとの間には、コンデンサ３４が接続されている。
　制御部２４は、後述するテーブル３６を有するコンピュータであって、不図示のメモリに格納されたプログラムを実行することで、負荷２６からの要求（負荷要求）に基づいて、複数の電圧変換器１４による１次側３０と２次側３２との間での電圧変換動作等を制御する。
［２．本実施形態の基本動作］
　以上のように構成される電源システム１０において、着脱式の複数のバッテリ１２が電源供給ユニット２８に接続され、且つ、負荷２６が電源供給ユニット２８に接続されている場合、複数の１次側電圧計測器１８は、それぞれ、接続されているバッテリ１２の電圧（１次側電圧）を計測し、その計測結果を制御部２４に逐次送信する。また、複数の１次側電流計測器１６は、それぞれ、１次側３０を流れる電流（１次側電流）を計測し、その計測結果を制御部２４に逐次送信する。なお、１次側電流計測器１６は、バッテリ１２の放電時には、バッテリ１２から電圧変換器１４に流れる電流（放電電流Ｉｄ）を計測し、一方で、バッテリ１２の充電時には、電圧変換器１４からバッテリ１２に流れ込む電流（充電電流Ｉｃ）を計測する。
　２次側電圧計測器２２は、２次側３２の電圧（２次側電圧としての負荷電圧）を計測し、その計測結果を制御部２４に逐次送信する。また、２次側電流計測器２０は、２次側３２を流れる電流（２次側電流としての負荷電流ＩＬ）を計測し、その計測結果を制御部２４に逐次送信する。なお、２次側電流計測器２０は、力行時には、複数の電圧変換器１４から負荷２６に流れる負荷電流ＩＬ（力行電流）を計測し、一方で、回生時には、負荷２６から複数の電圧変換器１４に流れる負荷電流ＩＬ（回生電流）を計測する。
　制御部２４は、受信した各電圧及び各電流の計測結果と、負荷２６からの要求（負荷要求）とに基づいて、複数の電圧変換器１４毎の変圧率Ｔｒの指令値を設定し、設定した各指令値を複数の電圧変換器１４に送信する。複数の電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて変圧率Ｔｒを調整し、調整した変圧率Ｔｒを用いて、接続されているバッテリ１２の電圧を変換し、変換した電圧を２次側３２に出力する。なお、図１では、複数の電圧変換器１４の２次側３２が互いに並列接続されている。そのため、制御部２４は、複数の電圧変換器１４の２次側３２の電圧が同一値となるような指令値を各電圧変換器１４に送信する。
　これにより、力行時には、複数のバッテリ１２から複数の電圧変換器１４を介して負荷２６に、各バッテリ１２から流れる電流の総和である負荷電流ＩＬ（力行電流）が流れ、駆動モータ等の負荷２６を駆動させることができる。一方、回生時には、負荷２６から複数の電圧変換器１４を介して複数のバッテリ１２に負荷電流ＩＬ（回生電流）が流れ、各バッテリ１２を充電することができる。
［３．図１の構成の変形例］
　図２は、図１の電源システム１０の変形例である。図２の変形例では、１つのバッテリ１２と、当該バッテリ１２に接続される１つの電圧変換器１４と、当該電圧変換器１４の１次側３０に接続される１次側電流計測器１６及び１次側電圧計測器１８とが、１つのバッテリユニット３８として構成され、電源システム１０に対して複数のバッテリユニット３８を着脱可能とした点で、図１の構成とは異なる。なお、本実施形態では、複数のバッテリユニット３８のうち、少なくとも１つのバッテリユニット３８が電源システム１０に対して着脱可能であればよい。
　この場合、例えば、図２の各バッテリユニット３８の電圧変換器１４が図１の制御部２４の機能を具備すればよい。また、複数のバッテリユニット３８が電源システム１０に装着されている状態において、各バッテリユニット３８は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、１次側電圧計測器１８及び１次側電流計測器１６の各計測結果等を互いに送受信可能である。これにより、各バッテリユニット３８の電圧変換器１４は、負荷２６からの負荷要求と、自己のバッテリユニット３８の１次側電圧計測器１８及び１次側電流計測器１６の各計測結果と、他のバッテリユニット３８から受信した１次側電圧計測器１８及び１次側電流計測器１６の各計測結果と、２次側電圧計測器２２及び２次側電流計測器２０の各計測結果とに基づき、自己の電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを設定することができる。
［４．電圧変換器１４の具体例］
　図３Ａ～図３Ｃは、図１及び図２の電圧変換器１４の具体例を示す回路図である。電圧変換器１４は、例えば、昇圧型（図３Ａ参照）、降圧型（図３Ｂ参照）、又は、インターリーブ回路方式の降圧型若しくは昇降圧型（図３Ｃ参照）のＤＣ／ＤＣコンバータである。これらのＤＣ／ＤＣコンバータの構成及び動作は、周知であるため、ここでは、図３Ａ～図３Ｃの回路図における各構成要素の接続関係について簡単に説明する。
　図３Ａの電圧変換器１４において、１次側３０の正極端子３０ｐと負極端子３０ｍとの間には、コンデンサ４０が接続されている。コンデンサ４０の正極端子３０ｐ側には、コイル４２の一端が接続されている。コイル４２の他端は、直列接続された２つのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌの中点に接続されている。２つのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌは、それぞれ、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）４６Ｈ、４６Ｌと、寄生ダイオードであるツェナダイオード４８Ｈ、４８Ｌとが並列に接続されて構成される。一方のスイッチング素子４４Ｈは、２次側３２の正極端子３２ｐに接続されるハイサイドのスイッチング素子である。他方のスイッチング素子４４Ｌは、２次側３２の負極端子３２ｍに接続されるローサイドのスイッチング素子である。
　図３Ｂの電圧変換器１４において、１次側３０の正極端子３０ｐと負極端子３０ｍとの間には、コンデンサ５０が接続されている。コンデンサ５０には、直列接続された２つのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌが並列接続されている。一方のスイッチング素子４４Ｈは、コンデンサ５０の正極端子３０ｐ側に接続されるハイサイドのスイッチング素子である。他方のスイッチング素子４４Ｌは、コンデンサ５０の負極端子３０ｍ側と２次側３２の負極端子３２ｍとに接続されるローサイドのスイッチング素子である。２つのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌの中点には、コイル５２の一端が接続されている。コイル５２の他端は、２次側３２の正極端子３２ｐに接続されている。
　図３Ｃの電圧変換器１４は、１次側３０の正極端子３０ｐ及び負極端子３０ｍに接続されたコンデンサ５０と、２次側３２の正極端子３２ｐ及び負極端子３２ｍとの間に、図３Ｂの２つのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌ及び１つのコイル５２を組とする２組の回路が並列に接続されている点で、図３Ｂの電圧変換器１４とは異なる。
　いずれの電圧変換器１４においても、各スイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌ（ＭＯＳＦＥＴ４６Ｈ、４６Ｌ）のゲート端子に供給されるゲート信号のデューティを変更することで、電圧変換器１４の変圧率Ｔｒ（図３Ａでは昇圧率Ｔｒｕ、図３Ｂでは降圧率Ｔｒｄ、図３Ｃでは昇圧率Ｔｒｕ又は降圧率Ｔｒｄ）を変化させることができる。
［５．本実施形態の特徴的な機能］
　次に、本実施形態に係る電源システム１０の特徴的な機能（以下、本実施形態の特徴的な機能ともいう。）について、図４Ａ～図１６を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な機能とは、電圧又はＳＯＣの異なる複数のバッテリ１２を互いに並列接続し、電圧又はＳＯＣが互いに均等となるように複数のバッテリ１２間に電流を流して充放電を行う場合に、バッテリ１２の放電電流最大値Ｉｄｍａｘ（放電電流Ｉｄの絶対値の上限値）と充電電流最大値Ｉｃｍａｘ（充電電流Ｉｃの絶対値の上限値）との間の所定の許容範囲（第１範囲）内に当該電流が収まるように、複数の電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを設定するというものである。
　なお、放電電流最大値Ｉｄｍａｘとは、バッテリ１２を劣化させない程度に放電電流Ｉｄを流すときの上限値（閾値）であって、該バッテリ１２の製造メーカの保証値又は製品保証値である。充電電流最大値Ｉｃｍａｘとは、バッテリ１２を劣化させない程度に充電電流Ｉｃを流すときの上限値（閾値）であって、該バッテリ１２の製造メーカの保証値又は製品保証値である。
＜５．１　問題点（比較例）＞
　図４Ａは、電圧又はＳＯＣの異なる複数のバッテリ１２を互いに並列接続し、電圧又はＳＯＣを互いに均等にする場合の問題点（比較例）を図示した概念図である。なお、比較例では、図１～図３Ｃ中の構成要素と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて説明する。
　図４Ａでは、一例として、ＳＯＣの異なる４つのバッテリ１２を並列接続した場合を図示している。また、図４Ａでは、左側のバッテリ１２から右側のバッテリ１２に向かって、ＳＯＣが順に小さい場合を図示している。図４Ａでは、複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣの大きさを、バッテリ１２のブロック内のハッチングの面積の広さで模式的に図示している。
　比較例では、４つのバッテリ１２を並列接続すると、ＳＯＣが均等化されるように、４つのバッテリ１２間に電流が流れる。具体的に、ＳＯＣが相対的に高いバッテリ１２（図４Ａの左側の２つのバッテリ１２）から放電電流Ｉｄが流れることで、ＳＯＣが相対的に低いバッテリ１２（図４Ａの右側の２つのバッテリ１２）に充電電流Ｉｃとして流れ込む。
　そして、比較例のように、互いに並列接続するように４つのバッテリ１２を単純に結線する場合、無視できるほど小さな電圧差であれば、各バッテリ１２を直接、並列接続しても問題はない。しかしながら、電圧差の大きな複数のバッテリ１２を並列接続すると、当該電圧差に起因して、結線した瞬間に大電流が流れる。また、このような状態では、電圧変換器１４を介して複数のバッテリ１２を互いに並列接続する場合においても、電圧変換器１４のスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌを単純にオンすると、オンにした瞬間に大電流が流れる。さらに、スイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌを単純にオフすると、オフにした瞬間に配線のインダクタンス成分に起因する高電圧が発生する。このような大電流又は高電圧の発生に起因して、バッテリ１２が劣化するおそれがある。
＜５．２　本実施形態の特徴的な機能の概要＞
　図４Ｂは、図４Ａの問題点を解決するための本実施形態の特徴的な機能を図示した概念図である。
　本実施形態の特徴的な機能では、複数のバッテリ１２が複数の電流調整器５４を介して互いに並列に接続されている。この場合、複数の電流調整器５４は、それぞれ、１次側５６に接続されているバッテリ１２に流れる電流が所定の許容範囲（第１範囲）内となるような電流制限を行う。なお、第１範囲とは、バッテリ１２の放電電流最大値Ｉｄｍａｘと充電電流最大値Ｉｃｍａｘとの間の放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃの許容範囲をいう。
　ここで、電圧又はＳＯＣが相対的に高いバッテリ１２は、放電側のバッテリ１２として機能し、放電電流Ｉｄを流す。一方、電圧又はＳＯＣが相対的に低いバッテリ１２は、充電側のバッテリ１２となり、充電電流Ｉｃが流れ込む。従って、電流調整器５４は、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃが共に第１範囲内に収まるような電流制限を行う。
　また、電流調整器５４がスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌを含み構成されている場合、スイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌをオン又はオフする際に発生するピーク電流によって、放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃが第１範囲を逸脱する可能性がある。そのような場合には、放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃが第１範囲内に収まるように、放電側のバッテリ１２の電流調整器５４の２次側５８と、充電側のバッテリ１２の電流調整器５４の２次側５８との電圧差を小さくすればよい。これにより、放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃを第１範囲内に収めつつ、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣを速やかに均等化することが可能となる。
　なお、本実施形態に係る電源システム１０では、複数のバッテリ１２が複数の電圧変換器１４を介して互いに並列接続されている（図１及び図２参照）。複数の電圧変換器１４は、１次側３０の電圧を任意の変圧率Ｔｒで変換することで、変換後の電圧を２次側３２に出力する。この場合、変圧率Ｔｒを変化させれば、２次側３２の電圧が調整され、複数の電圧変換器１４の２次側３２の電圧差を小さくして、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃを第１範囲内に収めることが可能となる。従って、図１～図３Ｃの電圧変換器１４は、図４Ｂの電流調整器５４に対応する。また、電圧変換器１４の１次側３０は、電流調整器５４の１次側５６に対応する。さらに、電圧変換器１４の２次側３２は、電流調整器５４の２次側５８に対応する。
＜５．３　本実施形態の特徴的な機能による充放電の概要＞
　次に、本実施形態の特徴的な機能による複数のバッテリ１２間の充放電の手法について、図５～図６Ｂを参照しながら説明する。
　図５は、複数のバッテリ１２が電流調整器５４（電圧変換器１４）を介して負荷２６に並列接続されている場合に、負荷要求がないとき（負荷電流ＩＬを流す必要がないとき）の複数のバッテリ１２間での充放電の動作の概念図である。
　図５では、左側のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣが最も大きく、放電側のバッテリ１２として機能する。これに対して、右側の３つのバッテリ１２は、電圧又はＳＯＣが相対的に低く、充電側のバッテリ１２となる。すなわち、図５では、左側のバッテリ１２から放電電流Ｉｄが流れる一方で、放電電流Ｉｄが分配され、充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３として右側の３つのバッテリ１２にそれぞれ流れ込む（｜Ｉｄ｜＝｜Ｉｃ１｜＋｜Ｉｃ２｜＋｜Ｉｃ３｜）。そのため、負荷電流ＩＬは流れない（ＩＬ＝０）。
　また、図５において、各電流調整器５４は、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３が第１範囲内に収まるように、すなわち、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘ以下となり（｜Ｉｄ｜≦Ｉｄｍａｘ）、且つ、充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３の絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘ以下となるように（｜Ｉｃ１｜≦Ｉｃｍａｘ、｜Ｉｃ２｜≦Ｉｃｍａｘ、｜Ｉｃ３｜≦Ｉｃｍａｘ）、電流制限を行う。これにより、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３を第１範囲内に収めつつ、複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣを均等化させることが可能となる。
　図６Ａは、負荷要求があるとき、すなわち、負荷電流ＩＬ１を負荷２６に流す必要があるときの複数のバッテリ１２間での充放電の動作の概念図である。この場合、放電電流Ｉｄの一部を負荷電流ＩＬ１として流すため、右側の３つのバッテリ１２に流す充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３の配分を少なくする。すなわち、図５と比較して、充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３の絶対値を小さくする。これにより、負荷要求に応じて負荷２６に負荷電流ＩＬ１を流しつつ、３つのバッテリ１２に充電電流Ｉｃ１～Ｉｃ３を流し、複数のバッテリ１２間の電圧又はＳＯＣを均等化させることができる。
　図６Ｂは、図６Ａよりも大きな負荷要求がある場合、例えば、１つのバッテリ１２を放電用のバッテリ１２としたときに、放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超えるような放電電流Ｉｄを流す負荷要求があったときの複数のバッテリ１２間での充放電の概念図である。この場合、負荷電流ＩＬ２が大きいので（ＩＬ２＞ＩＬ１）、１つのバッテリ１２のみを放電用とすると、１つのバッテリ１２から流れる放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超えてしまう（｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘ）。
　そこで、図６Ｂの場合は、例えば、左側の３つのバッテリ１２を放電用とし、右側の残り１つのバッテリ１２を充電用とする。これにより、３つのバッテリ１２から放電電流Ｉｄ１～Ｉｄ３が流れ、各放電電流Ｉｄ１～Ｉｄ３を合算した電流が、負荷電流ＩＬ２と充電電流Ｉｃとに分配される（｜Ｉｄ１｜＋｜Ｉｄ２｜＋｜Ｉｄ３｜＝｜ＩＬ２｜＋｜Ｉｃ｜）。この結果、３つのバッテリ１２から流れる放電電流Ｉｄ１～Ｉｄ３の絶対値を放電電流最大値Ｉｄｍａｘ以下に抑えつつ（｜Ｉｄ１｜≦Ｉｄｍａｘ、｜Ｉｄ２｜≦Ｉｄｍａｘ、｜Ｉｄ３｜≦Ｉｄｍａｘ）、負荷要求に応じた負荷電流ＩＬ２を負荷２６に流すと共に、１つのバッテリ１２に充電電流Ｉｃを流すことができる。この場合でも、複数のバッテリ１２間の電圧又はＳＯＣを均等化させることができる。
＜５．４　変圧率Ｔｒの変更による放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃの調整＞
　次に、本実施形態の特徴的な機能として、変圧率Ｔｒの変更により複数の電圧変換器１４の２次側３２の電圧差を調整することで、放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃを調整する場合について、図７Ａ～図９の説明図を参照しながら説明する。ここでは、一例として、複数の電圧変換器１４が昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ（図３Ａ参照）である場合について説明する。
　図７Ａに示すように、２つのバッテリ１２が電圧変換器１４を介して２次側３２で並列接続され、左側のバッテリ１２のＳＯＣが相対的に大きく、右側のバッテリ１２のＳＯＣが相対的に小さいものとする。ここで、２つの電圧変換器１４が同じ変圧率Ｔｒ（昇圧率Ｔｒｕ）である場合、２つのバッテリ１２間では、ＳＯＣが大きく異なることから、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧差が大きくなり、放電側の左側のバッテリ１２から充電側の右側のバッテリ１２に向かって大電流が流れる。
　一方、図７Ｂに示すように、２つの電圧変換器１４の昇圧率Ｔｒｕを変化させ、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧を同一にした場合、２次側３２の電圧差がないため、放電側の左側のバッテリ１２から充電側の右側のバッテリ１２に電流は流れない（｜Ｉｄ｜＝｜Ｉｃ｜＝０）。
　そこで、本実施形態の特徴的な機能では、図７Ｃに示すように、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘ以下に収まり、且つ、充電電流Ｉｃの絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘ以下に収まるように、昇圧率Ｔｒｕを調整する。これにより、左側のバッテリ１２から右側のバッテリ１２に所望の電流値Ｉの電流（｜Ｉｄ｜＝｜Ｉｃ｜＝Ｉ）を流して、２つのバッテリ１２の電圧又はＳＯＣを均等化させることができる。
　また、図８Ａのように、左側のバッテリ１２から右側のバッテリ１２に電流を流して、２つのバッテリ１２間で電圧又はＳＯＣの均等化を図る場合（｜Ｉｄ｜＝｜Ｉｃ｜＝Ｉ１）、時間経過に伴って、左側のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣが低下する一方で、右側のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣが増加する。これにより、２つの電圧変換器１４の昇圧率Ｔｒｕに変化がなければ、図８Ｂに示すように、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧差が小さくなり、左側のバッテリ１２から右側のバッテリ１２に流れる電流が小さくなる（｜Ｉｄ｜＝｜Ｉｃ｜＝Ｉ２＜Ｉ１）。この結果、２つのバッテリ１２間での電圧又はＳＯＣの均等化が遅延する可能性がある。
　そこで、図８Ｃに示すように、２つの電圧変換器１４において、１次側電流計測器１６（図１及び図２参照）を用いて放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃをモニタしながら、充電側（右側）の電圧変換器１４の昇圧率Ｔｒｕを低下させることで、右側の電圧変換器１４の２次側３２の電圧を低下させる。これにより、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧差が大きくなるので、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃの絶対値の低下を抑制することができる。なお、昇圧率Ｔｒｕを下げ続けると、２つのバッテリ１２間で電圧又はＳＯＣの大きさが逆転する可能性があるため、均等化の動作開始時の昇圧率Ｔｒｕ以下に下げないようにすることに留意する。
　図９は、５つのバッテリ１２が電圧変換器１４を介して並列接続され、左側のバッテリ１２を放電用とすることで、右側の４つのバッテリ１２を充電する場合における、５つのバッテリ１２間での電圧又はＳＯＣの均等化を図示したものである。
　ここで、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超える可能性がある場合（｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘ）、左側の電圧変換器１４の昇圧率Ｔｒｕを低下させることで、当該電圧変換器１４の２次側３２の電圧を低下させる。これにより、左側の電圧変換器１４と右側の４つの電圧変換器１４との間で、２次側３２の電圧差が小さくなる。この結果、放電電流Ｉｄの絶対値を放電電流最大値Ｉｄｍａｘ以下に収める電流制限を行いつつ（｜Ｉｄ｜≦Ｉｄｍａｘ）、右側の４つのバッテリ１２に対する充電を行い、５つのバッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化を図ることができる。
＜５．５　実際の回路における放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃの調整＞
　図４Ａ～図９で説明した概念的な内容を、図１～図３Ｃの実際の回路構成で実現する場合について、図１０Ａ～図１３を参照しながら説明する。なお、図１０Ａ～図１１Ｂでは、説明の簡略化のため、図１及び図２の構成図について、２つのバッテリ１２が電圧変換器１４を介して２次側３２で並列接続されている場合について説明する。
　図１０Ａは、図７Ａの概念図に対応する。図１０Ａにおいて、一方のバッテリ１２の電圧及び電流を、それぞれ、Ｖｂ１、Ｉｂ１とする。また、他方のバッテリ１２の電流及び電流を、それぞれ、Ｖｂ２、Ｉｂ２とする。さらに、２つの電圧変換器１４の昇圧率Ｔｒｕを、それぞれ、Ｔｒｕ１、Ｔｒｕ２とする。
　この場合、Ｔｒｕ１＝Ｔｒｕ２であれば、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧差によって、大電流の放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃが流れる。ここで、負荷電流ＩＬがＩＬ＝０の場合、各バッテリ１２の内部抵抗をｒとすれば、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃは、下記の（１）式で表わされる。
　　　｜Ｉｄ｜＝｜Ｉｃ｜＝｜Ｖｂ１×Ｔｒｕ１－Ｖｂ２×Ｔｒｕ２｜／ｒ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　この場合、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超えているか、又は、充電電流Ｉｃの絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘを超えている場合、バッテリ１２が劣化するおそれがある。
　そこで、本実施形態の特徴的な機能では、例えば、図７Ｃの概念図に対応する図１０Ｂのように、充電側の電圧変換器１４を構成するスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌ（図３Ａ～図３Ｃ参照）のゲート端子に供給するゲート信号のデューティを変化させることで、変圧率Ｔｒを変化させればよい。具体的に、昇圧型の電圧変換器１４の場合、図３Ａ及び図１２Ａに示すように、ハイサイドのスイッチング素子４４Ｈに供給するゲート信号（図１２Ａの「Ｈ」）をローレベルにした状態で、ローサイドのスイッチング素子４４Ｌに供給するゲート信号（図１２Ａの「Ｌ」）のデューティを変化させて、昇圧率をＴｒｕ２からＴｒｕ２ｒ（＞Ｔｒｕ２）に増加させる。
　これにより、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧差が小さくなり、放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃを第１範囲内に収めることができる。この結果、バッテリ１２の劣化を抑えつつ、バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化を図ることができる。また、ＭＯＳＦＥＴ４６Ｈ、４６Ｌを用いてスイッチング動作を行うので、オン抵抗値が低下し、電力損失を削減することができる。
　なお、降圧型の電圧変換器１４の場合、図３Ｂ及び図１２Ｂに示すように、ローサイドのスイッチング素子４４Ｌに供給するゲート信号をローレベルにした状態で、ハイサイドのスイッチング素子４４Ｈに供給するゲート信号のデューティを変化させればよい。また、昇降圧型の電圧変換器１４の場合、図３Ｃ及び図１２Ｃに示すように、ハイサイド及びローサイドのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌに供給するゲート信号のデューティを変化させればよい。但し、昇降圧型の電圧変換器１４については、２つのゲート信号間でデッドタイムＴｄを設け、２つのスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌを同時にオンにさせないことに留意する。
　図６Ａの概念図に対応する図１１Ａでは、図１０Ｂの場合と同様に、昇圧率をＴｒｕ２からＴｒｕ２ｒに増加させつつ、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超えないように、負荷要求に応じた負荷電流ＩＬ１を流す。この場合でも、負荷電流ＩＬ１と充電電流Ｉｃ（Ｉｃ１）とを流しつつ、２つのバッテリ１２間の電圧又はＳＯＣの均等化が可能となる。
　図６Ｂ及び図９の概念図に対応する図１１Ｂでは、図１１Ａと比較して、負荷要求が大きくなり、より大きな負荷電流ＩＬ２（＞ＩＬ１）を流す必要があるため、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超える可能性がある。この場合、放電側の電圧変換器１４のスイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌに供給するゲート信号のデューティを変化させ、変圧率Ｔｒ（例えば、昇圧率Ｔｒｕ）をＴｒｕ１からＴｒｕ１ｒ（＜Ｔｒｕ１）に変化させる。これにより、２つの電圧変換器１４の２次側３２の電圧差が小さくなり、充電電流Ｉｃ（Ｉｃ２）を小さくすることができる。充電電流Ｉｃを小さくした分、負荷２６に流す負荷電流ＩＬ２を大きくすることができるので、負荷要求に応じた負荷電流ＩＬ２を流しつつ、２つのバッテリ１２間の電圧又はＳＯＣの均等化が可能となる。
　図１３は、４つのバッテリ１２間での電圧又はＳＯＣの均等化の実行中における各バッテリ１２の電流変化を時系列で図示したタイミングチャートである。図１３において、縦軸の電流について、０よりも正側は、バッテリ１２から放電電流Ｉｄが流れる場合を示し、０よりも負側は、バッテリ１２に充電電流Ｉｃが流れ込む場合を示す。
　時点ｔ０から時点ｔ１までの時間帯では、放電側のバッテリ１から充電側のバッテリ２～４に電流が流れる。時点ｔ１から時点ｔ２までの時間帯では、バッテリ２が充電側から放電側に切り替わり、バッテリ１及び２からバッテリ３及び４に電流が流れる。時点ｔ２から時点ｔ３までの時間帯では、バッテリ３が充電側から放電側に切り替わり、バッテリ１～３からバッテリ４に電流が流れる。時点ｔ３以降は、バッテリ１～４の電圧又はＳＯＣが均等化されたことで、バッテリ１～４の充放電動作が終了する。
　このように、放電側のバッテリ１２から充電側のバッテリ１２に電流を流しつつ、時間経過に伴い、複数のバッテリ１２が充電側から放電側に順次切り替わる。この結果、電圧又はＳＯＣの均等化を速やかに行うことができる。
＜５．６　電圧又はＳＯＣの均等化の具体的な動作説明＞
　次に、図１～図３Ｃの電源システム１０での電圧又はＳＯＣの均等化の具体的な動作について、図１４～図１６のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図１４～図１６では、必要に応じて、図１～図１３も参照しながら説明する。
　図１４は、図１の電源システム１０での動作のフローチャートである。図１４の動作主体は、主として、図１の制御部２４及び各電圧変換器１４である。
　ステップＳ１において、制御部２４は、電源システム１０内に流れる電流の値を０にするため、複数の電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを初期値に設定する。テーブル３６には、各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒの初期値が予め格納されている。例えば、最も電圧の低いバッテリ１２に接続される電圧変換器１４の降圧率Ｔｒｄを１とした場合、各電圧変換器１４の降圧率Ｔｒｄは、下記の（２）式で表わされる。
　　　Ｔｒｄ＝（最も電圧の低いバッテリ１２の電圧値）
　　　　／（電圧変換器１４に接続されているバッテリ１２の電圧値）　（２）
　制御部２４は、テーブル３６を参照し、初期値に応じた指令値を設定して各電圧変換器１４に送信する。これにより、各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づき、変圧率Ｔｒを初期値に調整する。この結果、電源システム１０内に流れる電流が０となり、各バッテリ１２の劣化を抑制することができる。
　次のステップＳ２において、制御部２４は、複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化の動作を開始するため、複数の電圧変換器１４について、放電側のバッテリ１２から充電側のバッテリ１２に電流を流すための変圧率Ｔｒを決定し、決定した変圧率Ｔｒに応じた指令値を設定する。そして、制御部２４は、設定した指令値を各電圧変換器１４に送信する。
　各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づき、変圧率Ｔｒを調整する。これにより、各電圧変換器１４は、接続されているバッテリ１２の電圧を変圧率Ｔｒに応じて変換し、変換した電圧を２次側３２に出力する。この結果、放電側のバッテリ１２から電圧変換器１４を介して放電電流Ｉｄが流れ、一方で、電圧変換器１４を介して充電側のバッテリ１２に充電電流Ｉｃが流れ込む。
　なお、ステップＳ２において、図５、図６Ａ及び図９のように、最も高い電圧のバッテリ１２を放電側のバッテリ１２とし、残りのバッテリ１２を充電側のバッテリ１２として電力を分配する場合、残りのバッテリ１２に接続されている電圧変換器１４の降圧率Ｔｒｄを、最も高いバッテリ１２に接続されている電圧変換器１４の降圧率Ｔｒｄよりも低くすればよい。また、ステップＳ２において、図６Ｂのように、最も低い電圧のバッテリ１２を充電側のバッテリ１２とし、残りのバッテリ１２を放電側のバッテリ１２として電力を分配する場合、最も低い電圧のバッテリ１２に接続されている電圧変換器１４の降圧率Ｔｒｄを低くすればよい。
　次のステップＳ３において、各１次側電流計測器１６は、１次側３０に流れる電流（放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃ）を計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。なお、ステップＳ３において、各１次側電圧計測器１８が１次側３０の電圧を計測し、２次側電流計測器２０が２次側３２の電流を計測し、２次側電圧計測器２２が２次側３２の電圧を計測してもよい。これらの計測結果も制御部２４に送信される。
　次のステップＳ４において、制御部２４は、受信された各１次側３０の電流のうち、放電電流Ｉｄを流している電圧変換器１４について、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超える電圧変換器１４が存在するかどうかを判定する。｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘとなる放電電流Ｉｄを流している電圧変換器１４が存在する場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。
　ステップＳ５において、制御部２４は、｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘとなる放電電流Ｉｄを流しているバッテリ１２が劣化するおそれがあると判断し、当該バッテリ１２に接続されている電圧変換器１４について、２次側３２の電圧が低くなるような変圧率Ｔｒに変更する。具体的に、制御部２４は、変圧率Ｔｒ（例えば、降圧率Ｔｒｄ）を低下させる指令値に変更し、当該電圧変換器１４に送信する。これにより、当該電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて、変圧率Ｔｒを低く調整する。この結果、２次側３２の電圧が低下し、放電電流Ｉｄが小さくなるので、放電電流Ｉｄの絶対値を放電電流最大値Ｉｄｍａｘ以下に収めて、電圧変換器１４に接続されているバッテリ１２の劣化を抑えることができる。
　なお、ステップＳ４において、否定的な判定結果である場合（ステップＳ４：ＮＯ）、すなわち、｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘとなるような放電電流Ｉｄを流しているバッテリ１２が存在しない場合、ステップＳ５の処理がスキップされ、ステップＳ６に進む。
　ステップＳ４又はＳ５後のステップＳ６において、制御部２４は、受信された各１次側３０の電流の計測結果に基づいて、充電電流Ｉｃを流している電圧変換器１４について、充電電流Ｉｃの絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘを超える電圧変換器１４が存在するかどうかを判定する。｜Ｉｃ｜＞Ｉｃｍａｘとなる充電電流Ｉｃを流している電圧変換器１４が存在する場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。
　ステップＳ７において、制御部２４は、｜Ｉｃ｜＞Ｉｃｍａｘとなる充電電流Ｉｃを流しているバッテリ１２が劣化するおそれがあると判断し、当該バッテリ１２に接続されている電圧変換器１４について、２次側３２の電圧が高くなるような変圧率Ｔｒに変更する。すなわち、制御部２４は、変圧率Ｔｒ（例えば、降圧率Ｔｒｄ）を増加させる指令値に変更し、当該電圧変換器１４に送信する。
　これにより、当該電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて、変圧率Ｔｒを高くする。この結果、２次側３２の電圧が増加し、充電電流Ｉｃが小さくなるので、充電電流Ｉｃの絶対値を充電電流最大値Ｉｃｍａｘ以下に収めて、電圧変換器１４に接続されているバッテリ１２の劣化を抑えることができる。
　なお、ステップＳ６でも、否定的な判定結果である場合（ステップＳ６：ＮＯ）、すなわち、｜Ｉｃ｜＞Ｉｃｍａｘとなるような充電電流Ｉｃを流しているバッテリ１２が存在しない場合、ステップＳ７の処理がスキップされ、ステップＳ８に進む。
　ステップＳ６又はＳ７後のステップＳ８において、制御部２４は、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが所定の閾値範囲（第２範囲）内に収まったか否かを判定する。なお、第２範囲とは、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが均等化されているとみなすことができる電圧範囲又はＳＯＣの範囲をいう。
　各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっていない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、制御部２４は、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化が完了していないと判断し、ステップＳ２に戻る。従って、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化が完了するまで（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ステップＳ２～Ｓ７の処理が繰り返し実行される。
　一方、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっている場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。ステップＳ９において、制御部２４は、各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒ（例えば、降圧率Ｔｒｄ）を１にする指令値を設定し、設定した指令値を各電圧変換器１４に送信する。これにより、各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて変圧率Ｔｒを１に調整する。具体的に、各電圧変換器１４は、変換動作を停止し、１次側３０の正極端子３０ｐと２次側３２の正極端子３２ｐとを導通させる。この結果、電圧値又はＳＯＣが均等化された複数のバッテリ１２を、導通状態で互いに並列接続させることができる。
　図１５は、図２の電源システム１０での動作（第１変形例）のフローチャートである。図１５の動作主体は、主として、図２の各電圧変換器１４である。
　図２の電源システム１０では、バッテリユニット３８毎に１次側電圧計測器１８が設けられている。そのため、ステップＳ１１において、各１次側電圧計測器１８は、バッテリ１２の電圧を計測し、その計測結果をバッテリユニット３８内の電圧変換器１４に出力する。また、各１次側電圧計測器１８は、計測結果を他のバッテリユニット３８の電圧変換器１４にも送信する。
　ステップＳ１２において、各電圧変換器１４は、受信した各計測結果に基づき、最も低い電圧のバッテリ１２に合わせて、自己の変圧率Ｔｒ（例えば、降圧率Ｔｒｄ）を設定する。すなわち、下記の（３）式を用いて降圧率Ｔｒｄを設定する。
　　　Ｔｒｄ＝（最も電圧の低いバッテリ１２の電圧値）
　　　　／（自己のバッテリユニット３８のバッテリ１２の電圧値）　　（３）
　ステップＳ１３において、各１次側電流計測器１６は、１次側３０に流れる電流を計測し、その計測結果をバッテリユニット３８内の電圧変換器１４に出力する。また、各１次側電流計測器１６は、計測結果を他のバッテリユニット３８の電圧変換器１４にも送信する。
　ここで、最も低い電圧のバッテリ１２は、他のバッテリ１２と比較して電圧又はＳＯＣが低いため、充電する必要がある。そこで、ステップＳ１４において、最も低い電圧のバッテリ１２に接続されている電圧変換器１４は、充電電流Ｉｃが充電電流最大値Ｉｃｍａｘとなるような変圧率Ｔｒに調整する。これにより、自己のバッテリユニット３８のバッテリ１２が充電側のバッテリ１２となる一方で、他のバッテリユニット３８のバッテリ１２が放電側のバッテリ１２となるので、自己のバッテリ１２に充電電流Ｉｃが優先的に流れ込むことになる。
　次のステップＳ１５において、各電圧変換器１４は、自己のバッテリユニット３８の１次側電流計測器１６から送られてくる計測結果に基づき、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超えるかどうかを判定する。
　｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘである場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、次のステップＳ１６において、電圧変換器１４は、自己のバッテリユニット３８のバッテリ１２が劣化するおそれがあると判断し、２次側３２の電圧が低くなるような変圧率Ｔｒに変更する。例えば、電圧変換器１４は、降圧率Ｔｒｄを低下させることで２次側３２の電圧を低下させ、放電電流Ｉｄを小さくする。これにより、放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘ以下に収まるので、バッテリ１２の劣化を抑えることができる。
　なお、ステップＳ１５において、｜Ｉｄ｜≦Ｉｄｍａｘである場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６の処理がスキップされ、ステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１５又はＳ１６後のステップＳ１７において、各電圧変換器１４は、自己のバッテリユニット３８の１次側電流計測器１６から送られてくる計測結果に基づき、充電電流Ｉｃの絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘを超えるかどうかを判定する。
　｜Ｉｃ｜＞Ｉｃｍａｘである場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、次のステップＳ１８において、電圧変換器１４は、自己のバッテリユニット３８のバッテリ１２が劣化するおそれがあると判断し、２次側３２の電圧が高くなるような変圧率Ｔｒに変更する。例えば、電圧変換器１４は、降圧率Ｔｒｄを高くすることで２次側３２の電圧を増加させ、充電電流Ｉｃを小さくする。これにより、充電電流Ｉｃの絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘ以下に収まるので、バッテリ１２の劣化を抑えることができる。
　なお、ステップＳ１７において、｜Ｉｃ｜≦Ｉｃｍａｘである場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１８の処理がスキップされ、ステップＳ１９に進む。
　ステップＳ１７又はＳ１８後のステップＳ１９において、各電圧変換器１４は、各バッテリユニット３８のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まったか否かを判定する。電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっていないバッテリ１２が１つでもある場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、制御部２４は、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化が完了していないと判断し、ステップＳ１２に戻る。従って、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化が完了するまで（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ１２～Ｓ１８の処理が繰り返し実行される。
　一方、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっている場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、次のステップＳ２０において、各電圧変換器１４は、変圧率Ｔｒ（降圧率Ｔｒｄ）を０にして変換動作を停止し、１次側３０の正極端子３０ｐと２次側３２の正極端子３２ｐとを導通させる。
　図１６は、図１又は図２の電源システム１０での他の動作（第２変形例）のフローチャートである。ここでは、最も電圧の低いバッテリ１２を充電側のバッテリ１２とし、当該バッテリ１２の電圧値に合わせて変圧率Ｔｒ（例えば、降圧率Ｔｒｄ）を調整しつつ、複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化を実行する場合について説明する。また、この動作説明では、図１の電源システム１０について説明するが、図２の電源システム１０でも同様に適用可能である。
　ステップＳ２１において、各１次側電圧計測器１８は、バッテリ１２の電圧を計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。
　ステップＳ２２において、制御部２４は、受信した各計測結果に基づき、最も低い電圧のバッテリ１２に合わせて、各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒ（例えば、降圧率Ｔｒｄ）を設定する。すなわち、下記（４）式を用いて降圧率Ｔｒｄを設定する。
　　　Ｔｒｄ＝（最も電圧の低いバッテリ１２の電圧値）
　　　　／（電圧変換器１４に接続されているバッテリ１２の電圧値）　（４）
　そして、制御部２４は、設定した変圧率Ｔｒに基づく指令値を各電圧変換器１４に送信する。各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて、変圧率Ｔｒを調整する。
　ステップＳ２３において、各１次側電流計測器１６は、１次側３０に流れる電流を計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。
　ステップＳ２４において、制御部２４は、受信した各計測結果に基づき、最も低い電圧のバッテリ１２に充電電流最大値Ｉｃｍａｘの充電電流Ｉｃが流れるように、各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを設定する。そして、制御部２４は、設定した変圧率Ｔｒに基づく指令値を各電圧変換器１４に送信する。各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて、変圧率Ｔｒを調整する。例えば、制御部２４は、複数の電圧変換器１４の各々について、１次側電流計測器１６で計測される電流をモニタしながら、変圧率Ｔｒを徐々に上げ、最も低い電圧のバッテリ１２に充電電流最大値Ｉｃｍａｘの充電電流Ｉｃが流れた場合、各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを固定すればよい。
　次のステップＳ２５において、各１次側電流計測器１６は、１次側３０の電流を計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。また、各１次側電圧計測器１８は、バッテリ１２の電圧を計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。さらに、２次側電流計測器２０は、負荷電流ＩＬを計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。さらにまた、２次側電圧計測器２２は、２次側３２の電圧を計測し、その計測結果を制御部２４に送信する。
　次のステップＳ２６において、制御部２４は、受信される各計測結果に基づき、負荷２６から電圧変換器１４側に回生電流が流れたか、又は、｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘのバッテリ１２があるかどうかを判断する。回生電流が流れ、又は、｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘである場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、次のステップＳ２７に進む。
　ステップＳ２７において、制御部２４は、回生電流が流れる場合には、最も低い電圧のバッテリ１２に充電電流最大値Ｉｃｍａｘに回生電流が上積みされて流れるので、当該バッテリ１２が劣化するおそれがあると判断する。また、制御部２４は、｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘの場合、放電側のバッテリ１２が劣化するおそれがあると判断する。
　次に、制御部２４は、全ての電圧変換器１４について、最も低い電圧のバッテリ１２の電圧値に合わせた変圧率Ｔｒに設定する。制御部２４は、設定した変圧率Ｔｒに基づく指令値を各電圧変換器１４に送信する。これにより、各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づき変圧率Ｔｒを調整する。この結果、各バッテリ１２の劣化が回避される。
　一方、負荷２６から電圧変換器１４側に回生電流が流れていない、又は、｜Ｉｄ｜≦Ｉｄｍａｘの場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、ステップＳ２８に進む。
　ステップＳ２８において、制御部２４は、バッテリ１２が劣化するおそれがないと判断し、ステップＳ２４と同様に、最も低い電圧のバッテリ１２に充電電流最大値Ｉｃｍａｘの充電電流Ｉｃが流れるよう、各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを設定する。そして、制御部２４は、設定した変圧率Ｔｒに基づく指令値を各電圧変換器１４に送信する。各電圧変換器１４は、受信した指令値に基づいて、変圧率Ｔｒを調整する。
　ステップＳ２７又はＳ２８後のステップＳ２９において、制御部２４は、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まったか否かを判定する。電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっていないバッテリ１２が１つでもある場合（ステップＳ２９：ＮＯ）、制御部２４は、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化が完了していないと判断し、ステップＳ２５に戻る。従って、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣの均等化が完了するまで（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、ステップＳ２５～Ｓ２８の処理が繰り返し実行される。
　一方、各バッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっている場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、次のステップＳ３０において、各電圧変換器１４は、変圧率Ｔｒ（降圧率Ｔｒｄ）を０にして変換動作を停止し、１次側３０の正極端子３０ｐと２次側３２の正極端子３２ｐとを導通させる。
　なお、図１４～図１６のフローチャートは、電圧又はＳＯＣの高いバッテリ１２から低いバッテリ１２に充電する場合について説明しているが、バッテリ１２から負荷２６に電力を供給する場合にも、これらのフローチャートの説明を適用することは可能である。すなわち、電力を供給する点では、充電側のバッテリ１２であっても、負荷２６であっても変わりがないからである。この場合、負荷２６からの負荷要求が大きい程、電圧又はＳＯＣの低いバッテリ１２が接続されているとみなして、該負荷要求に応じた負荷電流ＩＬを流せばよい。
［６．本実施形態の効果］
　以上説明したように、本実施形態に係る電源システム１０は、充放電可能な複数のバッテリ１２と、１次側３０が複数のバッテリ１２のいずれかに接続され、２次側３２が互いに並列接続され、１次側３０に接続されているバッテリ１２の電圧を任意の変圧率Ｔｒ（昇圧率Ｔｒｕ、降圧率Ｔｒｄ）で変換し、変換した電圧を２次側３２に出力する複数の電圧変換器１４と、複数の電圧変換器１４の１次側３０に各々接続され、１次側３０に流れる電流（放電電流Ｉｄ、充電電流Ｉｃ）を計測する複数の１次側電流計測器１６とを備える。
　この場合、複数の電圧変換器１４の各々について、変圧率Ｔｒは、１次側電流計測器１６で計測される電流が、１次側３０に接続されるバッテリ１２の放電電流最大値Ｉｄｍａｘとバッテリ１２の充電電流最大値Ｉｃｍａｘとの間の第１範囲内に収まるように設定される。
　このように、１次側電流計測器１６で計測される電流が放電電流最大値Ｉｄｍａｘと充電電流最大値Ｉｃｍａｘとの第１範囲内にあれば、電圧又はＳＯＣの高いバッテリ１２から低いバッテリ１２に自動的（自然）に電流が流れ、充放電が行われる。一方、電流が第１範囲内から逸脱する場合には、第１範囲内に収まるように変圧率Ｔｒが調整される。この結果、複数のバッテリ１２の劣化を回避しつつ、互いに並列接続される複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣを均等化することができる。つまり、本実施形態では、電圧又はＳＯＣをモニタしながら充放電を行うのではなく、各バッテリ１２の許容電流の範囲（第１範囲）内で、電圧又はＳＯＣの高いバッテリから低いバッテリへと自然に電流が流れる自然淘汰の手法で充放電を行うことができる。
　この場合、放電中のバッテリ１２から流れる放電電流Ｉｄの絶対値が放電電流最大値Ｉｄｍａｘを超える場合（｜Ｉｄ｜＞Ｉｄｍａｘ）、当該バッテリ１２に接続されている電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを低下させ、一方で、充電中のバッテリ１２に流れ込む充電電流Ｉｃの絶対値が充電電流最大値Ｉｃｍａｘを超える場合（｜Ｉｃ｜＞Ｉｃｍａｘ）、当該バッテリ１２に接続されている電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを高くすればよい。
　これにより、複数の電圧変換器１４の２次側３２の電圧差が小さくなり、放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃを第１範囲内に収めることができる。この結果、バッテリ１２の劣化を回避しつつ、電圧又はＳＯＣを効率よく且つ速やかに均等化することができる。
　また、複数の電圧変換器１４は、複数のバッテリ１２の電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっている場合、変換動作を停止して、１次側３０と２次側３２とを導通させればよい。これにより、電圧変換器１４の変換効率を差し引いた分だけ、スイッチング素子４４Ｈ、４４Ｌのスイッチングロスが無くなるので、電圧変換器１４の総合効率を向上させることができる。
　この場合、複数の電圧変換器１４は、電源システム１０が動作を停止した際に、１次側３０と２次側３２との導通状態を解除すればよい。これにより、電源システム１０の停止後、複数のバッテリ１２間での自然放電やバッテリ１２の交換が行われても、電源システム１０の再起動時に、複数のバッテリ１２間での電圧又はＳＯＣの均等化を速やかに開始させることができる。
　また、電流が略０となる初期値に変圧率Ｔｒを予め設定しておけば、複数のバッテリ１２の劣化を確実に回避することができる。
　また、電源システム１０は、複数の電圧変換器１４の１次側３０に各々接続され、１次側３０の電圧を計測する複数の１次側電圧計測器１８と、２次側３２に接続され、２次側３２の電圧を計測する２次側電圧計測器２２とをさらに備えてもよい。これにより、１次側電圧計測器１８の計測結果に基づいて各電圧変換器１４の変圧率Ｔｒを容易に設定することができる。また、変圧率Ｔｒの調整後、２次側３２の電圧が所望の電圧値に変化したかどうかを確認することができる。
　さらに、複数のバッテリ１２のうち、少なくとも１つのバッテリ１２が電源システム１０に対して着脱可能であれば、着脱式のバッテリ１２を備える電源システム１０に本実施形態を容易に適用することができる。例えば、汎用のバッテリパックをバッテリ１２とし、複数のバッテリ１２が電圧変換器１４を介して並列接続されている場合、全てのバッテリパックを同時に交換しなくても、一部のバッテリパックを満充電のバッテリパックに交換するだけで、満充電のバッテリパックから電圧又はＳＯＣの低いバッテリパックへの充電が自動的に行われる。この結果、全てのバッテリパックの電圧又はＳＯＣを自動的に且つ速やかに均等化することができる。
　さらにまた、１つのバッテリ１２と、当該バッテリ１２に接続される電圧変換器１４と、当該電圧変換器１４の１次側３０に接続される１次側電流計測器１６とを１つのユニットとする複数のバッテリユニット３８のうち、少なくとも１つのバッテリユニット３８は、電源システム１０に対して着脱可能であってもよい。この場合でも、着脱式のバッテリユニット３８を備える電源システム１０に本実施形態を容易に適用することができる。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。

Claims (8)

  1. 　充放電可能な複数のバッテリ（１２）と、
    　１次側（３０）が複数のバッテリのいずれかに接続され、２次側（３２）が互いに並列接続され、前記１次側に接続されているバッテリの電圧を任意の変圧率（Ｔｒ、Ｔｒｕ、Ｔｒｄ）で変換し、変換した前記電圧を前記２次側に出力する複数の電圧変換器（１４）と、
    　複数の前記電圧変換器の１次側に各々接続され、前記１次側に流れる電流（Ｉｄ、Ｉｃ）を計測する複数の電流計測器（１６）と、
    　を備える電源システム（１０）において、
    　複数の前記電圧変換器の各々について、前記変圧率は、前記１次側に接続される電流計測器で計測される電流が、前記１次側に接続されるバッテリの放電電流最大値（Ｉｄｍａｘ）と前記バッテリの充電電流最大値（Ｉｃｍａｘ）との間の第１範囲内に収まるように設定される、電源システム。
  2. 　請求項１記載の電源システムにおいて、
    　放電中の前記バッテリから流れる電流の絶対値が前記放電電流最大値を超える場合、当該バッテリに接続されている電圧変換器の変圧率を低下させ、
    　一方で、充電中の前記バッテリに流れ込む電流の絶対値が前記充電電流最大値を超える場合、当該バッテリに接続されている電圧変換器の変圧率を高くする、電源システム。
  3. 　請求項１又は２記載の電源システムにおいて、
    　複数の前記電圧変換器は、複数の前記バッテリの電圧又はＳＯＣが第２範囲内に収まっている場合、変換動作を停止して、前記１次側と前記２次側とを導通させる、電源システム。
  4. 　請求項３記載の電源システムにおいて、
    　複数の前記電圧変換器は、前記電源システムが動作を停止した場合、前記１次側と前記２次側との導通状態を解除する、電源システム。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
    　前記変圧率は、前記電流が略０となる初期値に予め設定されている、電源システム。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
    　複数の前記電圧変換器の１次側に各々接続され、前記１次側の電圧を計測する複数の１次側電圧計測器（１８）と、
    　前記２次側に接続され、前記２次側の電圧を計測する２次側電圧計測器（２２）と、
    　をさらに備える、電源システム。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
    　複数の前記バッテリのうち、少なくとも１つのバッテリは、前記電源システムに対して着脱可能である、電源システム。
  8. 　請求項７記載の電源システムにおいて、
    　１つの前記バッテリと、当該バッテリに接続される前記電圧変換器と、当該電圧変換器の１次側に接続される前記電流計測器とを１つのユニットとする複数の前記ユニット（３８）のうち、少なくとも１つのユニットは、前記電源システムに対して着脱可能である、電源システム。
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