(57)【要約】【課題】低温環境下において、外部から供給される電力で速やかに蓄電装置を充電できる車両の電源システムを提供すること。【解決手段】電源システム１は、第１バッテリＢ１と、第２バッテリＢ２と、ヒータＨと、バッテリＢ１，Ｂ２とヒータＨとが設けられた電力回路２と、車両Ｖの外部の電力を電力回路２へ供給する第１外部充電ユニット５と、電力回路２及び第１外部充電ユニット５を制御するＥＣＵ７と、を備える。ＥＣＵ７は、交流充電器５から供給される電力でヒータＨを駆動することによってこのヒータＨで第１バッテリＢ１を加温するヒータ加温制御の実行中に、第１バッテリＢ１から第２バッテリＢ２へ電力を放電することで第１バッテリＢ１を加温する放電加温制御を実行し、第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度以上になった後に交流充電器５から供給される電力で第１バッテリＢ１を充電する。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力発生源に電力を供給する第１蓄電装置及び第２蓄電装置と、
電力を消費して前記第１蓄電装置を加温する加温装置と、
前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置と前記加温装置とが設けられた電力回路と、
前記車両の外部の電力を前記電力回路へ供給する外部電力供給部と、
前記電力回路及び前記外部電力供給部を制御する制御装置と、
前記第１蓄電装置の温度を取得する温度取得手段と、を備える車両の電源システムであって、
前記制御装置は、前記外部電力供給部から供給される電力で前記加温装置を駆動することによって前記加温装置で前記第１蓄電装置を加温する第１加温制御の実行中に、前記第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置の一方から他方へ電力を放電することで前記第１蓄電装置を加温する第２加温制御を実行し、前記第１蓄電装置の温度が所定温度以上になった後に前記外部電力供給部から供給される電力で前記第１蓄電装置を充電することを特徴とする車両の電源システム。
【請求項２】
前記第１蓄電装置は、前記第２蓄電装置よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高く、
前記制御装置は、前記第２加温制御では、始めに前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置へ電力を放電することで前記第１蓄電装置を加温する放電加温制御を行った後、前記第２蓄電装置から前記第１蓄電装置へ電力を放電し当該第１蓄電装置を充電することで前記第１蓄電装置を加温する充電加温制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の電源システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第２加温制御では、前記第１蓄電装置の温度が前記所定温度以上になるまで前記放電加温制御と前記充電加温制御とを繰り返し実行することを特徴とする請求項２に記載の車両の電源システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記車両の走行中である場合には、前記第２蓄電装置の蓄電量が通常時上限蓄電量以下で維持されるように前記第２蓄電装置の充放電を制御し、前記放電加温制御では、前記第２蓄電装置の蓄電量が前記通常時上限蓄電量よりも大きい加温時上限蓄電量になるまで前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置へ電力を放電することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源システムに関する。より詳しくは、２つの蓄電装置と、電力を消費して蓄電装置を加温する加温装置と、外部の電力を供給する外部電力供給部と、を備える車両の電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両は、蓄電装置から供給される電力を用いてモータを駆動することによって走行する。この蓄電装置には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の化学電池が多く用いられている。しかしながら化学電池は、化学反応によって化学エネルギを直流の電力に変換するため、その温度が低くなるほど充電能力及び放電能力共に低下する特性がある。
【０００３】
そこで低温環境下で外部充電器によって蓄電装置を充電する場合には、外部充電器から供給される電力で車両に搭載されたヒータを駆動し、蓄電装置を加温しながら蓄電装置を充電するものが多い（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−６３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら蓄電装置の外部に設けられたヒータでは、蓄電装置の外部を加温できても、内部を十分に加温することができない。このため特許文献１の電源システムでは、蓄電装置の内部を加温し、充電能力を回復させるために時間がかかってしまうおそれがある。また外部充電時には、ヒータによる加温と蓄電装置への充電とを同時に行ったとしても、蓄電装置の内部の温度が低く、充電能力が十分でない場合には、蓄電装置に供給できる充電電力も制限されるため、充電が完了するまでに時間がかかるおそれがある。
【０００６】
本発明は、低温環境下において、外部から供給される電力で速やかに蓄電装置を充電できる車両の電源システム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】
【０００７】
（１）本発明に係る車両（例えば、後述の車両Ｖ）の電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、車両の動力発生源（例えば、後述の駆動モータＭ）に電力を供給する第１蓄電装置（例えば、後述の第１バッテリＢ１）及び第２蓄電装置（例えば、後述の第２バッテリＢ２）と、電力を消費して前記第１蓄電装置を加温する加温装置（例えば、後述のヒータＨ）と、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置と前記加温装置とが設けられた電力回路（例えば、後述の電力回路２）と、前記車両の外部の電力を前記電力回路へ供給する外部電力供給部（例えば、後述の第１外部充電ユニット５、又は第２外部充電ユニット６）と、前記電力回路及び前記外部電力供給部を制御する制御装置（例えば、後述のＥＣＵ７）と、前記第１蓄電装置の温度を取得する温度取得手段（例えば、後述の第１バッテリセンサユニット８１）と、を備え、前記制御装置は、前記外部電力供給部から供給される電力で前記加温装置を駆動することによって前記加温装置で前記第１蓄電装置を加温する第１加温制御の実行中に、前記第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置の一方から他方へ電力を放電することで前記第１蓄電装置を加温する第２加温制御を実行し、前記第１蓄電装置の温度が所定温度（例えば、後述の加温判定温度）以上になった後に前記外部電力供給部から供給される電力で前記第１蓄電装置を充電することを特徴とする。
【０００８】
（２）この場合、前記第１蓄電装置は、前記第２蓄電装置よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高く、前記制御装置は、前記第２加温制御では、始めに前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置へ電力を放電することで前記第１蓄電装置を加温する放電加温制御を行った後、前記第２蓄電装置から前記第１蓄電装置へ電力を放電し当該第１蓄電装置を充電することで前記第１蓄電装置を加温する充電加温制御を行うことが好ましい。
【０００９】
（３）この場合、前記制御装置は、前記第２加温制御では、前記第１蓄電装置の温度が前記所定温度以上になるまで前記放電加温制御と前記充電加温制御とを繰り返し実行することが好ましい。
【００１０】
（４）この場合、前記制御装置は、前記車両の走行中である場合には、前記第２蓄電装置の蓄電量が通常時上限蓄電量以下で維持されるように前記第２蓄電装置の充放電を制御し、前記放電加温制御では、前記第２蓄電装置の蓄電量が前記通常時上限蓄電量よりも大きい加温時上限蓄電量になるまで前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置へ電力を放電することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
（１）本発明の電源システムでは、制御装置は、第１加温制御の実行中に第２加温制御を実行し、第１蓄電装置の温度が所定温度以上になった後に外部電力供給部から供給される電力で第１蓄電装置を充電する。ここで第１加温制御では、制御装置は、外部電力供給部から供給される電力で加温装置を駆動することにより、第１蓄電装置を外部から加温する。また第２加温制御では、制御装置は、第１蓄電装置及び第２蓄電装置の一方から他方へ電力を放電することで第１蓄電装置を内部から加温する。よって電源システムでは、第１加温制御と第２加温制御を同時に実行することにより、第１蓄電装置を内部及び外部の両方から加温させることができるので、第１蓄電装置の充電能力及び放電能力を速やかに上昇させることができる。またこの電源システムによれば、第１蓄電装置の温度が所定温度以上になってから外部電力供給部からの電力を第１蓄電装置に供給することにより、第１加温制御では、外部電力供給部から供給される電力の多くを加温装置に供給できるので、第１蓄電装置を速やかに加温することができ、ひいては第１蓄電装置の充電能力及び放電能力を速やかに上昇させることができる。またこれにより、第１蓄電装置の充電にかかる時間を短くできる。
【００１２】
（２）本発明の電源システムでは、第１蓄電装置として、第２蓄電装置よりも出力重量密度が低く、エネルギ重量密度が高いものを用いる。すなわちエネルギ重量密度が優れている第１蓄電装置は、高容量を主目的とした容量型の蓄電装置であり、出力重量密度が優れている第２蓄電装置は、高出力を主目的とした出力型の蓄電装置である。容量型の第１蓄電装置は、充電が要求される低充電率時には、充電能力よりも放電能力の方が高くなっているため、充電を行うよりも放電を行った方が内部抵抗による発熱量を多くでき、第１蓄電装置を速やかに加温できる。よって制御装置は、第２加温制御では、始めに第１蓄電装置から第２蓄電装置へ電力を放電することで第１蓄電装置を加温する放電加温制御を行った後、第２蓄電装置から第１蓄電装置へ電力を放電し第１蓄電装置を充電することで第１蓄電装置を加温する充電加温制御を行う。これにより、第１蓄電装置の温度を速やかに所定温度まで上昇させることができ、ひいては第１蓄電装置の充電にかかる時間を短くできる。
【００１３】
（３）本発明の電源システムでは、第２加温制御では、第１蓄電装置の温度が所定温度になるまで放電加温制御と充電加温制御とを繰り返し実行する。これにより、第１蓄電装置を内部から継続的に加温できるので、第１蓄電装置の温度を速やかに所定温度まで上昇させることができ、ひいては第１蓄電装置の充電にかかる時間を短くできる。
【００１４】
（４）上述のように、充電加温制御よりも放電加温制御の方が第１蓄電装置を速やかに加温することができるため、放電加温制御を先に行うことが好ましい。しかしながら放電加温制御を行うためには、第１蓄電装置から放電される電力を第２蓄電装置で受け入れる必要がある。そこで本発明の電源システムでは、制御装置は、車両の走行中である場合には第２蓄電装置の蓄電量が通常時上限蓄電量以下で維持されるように第２蓄電装置の充放電量を制御し、放電加温制御では、第２蓄電装置の蓄電量が通常時上限蓄電量よりも大きい加温時上限蓄電量になるまで第１蓄電装置から第２蓄電装置へ電力を放電する。これにより、上記のように始めに行う放電加温制御では、第１蓄電装置から放電される電力を第２蓄電装置で受け入れることができるので、第１蓄電装置を速やかに加温できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源システムを搭載する車両の構成を示す図である。
【図２】第１バッテリ及び第２バッテリの所定の温度における放電能力及び充電能力を比較した図である。
【図３Ａ】通常充電制御の実行時における電力の流れを模式的に示す図である。
【図３Ｂ】ヒータ加温制御と放電加温制御とを同時に実行している場合における電力の流れを模式的に示す図である。
【図３Ｃ】ヒータ加温制御と充電加温制御とを同時に実行している場合における電力の流れを模式的に示す図である。
【図４】第１外部充電ユニットを用いた外部充電の実行時に、ＥＣＵにおいて実行される充放電制御処理の具体的な手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電源システム１を搭載する電動車両Ｖ（以下、単に「車両」という）の構成を示す図である。車両Ｖは、電源システム１と、電動発電機である駆動モータＭと、駆動輪Ｗと、を備える。
【００１７】
駆動モータＭは、主として車両Ｖが走行するための動力を発生する。駆動モータＭの出力軸は、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに連結されている。電源システム１から駆動モータＭに電力を供給することにより駆動モータＭで発生させたトルクは、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪Ｗに伝達され、駆動輪Ｗを回転させ、車両Ｖを走行させる。また駆動モータＭは、車両Ｖの減速回生時には発電機として作用する。駆動モータＭによって発電された電力は、電源システム１が備える後述の第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２に充電される。
【００１８】
電源システム１は、駆動モータＭに電力を供給する第１蓄電装置としての第１バッテリＢ１及び第２蓄電装置としての第２バッテリＢ２と、電力を消費して第１バッテリＢ１を加温する加温装置としてのヒータＨと、これら第１バッテリＢ１と第２バッテリＢ２とヒータＨと駆動モータＭとが設けられた電力回路２と、外部から供給される電力を電力回路２に供給する第１外部充電ユニット５及び第２外部充電ユニット６、これら電力回路２と外部充電ユニット５，６とを制御する電子制御ユニット７（以下、「ＥＣＵ７」との略称を用いる）と、を備える。
【００１９】
第１バッテリＢ１は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、及び電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第１バッテリＢ１として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。
【００２０】
第１バッテリＢ１には、第１バッテリＢ１の内部状態を推定するため第１バッテリセンサユニット８１が設けられている。第１バッテリセンサユニット８１は、ＥＣＵ７において第１バッテリＢ１の充電率や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号をＥＣＵ７へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第１バッテリセンサユニット８１は、第１バッテリＢ１の端子電圧を検出する電圧センサ、第１バッテリＢ１を流れる電流を検出する電流センサ、及び第１バッテリＢ１の温度を検出する温度センサ等によって構成される。ＥＣＵ７は、第１バッテリセンサユニット８１から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、バッテリの蓄電量を百分率で表した充電率を算出する。またＥＣＵ７は、第１バッテリセンサユニット８１から送信される検出値に基づいて第１バッテリＢ１の温度を取得する。
【００２１】
第２バッテリＢ２は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、及び電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この第２バッテリＢ２として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。第２バッテリＢ２は、例えばキャパシタを用いてもよい。
【００２２】
第２バッテリＢ２には、第２バッテリＢ２の内部状態を推定するため第２バッテリセンサユニット８２が設けられている。第２バッテリセンサユニット８２は、ＥＣＵ７において第２バッテリＢ２の充電率や温度等を取得するために必要な物理量を検出し、検出値に応じた信号をＥＣＵ７へ送信する複数のセンサによって構成される。より具体的には、第２バッテリセンサユニット８２は、第２バッテリＢ２の端子電圧を検出する電圧センサ、第２バッテリＢ２を流れる電流を検出する電流センサ、及び第２バッテリＢ２の温度を検出する温度センサ等によって構成される。ＥＣＵ７は、第２バッテリセンサユニット８２から送信される検出値を用いた既知のアルゴリズムに基づいて、第２バッテリＢ２の充電率を算出する。またＥＣＵ７は、第２バッテリセンサユニット８２から送信される検出値に基づいて第２バッテリＢ２の温度を取得する。
【００２３】
ここで、第１バッテリＢ１の特性と第２バッテリＢ２の特性を比較する。
先ず、第１バッテリＢ１の満充電時電圧は第２バッテリＢ２の満充電時電圧よりも高い。このため車両Ｖの走行中や、第１外部充電ユニット５又は第２外部充電ユニット６を用いてこれらバッテリＢ１，Ｂ２を充電している間は、第１バッテリＢ１が直接的に接続されている後述の第１電力線２１の電圧は、第２バッテリＢ２が直接的に接続されている第２電力線２２の電圧よりも高い。
【００２４】
また第１バッテリＢ１は、第２バッテリＢ２よりも出力重量密度が低くかつエネルギ重量密度が高い。すなわち、第１バッテリＢ１は、エネルギ重量密度の点で第２バッテリＢ２よりも優れる。また第２バッテリＢ２は、出力重量密度の点で第１バッテリＢ１よりも優れる。なお、エネルギ重量密度とは、単位重量あたりの電力量［Ｗｈ／ｋｇ］であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力［Ｗ／ｋｇ］である。したがって、エネルギ重量密度が優れている第１バッテリＢ１は、高容量を主目的とした容量型の蓄電装置であり、出力重量密度が優れている第２バッテリＢ２は、高出力を主目的とした出力型の蓄電装置である。
【００２５】
図２は、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の所定の温度における放電能力及び充電能力を比較した図である。図２の左側には所定の温度における第１バッテリＢ１の最大放電電力［ｋＷ］及び最大充電電力［ｋＷ］を示し、図２の右側には同温度における第２バッテリＢ２の最大放電電力及び最大充電電力を示す。最大放電電力とは、バッテリから継続的に放電できる電力の最大値をいい、以下では正値とする。最大充電電力とは、バッテリへ継続的に供給できる電力の最大値をいい、以下では負値とする。
【００２６】
図２に示すように、第１バッテリＢ１の最大放電電力は、第２バッテリＢ２の最大放電電力よりも小さい。すなわち、第２バッテリＢ２は、第１バッテリＢ１よりも大きな電力を継続的に放電できる。また第２バッテリＢ２の最大充電電力の絶対値は、第１バッテリＢ１の最大充電電力の絶対値よりも大きい。すなわち、第２バッテリＢ２は、第１バッテリＢ１よりも回生能力が高い。なおこれら最大放電電力及び最大充電電力は、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２ともに、その温度が低くなるほど０に近づく特性がある。
【００２７】
ヒータＨは、第１バッテリＢ１の近傍に設置されている。ヒータＨは、後述の第２電力線２２における電力を消費して発熱し、第１バッテリＢ１を加温する電気ヒータである。
【００２８】
電力回路２は、駆動モータＭとの間で電力の授受を行うインバータ３と、このインバータ３の直流入出力端子と第１バッテリＢ１とを接続する第１電力線２１と、第２バッテリＢ２及びヒータＨが接続された第２電力線２２と、第２電力線２２と第１電力線２１とを接続する電圧変換器４と、を備える。
【００２９】
インバータ３は、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。インバータ３は、その直流入出力側において第１電力線２１に接続され、その交流入出力側において駆動モータＭのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されている。インバータ３は、ＥＣＵ７の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、第１電力線２１における直流電力を三相交流電力に変換して駆動モータＭに供給したり、駆動モータＭから供給される三相交流電力を直流電力に変換して第１電力線２１に供給したりする。
【００３０】
電圧変換器４は、第１電力線２１と第２電力線２２とを接続する。電圧変換器４は、リアクトル、平滑コンデンサ、及び複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）等を組み合わせて構成され、これら第１電力線２１と第２電力線２２との間で直流電圧を変換する所謂双方向ＤＣＤＣコンバータである。電圧変換器４は、ＥＣＵ７の図示しないゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って上記複数のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、昇圧機能と降圧機能を発揮する。昇圧機能とは、低圧側である第２電力線２２における電力を昇圧して第１電力線２１に出力する機能をいい、これにより第２電力線２２側から第１電力線２１側へ電流が流れる。また降圧機能とは、高圧側である第１電力線２１における電力を降圧して第２電力線２２に出力する機能をいい、これにより第１電力線２１側から第２電力線２２側へ電流が流れる。
【００３１】
第２バッテリＢ２は、第２電力線２２のうちヒータＨよりも電圧変換器４側に接続されている。また第２電力線２２のうち第２バッテリＢ２とヒータＨとの間には、ヒータＨと第２バッテリＢ２及び電圧変換器４とを接続又は遮断するスイッチであるヒータコンタクタ２３が設けられている。このヒータコンタクタ２３は、ＥＣＵ７から送信される信号に応じて閉成又は開成する。したがって第２電力線２２は、このヒータコンタクタ２３を開成することによって、電圧変換器４及び第２バッテリＢ２を含む回路と、ヒータＨを含む回路とに分けることができる。
【００３２】
第１外部充電ユニット５は、交流充電器５１と、充電ライン５２と、ヒータ給電ライン５３と、充電コンタクタ５４と、ヒータ給電コンタクタ５５と、を備える。
【００３３】
交流充電器５１は、例えば図示しない家庭用商用交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し充電ライン５２及びヒータ給電ライン５３へ供給する。
【００３４】
充電ライン５２は、交流充電器５１の出力端子と第２電力線２２のうちヒータコンタクタ２３よりも第２バッテリＢ２側とを接続する電力線である。交流充電器５１から供給される電力で第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２を充電する場合、この充電ライン５２が用いられる。充電コンタクタ５４は、この充電ライン５２に設けられたスイッチであり、交流充電器５１と第２バッテリＢ２及び電圧変換器４とを接続又は遮断する。この充電コンタクタ５４は、ＥＣＵ７から送信される信号に応じて閉成又は開成する。
【００３５】
ヒータ給電ライン５３は、交流充電器５１の出力端子と第２電力線２２のうちヒータコンタクタ２３よりもヒータＨ側とを接続する電力線である。交流充電器５１から供給される電力でヒータＨを駆動する場合、このヒータ給電ライン５３が用いられる。ヒータ給電コンタクタ５５は、このヒータ給電ライン５３に設けられたスイッチであり、交流充電器５１とヒータＨとを接続又は遮断する。このヒータ給電コンタクタ５５は、ＥＣＵ７から送信される信号に応じて閉成又は開成する。
【００３６】
第２外部充電ユニット６は、直流充電器６１と、充電ライン６２と、ヒータ給電ライン６３と、充電コンタクタ６４と、ヒータ給電コンタクタ６５と、を備える。
【００３７】
直流充電器６１は、例えば図示しない充電ステーション、商業施設、及び公共施設等に設置された外部急速充電器から供給される直流電力を充電ライン６２及びヒータ給電ライン６３へ供給する。
【００３８】
充電ライン６２は、直流充電器６１の出力端子と第２電力線２２のうちヒータコンタクタ２３よりも第２バッテリＢ２側とを接続する電力線である。直流充電器６１から供給される電力で第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２を充電する場合、この充電ライン６２が用いられる。充電コンタクタ６４は、この充電ライン６２に設けられたスイッチであり、直流充電器６１と第２バッテリＢ２及び電圧変換器４とを接続又は遮断する。この充電コンタクタ６４は、ＥＣＵ７から送信される信号に応じて閉成又は開成する。
【００３９】
ヒータ給電ライン６３は、直流充電器６１の出力端子と第２電力線２２のうちヒータコンタクタ２３よりもヒータＨ側とを接続する電力線である。直流充電器６１から供給される電力でヒータＨを駆動する場合、このヒータ給電ライン６３が用いられる。ヒータ給電コンタクタ６５は、このヒータ給電ライン６３に設けられたスイッチであり、直流充電器６１とヒータＨとを接続又は遮断する。このヒータ給電コンタクタ６５は、ＥＣＵ７から送信される信号に応じて閉成又は開成する。
【００４０】
ＥＣＵ７は、マイクロコンピュータであり、走行中及びバッテリＢ１，Ｂ２の外部充電時に、インバータ３、電圧変換器４、ヒータコンタクタ２３、及び外部充電ユニット５，６等を操作することによって、バッテリＢ１，Ｂ２の充放電を制御する。
【００４１】
先ず、車両Ｖが走行中である場合におけるＥＣＵ７によるバッテリＢ１，Ｂ２の充放電制御の概要を説明する。
上述のように、第１バッテリＢ１は容量型であり、第２バッテリＢ２は出力型である。そこでＥＣＵ７は、定速走行時や緩やかな加速時等、駆動モータＭで要求される電力が比較的少ない場合には、電圧変換器４をオフにし、第１バッテリＢ１から放電される電力を駆動モータＭに供給する。そして加速時や登坂時等のように、第１バッテリＢ１のみでは駆動モータＭで要求される電力を賄いきれない場合には、電圧変換器４を駆動することによって第１バッテリＢ１に加えて第２バッテリＢ２から放電される電力を駆動モータＭに供給する。
【００４２】
このように第２バッテリＢ２は、運転者による要求が生じた場合に、この要求に応じて第１バッテリＢ１の出力を補うように用いられるため、運転者による要求に常に応えられるようにするためには、第２バッテリＢ２の充電率は予め定められた通常時下限充電率（例えば、２０〜５０％程度）以上で維持されることが好ましい。このように第２バッテリＢ２の充電率を通常時下限充電率以上で維持する手段として、例えば、駆動モータＭで発生する回生電力を、一旦全て第１バッテリＢ１に充電しておき、その後必要に応じて第１バッテリＢ１から放電される電力で第２バッテリＢ２を充電することが考えられる。しかしながらこの場合、駆動モータＭで発生した回生電力を、電圧変換器４を介して直接第２バッテリＢ２に充電する場合と比較して、第１バッテリＢ１の充電及び放電を経るため、損失が大きい。そこでＥＣＵ７は、減速時に駆動モータＭで発生する回生電力は、第１バッテリＢ１よりも第２バッテリＢ２に優先して多く充電されるように電圧変換器４を駆動する。
【００４３】
このように電源システム１では、減速時に駆動モータＭで発生する回生電力は、第１バッテリＢ１よりも第２バッテリＢ２に優先的に多く充電されるようになっている。このため、減速時に発生する回生電力を第２バッテリＢ２で受け入れられるよう、第２バッテリＢ２の充電率には上限も定められている。このためＥＣＵ７は、車両Ｖの走行中である場合には、第２バッテリＢ２の充電率が予め定められた通常時上限充電率（例えば、５０〜８０％程度）以下で維持されるように、第１バッテリＢ１から放電される電力と第２バッテリＢ２から放電される電力との割合を制御する。
【００４４】
次に、第１外部充電ユニット５を用いた外部充電の実行時におけるＥＣＵ７による充放電制御の概要について説明する。第１外部充電ユニット５の交流充電器５１と図示しない交流電力供給源とを充電ケーブルで接続すると、ＥＣＵ７は、交流充電器５１から供給される電力を用いた通常充電制御と、ヒータ加温制御と、放電加温制御と、充電加温制御と、を実行することが可能となっている。
【００４５】
図３Ａは、通常充電制御の実行時における電力の流れを模式的に示す図である。
通常充電制御では、ＥＣＵ７は、ヒータコンタクタ２３及びヒータ給電コンタクタ５５を開成し、充電コンタクタ５４を閉成する。これにより、交流充電器５１からの電力は、充電ライン５２を介して第２電力線２２に供給される。このため通常充電制御では、交流充電器５１から第２電力線２２に供給される電力で第２バッテリＢ２を充電することができる。また通常充電制御では、ＥＣＵ７は、電圧変換器４を駆動し、第２電力線２２における電力を昇圧して第１電力線２１に供給し、この第１電力線２１における電力で第１バッテリＢ１を充電する。以上より通常充電制御では、交流充電器５１から供給される電力で、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２を同時に充電することができる。
【００４６】
図３Ｂは、ヒータ加温制御と放電加温制御とを同時に実行している場合における電力の流れを模式的に示す図である。
ヒータ加温制御では、ＥＣＵ７は、充電コンタクタ５４及びヒータコンタクタ２３を開成し、ヒータ給電コンタクタ５５を閉成する。これにより、交流充電器５１とヒータＨとがヒータ給電ライン５３を介して接続される。またヒータ加温制御では、ＥＣＵ７は、交流充電器５１から供給される電力でヒータＨを駆動し、このヒータＨの発熱によって第１バッテリＢ１を外部から加温する。なおこのヒータ加温制御では、充電コンタクタ５４及びヒータコンタクタ２３が開成するため、交流充電器５１から出力される電力が第１バッテリＢ１や第２バッテリＢ２の充電に消費されることがない。このためヒータ加温制御では、交流充電器５１からヒータＨにできるだけ多くの電力を供給できるので、第１バッテリＢ１を速やかに加温することが可能となっている。
【００４７】
また放電加温制御では、ＥＣＵ７は、ヒータコンタクタ２３を開成した状態で電圧変換器４を駆動し、第１バッテリＢ１から第１電力線２１に放電される電力を降圧して第２電力線２２に供給し、この第２電力線２２における電力で第２バッテリＢ２を充電する。したがって放電加温制御では、第１バッテリＢ１から電圧変換器４を介して第２バッテリＢ２へ電力が放電され、この放電時の内部抵抗の発熱によって第１バッテリＢ１が内部から加温される。また図３Ｂに示すように、ヒータＨと第２バッテリＢ２及び電圧変換器４との接続は、ヒータコンタクタ２３によって遮断されている。このため、ＥＣＵ７は、ヒータ加温制御と放電加温制御とを同時に、並行して実行することができる。
【００４８】
図３Ｃは、ヒータ加温制御と充電加温制御とを同時に実行している場合における電力の流れを模式的に示す図である。
充電加温制御では、ＥＣＵ７は、ヒータコンタクタ２３を開成した状態で電圧変換器４を駆動し、第２バッテリＢ２から第２電力線２２に放電される電力を昇圧して第１電力線２１に供給し、この第１電力線２１における電力で第２バッテリＢ２を充電する。したがって充電加温制御では、第２バッテリＢ２から電圧変換器４を介して第１バッテリＢ１へ電力が放電され、この充電時の内部抵抗の発熱によって第１バッテリＢ１が内部から加温される。また図３Ｃに示すように、ヒータＨと第２バッテリＢ２及び電圧変換器４との接続は、ヒータコンタクタ２３によって遮断されている。このため、ＥＣＵ７は、ヒータ加温制御と充電加温制御とを同時に、並行して実行することができる。
【００４９】
なお、以上のような通常充電制御、ヒータ加温制御、放電加温制御、及び充電加温制御は、第２外部充電ユニット６を用いた外部充電時にも実行可能である。またその実行手順は、交流充電器５１を直流充電器６１に置き換え、充電ライン５２を充電ライン６２に置き換え、ヒータ給電ライン５３をヒータ給電ライン６３に置き換え、充電コンタクタ５４を充電コンタクタ６４に置き換え、ヒータ給電コンタクタ５５をヒータ給電コンタクタ６５に置き換えればよいので、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００５０】
図４は、第１外部充電ユニット５を用いた外部充電の実行時に、ＥＣＵ７において実行される充放電制御処理の具体的な手順を示すフローチャートである。図４の充放電制御処理は、図示しない充電ケーブルによって第１外部充電ユニット５の交流充電器５１と外部の交流電力供給源とが接続された後、所定の充電完了条件（例えば、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２の各々の充電率が、所定の閾値を超えること）が成立するまで、ＥＣＵ７において所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００５１】
始めにＳ１では、ＥＣＵ７は、第１バッテリＢ１の温度が、所定の加温判定温度より低いか否かを判定する。この加温判定温度は、交流充電器５１から供給される電力で第１バッテリＢ１を充電する際に、第１バッテリＢ１を加温する必要があるか否かを判定するために、第１バッテリＢ１の温度に対して設定される閾値である。Ｓ１の判定結果がＮＯである場合、すなわち第１バッテリＢ１の加温が不要であると判断できる場合には、ＥＣＵ７は、Ｓ２に移り、通常充電制御を実行し、図４の処理を終了する。これにより、図３Ａを参照して説明したように、第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２は、交流充電器５１から供給される電力によって充電される。
【００５２】
Ｓ１の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち第１バッテリＢ１の加温が必要であると判断できる場合には、ＥＣＵ７は、Ｓ３に移る。Ｓ３では、ＥＣＵ７は、ヒータ加温制御を実行し、Ｓ４に移る。これにより、図３Ｂを参照して説明したように、交流充電器５１から供給される電力でヒータＨが駆動され、このヒータＨの発熱によって第１バッテリＢ１が加温される。
【００５３】
Ｓ４では、放電加温フラグの値が“１”であるか否かを判定する。この放電加温フラグとは、第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度より低い場合において、放電加温制御の実行が要求されていることを示すフラグであり、“０”又は“１”の値を取り得る。すなわち、放電加温フラグの値が“１”であることは、放電加温制御の実行が要求されていることを意味し、放電加温フラグの値が“０”であることは、充電加温制御の実行が要求されていることを意味する。なおこの放電加温フラグの初期値は、例えば“１”に設定される。これにより、以下で説明するように、外部充電を開始した時に第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度より低かった場合には、始めに放電加温制御を実行し、その後充電加温制御を実行することができる。
【００５４】
Ｓ４の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち放電加温制御の実行が要求されている場合には、ＥＣＵ７は、Ｓ５に移る。Ｓ５では、ＥＣＵ７は、第１バッテリＢ１の最大放電電力と第２バッテリＢ２の最大充電電力の絶対値とを取得し、何れか小さい方をパス電力として設定し、Ｓ６に移る。これら第１バッテリＢ１の最大放電電力や第２バッテリＢ２の最大充電電力は、例えば、これらバッテリＢ１，Ｂ２の充電率や温度に基づいて予め定められたマップを検索することによって算出される。
【００５５】
Ｓ６では、ＥＣＵ７は、Ｓ５で設定されたパス電力の下で放電加温制御を実行し、Ｓ７に移る。より具体的には、ＥＣＵ７は、上記パス電力が電圧変換器４を通過して第１バッテリＢ１側から第２バッテリＢ２側へ供給されるように電圧変換器４を駆動する。これにより、図３Ｂを参照して説明したように、第１バッテリＢ１から第２バッテリＢ２へ設定されたパス電力が放電され、この放電時の内部抵抗の発熱によって第１バッテリＢ１が内部から加温される。
【００５６】
Ｓ７では、ＥＣＵ７は、第２バッテリＢ２の充電率を取得し、この充電率が、上述の通常時上限充電率よりも高く設定された加温時上限充電率（例えば、１００％程度）以上であるか否かを判定する。Ｓ８の判定結果がＮＯである場合、ＥＣＵ７は、放電加温フラグの値を“１”で維持したまま、図４の処理を終了する。またＳ８の判定結果がＹＥＳである場合、ＥＣＵ７は、放電加温制御を終了し、充電加温制御に切り替える時期に達したと判断し、Ｓ９に移り、放電加温フラグの値を“１”から“０”にした後、図４の処理を終了する。
【００５７】
またＳ４の判定結果がＮＯである場合、すなわち充電加温制御の実行が要求されている場合には、ＥＣＵ７は、Ｓ９に移る。Ｓ９では、ＥＣＵ７は、第１バッテリＢ１の最大充電電力と第２バッテリＢ２の最大放電電力の絶対値とを取得し、何れか小さい方をパス電力として設定し、Ｓ１０に移る。これら第１バッテリＢ１の最大充電電力や第２バッテリＢ２の最大放電電力は、例えば、これらバッテリＢ１，Ｂ２の充電率や温度に基づいて予め定められたマップを検索することによって算出される。
【００５８】
Ｓ１０では、ＥＣＵ７は、Ｓ９で設定されたパス電力の下で充電加温制御を実行し、Ｓ１１に移る。より具体的には、ＥＣＵ７は、上記パス電力が電圧変換器４を通過して第２バッテリＢ２側から第１バッテリＢ１側へ供給されるように電圧変換器４を駆動する。これにより、図３Ａを参照して説明したように、第２バッテリＢ２から第１バッテリＢ１へ設定されたパス電力が放電され、この充電時の内部抵抗の発熱によって第１バッテリＢ１が内部から加温される。
【００５９】
Ｓ１１では、ＥＣＵ７は、第２バッテリＢ２の充電率を取得し、この充電率が、上述の通常時上限充電率よりも低く設定された加温時下限充電率（例えば、０％程度）以下であるか否かを判定する。Ｓ１１の判定結果がＮＯである場合、ＥＣＵ７は、放電加温フラグの値を“０”で維持したまま、図４の処理を終了する。またＳ１１の判定結果がＹＥＳである場合、ＥＣＵ７は、充電加温制御を終了し、放電加温制御に切り替える時期に達したと判断し、Ｓ１２に移り、放電加温フラグの値を“０”から“１”にした後、図４の処理を終了する。
【００６０】
以上をまとめると、第１外部充電ユニット５を用いた外部充電を開始した際に、第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度より低かった場合には、ＥＣＵ７は、始めにヒータ加温制御（Ｓ３参照）と放電加温制御（Ｓ６参照）とを同時に実行する。これにより第１バッテリＢ１は、ヒータＨの発熱と放電時の内部抵抗の発熱とによって加温される。その後、放電加温制御を継続して実行することによって、第２バッテリＢ２の充電率が加温時上限充電率を超えた場合（Ｓ７参照）には、ＥＣＵ７は、ヒータ加温制御を継続したまま、放電加温制御を終了し充電加温制御を開始する（Ｓ１０参照）。これにより第１バッテリＢ１は、ヒータＨの発熱と充電時の内部抵抗の発熱とによって加温される。
【００６１】
またＥＣＵ７は、第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度以上になるまで、ヒータ加温制御を実行しながら、放電加温制御と充電加温制御とを繰り返し実行する。そして第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度以上となった場合には、ヒータ加温制御、放電加温制御、及び充電加温制御を終了し、通常充電制御を開始し、交流充電器５１から供給される電力で第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２を充電する。
【００６２】
なお、以上のような充放電制御処理は、第２外部充電ユニット６を用いた外部充電時にも実行可能である。またその実行手順は、交流充電器５１を直流充電器６１に置き換え、充電ライン５２を充電ライン６２に置き換え、ヒータ給電ライン５３をヒータ給電ライン６３に置き換え、充電コンタクタ５４を充電コンタクタ６４に置き換え、ヒータ給電コンタクタ５５をヒータ給電コンタクタ６５に置き換えればよいので、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００６３】
本実施形態に係る電源システム１によれば、以下の効果を奏する。
（１）電源システム１では、ヒータ加温制御の実行中に放電加温制御又は充電加温制御を実行し、第１バッテリＢ１の温度が所定の加温判定温度以上になった後に交流充電器５１から供給される電力で第１バッテリＢ１を充電する。よって電源システム１では、ヒータ加温制御と放電加温制御及び充電加温制御の何れかとを、同時に実行することにより、第１バッテリＢ１を内部及び外部の両方から加温させることができるので、第１バッテリＢ１の充電能力及び放電能力を速やかに上昇させることができる。またこの電源システム１によれば、第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度以上になってから交流充電器５１からの電力を第１バッテリＢ１に供給することにより、ヒータ加温制御では、交流充電器５１から供給される電力の多くをヒータＨに供給できるので、第１バッテリＢ１を速やかに加温することができ、ひいては第１バッテリＢ１の充電能力及び放電能力を速やかに上昇させることができる。またこれにより、第１バッテリＢ１の充電にかかる時間を短くできる。
【００６４】
（２）容量型の第１バッテリＢ１は、充電が要求される低充電率時には、充電能力よりも放電能力の方が高くなっているため、充電を行うよりも放電を行った方が内部抵抗による発熱量を多くでき、第１バッテリＢ１を速やかに加温できる。よってＥＣＵ７は、始めに第１バッテリＢ１から第２バッテリＢ２へ電力を放電することで第１バッテリＢ１を加温する放電加温制御を行った後、第２バッテリＢ２から第１バッテリＢ１へ電力を放電し第１バッテリＢ１を充電することで第１バッテリＢ１を加温する充電加温制御を行う。これにより、第１バッテリＢ１の温度を速やかに加温判定温度まで上昇させることができ、ひいては第１バッテリＢ１の充電にかかる時間を短くできる。
【００６５】
（３）電源システム１では、第１バッテリＢ１の温度が加温判定温度になるまで放電加温制御と充電加温制御とを繰り返し実行する。これにより、第１バッテリＢ１を内部から継続的に加温できるので、第１バッテリＢ１の温度を速やかに加温判定温度まで上昇させることができ、ひいては第１バッテリＢ１の充電にかかる時間を短くできる。
【００６６】
（４）電源システム１では、ＥＣＵ７は、車両Ｖの走行中である場合には第２バッテリＢ２の充電率が通常時上限充電率以下で維持されるように第２バッテリＢ２の充放電量を制御し、放電加温制御では、第２バッテリＢ２の充電率が通常時上限充電率よりも大きい加温時上限充電率になるまで第１バッテリＢ１から第２バッテリＢ２へ電力を放電する。これにより、上記のように始めに行う放電加温制御では、第１バッテリＢ１から放電される電力を第２バッテリＢ２で受け入れることができるので、第１バッテリＢ１を速やかに加温できる。
【００６７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
Ｖ…車両
Ｍ…駆動モータ（動力発生源）
Ｂ１…第１バッテリ（第１蓄電装置）
Ｂ２…第２バッテリ（第２蓄電装置）
Ｈ…ヒータ（加温装置）
１…電源システム
２…電力回路
２１…第１電力線
２２…第２電力線
２３…ヒータコンタクタ
３…インバータ
４…電圧変換器
５…第１外部充電ユニット（外部電力供給部）
６…第２外部充電ユニット（外部電力供給部）
７…ＥＣＵ（制御装置、温度取得手段）
８１…第１バッテリセンサユニット（温度取得手段）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019180124.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図４】
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