(57)【要約】【課題】蓄電装置充放電制御システムにおいて、複数の蓄電装置の充放電制御を効率的なものとすることである。【解決手段】蓄電装置充放電制御システム１０は、エンジン１２および２台の回転電機１４，１６と、２台の蓄電装置であるＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を含み回転電機１４，１６に接続される電源回路１８と、制御装置５０を備えて構成される。制御装置５０は、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に対し全体としての充放電制御を実行する充放電処理モジュール５２と、充電目標ＳＯＣおよび放電目標ＳＯＣの設定を行う目標ＳＯＣ設定モジュール５４と、ＳＯＣが低くＷｏｕｔがＷｏｕｔ減少領域にある状態から充電を進めＷｏｕｔがＳＯＣに依存しない領域に入るとＭ蓄電装置２０またはＳ蓄電装置２２の充電を停止する一部充放電停止モジュール５６とを含んで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電装置であって、充電状態値であるＳＯＣと充電可能電力値であるＷｉｎとの間の特性が、ＳＯＣが低いときはＷｉｎがＳＯＣに依存せず、ＳＯＣが高くなるとＷｉｎがＳＯＣに応じて減少するＷｉｎ減少領域を有し、また、ＳＯＣと放電可能電力値であるＷｏｕｔとの間の特性が、ＳＯＣが高いときはＷｏｕｔがＳＯＣに依存せず、ＳＯＣが低くなるとＷｏｕｔがＳＯＣに応じて減少するＷｏｕｔ減少領域を有する複数の蓄電装置と、
各蓄電装置のＳＯＣをそれぞれ取得する手段と、
充電のときはＷｉｎ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように充電を行い、放電のときはＷｏｕｔ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように放電を行う充放電処理手段と、
を備えることを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
各蓄電装置の全体に対し充電を行うときに各蓄電装置の間で一致させたいＳＯＣである充電目標ＳＯＣを、Ｗｉｎ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｉｎ境界ＳＯＣに基いて設定し、または、各蓄電装置の全体に対し放電を行うときに各蓄電装置の間で一致させたいＳＯＣである放電目標ＳＯＣを、Ｗｏｕｔ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｏｕｔ境界ＳＯＣに基いて設定する目標ＳＯＣ設定手段を備え、
充放電処理手段は、
充電のときには充電目標ＳＯＣと各蓄電装置のＳＯＣとをそれぞれ比較して各蓄電装置についてそれぞれ求められる充電に対する余裕電力量に応じて、または、放電のときには放電目標ＳＯＣと各蓄電装置のＳＯＣとをそれぞれ比較して各蓄電装置についてそれぞれ求められる放電に対する余裕電力量に応じて、各蓄電装置がそれぞれ充電または放電を行うことで複数の蓄電装置が全体として充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに向かって充放電を行うことを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
目標ＳＯＣ設定手段は、各蓄電装置の充放電に対応して変化するそのＳＯＣの変化に応じて、充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣの設定を変更することを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【請求項４】
請求項２に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
各蓄電装置の実際のＳＯＣに対し、充電のときには充電マージン値を加えて、または、放電のときには放電マージン値を減じて、マージン付ＳＯＣを設定するマージン設定手段を備え、
目標ＳＯＣ設定手段は、各蓄電装置の充放電に対応して変化するそのマージン付ＳＯＣの変化に応じて充電目標ＳＯＣを引き上げ、または放電目標ＳＯＣを引き下げることを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【請求項５】
請求項２に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
充放電処理手段は、
各蓄電装置の余裕電力量の合計が予め定めた閾値余裕電力量より小さいときに、各蓄電装置の充放電容量の大きさに応じて、各蓄電装置がそれぞれ充電または放電を行って複数の蓄電装置が全体として充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに向かって充放電を行うことを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【請求項６】
請求項１に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
充放電処理手段は、
ＳＯＣが低く、放電可能電力であるＷｏｕｔがＷｏｕｔ減少領域にある状態から充電を行うときは、複数の蓄電装置のそれぞれのＳＯＣを一致させながら充電を行い、充電が進んでＷｏｕｔがＳＯＣに依存しない領域に入ってからは、複数の蓄電装置のうち少なくとも一部の蓄電装置について充電を停止し、
または、ＳＯＣが高く、充電可能電力であるＷｉｎがＷｉｎ減少領域にある状態から放電を行うときは、複数の蓄電装置のそれぞれのＳＯＣを一致させながら放電を行い、放電が進んでＷｉｎがＳＯＣに依存しない領域に入ってからは、複数の蓄電装置のうち少なくとも一部の蓄電装置について放電を停止する一部充放電停止手段を含むことを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
少なくとも一部の蓄電装置の充電を停止するときの一部充電停止ＳＯＣを各蓄電装置の温度に基いてそれぞれ変更し、
少なくとも一部の蓄電装置の充電を停止するときの一部放電停止ＳＯＣを各蓄電装置の温度に基いてそれぞれ変更する一部充放電停止ＳＯＣ変更手段を備えることを特徴とする
蓄電装置充放電制御システム。
【請求項８】
請求項６に記載の蓄電装置充放電制御システムにおいて、
複数の蓄電装置は、それぞれインバータ回路を介して回転電機に接続され、回転電機とインバータ回路を介して外部商用電源から充電されることを特徴とする蓄電装置充放電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置充放電制御システムに係り、特に複数の蓄電装置を有する電源における蓄電装置充放電制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の駆動源として回転電機を用いるときは、その回転電機に電力を供給するために２次電池等の蓄電装置が用いられる。この蓄電装置を充電するには、エンジンで回転電機を発電機として用いて駆動し、その発電電力を利用することができる。このように、モータと発電機の機能を有する回転電機とエンジンと蓄電装置とを用いて走行を行う車両は、ハイブリッド車両と呼ばれることがある。
【０００３】
また、外部の商用電源から電力の供給を受けて蓄電装置を充電するものとすることができる。外部の商用電源は一般に交流であるので、ハイブリッド車両の場合は、回転電機とこれに接続されるインバータを用いて交流を直流に変換し、変換された直流電力で蓄電装置を充電するものとできる。このように外部の商用電源からプラグ等の接続端子を用いて蓄電装置を充電できる構成の車両は、プラグイン車両と呼ばれることがある。
【０００４】
回転電機等の電気機器を搭載する車両では蓄電装置の容量が大きいことが望ましい。そのために、複数の蓄電装置を搭載することが行われる。その場合に、それぞれの蓄電装置の充放電制御をどのように行うかについて様々な提案が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、電源システムの制御方法として、２つのモータジェネレータ、２つのインバータと共に、互いに並列して配置される２つのコンバータとそれぞれに接続される２つの蓄電装置を備える構成が述べられている。ここでは、蓄電装置は双方動作の方が全体の損失が少なく、コンバータは、要求パワーが小さいときは一方動作の方が全体の損失が少なく、要求パワーが大きいときは双方動作が大きくなることから、要求パワーが基準値より小さいときにいずれか一方のコンバータを動作させ、大きいときに双方のコンバータを動作させることが開示されている。そして、バッテリ温度が低温になるほど、基準値が小パワー側にいき、ＳＯＣが低いほど、基準値が小パワー側にいくことが述べられている。
【０００６】
また、特許文献２には、電動モータ電源管理システムとして、２つのモータと２つのインバータとともに、それぞれが電池とブースト／バック直流・交流コンバータを有し、並列に配線されインバータに直流電源を提供する３つの電源ステージを備える構成が開示されている。ここでは、この３つの電源ステージが同じＳＯＣとなるように、それぞれがＩａｄｊと検出電流とを比較し、エラーをゼロにすることで、各電池が均等に充電されるように制御される。
【０００７】
また、特許文献３には、直列に接続された複数のリチウム電池を充電する方法として、各リチウムイオン電池の電池電圧を検出し、電池電圧の最も低いリチウムイオン電池から先に充電を開始することが述べられている。これにより、充電を途中で停止したときにも、電池電圧の最も低いリチウムイオン電池の充電量を増して各リチウムイオン電池の充電量のばらつきを抑えることができる、と述べられている。
【０００８】
また、特許文献４には、多数の電池モジュールを直列に接続した電池群の充放電制御方法として、通常は電池モジュールの相対残存容量を実使用領域に制御しながら充放電させるが、各々の電池モジュールの相対残存容量の差が大きくなると、相対残存容量が充電禁止領域となる満充電領域で緊急充電器としての電装用バッテリを用いてキャリブレーション充電を行うことが開示されている。このようにすることで、実質電池容量が既に満充電に近い電池モジュールが真っ先に充電され、以下、実質電池容量が満充電に近い順に、次々に電池モジュールが満充電される。満充電された電池モジュールは実質電池容量を１００％に維持し、それ以上は増加しない。その中で、実質電池容量が小さい電池モジュールが充電されて満充電に近づくので電池モジュールの相対残存容量の差が小さくなる、と述べられている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１７６６１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０９９６９号公報
【特許文献３】特開２００３−１５８８２７号公報
【特許文献４】特開２００１−１６１０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
例えば、特許文献２の技術では、３つの電池がそれぞれ同じＳＯＣとなるように制御が行われるが、そのためには、それぞれの電池における検出電流とＩａｄｊとを比較し、エラーをゼロにするという面倒な制御を行う必要がある。このような複雑な制御によらず、複数の蓄電装置を全体として充放電する方法の１つは、蓄電装置に出入りする電流を均等にするのではなく、複数の蓄電装置に対し、１つの目標充電状態量値を設定し、各蓄電装置の充電状態量がそれぞれこの目標充電状態量に向かって充放電を行う方法である。充電状態量はＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）と呼ばれるが、上記の方法は、各蓄電装置のＳＯＣをそれぞれこの目標ＳＯＣに向かって充放電を実行する方法である。
【００１１】
例えば、放電制御で、目標ＳＯＣを放電限界値に設定すると、各蓄電装置は、放電限界値を目標としてそれぞれ放電を行う。この場合に、全ての蓄電装置の目標ＳＯＣは同じであるので、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣから十分離れて余裕がある蓄電装置と、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣに近く余裕が余りない蓄電装置とでは、余裕のある蓄電装置の方の放電を多くし、余裕が余りない蓄電装置の方の放電を少なくする。こうすることで、複数の蓄電装置のＳＯＣのばらつきを少なく抑制することができる。
【００１２】
しかしながら、目標ＳＯＣを放電限界値または充電限界値とすると、全ての蓄電装置のＳＯＣが揃うのは、各蓄電装置のＳＯＣが放電限界値または充電限界値となるときである。一般的に、放電可能なパワーを示す放電可能電力ＷｏｕｔとＳＯＣの関係は、ＳＯＣが高いときにはＷｏｕｔはＳＯＣに依存せずほぼ一定の値の最大パワーであるが、ＳＯＣが低くなるとＷｏｕｔは減少し、最大パワーから絞られてくる。これにより、一部の蓄電装置のＷｏｕｔがＳＯＣに依存しない十分な量である一方で、一部の蓄電装置のＷｏｕｔが減少を始めているので、複数の蓄電装置の全体の放電可能電力が低下することになり、負荷に対して最大パワーを供給する領域が狭まることが生じえる。
【００１３】
充電の場合も、充電可能なパワーを示す充電可能電力Ｗｉｎについて、ＳＯＣが低いときにはＷｉｎはＳＯＣに依存せずほぼ一定の値の最大パワーであるが、ＳＯＣが高くなるとＷｉｎが減少して最大パワーから絞られてくるので、同様のことが生じえる。
【００１４】
このように、複数の蓄電装置に対し全体として充放電を制御する際に、蓄電装置のＳＯＣがＷｉｎ減少領域とＷｏｕｔ減少領域にかかると、複数の蓄電装置の全体についての充放電可能電力が低下する等の現象が生じえる。
【００１５】
また、このことは、充電を進めてゆき、放電可能電力であるＷｏｕｔがＷｏｕｔ減少領域を過ぎて立ち上がりＳＯＣに依存しなくなれば、Ｗｏｕｔが十分な状態に充電されていることにもなるので、複数の蓄電装置を全体として充電を進める必要がない場合も生じえる。この場合に、そのまま複数の蓄電装置を全体として充電を進めることは、複数の蓄電装置とこれに対応する電圧変換器等を含む電源回路を作動させる電力を過大に消費することになることがある。放電を進めてゆく場合も同様のことが生じえる。
【００１６】
このように、複数の蓄電装置を全体として充放電制御するときに、蓄電装置が特性として、ＳＯＣの変化に対するＷｉｎ減少領域およびＷｏｕｔ減少領域を有することを考慮する必要がある。
【００１７】
本発明の目的は、蓄電装置が特性として、ＳＯＣの変化に対するＷｉｎ減少領域およびＷｏｕｔ減少領域を有することを考慮しつつ、複数の蓄電装置の充放電制御を効率的なものとできる蓄電装置充放電制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る蓄電装置充放電制御システムは、複数の蓄電装置であって、充電状態値であるＳＯＣと充電可能電力値であるＷｉｎとの間の特性が、ＳＯＣが低いときはＷｉｎがＳＯＣに依存せず、ＳＯＣが高くなるとＷｉｎがＳＯＣに応じて減少するＷｉｎ減少領域を有し、また、ＳＯＣと放電可能電力値であるＷｏｕｔとの間の特性が、ＳＯＣが高いときはＷｏｕｔがＳＯＣに依存せず、ＳＯＣが低くなるとＷｏｕｔがＳＯＣに応じて減少するＷｏｕｔ減少領域を有する複数の蓄電装置と、各蓄電装置のＳＯＣをそれぞれ取得する手段と、充電のときはＷｉｎ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように充電を行い、放電のときはＷｏｕｔ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように放電を行う充放電処理手段と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、各蓄電装置の全体に対し充電を行うときに各蓄電装置の間で一致させたいＳＯＣである充電目標ＳＯＣを、Ｗｉｎ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｉｎ境界ＳＯＣに基いて設定し、または、各蓄電装置の全体に対し放電を行うときに各蓄電装置の間で一致させたいＳＯＣである放電目標ＳＯＣを、Ｗｏｕｔ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｏｕｔ境界ＳＯＣに基いて設定する目標ＳＯＣ設定手段を備え、充放電処理手段は、充電のときには充電目標ＳＯＣと各蓄電装置のＳＯＣとをそれぞれ比較して各蓄電装置についてそれぞれ求められる充電に対する余裕電力量に応じて、または、放電のときには放電目標ＳＯＣと各蓄電装置のＳＯＣとをそれぞれ比較して各蓄電装置についてそれぞれ求められる放電に対する余裕電力量に応じて、各蓄電装置がそれぞれ充電または放電を行うことで複数の蓄電装置が全体として充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに向かって充放電を行うことが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、目標ＳＯＣ設定手段は、各蓄電装置の充放電に対応して変化するそのＳＯＣの変化に応じて、充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣの設定を変更することが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、各蓄電装置の実際のＳＯＣに対し、充電のときには充電マージン値を加えて、または、放電のときには放電マージン値を減じて、マージン付ＳＯＣを設定するマージン設定手段を備え、目標ＳＯＣ設定手段は、各蓄電装置の充放電に対応して変化するそのマージン付ＳＯＣの変化に応じて充電目標ＳＯＣを引き上げ、または放電目標ＳＯＣを引き下げることが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、充放電処理手段は、各蓄電装置の余裕電力量の合計が予め定めた閾値余裕電力量より小さいときに、各蓄電装置の充放電容量の大きさに応じて、各蓄電装置がそれぞれ充電または放電を行って複数の蓄電装置が全体として充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに向かって充放電を行うことが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、充放電処理手段は、ＳＯＣが低く、放電可能電力であるＷｏｕｔがＷｏｕｔ減少領域にある状態から充電を行うときは、複数の蓄電装置のそれぞれのＳＯＣを一致させながら充電を行い、充電が進んでＷｏｕｔがＳＯＣに依存しない領域に入ってからは、複数の蓄電装置のうち少なくとも一部の蓄電装置について充電を停止し、または、ＳＯＣが高く、充電可能電力であるＷｉｎがＷｉｎ減少領域にある状態から放電を行うときは、複数の蓄電装置のそれぞれのＳＯＣを一致させながら放電を行い、放電が進んでＷｉｎがＳＯＣに依存しない領域に入ってからは、複数の蓄電装置のうち少なくとも一部の蓄電装置について放電を停止する一部充放電停止手段を含むことが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、少なくとも一部の蓄電装置の充電を停止するときの一部充電停止ＳＯＣを各蓄電装置の温度に基いてそれぞれ変更し、少なくとも一部の蓄電装置の充電を停止するときの一部放電停止ＳＯＣを各蓄電装置の温度に基いてそれぞれ変更する一部充放電停止ＳＯＣ変更手段を備えることが好ましい。
【００２５】
また、本発明に係る蓄電装置充放電制御システムにおいて、複数の蓄電装置は、それぞれインバータ回路を介して回転電機に接続され、回転電機とインバータ回路を介して外部商用電源から充電されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
上記構成により、蓄電装置充放電制御システムは、ＳＯＣとＷｉｎとの間の特性として充電のための最大パワーが絞られるＷｉｎ減少領域を有し、また、ＳＯＣとＷｏｕｔとの間の特性として放電のための最大パワーが絞られるＷｏｕｔ減少領域を有する複数の蓄電装置についてそのＳＯＣをそれぞれ取得し、充電のときはＷｉｎ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように充電を行い、放電のときはＷｏｕｔ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように放電を行う。このようにＷｉｎ減少領域に入る前、Ｗｏｕｔ減少領域に入る前に各蓄電装置のＳＯＣを一致させるようにするので、複数の蓄電装置の全体としての充放電のための最大パワーが利用できる領域を十分に確保できる。
【００２７】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、充電目標ＳＯＣを、Ｗｉｎ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｉｎ境界ＳＯＣに基いて設定し、または、放電目標ＳＯＣを、Ｗｏｕｔ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｏｕｔ境界ＳＯＣに基いて設定し、この充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに向かって各蓄電装置が充放電を行う。これによって、充電のときは、充電の最大パワーが絞られるＷｉｎ減少領域に入る前に複数の蓄電装置のＳＯＣを確実に揃えることができ、放電のときは放電の最大パワーが絞られるＷｏｕｔ減少領域に入る前に複数の蓄電装置のＳＯＣを確実に揃えることができる。
【００２８】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、各蓄電装置の充放電に対応して変化するそのＳＯＣの変化に応じて、充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣの設定を変更するので、逐次的に充電または放電を進めて、複数の蓄電装置のＳＯＣを揃えることができる。
【００２９】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、各蓄電装置の実際のＳＯＣに対し、充電のときには充電マージン値を加えて、または、放電のときには放電マージン値を減じて、マージン付ＳＯＣを設定し、そのマージン付ＳＯＣの変化に応じて充電目標ＳＯＣを引き上げ、または放電目標ＳＯＣを引き下げる。実際のＳＯＣが充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに近づくと、充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣの引き下げ方によっては、複数の蓄電装置の間で、充電または放電を行う対象の蓄電装置が次々と変更されることが生じえる。上記のようにマージンを加えあるいは減じることで、そのマージンの範囲では充電または放電を行う対象の蓄電装置が次々と変更されることが生じなくなる。
【００３０】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、各蓄電装置の余裕電力量の合計が予め定めた閾値余裕電力量より小さいときに、各蓄電装置の充放電容量の大きさに応じて、各蓄電装置がそれぞれ充電または放電を行って複数の蓄電装置が全体として充電目標ＳＯＣまたは放電目標ＳＯＣに向かって充放電を行う。複数の蓄電装置の充放電を各蓄電装置の余裕電力量に応じて行うものとすると、例えば、余裕電力量の合計がゼロのとき、充放電電力の分配の計算に用いる式の分母がゼロとなって分配結果が発散することが生じえる。上記構成によれば、各蓄電装置の充放電容量に応じて充放電電力を分配し、適切に充放電を継続することができる。
【００３１】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、ＳＯＣが低く、放電可能電力であるＷｏｕｔがＷｏｕｔ減少領域にある状態から充電を行うときは、複数の蓄電装置のそれぞれのＳＯＣを一致させながら充電を行い、充電が進んでＷｏｕｔがＳＯＣに依存しない領域に入ってからは、複数の蓄電装置のうち少なくとも一部の蓄電装置について充電を停止し、または、ＳＯＣが高く、充電可能電力であるＷｉｎがＷｉｎ減少領域にある状態から放電を行うときは、複数の蓄電装置のそれぞれのＳＯＣを一致させながら放電を行い、放電が進んでＷｉｎがＳＯＣに依存しない領域に入ってからは、複数の蓄電装置のうち少なくとも一部の蓄電装置について放電を停止する。
【００３２】
ここでは、充電のときに放電可能電力の復帰程度を見ている。そして、Ｗｏｕｔ減少領域を脱するまでは全部の蓄電装置を同じように充電することで、全体としての放電のためのパワーを高めながら充電を行い、充電によってＷｏｕｔ減少領域を脱してＳＯＣに依存せずに放電のための最大パワーが確保できるようになれば、一部の蓄電装置の充電を止める。これによって、放電のための最大パワーを利用できる領域を十分に確保しながら、複数の蓄電装置とこれらに対応する複数の電圧変換器を含む電源回路の消費電力を抑制できる。放電のときも同様に、充電のための最大パワーを利用できる領域を十分に確保しながら、電源回路の消費電力を抑制できる。
【００３３】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、少なくとも一部の蓄電装置の充電を停止するときの一部充電停止ＳＯＣを各蓄電装置の温度に基いてそれぞれ変更するので、温度変化に対応して、放電のための最大パワーを利用できる領域を十分に確保しながら電源回路の消費電力を抑制できる。少なくとも一部の蓄電装置の放電を停止するときも同様に、温度変化に対応して、放電のための最大パワーを利用できる領域を十分に確保しながら電源回路の消費電力を抑制できる。
【００３４】
また、蓄電装置充放電制御システムにおいて、複数の蓄電装置は、それぞれインバータ回路を介して回転電機に接続され、回転電機とインバータ回路を介して外部商用電源から充電される。いわゆるプラグイン車両等においても、蓄電装置が特性として、ＳＯＣの変化に対するＷｉｎ減少領域およびＷｏｕｔ減少領域を有することを考慮しつつ、複数の蓄電装置の充放電制御を効率的なものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電源装置に接続される回転電機として、１台でモータ機能と発電機機能とを有するモータ・ジェネレータを２台用いるものとして説明するが、これをモータ機能のみを有する回転電機を１台、発電機機能のみを有する回転電機を１台用いるものとしてもよい。また、モータ・ジェネレータを２台以外の台数、例えば１台あるいは３台用いるものとしてもよい。回転電機に接続される電源回路の構成として、蓄電装置、電圧変換器、平滑コンデンサ、インバータを有するものとして説明するが、これらの要素の他の要素を適宜付加するものとしてもよい。例えば、適当な低電圧用のＤＣ／ＤＣコンバータを設け、あるいはシステムメインリレーを設けるものとできる。
【００３６】
また、蓄電装置としては、マスタ蓄電装置（Ｍ蓄電装置）とスレーブ蓄電装置（Ｓ蓄電装置）の２台を並列的に用いるものとして説明するが、２台でなくても複数の蓄電装置を用いるものであればよい。例えば３台以上の蓄電装置を用いるものとしてもよい。この場合には、３台以上を並列的に用いる形態であってもよく、１台をマスタ蓄電装置、２台以上をスレーブ蓄電装置とするが切替装置を介していずれか１台を選択して、使用上は１台のマスタ蓄電装置、１台のスレーブ装置として用いる形態とするものとできる。
【００３７】
また、以下では、蓄電装置充放電制御システムが適用されるものとして、回転電機とインバータを利用して外部の商用電源から蓄電装置に充電を行うことができるプラグイン機能を有する車両を説明するが、これは、蓄電装置に対する充電方法の一例を説明するためのものである。複数の蓄電装置が備えられるものであれば、外部の商用電源からの充電を受けることができないものであってもよい。
【００３８】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００３９】
図１は、ハイブリッド車両における蓄電装置充放電制御システム１０の構成を示す図である。この蓄電装置充放電制御システム１０は、ハイブリッド車両の駆動源としてのエンジン１２および２台の回転電機１４，１６と、２台の蓄電装置であるＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を含み回転電機１４，１６に接続される電源回路１８と、制御装置５０と、外部の商用電源から充電を行うためのプラグイン機構６０を備えて構成される。この蓄電装置充放電制御システム１０は、２台の蓄電装置であるＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の充放電制御を適切に実行する機能を有し、特に、２台の蓄電装置であるＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の過充電、過放電を抑制しながらハイブリッド車両の運行を適切に行う機能を有する。
【００４０】
エンジン１２は、回転電機１４，１６とともに車両の駆動源を構成する内燃機関である。エンジン１２は、車両の車軸を駆動しタイヤを回転して走行を行わせる機能と共に、回転電機１４，１６を発電機として用いて発電を行わせ、電源回路１８に含まれる２つのＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を充電する機能を有する。エンジン１２の制御は、図示されていないエンジン−ＥＣＵを介して制御装置５０によって行われる。
【００４１】
回転電機１４，１６は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２から電力が供給されるときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。また、上記のようにエンジン１２によって駆動されるときは発電機として機能する。
【００４２】
回転電機１４，１６は区別しないで用いることもできるが、一方をＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の充電のための発電機、他方を主として車両走行用としてのモータとして用いることができる。すなわち、エンジン１２によって一方の回転電機（ＭＧ１）１４を駆動して発電機として用い、発電された電力を電源回路１８を介してＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に供給し、他方の回転電機（ＭＧ２）１６を車両走行のために用いて、力行時にはＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２から電力の供給を受けてモータとして機能して車両の車軸を駆動し、制動時には発電機として機能して回生エネルギを回収し、電源回路１８を介してＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に供給するものとできる。回転電機１４，１６の制御は、図示されていないＭＧ−ＥＣＵを介して制御装置５０によって行われる。
【００４３】
電源回路１８は、２つの蓄電装置であるマスタ蓄電装置（Ｍ蓄電装置）２０とスレーブ蓄電装置（Ｓ蓄電装置）２２、２つの蓄電装置側平滑コンデンサ２４，２６、２つの電圧変換器であるＭ電圧変換器２８とＳ電圧変換器３０、インバータ側平滑コンデンサ３２、２つのインバータであるＭＧ１インバータ３４とＭＧ２インバータ３６を含んで構成される。
【００４４】
ここで、Ｍ蓄電装置２０とＭ電圧変換器２８とは、正極側母線を共通とし、負極側母線を共通として直列に接続される。蓄電装置側平滑コンデンサ２４は、この正極側母線と負極側母線を接続するように設けられ、Ｍ蓄電装置２０とＭ電圧変換器２８との間に配置される。同様に、Ｓ蓄電装置２２とＳ電圧変換器３０とは、正極側母線を共通とし、負極側母線を共通として直列に接続される。蓄電装置側平滑コンデンサ２６は、この正極側母線と負極側母線を接続するように設けられ、Ｓ蓄電装置２２とＳ電圧変換器３０との間に配置される。
【００４５】
また、Ｍ電圧変換器２８とＭＧ１インバータ３４とは、正極側母線を共通とし、負極側母線を共通として直列に接続される。そして、Ｓ電圧変換器３０とＭＧ１インバータ３４も、正極側母線を共通とし、負極側母線を共通として直列に接続される。つまり、Ｍ電圧変換器２８とＳ電圧変換器３０とは、ＭＧ１インバータ３４に対し、並列に接続される。
【００４６】
また、ＭＧ１インバータ３４とＭＧ２インバータ３６とは、正極側母線を共通とし、負極側母線を共通として、互いに接続される。つまり、ＭＧ１インバータ３４とＭＧ２インバータ３６とは、並列に接続される。
【００４７】
この接続関係は、電圧変換器側とインバータ側との間に設けられる１組の正極母線と負極母線に対し、電圧変換側は、マスタとスレーブの２系列の蓄電装置−電圧変換器が並列に接続され、インバータ側は、ＭＧ１とＭＧ２の２系列のインバータ−回転電機が並列に接続されるものである。換言すれば、２系列の蓄電装置が全体として１つの蓄電装置として機能しながら、２系列の回転電機に接続される接続関係である。
【００４８】
Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２は、実質的には同じ形状、同じ性能を有する充放電可能な２次電池である。したがって、２つの蓄電装置のうち、いずれをＭ蓄電装置としてもＳ蓄電装置としてもよい。もっとも、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とを異なる性能、例えばアンペアアワー容量が異なるものとしてもよい。その場合には、アンペアアワー容量の大きい方をマスタ蓄電装置、小さい方をスレーブ蓄電装置とすることができる。かかるＭ蓄電装置２０、Ｓ蓄電装置２２としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。
【００４９】
Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２は、充電状態値であるＳＯＣと充電可能電力値であるＷｉｎとの間の特性が、ＳＯＣが低いときはＷｉｎがＳＯＣに依存せず、ＳＯＣが高くなるとＷｉｎがＳＯＣに応じて減少するＷｉｎ減少領域を有する。また、ＳＯＣと放電可能電力値であるＷｏｕｔとの間の特性が、ＳＯＣが高いときはＷｏｕｔがＳＯＣに依存せず、ＳＯＣが低くなるとＷｏｕｔがＳＯＣに応じて減少するＷｏｕｔ減少領域を有する。これらの特性の詳細については、充放電制御の説明に関連して後述する。
【００５０】
Ｍ電圧変換器２８とＳ電圧変換器３０は、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とが同じ性能を有するものであるときは、同じ性能の電圧変換機能を有する回路である。電圧変換器としては、リアクトルと制御装置５０の制御の下で作動するスイッチング素子等を含んで構成することができる。電圧変換機能としては、蓄電装置側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して昇圧しインバータ側に供給する昇圧機能と、インバータ側からの電力を蓄電装置側に降圧して充電電力として供給する降圧機能とを有する。
【００５１】
Ｍ蓄電装置２０とＭ電圧変換器２８の間に設けられる蓄電装置側平滑コンデンサ２４は、Ｍ蓄電装置２０とＭ電圧変換器２８との間における電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する。Ｓ蓄電装置２２とＳ電圧変換器３０の間に設けられる蓄電装置側平滑コンデンサ２６も同様の機能を有する。
【００５２】
ＭＧ１インバータ３４とＭＧ２インバータ３６は、共に、交流電力と直流電力との間の電力変換を行う回路である。インバータとしては、制御装置５０の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成される。上記の例で、回転電機（ＭＧ１）１４を発電機として機能させるときは、ＭＧ１インバータ３４は、回転電機（ＭＧ１）１４からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、ＭＧ２インバータ３６は、車両が力行のとき、蓄電装置側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機（ＭＧ２）１６に駆動電力として供給する直交変換機能と、車両が制動のとき、逆に回転電機（ＭＧ２）１６からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置側に充電電流として供給する交直変換機能とを有する。
【００５３】
上記のように、２つの電圧変換器と、２つのインバータの間に共通して設けられる１組の正極母線と負極母線との間に設けられるインバータ側平滑コンデンサ３２は、この１組の正極母線と負極母線との間における電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する。
【００５４】
Ｍ蓄電装置２０と制御装置５０との間に設けられるＭ−ＳＯＣ３８は、Ｍ蓄電装置２０の充電状態値を取得して制御装置５０に伝送する機能を有するものである。同様に、Ｓ蓄電装置２２と制御装置５０との間に設けられるＳ−ＳＯＣ４０は、Ｓ蓄電装置２２の充電状態値を取得して制御装置５０に伝送する機能を有するものである。かかるＭ−ＳＯＣ３８、Ｓ−ＳＯＣ４０としては、それぞれの蓄電装置についての充電電流、放電電流を検出し、これらを逐次積算して、それぞれの蓄電装置の充電容量に対し現在どの程度が充電されているかを求める演算装置で構成することができる。Ｍ−ＳＯＣ３８、Ｓ−ＳＯＣ４０を制御装置５０の機能の一部として構成するものとしてもよい。
【００５５】
また、以下では、Ｍ−ＳＯＣ３８によって取得されるＭ蓄電装置２０のＳＯＣの値を、Ｍ−ＳＯＣと呼ぶこととし、Ｓ−ＳＯＣ４０によって取得されるＳ蓄電装置２２のＳＯＣの値を、単にＳ−ＳＯＣと呼ぶこととする。
【００５６】
回転電機（ＭＧ１）１４の中性点と回転電機（ＭＧ２）１６の中性線に接続されるプラグイン機構６０は、切替素子６２、回転電機側コンセント６４、外部電源側プラグ６６、外部の商用電源６８を含んで構成される。切替素子６２は、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２への充電を、エンジン１２等を用いる内部充電とするか、外部の商用電源６８からの外部充電とするかの切替を行なうスイッチ素子である。切替素子６２の作動は制御装置５０の制御によって行われる。外部の商用電源は、例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電源を用いることができる。
【００５７】
切替素子６２が外部の商用電源６８を用いてＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を充電するモードに切替を行うときは、外部の商用電源６８からの交流電力が外部電源側プラグ６６、回転電機側コンセント６４、切替素子６２を介して回転電機（ＭＧ１）１４の中性点と回転電機（ＭＧ２）１６の中性点に供給される。そして、制御装置５０の制御によってＭＧ１インバータ３４とＭＧ２インバータ３６が協働して、商用電源６８からの交流電力を直流電力に変換し、これをＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に供給するものとできる。
【００５８】
なお、外部の商用電源６８に代えて、外部の電気機器を外部負荷として、回転電機側コンセント６４に接続することもできる。この場合には、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の直流電力をインバータと回転電機とを介して交流電力に変換し、外部負荷である外部の電気機器に供給し、これを作動させることができる。このときは、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２は外部の電気機器に対し放電を行うことに相当する。
【００５９】
制御装置５０は、上記の各要素の動作を全体として制御する機能を有し、上記のようにエンジン−ＥＣＵ、ＭＧ−ＥＣＵを介してエンジン１２、回転電機１４，１６の作動を制御し、またプラグイン機構６０における切替素子６２の作動を制御する機能も有するが、ここでは特に、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の充放電を適切に制御する機能を有する。かかる制御装置５０としては、車両搭載に適した制御回路を用いることができ、また、車両搭載に適したコンピュータを用いることができる。
【００６０】
制御装置５０は、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に対し２つの蓄電装置全体としての充放電制御を実行する充放電処理モジュール５２と、充電を行うときのＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の間で一致させたいＳＯＣである充電目標ＳＯＣの設定、および放電を行うときにＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の間で一致させたいＳＯＣである放電目標ＳＯＣの設定を行う目標ＳＯＣ設定モジュール５４と、ＳＯＣが低くＷｏｕｔがＷｏｕｔ減少領域にある状態から充電を進めＷｏｕｔがＳＯＣに依存しない領域に入るとＭ蓄電装置２０またはＳ蓄電装置２２の充電を停止し、ＳＯＣが高くＷｉｎがＷｉｎ減少領域にある状態から放電を進めてＷｉｎがＳＯＣに依存しない領域に入るとＭ蓄電装置２０またはＳ蓄電装置２２の放電を停止する一部充放電停止モジュール５６とを含んで構成される。
【００６１】
かかる機能は、ソフトウェアによって実現でき、具体的には、対応する蓄電装置充放電制御プログラムを実行することで実現できる。かかる機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。
【００６２】
上記構成の作用、特に制御装置５０の各機能の詳細について、図２から図１５を用いて説明する。ここで、図２、図３はＳＯＣの充電限界値、放電限界値を目標ＳＯＣとして充放電制御を行うときの様子を説明する図である。図４から図１４は、制御装置５０の目標ＳＯＣ設定モジュール５４の機能を用いて充放電制御を行ういくつかの例を説明する図である。図１５は制御装置５０の一部充放電停止モジュール５６の機能を用いて充放電制御を行うときの様子を説明する図である。
【００６３】
なお、充電制御と放電制御とは、蓄電装置にとって電流が供給されるか電流が放出されるか、そのときのＳＯＣが上昇するか低下するか、目標とするＳＯＣが上限側にあるか下限側にあるか、等のように作動の方向が相互に反対方向であるが、基本的な制御の内容は同様のものである。そこで、図１５を除き、以下では放電制御を中心に述べて、必要に応じ充電制御を補足的に説明するものとする。図１５は充電の場合が説明例として適しているので、充電制御を中心に述べるものとする。
【００６４】
図２は、上記のようにＳＯＣの充電限界値、放電限界値を目標ＳＯＣとして充放電制御を行うときの様子を説明する図である。図２が白抜き矢印を介して３段に分けて示されているのは、充放電制御によって変化する様子を３段階に分けて説明するためである。ここでは、上段側から下段側に向かって放電が進んでいく場合が示されている。ここでは、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣの状態と、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣの状態がそれぞれ略矩形図形の中の占有程度で示されている。したがって、図２を構成する各略矩形図形をＳＯＣ状態図と呼ぶことができる。
【００６５】
ここで、Ｍとして示されている略矩形図形に示される状態がＭ蓄電装置２０のＳＯＣの状態で、Ｓとして示されている略矩形図形に示される状態がＳ蓄電装置２２のＳＯＣの状態である。例えば、図２の上段のＭとして示されている略矩形図形に４０％とあるのは、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが４０％であることを表している。同様に、図２の上段のＳとして示されている略矩形図形に５０％とあるのは、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが５０％であることを表している。
【００６６】
略矩形図形は、全体の大きさが蓄電装置の蓄電できる容量を示しており、図２の場合は、Ｍ蓄電装置２２の蓄電できる容量とＳ蓄電装置２２の蓄電できる容量が同じとして、それぞれに対応する略矩形図形の大きさが同じとなっている。略矩形図形において、ＳＯＣ−Ｕとして８０％と示されているのは、充電限界値で、ＳＯＣが８０％とある状態が充電を行える上限で、これ以上の充電を行うと蓄電装置の性能に支障が起こり得る限度のＳＯＣである。同様に、ＳＯＣ−Ｌとして２０％と示されているのは、放電限界値で、ＳＯＣが２０％とある状態が放電を行える上限で、これ以上の放電を行うと蓄電装置の性能に支障が起こり得る限度のＳＯＣである。
【００６７】
略矩形図形において、斜線で示されているのが、各蓄電装置における残存余裕電力量である。ここでは、放電に対する残存余裕電力量が示されている。放電に対する残存余裕電力量は、蓄電装置の現在のＳＯＣと放電制御の目標ＳＯＣとの差に相当する電力量で与えられる。いまの場合、放電制御の目標ＳＯＣをＳＯＣ−Ｌとするので、放電に対する残存余裕電力量は、蓄電装置の現在のＳＯＣと放電限界値であるＳＯＣ−Ｌとの差に相当する電力量で与えられる。
【００６８】
図２の上段におけるＭ蓄電装置２０の状態の場合では、現在のＳＯＣ＝４０％、ＳＯＣ−Ｌ＝２０％であるので、例えば、Ｍ蓄電装置２０の蓄電できる容量を５Ａｈ（アンペア・アワー）とすると、残存余裕電力量は、５Ａｈ×（０．４−０．２）＝５Ａｈ×０．２＝１Ａｈである。同様に、図２の上段におけるＳ蓄電装置２２の残存余裕電力量は、その容量をＭ蓄電装置２０と同じとして、５Ａｈ×（０．５−０．２）＝５Ａｈ×０．３＝１．５Ａｈである。
【００６９】
この例では、Ｍ蓄電装置２０の残存余裕電力量＝１Ａｈ、Ｓ蓄電装置２２の残存余裕電力量＝１．５Ａｈであるので、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を１つの蓄電装置としてみるときには、全体の残存余裕電力量は２．５Ａｈである。そして、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を１つの蓄電装置としてみるときに、これら２つの蓄電装置を放電制御の目標ＳＯＣであるＳＯＣ−Ｌに向かって放電を全体として進めるには、残存余裕電力量の多いＳ蓄電装置２２の放電電力量を多くし、残存余裕電力量の少ないＭ蓄電装置２０の放電電力量を少なくすることになる。その割合は、残存余裕電力量に応じて割り振ることができる。いまの場合、放電電力の分配の割合は、Ｓ蓄電装置２２に６０％、Ｍ蓄電装置２０に４０％となる。
【００７０】
このようにして、これら２つの蓄電装置を放電制御の目標ＳＯＣであるＳＯＣ−Ｌに向かって放電を全体として進めると、Ｍ蓄電装置２０に４０％、Ｓ蓄電装置２２に６０％の割合でそれぞれ放電が進められる。図２の中段は、放電が進められた途中の状態を示す図である。ここでは、放電が進んで、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが３０％、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが３５％まで低くなった状態が示されている。
【００７１】
図２の下段はさらに放電が進んで、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが２４％、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが２６％まで低くなった状態が示されている。このように、放電目標ＳＯＣをＳＯＣ−Ｌの２０％において、放電電力の分配を残存余裕電力に応じて割り振るものとすると、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣは、放電が進んでＳＯＣ−Ｌの２０％となるときに初めて一致することになる。ＳＯＣ−Ｌに到達する途中では、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣは一致しない。
【００７２】
このような放電制御においては、ＳＯＣが放電限界値とされる低いＳＯＣに至るまでは、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣが異なる値となる。このときの問題点について図３を用いて説明する。図３は、蓄電装置における充電可能電力ＷｉｎとＳＯＣの間の特性と、放電可能電力ＷｏｕｔとＳＯＣの間の特性が示されている。上段がＭ蓄電装置２０についてのものであり、下段がＳ蓄電装置２２についてのものである。
【００７３】
このように、蓄電装置は、ＳＯＣと充電可能電力値であるＷｉｎとの間の特性が、ＳＯＣが低いときはＷｉｎがＳＯＣに依存せずにほぼ一定の値を示し、ＳＯＣが高くなるとＷｉｎがＳＯＣに応じて減少するＷｉｎ減少領域を有する。また、ＳＯＣと放電可能電力値であるＷｏｕｔとの間の特性が、ＳＯＣが高いときはＷｏｕｔがＳＯＣに依存せずにほぼ一定の値を示し、ＳＯＣが低くなるとＷｏｕｔがＳＯＣに応じて減少するＷｏｕｔ減少領域を有する。
【００７４】
ここで、図２に説明したように、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣであるＭ−ＳＯＣが放電によって低下したときのＳＯＣ７０は、Ｓ蓄電装置２０のＳＯＣであるＳ−ＳＯＣが放電によって低下したときのＳＯＣ７２よりも低い。ＳＯＣ７０がＷｏｕｔ減少領域にあると、Ｍ蓄電装置２０の放電可能電力は、ＳＯＣに依存しないほぼ一定の値から低い値となる。つまり、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とを１つの蓄電装置としてみるときに、ＳＯＣが先に低くなるＭ蓄電装置２０がＷｏｕｔ減少領域にかかるまでに低いＳＯＣとなると、全体としての放電可能電力が低下することになる。
【００７５】
図２で説明した放電目標ＳＯＣをＳＯＣ−Ｌとする場合において、一般的にＳＯＣ−ＬはＷｏｕｔ減少領域にかかる程度に低い値である。したがって、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２のＳＯＣが一致する前に、２つの蓄電装置の全体としての放電可能電力が低下してしまうことになる。これによって、回転電機（ＭＧ１）１４、回転電機（ＭＧ２）１６への最大パワーを供給する領域が狭まることが生じえる。これが図２で説明した充放電制御の問題点である。
【００７６】
次に、制御装置５０の目標ＳＯＣ設定モジュール５４の機能を用いて充放電制御を行ういくつかの例を図４から図１４を用いて説明する。以下で述べる目標ＳＯＣとは、図２で説明した充放電制御におけるＳＯＣを揃えるために用いられる目標であることは同じであるが、充電限界値ＳＯＣ−Ｕ、放電限界値ＳＯＣ−Ｌのように固定されているものではなく、任意に設定でき、また充放電が進むにつれて変更される動的な目標ＳＯＣである。
【００７７】
図４は、目標ＳＯＣ設定による充放電制御の基本的手順を示すフローチャートである。図４におけるＡ工程の内部手順の詳細は図７に示され、図７におけるＢ工程の内部手順の詳細は図１０に示され、図４におけるＣ工程の内部手順の詳細は図１３に示される。したがって、図４、図７、図１０、図１３は、全体として、目標ＳＯＣ設定による充放電制御についての手順を示すものである。これらの各手順は、蓄電装置充放電制御プログラムの対応する各処理手順にそれぞれ対応するものである。
【００７８】
また、図５、図８、図９、図１１、図１４は、図２と同様に略矩形図形を用いて充放電制御におけるＳＯＣの状態をそれぞれ示すＳＯＣ状態図であり、図５は図４の説明に用いられ、図８と図９は図７の説明に用いられ、図１１は図１０の説明に用いられ、図１４は図１３の説明に用いられる。また、図６は、図３と同様なＳＯＣとＷｉｎの関係、ＳＯＣとＷｏｕｔの関係を用いて、図４、図５の作用を説明する図である。
【００７９】
図４において、目標ＳＯＣ設定を用いる充放電制御を行うには、まず目標ＳＯＣ設定を行う（Ｓ１０）。この工程は、制御装置５０の目標ＳＯＣ設定モジュール５４の機能によって実行される。具体的には、各蓄電装置の全体に対し充電を行うときに各蓄電装置の間で一致させたいＳＯＣである充電目標ＳＯＣを、Ｗｉｎ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｉｎ境界ＳＯＣに基いて設定し、または、各蓄電装置の全体に対し放電を行うときに各蓄電装置の間で一致させたいＳＯＣである放電目標ＳＯＣを、Ｗｏｕｔ減少領域に入るときのＳＯＣであるＷｏｕｔ境界ＳＯＣに基いて設定する。
【００８０】
これをＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に対する全体としての放電制御について説明すると、放電目標ＳＯＣを、蓄電装置のＳＯＣとＷｏｕｔとの間の特性におけるＷｏｕｔ領域に入るときのＳＯＣであるＷｏｕｔ境界ＳＯＣに基いて設定する。なお、図６において、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ７８，８０が示されている。図６は上記のように図４と同様に横軸にＳＯＣ、縦軸にＷｏｕｔとＷｉｎをとって、ＳＯＣとＷｉｎの間の特性、ＳＯＣとＷｏｕｔの間の特性を示す図である。Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ７８，８０は、ＳＯＣが高くてＷｏｕｔがＳＯＣに依存せずほぼ一定の値をとるＷｏｕｔ一定領域と、ＳＯＣが低くて、ＳＯＣの低下に応じてＷｏｕｔが減少するＷｏｕｔ減少領域との境界におけるＳＯＣである。
【００８１】
例えば、放電目標ＳＯＣをＷｏｕｔ境界ＳＯＣと同じ値として設定することができる。あるいは、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣに適当な余裕％を加えた値を放電目標ＳＯＣとできる。Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣを３０％とすれば、放電目標ＳＯＣを３０％と設定することができる。場合によっては、適当な余裕％として２％を上乗せして、放電目標ＳＯＣを３２％とすることができる。一般的には、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣは放電限界値であるＳＯＣ−Ｌよりは高いので、放電目標ＳＯＣは、ＳＯＣ−Ｌよりも高い値で、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ以上の値に設定することが好ましい。同様に、充電目標ＳＯＣは、ＳＯＣ−Ｕよりも低い値で、Ｗｉｎ境界ＳＯＣ以下の値に設定することが好ましい。
【００８２】
図５には、放電目標ＳＯＣをＴＳＯＣ−Ｌとして３０％の設定が行われた様子が示されている。また、充電目標ＳＯＣをＴＳＯＣ−Ｕとして６０％の設定が行われた様子が示されている。
【００８３】
再び図４に戻り、Ｓ１０において目標ＳＯＣの設定がされると、Ｓ２０を経由して、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量であるＭ残存余裕電力量と、Ｓ蓄電装置２２の余裕電力量であるＳ残存余裕電力量が計算される（Ｓ１２）。
【００８４】
なお、Ｓ２０の工程は、目標ＳＯＣ設定を用いる充放電制御におけるさらなる改善のための工程であり、その詳細については、図７から図９を用いて後述する。ここでは、Ｓ２０をそのまま通過するものとしてよい。
【００８５】
Ｍ残存余裕電力量とＳ残存余裕電力量の計算は、図２で説明した余裕電力量の計算と同様である。すなわち、Ｍ残存余裕電力量は、Ｍ蓄電装置２０の蓄電できる容量に、Ｍ蓄電装置２０の現在のＳＯＣであるＭ−ＳＯＣからＴＳＯＣ−Ｌを差し引いた値を乗じて求められる。図２の場合は、Ｍ−ＳＯＣから差し引かれる値が放電限界値のＳＯＣ−Ｌであるが、ここでは、任意に設定可能なＴＳＯＣ−Ｌが差し引かれる。同様に、Ｓ残存余裕電力量は、Ｓ蓄電装置２２の蓄電できる容量に、Ｓ蓄電装置２２の現在のＳＯＣであるＳ−ＳＯＣからＴＳＯＣ−Ｌを差し引いた値を乗じて求められる。
【００８６】
次に、Ｓ４０を経由して、Ｓ蓄電装置２２への電力分配が求められる（Ｓ１４）。この電力分配の仕方も、図２で説明した余裕電力量の分配の仕方と同様である。すなわち、Ｓ蓄電装置２２への電力分配の割合は、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量であるＭ残存余裕電力量とＳ蓄電装置２２の余裕電力量であるＳ残存余裕電力量との和である合計余裕電力量に対するＳ蓄電装置２２の余裕電力量の比で与えられる。なお、Ｓ１４は、Ｓ蓄電装置２２への電力分配を求めるものとして説明したが、同時にＭ蓄電装置２０への電力分配も求められるので、これをＭ蓄電装置２０への電力分配としてもよい。
【００８７】
なお、Ｓ４０の工程は、目標ＳＯＣ設定を用いる充放電制御におけるさらなる改善のための工程であり、その詳細については、図１３、図１４を用いて後述する。ここでは、Ｓ４０をそのまま通過するものとしてよい。
【００８８】
Ｓ１４における電力分配に従ってＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２に対して全体として放電が行われ、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２は、ＴＳＯＣ−Ｌを放電目標ＳＯＣとして、これに向かって放電が行われる。そして、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣであるＭ−ＳＯＣと、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣであるＳ−ＳＯＣが同じ値となったか否かが判断される（Ｓ１６）。Ｓ１６の判断が否定されると再びＳ１２に戻り、そのときのＭ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣとを用いてそれぞれの余裕電力量が再計算され、これに基いて電力再分配が行われる。これを繰り返し、Ｓ１６の判断が肯定されると、一連の放電制御が終了し、Ｓ１０に戻る。
【００８９】
図５は図２に対応するＳＯＣ状態図であるが、ここでは、放電目標ＳＯＣとしてＴＳＯＣ−Ｌが３０％と設定される。そして、図５の上段の状態においては、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが４０％、Ｓ蓄電装置のＳＯＣが５０％として示されている。このＳＯＣの状態は、図２の上段の状態と同じである。ここで、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の蓄電できる容量を５Ａｈとすると、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量は、５Ａｈ×（４０％−３０％）＝５Ａｈ×１０％＝０．５Ａｈとなる。同様にＳ蓄電装置２２の余裕電力量は、５Ａｈ×（５０％−３０％）＝５Ａｈ×２０％＝１．０Ａｈとなる。したがって、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量とＳ蓄電装置の余裕電力量の合計は、１．５Ａｈである。電力分配は、Ｍ蓄電装置２０に３３．３％、Ｓ蓄電装置２２に６６．７％となる。
【００９０】
このようにして２つの蓄電装置の全体に対して放電が行われる結果、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣもＳ蓄電装置２２のＳＯＣも、ＴＳＯＣ−Ｌの３０％に向かって低下し、最後には、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣもＳ蓄電装置２２のＳＯＣも３０％で一致する。その状態が、図５の下段に示されている。
【００９１】
図６は、図５の状態をＳＯＣ−Ｗｏｕｔ特性図で説明する図である。ここでは、誇張するために、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ７８，８０よりもやや高いＳＯＣにおいて、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣ７４とＳ蓄電装置２２のＳＯＣ７６が一致しているものとして示されている。上記のように、放電目標ＳＯＣであるＴＳＯＣ−Ｌは、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ７８，８０と同じ値か余裕％を上乗せした値に設定されるので、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣが一致したときのＳＯＣはＷｏｕｔ境界ＳＯＣ７８，８０と同じか高い値である。
【００９２】
つまり、その一致したＳＯＣにおけるＷｏｕｔは、Ｍ蓄電装置２０においても、Ｓ蓄電装置２２においても、共に、ＳＯＣに依存せずにほぼ一定の値の最大パワーとなっている
。これを先ほどの図３と比較すると、例えば、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の両方から持ち出す電力の合計が図３と図６で同じとしても、図３の場合には、Ｍ蓄電装置２０の方のＳＯＣがＷｏｕｔ減少領域まで低下してＷｏｕｔが絞られるのに対し、図６では、Ｍ蓄電装置２０のＷｏｕｔもＳ蓄電装置２２のＷｏｕｔも共にＷｏｕｔ減少領域にまでにはＳＯＣは低下しない。したがって、図６の方が、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の両方のＷｏｕｔの合計が大きくなる。このように、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣが一致するまでの放電において、放電可能電力Ｗｏｕｔとして最大パワーを用いることができ、回転電機（ＭＧ１）１４、回転電機（ＭＧ２）１６に対し、最大パワーを使える領域が長くなる。
【００９３】
次に、図７を用いてＳ２０における内部工程の詳細を説明する。Ｓ２０の工程は、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣまたはＳ蓄電装置２２のＳＯＣがＴＳＯＣ−Ｌに達したときに、さらに放電制御を継続するために、放電目標ＳＯＣを引き下げる工程である。すなわち、ＴＳＯＣ−Ｌは、蓄電装置の放電限界値よりも高く設定されるので、蓄電装置としてはさらに放電を継続することが可能である。例えば、回転電機（ＭＧ２）１６によって車両を走行させるＥＶ走行の期間を延ばしたい場合には、できるだけ放電を継続することが好ましい。
【００９４】
図７に示されるように、Ｓ２０の内部工程は、Ｓ３０を経由して、ＳＯＣがＴＳＯＣ−Ｌを超えて低い値となったか否かが判断される（Ｓ２２）。この工程は、上記のように、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣまたはＳ蓄電装置２２のＳＯＣがＴＳＯＣ−Ｌに達してさらに低い値になったか否かを判断するものである。Ｓ２２の判断が否定されるときは、図４で説明したＳ１２に進み、通常通りの放電目標ＳＯＣを用いた放電制御が行われる。
【００９５】
なお、Ｓ３０は、目標ＳＯＣ設定を用いる充放電制御においてさらなる改良を図るもので、その内容の詳細については図１０、図１１を用いて後述する。ここでは、単にＳ３をそのまま通過するものとしてよい。
【００９６】
Ｓ２２の判断が肯定されると、放電目標ＳＯＣであるＴＳＯＣ−Ｌの引き下げが行われ、新しいＴＳＯＣ−Ｌが改めて設定される（Ｓ２４）。上記の例で、Ｓ１０においてＴＳＯＣ−Ｌが３０％として設定されたが、例えば、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが３０％を超えてさらに低い値となったときは、改めて、放電目標ＳＯＣが３０％よりも低い値に再設定される。例えば、２８％等に設定される。簡易的には、３０％を割り込んでいるＭ蓄電装置２０のＳＯＣの値をそのまま新しい放電目標ＳＯＣとすることができる。
【００９７】
図８に、Ｓ２０の工程の処理の様子が示される。図８は、図２、図５と同様のＳＯＣ状態図である。図８の上段には、放電目標ＳＯＣとして、３０％のＴＳＯＣ−Ｌが示され、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが５０％であるが、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが３０％、つまりＴＳＯＣ−Ｌと同じとなっている状態が示されている。この状態で放電に対する余裕電力量を計算すると、Ｍ蓄電装置２０についてはゼロであり、Ｓ蓄電装置２２については、５Ａｈ×（５０％−３０％）＝５Ａｈ×２０％＝１Ａｈとなる。電力分配はＳ蓄電装置２２について１００％となり、Ｍ蓄電装置２０は放電についての電力分配がゼロとなり、このままでは放電が行われなくなる。
【００９８】
図８の下段は、放電目標ＳＯＣを３０％から引き下げて、新しい放電目標ＳＯＣとして、（ＴＳＯＣ−Ｌ）’＝２５％が設定された様子を示す図である。これによって、Ｍ蓄電装置２０もＳ蓄電装置２２も、新しい放電目標ＳＯＣである２５％に向けて放電が継続される。図８の下段では、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが４５％まで低下し、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが２５％に達した状態が示される。この状態に達すると、図７の手順に従って、再び放電目標ＳＯＣの引き下げが行われ、放電が継続される。放電目標ＳＯＣの引き下げは、放電限界値であるＳＯＣ−Ｌになるまで行うことができる。
【００９９】
図９は、充電制御の場合を説明する図である。ここでは、図７の手順の内容がそれぞれ充電制御の場合に読み替えられる。すなわち、充電において、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣまたはＳ蓄電装置２２のＳＯＣが充電の目標ＳＯＣである６０％のＴＳＯＣ−Ｕを超えて高くなると、新しく充電の目標ＳＯＣが設定される。図９の例では、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣがＴＳＯＣ−Ｕに達したために、目標ＳＯＣが引き上げられ、新しい充電の目標ＳＯＣとして７０％の（ＴＳＯＣ−Ｕ）’が設定された様子が示されている。そして、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣがこの新しい充電の目標ＳＯＣに達すると、再び目標ＳＯＣの引き上げが行われる。充電目標ＳＯＣの引き上げは、充電限界値であるＳＯＣ−Ｕになるまで行うことができる。
【０１００】
次に、図１０を用いてＳ３０における内部工程の詳細を説明する。Ｓ３０の工程は、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣとが共に放電目標ＳＯＣとほぼ同じとなるときに生じる電力分配の飛びを防止するために、ＳＯＣにマージンを設ける工程である。
【０１０１】
図１１は、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣとが共に放電目標ＳＯＣとほぼ同じとなるときに生じる問題を説明する図である。図１１は、図２、図５、図８、図９と同様なＳＯＣ状態図である。ここでは、放電目標ＳＯＣとして３０％のＴＳＯＣ−Ｌが示されている。そして、図１１の上段には、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが３０％、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが３１％となっている状態が示されている。このときの余裕電力量を計算すると、Ｍ蓄電装置２０についてはゼロであり、Ｓ蓄電装置２２については、５Ａｈ×（３１％−３０％）＝５Ａｈ×１％＝０．０５Ａｈとなり、電力分配はＳ蓄電装置２２に１００％割り当てられ、Ｍ蓄電装置２０の放電が行われない。
【０１０２】
ここで、図７で説明した放電目標ＳＯＣの引き下げを行った様子が図１１の下段に示される。ここでは、引き下げられた新しい目標ＳＯＣとして、（ＴＳＯＣ−Ｌ）’＝２９％が設定された場合が示されている。上記のように、元々の目標ＳＯＣであるＴＳＯＣ−Ｌの下における放電の電力分配はＳ蓄電装置２２に１００％割り当てられるので、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣは低下しすぎることがありえる。図１１の下段では、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣは変わらずに３０％のままで、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣが２９％の（ＴＳＯＣ−Ｌ）’まで低下した場合が示されている。
【０１０３】
このようなことが生じたときに余裕電力量を計算すると、Ｓ蓄電装置２２についてはゼロであり、Ｍ蓄電装置２０については、５Ａｈ×（３０％−２９％）＝５Ａｈ×１％＝０．０５Ａｈとなり、電力分配はＭ蓄電装置２０に１００％割り当てられ、Ｓ蓄電装置２２の放電が行われない。このように、図７で説明した放電目標ＳＯＣの引き下げでは、電力分配の割当が、Ｓ蓄電装置２２について１００％から０％に飛び、逆にＭ蓄電装置２０について０％から１００％に飛ぶことが生じる。
【０１０４】
図１０は、このような電力分配の急激な変化である飛び現象を抑制するための手順を示す図である。ここではまず、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣであるＭ−ＳＯＣと、Ｓ蓄電装置２２のＳＯＣであるＳ−ＳＯＣの大小関係を判断する（Ｓ３２）。Ｍ−ＳＯＣがＳ−ＳＯＣより大きいときは、小さい方のＳ−ＳＯＣの値を適当なマージン値の分だけ引き下げ、これに応じて、放電目標ＳＯＣであるＴＳＯＣ−Ｌを引き下げる（Ｓ３４）。つまり、マージン分だけＴＳＯＣ−Ｌを引き下げる。一方、Ｍ−ＳＯＣがＳ−ＳＯＣより小さいときは、小さい方のＭ−ＳＯＣの値を適当なマージン値の分だけ引き下げ、これに応じて、放電目標ＳＯＣであるＴＳＯＣ−Ｌを引き下げる（Ｓ３４）。つまり、マージン分だけＴＳＯＣ−Ｌを引き下げる。つまり、Ｍ−ＳＯＣとＳ−ＳＯＣの小さい方について適当なマージン分だけ引き下げを行い、その引き下げた分、ＴＳＯＣ−Ｌを引き下げる。引き下げ量は、図７で説明した放電目標ＳＯＣの引き下げのように小刻みではなく、適当な大きさとすることが好ましい。
【０１０５】
図１２は、マージンを５％として、ＴＳＯＣ−Ｌを５％引き下げ、新しい目標ＳＯＣとして、２５％の（ＴＳＯＣ−Ｌ）’’を設定する様子を示す。この場合には、余裕電力量がＭ蓄電装置２０について５Ａｈ×（３０％−２５％）＝５Ａｈ×５％＝０．２５Ａｈとなり、Ｓ蓄電装置２２について５Ａｈ×（３１％−２５％）＝５Ａｈ×６％＝０．３０Ａとなる。これにより、電力分配がＭ蓄電装置２０に対する割当てとＳ蓄電装置２２に対する割当てがほぼ同じとなり、図１１で説明したような電力分配の急激な変化を抑制することができる。
【０１０６】
次に、図１３を用いてＳ４０における内部工程の詳細を説明する。Ｓ４０の工程は、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量とＳ蓄電装置２２の余裕電力量の合計値が小さいときに、電力分配の割当てが発散することを防止するために、電力分配の仕方を変更する工程である。すなわち、上記のように、電力分配の割当ては、その蓄電装置の余裕電力量を、各蓄電装置の余裕電力量の合計で除した値に基いて行われる。したがって、各蓄電装置の余裕電力量が小さいと、電力分配の計算の分母が小さくなるため、計算結果が過大な値となる。
【０１０７】
図１３においては、まず、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量であるＭ余裕電力量と、Ｓ蓄電装置２２の余裕電力量であるＳ余裕電力量の合計を求めて、予め定めた閾値余裕電力量Ｐ0未満であるか否かが判断される（Ｓ４２）。閾値余裕電力量Ｐ0としては、電力分配の計算の分母として用いることができる適当な値を設定することができる。そして、Ｓ４２の判断が否定されるときは図４で説明したＳ１４に進んで通常の電力分配の手順が実行される。Ｓ４２の判断が肯定されると、Ｓ蓄電装置２２への電力分配は、Ｓ蓄電装置２２の蓄電できる容量とＭ蓄電装置２０の蓄電できる容量との合計容量に対するＳ蓄電装置２２の容量の比で計算される（Ｓ４４）。同様に、Ｍ蓄電装置２０への電力分配は、合計容量に対するＭ蓄電装置２０の容量の比で計算される。すなわち、電力分配は、各蓄電装置の蓄電できる容量の比に従って割り当てられる。上記の例で、Ｍ蓄電装置２０の蓄電できる容量もＳ蓄電装置２２の蓄電できる容量も、共に５Ａｈであるので、電力分配は、Ｍ蓄電装置２０に５０％、Ｓ蓄電装置２２に５０％が割り当てられる。このようにすることで、余裕電力量が小さくても、電力分配の割当ての値が過大になって発散することが防止できる。
【０１０８】
図１４はその様子を示す図で、ここでは放電目標ＳＯＣは３０％のＴＳＯＣ−Ｌとして示され、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣもＳ蓄電装置２２のＳＯＣも共に３０％の場合が示されている。ここでは、Ｍ蓄電装置２０の余裕電力量はゼロであり、Ｓ蓄電装置２２の余裕電力量もゼロであるので、余裕電力量の合計はゼロとなってしまう。ここでは既に２つの蓄電装置のＳＯＣが一致しているが、さらにＴＳＯＣ−Ｌを引き下げることで放電を継続できる。しかし、この場合に、余裕電力量の比で電力分配を行うとすると、電力分配の計算の分母がゼロであるので、電力分配の計算が発散することが生じる。そこで、図１３のＳ４４の電力分配の仕方を用いることで、電力分配の計算を発散させることなく、上記のように、Ｍ蓄電装置２０に５０％、Ｓ蓄電装置２２に５０％と割り当てることができる。
【０１０９】
上記では、充電のときはＷｉｎ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように充電を行い、放電のときはＷｏｕｔ減少領域になる前において各蓄電装置のＳＯＣを一致させるように放電を行うものとして説明した。ところで、ＳＯＣが低く、ほとんど放電してしまっている状態から充電を行う場合を考えると、ＷｉｎはＳＯＣが低いときはＳＯＣに依存せずほぼ一定で、充電が進むとＷｉｎ減少領域となるので、やはり、Ｗｉｎ減少領域になる前の充電に相当する。
【０１１０】
このときに、放電可能電力Ｗｏｕｔを同時に考えると、ほとんど放電してしまっている状態ではＷｏｕｔは小さい値で、Ｗｏｕｔ減少領域にあることになる。つまり、充電の初期には、Ｗｏｕｔは小さい値で、放電可能なパワーが絞られており、充電が進むにつれてＷｏｕｔが上昇して放電可能なパワーが回復してくる。したがって、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とを１つの蓄電装置と考えて、放電可能電力であるＷｏｕｔを早期に立ち上げて十分な値とするには、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣとを一致させながら充電を進めることが好ましい。これによって、２つの蓄電装置の全体の放電可能電力であるＷｏｕｔは、Ｗｏｕｔ減少領域の非線形立上り特性の２倍の大きさのＷｏｕｔとなる。
【０１１１】
そして、充電が進んで、ＳＯＣがＷｏｕｔ境界ＳＯＣまで達すると、Ｍ蓄電装置２０もＳ蓄電装置２２も、ＷｏｕｔがＳＯＣに依存しないほぼ一定値の最大パワーに回復するので、放電のために最大パワーを利用できるようになる。したがって、これ以後は、２つの蓄電装置を同時に充電せずに、片側ずつ満充電するようにできる。例えば、Ｓ蓄電装置２２の充電を止めて、Ｍ蓄電装置２０の充電を継続し、Ｍ蓄電装置２０が満充電となれば、Ｍ蓄電装置２０の充電を止めて、Ｓ蓄電装置２２の充電を再開し、満充電まで充電を継続する。このように、ＳＯＣがＷｏｕｔ境界ＳＯＣになると、一方側の蓄電装置の充電を停止できるので、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣが、一部充電停止を行うときのＳＯＣとなる。
【０１１２】
一部充電停止は、上記のように、一方が満充電になるまで他方の充電を停止する方法の他、ＳＯＣがＷｏｕｔ境界ＳＯＣに達した後は、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２の一方のみを交互に充電するものとしてもよい。具体的には、Ｍ蓄電装置２０の充電を停止するときには、Ｍ電圧変換器２８の作動を停止する。同様に、Ｓ蓄電装置２２の充電を停止するときには、Ｓ電圧変換器３０の作動を停止する。これによって、放電のための最大パワーを確保しながら、電源回路１８の作動に要する消費電力を低減することができる。
【０１１３】
その様子を図１５に示す。図１５は、図３、図６と同様に、ＳＯＣとＷｉｎとの間の特性、ＳＯＣとＷｏｕｔとの間の特性を示す図である。ここでは、ＳＯＣが小さい値のところから充電を行う様子が示されている。ここでは、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とが、ＳＯＣ−Ｗｏｕｔ特性においてＷｏｕｔ減少領域にＳＯＣがあるときは、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣ８２とＳ蓄電装置２２のＳＯＣ８４を揃えながら同時に充電を行うことが示されている。そして、充電が進んで、Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣ８２もＳ蓄電装置２２のＳＯＣ８４もＷｏｕｔ境界ＳＯＣに達すると、このＳＯＣを一部充電停止ＳＯＣとして、Ｓ蓄電装置２２の充電を停止する。Ｍ蓄電装置２０は、満充電になるまで充電をつづけ、そのＳＯＣ８６は上昇を続ける。Ｍ蓄電装置２０のＳＯＣが充電限界値に達して満充電となれば、Ｍ蓄電装置２０の充電を停止し、次にＳ蓄電装置２２を満充電になるまで充電を再開する。
【０１１４】
ここで、ＳＯＣ−Ｗｏｕｔ特性においてＷｏｕｔ減少領域において、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とを同時に充電することで、仮に、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣまで達する前に充電を中止したとしても、２つの蓄電装置の合計の放電のためのパワーを大きくできる。すなわち、Ｗｏｕｔ減少領域は、ＳＯＣに対するＷｏｕｔ立上り特性が非線形であるので、充電のために用いられた電力が同じであれば、片方の蓄電装置のみを先に充電したときに得られるＷｏｕｔに比較し、２つの蓄電装置を同時に充電したときの合計Ｗｏｕｔの方が大きくなる。このようにして、Ｗｏｕｔ減少領域においてＳＯＣを揃えながら充電することで、全体としての放電のためのパワーを大きく確保できる。また、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣまで同時充電を行えば、そこで、放電のための最大パワーを利用できるので、片方の蓄電装置を先に充電するときに比べ、最大パワーを利用できる領域を大きくできる。
【０１１５】
上記では、ほとんど放電してしまっている状態から充電を始める場合について説明したが、ほとんど充電してしまっている状態から放電を始める場合も同様である。このときも、Ｗｉｎ境界ＳＯＣまでＭ蓄電装置２０のＳＯＣとＳ蓄電装置２２のＳＯＣを揃えながら放電を行い、Ｗｉｎ境界ＳＯＣまで放電をおこなったならば、Ｍ蓄電装置２０またはＳ蓄電装置２２の一方の放電を停止する。具体的には、Ｍ電圧変換器２８またはＳ電圧変換器３０の作動を停止する。これによって、充電のための最大パワーを利用できる領域を広く確保しながら、電源回路１８の作動に要する消費電力を低減することができる。
【０１１６】
これらの手順は、制御装置５０の一部充放電停止モジュール５６の機能によって実行される。また、Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ、Ｗｉｎ境界ＳＯＣは温度依存性があるので、温度に応じて、一部充電停止ＳＯＣまたは一部放電停止ＳＯＣを変更するものとすることが好ましい。
【０１１７】
このように、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とが、共にほとんど放電してしまっている状態から充電を始めることは、外部の商用電源からＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２を充電する場合、つまり、回転電機の中性点を用いて外部充電を行う場合に生じえる。また、Ｍ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２とが、共にほとんど充電してしまっている状態から放電を始めることは、外部の電気機器等にＭ蓄電装置２０とＳ蓄電装置２２から電力を供給する場合、つまり、回転電機の中性点を用いて外部負荷に電力を供給する場合に生じえる。このような場合でも、放電のための最大パワーを利用できる領域を広く確保し、または充電のための最大パワーを利用できる領域を広く確保しながら、電源回路の消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る実施の形態の蓄電装置充放電制御システムの構成を示す図である。
【図２】ＳＯＣの充電限界値、放電限界値を目標ＳＯＣとして充放電制御を行うときの様子を説明するＳＯＣ状態図である。
【図３】ＳＯＣとＷｉｎの関係と、ＳＯＣとＷｏｕｔの関係を用いて、図２の作用を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、目標ＳＯＣ設定による充放電制御の基本的手順を示すフローチャートである。
【図５】ＳＯＣ状態図を用いて図４の処理の様子を説明する図である。
【図６】ＳＯＣとＷｉｎの関係と、ＳＯＣとＷｏｕｔの関係を用いて、図４、図５の作用を説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、放電目標ＳＯＣの引き下げの手順を示すフローチャートである。
【図８】ＳＯＣ状態図を用いて図７の処理の様子を説明する図である。
【図９】本発明に係る実施の形態において、充電目標ＳＯＣの引き上げの様子を説明する図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態において、ＳＯＣにマージンを設ける手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る実施の形態において、Ｍ蓄電装置のＳＯＣとＳ蓄電装置のＳＯＣとが共に放電目標ＳＯＣとほぼ同じとなるときに生じる問題を説明する図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態において、ＳＯＣにマージンを設け、マージンに対応して放電目標ＳＯＣを引き下げる様子を説明する図である。
【図１３】本発明に係る実施の形態において、余裕電力量の合計が小さいときの電力分配の手順を示すフローチャートである。
【図１４】ＳＯＣ状態図を用いて図１３の処理の様子を示す図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態において、ＳＯＣとＷｉｎの関係、ＳＯＣとＷｏｕｔの関係を用いて、ＳＯＣが小さい値のところから充電を行い、充電が進むと一部の蓄電装置の充電を停止する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  蓄電装置充放電制御システム、１２  エンジン、１４，１６  回転電機、１８  電源回路、２０  Ｍ蓄電装置、２２  Ｓ蓄電装置、２４，２６  蓄電装置側平滑コンデンサ、２８  Ｍ電圧変換器、３０  Ｓ電圧変換器、３２  インバータ側平滑コンデンサ、３４  ＭＧ１インバータ、３６  ＭＧ２インバータ、３８  Ｍ−ＳＯＣ、４０  Ｓ−ＳＯＣ、５０  制御装置、５２  充放電処理モジュール、５４  目標ＳＯＣ設定モジュール、５６  一部充放電停止モジュール、６０  プラグイン機構、６２  切替素子、６４  回転電機側コンセント、６６  外部電源側プラグ、６８  商用電源、７０，７２，７４，７６，８２，８４，８６  ＳＯＣ、７８，８０  Ｗｏｕｔ境界ＳＯＣ。
【図１】
2010028886.tif 000003
【図２】
2010028886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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