(57)【要約】【課題】独立した２系統のバッテリーを備えた電源システムであって、どちらか一方系統のバッテリーの蓄電量だけが低下することを抑制することができる、電源システムを提供する。【解決手段】高圧バッテリーと、低圧バッテリーと、低圧バッテリーから電力供給を受ける低圧負荷と、高圧バッテリーの電力を変換して低圧バッテリーへ供給するコンバーターと、高圧バッテリーを監視し、監視の内容に基づいてコンバーターを制御する電子制御装置と、を２系統有し、各系統の高圧バッテリーを並列充電する充電器を備えた、電源システムであって、各々の電子制御装置は、充電器による充電処理中に、充電器から自系統の高圧バッテリーへ流れる充電電流がゼロであること又は自系統の高圧バッテリーから自系統のコンバーターへ放電電流が流れていることを検知した場合、自系統のコンバーターの出力を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧バッテリーと、
低圧バッテリーと、
前記低圧バッテリーから電力供給を受ける低圧負荷と、
前記高圧バッテリーの電力を変換して前記低圧バッテリーへ供給するコンバーターと、
前記高圧バッテリーを監視し、当該監視の内容に基づいて前記コンバーターを制御する電子制御装置と、を２系統有し、
各系統の前記高圧バッテリーを並列充電する充電器を備えた、電源システムであって、
各々の前記電子制御装置は、前記充電器による充電処理中に、前記充電器から自系統の前記高圧バッテリーへ流れる充電電流がゼロであること又は自系統の前記高圧バッテリーから自系統の前記コンバーターへ放電電流が流れていることを検知した場合、自系統の前記コンバーターの出力を停止する、
電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に、独立したバッテリーを２系統備え、一方系統のバッテリーに蓄電量低下などの異常が生じた場合、電力の不足分を他方系統のバッテリーから補償して動作を継続できる電源システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３５３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された電源システムなどにおいて、１つの充電器を用いて、２系統のバッテリーを並列に充電することが考えられる。このような並列充電を行う場合、２系統のバッテリー間の電圧差があまりに大きいと、充電器から供給される充電電流が一方のバッテリーにだけに流れて他方のバッテリーには流れなくなる。このため、他方のバッテリーは、充電されることなく負荷への放電だけを行うことになり、蓄電量が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、独立した２系統のバッテリーを備えた電源システムであって、どちらか一方系統のバッテリーの蓄電量だけが低下することを抑制することができる、電源システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、高圧バッテリーと、低圧バッテリーと、低圧バッテリーから電力供給を受ける低圧負荷と、高圧バッテリーの電力を変換して低圧バッテリーへ供給するコンバーターと、高圧バッテリーを監視し、監視の内容に基づいてコンバーターを制御する電子制御装置と、を２系統有し、各系統の高圧バッテリーを並列充電する充電器を備えた、電源システムであって、各々の電子制御装置は、充電器による充電処理中に、充電器から自系統の高圧バッテリーへ流れる充電電流がゼロであること又は自系統の高圧バッテリーから自系統のコンバーターへ放電電流が流れていることを検知した場合、自系統のコンバーターの出力を停止する、ことを特徴とする。
【０００７】
この本発明の一態様の電源システムでは、各々の電子制御装置が、充電器による充電処理中に、自系統の高圧バッテリーにおいて、その高圧バッテリーに流出入する電流がないことを検知した場合、又はその高圧バッテリーから自系統のコンバーターへ流出する放電電流を検知した場合は、そのコンバーターの出力を停止する。この制御により、どちらかの系統の高圧バッテリーだけ蓄電量が低下してしまうことを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明の独立した２系統のバッテリーを備えた電源システムによれば、どちらか一方系統のバッテリーの蓄電量だけが低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図
【図２】第１及び第２の電子制御装置が行う電源制御処理の手順を説明するフローチャート
【図３Ａ】従来の電源システムにおける課題を説明する図
【図３Ｂ】本実施形態に係る電源システムで課題が解決されることを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［概要］
本発明は、独立した２系統のバッテリーを備えた電源システムである。本電源システムでは、充電器によるバッテリーの充電処理中に、一方系統のバッテリーにおいて、バッテリーに流出入する電流がない場合又はバッテリーから流出する放電電流がある場合は、バッテリーからの放電電流を止めるように制御する。この制御により、どちらかの系統のバッテリーだけ蓄電量が低下してしまうことを抑制することができる。
【００１１】
［電源システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る電源システム１の概略構成を示す図である。図１に例示した電源システム１は、第１の高圧バッテリー１１、第１のＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）１２、第１の低圧バッテリー１３、第１の低圧負荷１４、及び第１の電子制御装置（ＥＣＵ）１５を含む第１の電源系統と、第２の高圧バッテリー２１、第２のＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）２２、第２の低圧バッテリー２３、第２の低圧負荷２４、及び第２の電子制御装置（ＥＣＵ）２５を含む第２の電源系統と、充電器３０と、を備えて構成されている。
【００１２】
本実施形態に係る電源システム１は、例えば、プラグイン充電が可能なハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載される。
【００１３】
充電器３０は、第１の電源系統が有する第１の高圧バッテリー１１と第２の電源系統が有する第２の高圧バッテリー２１とを、並列に充電することができる。この充電器３０は、例えば、充電ケーブル（図示せず）を介して外部の電源設備などから電源を取得して、充電電流を発生させるプラグイン充電器とすることができる。充電器３０で発生する充電電流は、整流ダイオードＤ１及びＤ２を介して、第１の高圧バッテリー１１及び第２の高圧バッテリー２１にそれぞれ供給される。
【００１４】
＜第１の電源系統＞
第１の高圧バッテリー１１は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。第１の高圧バッテリー１１は、整流ダイオードＤ１を介して充電器３０から供給される充電電流によって電力を蓄えること（充電）ができるように構成されている。また、第１の高圧バッテリー１１は、自らが蓄えている電力を第１のＤＣＤＣコンバーター１２に供給（放電）できるように構成されている。この第１の高圧バッテリー１１には、例えば５２Ｖのバッテリーを用いることができる。
【００１５】
第１のＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）１２は、第１の高圧バッテリー１１から供給される電力を変換して、第１の低圧バッテリー１３及び第１の低圧負荷１４に供給することができる構成である。具体的には、第１のＤＣＤＣコンバーター１２は、第１の高圧バッテリー１１が出力する高電圧電力を低電圧電力へ降圧して、第１の低圧バッテリー１３及び第１の低圧負荷１４に供給する。
【００１６】
第１の低圧バッテリー１３は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。第１の低圧バッテリー１３は、第１のＤＣＤＣコンバーター１２から出力（供給）される低電圧電力を蓄えること（充電）ができるように構成されている。また、第１の低圧バッテリー１３は、自らが蓄えている電力を第１の低圧負荷１４に供給できるように構成されている。この第１の低圧バッテリー１３には、例えば１２Ｖのバッテリーを用いることができる。
【００１７】
第１の低圧負荷１４は、第１のＤＣＤＣコンバーター１２から出力される電力及び／又は第１の低圧バッテリー１３に蓄えられている電力で動作することができる１つ以上の装置である。
【００１８】
第１の電子制御装置（ＥＣＵ）１５は、第１の高圧バッテリー１１の蓄電状態を監視する。この蓄電状態とは、例えば、第１の高圧バッテリー１１の蓄電量（ＳＯＣ）、第１の高圧バッテリー１１に流入する電流（充電電流）、及び第１の高圧バッテリー１１から流出する電流（放電電流）の状態である。また、第１の電子制御装置１５は、第１の高圧バッテリー１１の蓄電状態に基づいて、第１のＤＣＤＣコンバーター１２及び充電器３０の動作を制御する。この制御については、後述する。
【００１９】
＜第２の電源系統＞
第２の高圧バッテリー２１は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。第２の高圧バッテリー２１は、整流ダイオードＤ２を介して充電器３０から供給される充電電流によって電力を蓄えること（充電）ができるように構成されている。また、第２の高圧バッテリー２１は、自らが蓄えている電力を第２のＤＣＤＣコンバーター２２に供給（放電）できるように構成されている。この第２の高圧バッテリー２１には、第１の高圧バッテリー１１と同等のバッテリーが用いられる。
【００２０】
第２のＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）２２は、第２の高圧バッテリー２１から供給される電力を変換して、第２の低圧バッテリー２３及び第２の低圧負荷２４に供給することができる構成である。具体的には、第２のＤＣＤＣコンバーター２２は、第２の高圧バッテリー２１が出力する高電圧電力を低電圧電力へ降圧して、第２の低圧バッテリー２３及び第２の低圧負荷２４に供給する。
【００２１】
第２の低圧バッテリー２３は、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。第２の低圧バッテリー２３は、第２のＤＣＤＣコンバーター２２から出力（供給）される低電圧電力を蓄えること（充電）ができるように構成されている。また、第２の低圧バッテリー２３は、自らが蓄えている電力を第２の低圧負荷２４に供給できるように構成されている。この第２の低圧バッテリー２３には、第１の低圧バッテリー１３と同等のバッテリーが用いられる。
【００２２】
第２の低圧負荷２４は、第２のＤＣＤＣコンバーター２２から出力される電力及び／又は第２の低圧バッテリー２３に蓄えられている電力で動作することができる１つ以上の装置である。この第２の低圧負荷２４は、第１の低圧負荷１４とは別個に構成され、第１の低圧負荷１４と独立して機能する。
【００２３】
第２の電子制御装置（ＥＣＵ）２５は、第２の高圧バッテリー２１の蓄電状態を監視する。この蓄電状態とは、例えば、第２の高圧バッテリー２１の蓄電量（ＳＯＣ）、第２の高圧バッテリー２１に流入する電流（充電電流）、及び第２の高圧バッテリー２１から流出する電流（放電電流）の状態である。また、第２の電子制御装置２５は、第２の高圧バッテリー２１の蓄電状態に基づいて、第２のＤＣＤＣコンバーター２２及び充電器３０の動作を制御する。この制御については、後述する。
【００２４】
［電源システムが実行する制御］
次に、図２をさらに参照して、本発明の一実施形態に係る電源システム１が実行する制御方法を説明する。図２は、電源システム１の第１の電子制御装置１５及び第２の電子制御装置２５がそれぞれ行う電源制御処理の手順を説明するフローチャートである。なお、以下では第１の電子制御装置１５が行う電源制御処理を例に説明する。
【００２５】
図２に示す電源制御処理は、例えば、充電器３０の充電ケーブルのプラグ（図示せず）が外部電源設備のソケットに差し込まれたことなど、ユーザーによる車両の充電操作を契機として開始される。処理が開始されると、充電器３０から第１の高圧バッテリー１１及び第２の高圧バッテリー２１に向けて充電電流が出力される。
【００２６】
ステップＳ２０１：第１の電子制御装置１５が、自系統の第１の高圧バッテリー１１が充電状態であるか否かを判断する。この充電状態とは、充電器３０からの充電電流が第１の高圧バッテリー１１へ流入している状態をいう。これに対し、充電状態以外とは、充電器３０から第１の高圧バッテリー１１への充電電流がゼロの状態、又は第１の高圧バッテリー１１から第１のＤＣＤＣコンバーター１２へ電流が流出している放電状態をいう。第１の電子制御装置１５が、第１の高圧バッテリー１１が充電状態であると判断した場合は（Ｓ２０１、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に処理が進み、第１の高圧バッテリー１１が充電状態でないと判断した場合は（Ｓ２０１、Ｎｏ）、ステップＳ２０２に処理が進む。
【００２７】
ステップＳ２０２：第１の電子制御装置１５が、自系統の第１のＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）１２の出力を停止する。これによって、第１の高圧バッテリー１１から第１のＤＣＤＣコンバーター１２へ電流が流出してしまうことを回避して、第１の高圧バッテリー１１の無駄な放電を防止することができる。第１のＤＣＤＣコンバーター１２の出力が停止されると、ステップＳ２０３に処理が進む。
【００２８】
ステップＳ２０３：第１の電子制御装置１５が、自系統の第１の高圧バッテリー１１が充電状態であるか否かを再び判断する。この判断は、第１の電源系統の動作を停止している間に第２の電源系統における充電が進み、第２の高圧バッテリー２１の電圧上昇に伴って第１の高圧バッテリー１１への充電電流の流入が始まったことを見極めるためである。第１の電子制御装置１５は、第１の高圧バッテリー１１が充電状態であると判断するまでは判断処理を継続して実行し（Ｓ２０３、Ｎｏ）、第１の高圧バッテリー１１が充電状態であると判断した場合はステップＳ２０４に処理が進む（Ｓ２０３、Ｙｅｓ）。
【００２９】
ステップＳ２０４：第１の電子制御装置１５が、自系統の第１のＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）１２の出力を再開する。これによって、第１の高圧バッテリー１１から第１のＤＣＤＣコンバーター１２へ電流を供給することができる。第１のＤＣＤＣコンバーター１２の出力が再開されると、ステップＳ２０５に処理が進む。
【００３０】
ステップＳ２０５：第１の電子制御装置１５は、予め定めた充電終了条件を満足したか否かを判断する。この充電終了条件とは、以下のような条件とすることができる。
（１）第１の高圧バッテリー１１の電圧が所定の閾値まで上昇した
（２）第１の高圧バッテリー１１の蓄電量（ＳＯＣ）が所定の閾値まで上昇した
（３）第１の高圧バッテリー１１へ流入する充電電流が所定の閾値以下である状態が所定の時間継続した
【００３１】
第１の電子制御装置１５は、上述の充電終了条件のいずれか１つを満足するまでは本電源制御処理を継続して実行し（Ｓ２０５、Ｎｏ）、上述の充電終了条件のいずれか１つを満足したと判断した場合は本電源制御処理を終了する（Ｓ２０５、Ｙｅｓ）。
【００３２】
上記したステップＳ２０１〜Ｓ２０５による電源制御処理は、第２の電子制御装置２５についても同様に行われる。この場合、ステップＳ２０５における充電終了条件は、以下のような条件とすることができる。
（１）第２の高圧バッテリー２１の電圧が所定の閾値まで上昇した
（２）第２の高圧バッテリー２１の蓄電量（ＳＯＣ）が所定の閾値まで上昇した
（３）第２の高圧バッテリー２１へ流入する充電電流が所定の閾値以下である状態が所定の時間継続した
【００３３】
［本実施形態における作用・効果］
上述した本発明の一実施形態に係る電源システム１によれば、各々の電子制御装置１５及び２５が、充電器３０による充電処理中に、自電源系統の高圧バッテリーにおいて、流出入する電流がゼロであることを検知するか又はその高圧バッテリーから自電源系統のＤＣＤＣコンバーターへ流出する放電電流を検知した場合は、そのＤＣＤＣコンバーターの出力を停止する。この制御により、どちらかの電源系統のバッテリーだけ蓄電量が低下してしまうことを抑制することができる。
【００３４】
例えば、第１の高圧バッテリー１１の電圧が４０Ｖかつ第２の高圧バッテリー２１の電圧が４５Ｖである場面において充電器３０から充電電流を流すような場合、図３Ａのように、充電電流は第１の高圧バッテリー１１にしか流れず、第２の高圧バッテリー２１は放電状態となる。このような場合、本実施形態では、図３Ｂのように、第２のＤＣＤＣコンバーター２２の出力を停止する。これにより、第２の高圧バッテリー２１から第２のＤＣＤＣコンバーター２２へ電流が流出してしまうことを回避して、第２の高圧バッテリー２１の無駄な放電を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の電源システムは、独立したバッテリーを２系統備えた車両などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  電源システム
１１、２１  高圧バッテリー
１２、２２  ＤＣＤＣコンバーター（ＤＤＣ）
１３、２３  低圧バッテリー
１４、２４  低圧負荷
１５、２５  電子制御装置（ＥＣＵ）
３０  充電器
Ｄ１、Ｄ２  整流ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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