(57)【要約】  実施形態の車両は、複数の二次電池セルそれぞれの電圧を検出可能な電池監視回路（ＣＢ）を備えた複数のモジュール（ＭＤＬ）と、複数のモジュール（ＭＤＬ）に流れる電流を検出する電流センサ（ＣＳ）と、複数のモジュール（ＭＤＬ）の電流検出値と複数の二次電池セルの電圧検出値とを取得可能な電池管理回路（ＣＡ）と、を備えた、バッテリ装置（ＢＴ）と、複数の二次電池セルの開回路電圧と、複数の電池モジュール（ＭＤＬ）の充電電流の値と、複数の二次電池セルの閉回路電圧と、を用いて複数の二次電池セルそれぞれの内部抵抗を演算する制御装置（ＣＴＲ）と、を備え、制御装置（ＣＴＲ）は、停車しているときに、コンバータ（４０）が一周期を複数パルスで第１電動機（３０）を制御可能となるまで第１電動機（３０）の励磁電流を下げて、内燃機関（１０）から出力される動力を利用して複数の電池モジュール（ＭＤＬ）を充電し、閉回路電圧と、充電電流との値を取得する。
2019064345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、  第１電動機と、  動力結合機構に接続した第２電動機と、  前記内燃機関の動力を、前記第１電動機と前記動力結合機構とに分配する動力分割機構と、  変調率に応じて駆動方法を切り替えて、前記第１電動機を駆動可能なコンバータと、  直流リンクを介して前記コンバータと接続し、前記第２電動機を駆動可能なインバータと、  前記動力結合機構から供給されるエネルギーにより回転する車軸と、  前記直流リンク間に接続し、複数の二次電池セルを含む組電池と、複数の前記二次電池セルそれぞれの電圧を検出可能な電池監視回路と、を備えた複数の電池モジュールと、複数の前記電池モジュールに流れる電流を検出する電流センサと、複数の前記電池監視回路を制御し、複数の前記電池モジュールに流れる電流の検出値と複数の前記二次電池セルの電圧の検出値とを取得可能な電池管理回路と、を備えた、バッテリ装置と、  複数の前記二次電池セルの開回路電圧と、複数の前記電池モジュールの充電電流の値と、複数の前記二次電池セルの閉回路電圧と、を用いて複数の前記二次電池セルそれぞれの内部抵抗を演算する制御装置と、を備え、  前記制御装置は、停車しているときに、複数の前記二次電池セルの前記開回路電圧と、前記コンバータが一周期を複数パルスで前記第１電動機を制御可能となるまで前記第１電動機の励磁電流を下げて、前記内燃機関から出力される動力を利用して複数の前記電池モジュールを充電したときの、複数の前記二次電池セルの前記閉回路電圧と、複数の前記電池モジュールの前記充電電流との値を、前記電池管理回路から取得することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
複数の前記電池モジュールの前記組電池は前記直流リンク間に直列に接続し、  複数の前記電池監視回路は対応する共通の電池管理回路と通信可能に接続され、  複数の前記電池監視回路は、所定の通信周期で、順次、前記共通の電池管理回路へ検出値を送信することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、複数の前記二次電池セルそれぞれの内部抵抗を演算するための、複数の前記二次電池セルの前記閉回路電圧と、複数の前記電池モジュールの前記充電電流との値を取得するときに、前記コンバータの駆動モードを、前記第１電動機を一周期１パルスで制御する１パルス駆動から、一周期を複数パルスで制御する過変調駆動又は非同期ＰＷＭ駆動に切替えることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の実施形態は、ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】  バッテリ装置は、必要な充放電容量に応じて、複数の電池モジュールを直列および並列に接続して構成され得る。複数の電池モジュールのそれぞれは、例えば、複数の二次電池セルを含む組電池と、複数の二次電池セルのそれぞれについて電圧を検出する電池監視回路と、を備えている。【０００３】  バッテリ装置は、携帯機器や移動体など、様々な電子機器に電源として搭載されている。例えばハイブリッド車両は、原動機から得られる動力（機械エネルギー）と電動機から得られる電気エネルギーとの少なくとも一方を利用して負荷を駆動することができる。ハイブリッド車両は、例えば２つのインバータを電気的に接続した直流リンクを備え、直流リンクにバッテリ装置を電気的に接続して構成することができる。原動機は、発電機およびインバータを介して直流リンクと電気的に接続している。電動機は、インバータを介して直流リンクと電気的に接続している。【０００４】  また、電動機の駆動電圧は、直流リンクから供給される直流電圧を半導体電力スイッチでスイッチングし、任意の振幅、任意の周波数の交流電圧を発生させる電力変換器により供給される。一般的に、スイッチングによる高調波成分の発生を抑制することを目的に、電動機の駆動周波数より十分高いスイッチング周波数を設定し、パルス幅変調（ＰＭＷ）によりスイッチのゲート信号が生成される。この場合、電力変換器により発生可能な交流電圧の振幅の上限は、直流リンクの線間電圧（直流電圧）の半分となる。【０００５】  例えば、高調波成分の抑制を犠牲にして方形波に近い電圧波形を取ると、電力変換器の出力電圧の基本波成分の振幅をさらに大きくすることができる。電力変換器のこの駆動方法は、過変調駆動（同期多パルス駆動）、特に完全に方形波になった状態は１パルス駆動と称されることがある。インバータを過変調駆動および１パルス駆動することにより、直流リンクの線間電圧を変更することなく、駆動電圧を増加させることができ、電動機の高速駆動が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１２５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  二次電池セルは、使用環境や充放電サイクル数などの影響により劣化が進むことが知られている。従来、二次電池セルの内部抵抗に基づいて劣化状態を推定することが提案されている。【０００８】  複数の電池監視回路は検出した電圧の値を電池管理回路へ出力する。電池管理回路は、直列に接続した複数の組電池に流れる電流を検出可能である。例えば、複数の二次電池セルの閉回路電圧と組電池に流れる電流との値を用いて内部抵抗を演算する際に、開回路電圧を測定するタイミングと組電池に流れる電流を測定するタイミングとが同期していないと、内部抵抗の演算精度が低下する可能性がある。【０００９】  バッテリ装置の充放電容量が大きくなると、電池管理回路が制御する電池モジュールの数が多くなり、電池管理回路は、複数の電池モジュールの複数の二次電池セルについて閉回路電圧の測定タイミングと、組電池に流れる電流の測定タイミングとを同期させることが困難であった。【００１０】  本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、二次電池セルの内部抵抗を精度よく演算するハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本実施形態によるハイブリッド車両は、内燃機関と、第１電動機と、動力結合機構に接続した第２電動機と、前記内燃機関の動力を、前記第１電動機と前記動力結合機構とに分配する動力分割機構と、変調率に応じて駆動方法を切り替えて、前記第１電動機を駆動可能なコンバータと、直流リンクを介して前記コンバータと接続し、前記第２電動機を駆動可能なインバータと、前記動力結合機構から供給されるエネルギーにより回転する車軸と、前記直流リンク間に接続し、複数の二次電池セルを含む組電池と、複数の前記二次電池セルそれぞれの電圧を検出可能な電池監視回路と、を備えた複数の電池モジュールと、複数の前記電池モジュールに流れる電流を検出する電流センサと、複数の前記電池監視回路を制御し、複数の前記電池モジュールに流れる電流の検出値と複数の前記二次電池セルの電圧の検出値とを取得可能な電池管理回路と、を備えた、バッテリ装置と、複数の前記二次電池セルの開回路電圧と、複数の前記電池モジュールの充電電流の値と、複数の前記二次電池セルの閉回路電圧と、を用いて複数の前記二次電池セルそれぞれの内部抵抗を演算する制御装置と、を備え、前記制御装置は、停車しているときに、複数の前記二次電池セルの前記開回路電圧と、前記コンバータが一周期を複数パルスで前記第１電動機を制御可能となるまで前記第１電動機の励磁電流を下げて、前記内燃機関から出力される動力を利用して複数の前記電池モジュールを充電したときの、複数の前記二次電池セルの前記閉回路電圧と、複数の前記電池モジュールの前記充電電流との値を、前記電池管理回路から取得する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態のハイブリッド車両の一構成例を概略的に示すブロック図である。
【図２】図２は、動力分割機構の動作の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示すバッテリ装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、電池モジュールを充電しているときのバッテリ電流とバッテリ電圧との時間変化の一例を示す図である。
【図５】図５は、電池管理回路と電池監視回路との通信タイミングの一例を説明するための図である。
【図６】図６は、図１に示す発電機およびコンバータの動作の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、実施形態のハイブリッド車両において、発電機回転数とコンバータの駆動方法との関係の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、実施形態のハイブリッド車両において、二次電池セルの内部抵抗値を演算する動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【実施形態】
【００１３】  以下に実施形態のハイブリッド車両について図面を参照して詳細に説明する。  図１は、本実施形態のハイブリッド車両の一構成例を概略的に示すブロック図である。  ハイブリッド車両は、内燃機関１０と、動力分割機構２０と、発電機（第１電動機）３０と、コンバータ４０と、インバータ５０と、モータ（第２電動機）６０と、動力結合機構７０と、車軸８０と、補機９０と、車輪ＷＬと、車両制御装置ＣＴＲと、バッテリ装置ＢＴと、を備えている。
【００１４】  内燃機関１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、ハイブリッド車両を駆動する機械エネルギーを生成する原動機である。    動力分割機構２０は、内燃機関１０で生成された機械エネルギーを、発電機３０側に供給されるエネルギーと、車輪ＷＬ側（車軸８０側）に供給されるエネルギーとに分配する三軸動力分割機構である。
【００１５】  動力分割機構２０は、例えば遊星歯車（図示せず）であって、サンギアＳと、サンギアＳに外接したプラネタリアギアＰと、プラネタリアギアＰが内接したリングギアＲと、プラネタリアギアＰの軌道に沿って回転するプラネタリキャリアＣと、を備えている。本実施形態では、プラネタリキャリアＣは、内燃機関１０で生成された機械エネルギーにより回転する。サンギアＳの回転動力は発電機３０へ伝達される。リングギアＲの回転動力は車軸８０と接続した動力結合機構７０に伝達される。リングギアＲの回転数（ｒｐｍ）は車速に比例する。
【００１６】  図２は、動力分割機構の動作の一例を説明するための図である。    動力分割機構２０の動作は、サンギアＳとリングギアＲとのギア比により決まる。この例では、サンギアＳのギア数Ｚｓとリングギアのギア数Ｚｒとの比はＺｓ：Ｚｒ＝１：２である。例えば、車速がゼロであるときリングギアの回転数はゼロ（ｒｐｍ）である。このとき、プラネタリアキャリアの回転数が１０００（ｒｐｍ）であれば、サンギアの回転数がプラネタリアキャリアの３倍の３０００（ｒｐｍ）となり、発電機３０が高速域で動作することとなる。
【００１７】  発電機３０は、動力分割機構２０から供給される動力により交流電力を発電し、コンバータ４０へ出力可能であり、コンバータ４０から供給される交流電力により回転駆動される誘導電動機（ＩＭ）である。発電機３０は、例えば回転数を検出する検出器（図示せず）を備えている。発電機３０の回転数は、車両制御装置ＣＴＲに供給される。
【００１８】  コンバータ４０は電力変換器であって、発電機３０から出力された３相交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ出力可能であって、直流リンクから供給される直流電力を３相交流電力に変換して発電機３０へ出力可能である。コンバータ４０は直流リンクを介してインバータ５０、バッテリ装置ＢＴおよび補機９０と電気的に接続している。
【００１９】  コンバータ４０は、車両制御装置ＣＴＲからモード切替指令とトルク指令とを受信する。コンバータ４０は、モード切替指令にしたがって発電機３０の励磁電流の値を調整可能である。コンバータ４０は、トルク指令を実現するように発電機３０を動作させる。
【００２０】  インバータ５０は電力変換器であって、直流リンクから供給された直流電力を交流電力に変換してモータ６０へ出力可能である。また、インバータ５０は、モータ６０から供給された交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ出力可能である。インバータ５０は車両制御装置ＣＴＲからトルク指令を受信する。インバータ５０は、受信したトルク指令を実現するようにモータ６０へ交流電力を出力する。
【００２１】  モータ６０は、インバータ５０から供給される交流電力により駆動される電動機であって、電気エネルギーを機械エネルギーに変換して動力結合機構７０へ出力する。  動力結合機構７０は、動力分割機構２０のリングギアＲから伝達された機械エネルギーと、インバータ５０から供給された機械エネルギーとを合成したエネルギーを車軸８０へ伝達する。車輪ＷＬは車軸８０を介して回転駆動される。
【００２２】  バッテリ装置ＢＴは、直流リンクから供給される電力により充電可能であり、直流リンクへ電力を放電可能である。バッテリ装置ＢＴは、遮断器（図示せず）を介して直流リンクと電気的に接続している。遮断器は例えば電磁接触器であって、車両制御回路ＣＴＲにより動作を制御される。
【００２３】  補機９０は、例えば照明装置など、ハイブリッド車両内に搭載された負荷を含む。補機９０は直流リンクを介してバッテリ装置ＢＴ、コンバータ４０、および、インバータ５０と接続し、直流リンクから供給されるエネルギーにより駆動される。補機９０は、消費電力を検出して車両制御装置ＣＴＲへ出力する。
【００２４】  車両制御装置ＣＴＲは、外部から供給される牽引力指令に従って、内燃機関１０、発電機３０、コンバータ４０、インバータ５０、モータ６０、および、バッテリ装置ＢＴが互いに連係して動作するように制御する上位制御装置である。車両制御装置ＣＴＲは、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）やＭＰＵ（micro processing unit）などのプロセッサを少なくとも１つと、メモリとを備える演算回路である。
【００２５】  車両制御装置ＣＴＲは、例えばハイブリッド車両が停車しているときに、バッテリ装置ＢＴに含まれる複数の二次電池セルの内部抵抗値を演算可能に構成されている。車両制御装置ＣＴＲは、複数の二次電池セルの内部抵抗値を利用して、例えば、バッテリ装置ＢＴの劣化度を判断することが可能である。車両制御装置ＣＴＲは、メモリに記録されたプログラムを実行することにより、複数の二次電池セルの内部抵抗を演算する動作を行ってもよい。
【００２６】  図３は、図１に示すバッテリ装置の一構成例を概略的に示す図である。  バッテリ装置ＢＴは、直流リンクに並列に接続した複数のバッテリバンクＢＫ１〜ＢＫｎと、バッテリバンクＢＫ１〜ＢＫｎに対応した複数の電池管理回路（ＢＭＵ：battery management unit）ＣＡ１〜ＣＡｎと、を備えている。複数のバッテリバンクＢＫ１〜ＢＫｎのそれぞれは、複数の電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍと、電流センサＣＳと、を備えている。
【００２７】  バッテリバンクＢＮＫ１〜ＢＮＫｎのそれぞれに含まれる複数の電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍは、対応する電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎにより動作を制御される。本実施形態では、バッテリバンクＢＮＫ１〜ＢＮＫｎのそれぞれにおいて、ｍ（正の整数）個の電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬ１ｍ、…、ＭＤＬｎ１〜ＭＤＬｎｍが直列に接続し、ｎ（正の整数）個のバッテリバンクＢＮＫ１〜ＢＮＫｎが並列に接続している。
【００２８】  電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍのそれぞれは、例えば、コンタクタ等の切替器（図示せず）を介して直流リンクと電気的に接続可能である。電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎは、切替器を制御してバッテリバンクＢＫ１〜ＢＫｎと直流リンクとの電気的接続を切替えることができる。
【００２９】  複数の電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍのそれぞれは、複数の二次電池セルを含む組電池と、電池監視回路（ＣＭＵ：cell monitoring unit）ＣＢ１１〜ＣＢｎｍと、を備えている。  二次電池セルは、充電および放電可能な電池であって、例えば、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池である。
【００３０】  バッテリバンクＢＫ１〜ＢＫｎのそれぞれに含まれる複数の電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍは、伝送ラインを介して共通の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎと通信可能に接続されている。本実施形態では、複数の電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍそれぞれは、対応する電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎとシリアル通信を行うことができ、電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍと電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎとは、例えばＣＡＮ（control area network）プロトコルに基づいて通信を行う。なお、電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍと電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎとは、有線の通信手段により通信を行ってもよく、無線の通信手段により通信を行ってもよい。
【００３１】  電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍは、組電池に含まれる二次電池セルの電圧と、組電池の近傍の温度と、を検出する。電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍは、所定の通信周期（α[秒]）で、検出した値を対応する電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎへ出力可能である。また、電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍは、電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎからの制御信号により動作を制御される。
【００３２】  電流センサＣＳ１〜ＣＳｎは、複数のバッテリバンクＢＫ１〜ＢＫｎそれぞれに含まれる複数の組電池に流れる電流を検出し、検出した電流の値を対応する電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎへ供給する。
【００３３】  複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎは、伝送ラインを介して車両制御装置ＣＴＲと通信可能に接続されている。本実施形態では、電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎと車両制御装置ＣＴＲとは、例えばＣＡＮ（control area network）プロトコルに基づいて通信を行う。なお、複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎと車両制御装置ＣＴＲとは、有線の通信手段により通信を行ってもよく、無線の通信手段により通信を行ってもよい。
【００３４】  複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎのそれぞれは、所定の周期で、電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍから受信した電圧値および温度値と、電流センサＣＳ１〜ＣＳｎから受信した電流値と（バッテリ出力検出値）を車両制御装置ＣＴＲへ出力する。複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎは、車両制御装置ＣＴＲからの制御信号により動作を制御される。
【００３５】  車両制御装置ＣＴＲは、複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎから受信した電圧値と電流値とを用いて、複数の二次電池セルの内部抵抗値を演算することができる。車両制御装置ＣＴＲは、二次電池セルの開回路電圧（ＯＣＶ：open circuit voltage）値Ｖｏｃｖと、閉回路電圧（ＣＣＶ：close circuit voltage）値Ｖｃｃｖと、電流値Ｉとを取得し、二次電池セルの内部抵抗Ｒを演算する。二次電池セルの内部抵抗は、例えば下記式（１）により演算することができる。    Ｒ[Ω]＝（Ｖｃｃｖ−Ｖｏｃｖ）／Ｉ…（１）
【００３６】  図４は、電池モジュールを充電しているときのバッテリ電流とバッテリ電圧との時間変化の一例を示す図である。  電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍが充電および放電されていない状態ではバッテリ電圧は開回路電圧Ｖｏｃｖであって、電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍの充電が開始され、組電池に充電電流が流れるとバッテリ電圧が閉回路電圧Ｖｃｃｖとなる。
【００３７】  電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍは直流リンクから供給される電流により充電することができる。
【００３８】  車両制御装置ＣＴＲは、内燃機関１０の動力を発電機３０とコンバータ４０とで直流電力に変換して直流リンクを介してバッテリ装置ＢＴへ供給することができる。このとき、車速をゼロとすると、内燃機関１０から得られる動力は動力分割機構２０を介して発電機３０のみに供給され、発電機３０を高速域で動作することとなる。
【００３９】  発電機３０が高速域で動作するときには、コンバータ４０は過変調駆動又は１パルス駆動を行う。過変調駆動は、例えば、コンバータ４０の交流側の出力指令をキャリア周期に同期した非線形の複数の方形波とするものである。１パルス駆動は、例えば、コンバータ４０の交流側の出力指令をキャリア周期に同期した１パルスの方形波とするものである。すなわち、１パルス駆動は、一周期を１パルスでコンバータ４０を制御する駆動モードであり、過変調駆動と非同期ＰＷＭ駆動は、一周期を複数パルスでコンバータ４０を制御する駆動モードである。
【００４０】  過変調駆動又は１パルス駆動を行うと、バッテリ装置ＢＴに対して充電電流および充電電流が一定となるように発電機３０を制御しても、電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍの組電池に流れる電流に脈動が発生する。この電流の脈動は、例えば方形波がゼロクロスするときに、出力指令値と実際の出力電圧値との差が大きくなることにより生じるものであって電流に生じる脈動は、過変調駆動で動作するときよりも１パルス駆動で動作するときの方が大きくなる。
【００４１】  上記のように発電機３０が高速域で動作しているとき、二次電池セルの電圧と電流とを検出するタイミングが同期している場合は、いずれの値にも同様に電流の脈動分による誤差が含まれるため、内部抵抗値の演算誤差が抑えられる。しかしながら、二次電池セル電圧と電流とを検出するタイミングの同期がとれていない場合、内部抵抗値の演算誤差が大きくなる可能性がある。
【００４２】  二次電池セル電圧と電流とを検出するタイミングの同期がとれず、例えば、バッテリ電流を検出したタイミングにて電流の脈動分Ｉrippleが最大であり、二次電池セル電圧を検出したタイミングにて二次電池セル電圧の脈動分（＝Ｒ（二次電池セルの内部抵抗）×Ｉripple）が最小であった場合、内部抵抗値の演算誤差が大きくなり、演算精度が低下してしまう。
【００４３】  図５は、電池管理回路と電池監視回路との通信タイミングの一例を説明するための図である。  電池監視回路ＣＢｎ１〜ＣＢｎｍのそれぞれは、周期的に複数の二次電池セルの電圧値を検出し電池管理回路ＣＡｎへ検出値を送信する。複数の電池監視回路ＣＢｎ１〜ＣＢｎｍが、複数の二次電池セルの電圧の検出値を電池管理回路ＣＡｎへ送信する周期はα（ｍｓ）であるとすると、電池管理回路ＣＡｎが対応する電池監視回路ＣＢｎ１〜ＣＢｎｍ全てから検出値の受信を完了するまでに要する時間はｍ×α（ｍｓ）となる。
【００４４】  電池監視回路ＣＢｎ１〜ＣＢｎｍのそれぞれにおいて、複数の二次電池セルの電圧は略時間差なく検出することが可能である。しかしながら、共通の電池管理回路ＣＡｎへ二次電池セルの電圧値を送信する場合、電池監視回路ＣＢｎ１〜ＣＢｎｍ間で、二次電池セルの電圧を検出するタイミングに通信周期分（最大で（ｍ−１）α）の差が生じる。１つの電池管理回路ＣＡｎにより制御される電池モジュールＭＤＬｎ１〜ＭＤＬｎｍの数が多くなると、二次電池セルの電圧を検出するタイミングと電流を検出するタイミングとを同期させることが困難であった。
【００４５】  本実施形態では、二次電池セルの内部抵抗値の演算精度が低下することを回避するために、二次電池セルの内部抵抗を演算する際に、二次電池セルの充電電流に脈動が生じることを抑制している。
【００４６】  図６は、図１に示す発電機およびコンバータの動作の一例を説明するための図である。  図６では、発電機の回転数と出力とを一定とし、発電機の励磁電流と発電機からコンバータへ出力される交流電圧の線間電圧実効値との関係の一例を示している。
【００４７】  なおこの例では、発電機３０は、例えば誘導電動機（ＩＭ）である。線間電圧実効値は、コンバータ４０から発電機３０に印加される交流電圧の実効値である。変調率は、コンバータ４０から発電機３０へ出力可能な最大電圧を１００％としたときの線間電圧実行値の比率であって、直流リンク間の直流電圧に対する線間電圧実効値の割合（％）である。
【００４８】  発電機３０の励磁電流をゼロから大きくなるように変化させると、線間電圧実効値は一度低下して最小値となり、その後は励磁電流が大きいほど線間電圧実効値は大きくなる。線間電圧実効値の極小値よりも大きい領域では、励磁電流が小さくなると、発電機の回転数が同じであってもコンバータ４０の変調率は小さくなる。
【００４９】  この例によれば、発電機３０の回転数と出力とが一定であるときに、発電機３０の励磁電流の大きさを調整することにより、コンバータ４０の変調率を調整することが可能であることが分かる。
【００５０】  そこで、本実施形態のハイブリッド車両では、二次電池セルの内部抵抗を測定する際に、発電機３０の励磁電流を通常時よりも小さくすることによりコンバータ４０の変調率を調整し、コンバータ４０が１パルス駆動で動作することを回避している。
【００５１】  図７は、実施形態のハイブリッド車両において、発電機回転数とコンバータの駆動方法との関係の一例を説明するための図である。  車両制御装置ＣＴＲは、二次電池セルの内部抵抗を測定するために複数の二次電池セルの閉回路電圧を検出するときには、通常時（二次電池セルの内部抵抗を測定するとき以外の期間）よりも発電機３０の励磁電流を下げて、コンバータ４０の変調率を小さくし、過変調駆動や非同期ＰＷＭ駆動によりコンバータ４０を駆動可能とする。
【００５２】  具体的には、車両制御装置ＣＴＲは、コンバータ４０へモード切替指令を出力し、内部抵抗測定時と通常時とでコンバータ４０の変調率を変えるために、内部抵抗測定時には通常時とは異なる励磁電流が発電機３０に印加されるように制御する。
【００５３】  コンバータ４０は、モード切替指令の値に従って発電機３０の励磁電流の大きさを切替える。内部抵抗測定時の励磁電流と通常時の励磁電流との値は、それぞれ予めコンバータ４０に設定された値でもよい。車両制御装置ＣＴＲにおいて、内部抵抗測定時における内燃機関１０の速度指令を予め設定すると、ハイブリッド車両が停車しているとしたときの発電機３０の回転数も予め設定可能である。発電機３０が所定の回転数（例えばＮ（ｒｐｍ））で動作するときに、過変調駆動或いは非同期ＰＷＭ駆動によりコンバータ４０が動作可能となるように、内部抵抗測定時の励磁電流を設定すればよい。
【００５４】  なお、発電機３０の回転数と出力とが一定であるとき、励磁電流を小さくすると線間電圧実効値が小さくなり、コンバータ４０に流れる電流が大きくなる。したがって、発電機３０の励磁電流の下限値は、コンバータ４０に流れる電流の上限（スイッチング素子の耐圧等）に基づいて設定してもよい。
【００５５】  発電機３０の回転数と出力とが一定であるとき、発電機３０の励磁電流を小さくすると、コンバータ４０の変調率は小さくなる。このことから、内部抵抗測定時の励磁電流は、通常時の励磁電流よりも小さくなるように設定される。
【００５６】  車両制御装置ＣＴＲは、発電機３０の回転数（ｒｐｍ）に応じてコンバータ４０のトルク指令の値を設定する。コンバータ４０は、モード切替指令とトルク指令と直流リンク間の電圧とに基づいて変調率を演算し、変調率の値に応じて駆動方法を切替える。
【００５７】  図７に示す例では、コンバータ４０は、変調率が７５％未満において非同期ＰＷＭ駆動により動作し、変調率が７５％以上１００％未満において過変調駆動により動作し、変調率が１００％のときに１パルス駆動により動作する。  例えば、通常時に発電機３０の回転数をＮ（ｒｐｍ）としたとき、コンバータ４０の変調率は１００％であり、コンバータ４０は１パルス駆動にて動作する。ハイブリッド車両が停車しているときに、発電機３０の励磁電流を小さくし、発電機３０の回転数をＮ（ｒｐｍ）とすると、コンバータ４０の変調率は７５％以上１００％未満となり、コンバータ４０は過変調駆動により動作する。
【００５８】  図８は、実施形態のハイブリッド車両において、二次電池セルの内部抵抗値を演算する動作の一例を説明するためのフローチャートである。  この例では、車両制御装置ＣＴＲは、ハイブリッド車両が停止しているときに二次電池セルの内部抵抗値を演算する。  車両制御装置ＣＴＲは、バッテリ装置ＢＴの複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎから、複数の電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍに含まれる二次電池セルの開回路電圧を取得する。（ステップＳ１）
【００５９】  車両制御装置ＣＴＲは、発電機３０の励磁電流を通常時とは異なる値とする。具体的には、車両制御装置ＣＴＲは、モード切替指令によりコンバータ４０を制御し、発電機３０の励磁電流を通常時よりも小さくする。ここで、発電機３０の励磁電流の大きさは、例えば、二次電池セルの内部抵抗値を演算する際の発電機３０の回転数を予め設定し、設定した回転数にてコンバータ４０が過変調駆動あるいは非同期ＰＷＭ駆動となるように設定される。（ステップＳ２）
【００６０】  続いて車両制御装置ＣＴＲは、速度指令によりハイブリッド車両が所定の速度となるように内燃機関１を動作させる。このときハイブリッド車両は停車しているため、内燃機関１０が動作したことによる動力は、動力分割機構２０により発電機３０へ供給される。（ステップＳ３）
【００６１】  内燃機関１０から得られる動力により発電機３０が回転する。車両制御装置ＣＴＲは、発電機３０から回転数を取得し（或いは予め設定した回転数に基づいて）、回転数に対応したトルク指令を演算して、コンバータ４０へ出力する。コンバータ４０は、モード切替指令、トルク指令、および、直流リンク間電圧を用いて変調率を演算する。コンバータ４０は、変調率に応じた駆動方法にて動作する。このとき、発電機３０の励磁電流は通常時よりも小さいため、発電機３０の回転数に対するコンバータ４０の変調率は通常時よりも小さくなる。したがって、発電機３０が高速で回転しているときでもコンバータ４０を非同期ＰＷＭ駆動又は過変調駆動により動作させることが可能となり、二次電池セルの内部抵抗値を演算するときに、コンバータ４０が１パルス駆動により動作することを回避することができる。（ステップＳ４）
【００６２】  コンバータ４０は、発電機３０から供給された交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ供給する。バッテリ装置ＢＴは、直流リンクから供給される直流電力により充電される。（ステップＳ５）  車両制御装置ＣＴＲは、複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎのそれぞれに対して、複数の電池モジュールＭＤＬ１１〜ＭＤＬｎｍに含まれる複数の二次電池セルの閉回路電圧と、複数の電池モジュールに流れる電流との値を要求する。
【００６３】  車両制御装置ＣＴＲからの要求に従い、複数の電池管理回路のそれぞれは、順次、複数の電池モジュールから複数の二次電池セルの閉回路電圧を取得し、複数の電池モジュールに流れる電流を取得して、車両制御装置ＣＴＲへ閉回路電圧値と、電流値とを出力する。（ステップＳ６）
【００６４】  このとき、各電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎにおいて電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍは略同時に複数の二次電池セルの閉回路電圧を取得可能である。しかしながら、各電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎは、対応する複数の電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍと順次通信を行い、対応する複数の電池監視回路ＣＢ１１〜ＣＢｎｍそれぞれから複数の二次電池セルの閉回路電圧を取得するため、通信周期分だけ閉回路電圧の取得するタイミングにズレが生じる。例えば二次電池セルの充電電流に生じるリプルが大きくなると、閉回路電圧を取得するタイミングにより電流リプルの大きさが変化し、複数の二次電池セルの内部抵抗値を正確に演算することができない。
【００６５】  これに対し、本実施形態のハイブリッド車両では、二次電池セルの内部抵抗値を演算する際には、コンバータ４０が１パルス駆動により動作することを回避可能であり、二次電池セルの充電電流に生じるリプルを低く抑えることができる。これにより、二次電池セルの内部抵抗値の演算精度を向上させることができる。  車両制御装置ＣＴＲは、上記のように複数の電池管理回路ＣＡ１〜ＣＡｎから取得した複数の二次電池セルの閉回路電圧と、電池モジュールＭＤＬ１〜ＭＤＬｎの電流と、バッテリ装置ＢＴが充電されていないときに予め測定された複数の二次電池セルの開回路電圧と、を用いて、複数の二次電池セルの内部抵抗値を演算する。（ステップＳ７）  上記のように、本実施形態のハイブリッド車両によれば、二次電池セルの内部抵抗を精度よく演算することが可能となる。
【００６６】  なお、上述の実施形態において、発電機３０は誘導電動機（ＩＭ）であるものとして説明したが、同期電動機（ＰＭ）であっても構わない。同期電動機を採用する場合には、励磁電流の向きは、回転子の磁力を打ち消す方向となる。
【００６７】  本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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