(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの電力供給を受けるとともに、車両を走行させるモータに電力を供給する第１バッテリと、
前記車両に搭載された補機に電力を供給する第２バッテリと、
前記外部電源および前記第１バッテリの出力電圧を前記第２バッテリに対応した電圧に変換し、変換後の電力を前記第２バッテリに出力するコンバータと、
前記コンバータの駆動を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給するとき、前記第１バッテリが放電しているときには、前記コンバータの出力電圧を低下させることにより、前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給を行わせないことを特徴とするバッテリシステム。
【請求項２】
外部電源からの電力供給を受けるとともに、車両を走行させるモータに電力を供給する第１バッテリと、
前記車両に搭載された補機に電力を供給する第２バッテリと、
前記外部電源および前記第１バッテリの出力電圧を前記第２バッテリに対応した電圧に変換し、変換後の電力を前記第２バッテリに出力するコンバータと、
前記第１バッテリの電流値を検出する電流センサと、
前記第１バッテリの電圧値を検出する電圧センサと、
前記コンバータの駆動を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給するとき、前記電流センサおよび前記電圧センサの検出結果から算出された前記第１バッテリの充電電力値が閾値よりも低いときに、前記コンバータの出力電圧を低下させることにより、前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給を行わせないことを特徴とするバッテリシステム。
【請求項３】
前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給する充電器を有しており、
前記コントローラは、前記コンバータの出力電圧を低下させる前に、前記充電器の出力電力を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給が行われていない状態において、前記コンバータの出力電圧を上昇させることにより、前記コンバータから前記第２バッテリに供給される電力を、前記第２バッテリから前記補機に供給される電力よりも高くすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のバッテリシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記コンバータから前記第２バッテリに供給される電力が、前記第２バッテリから前記補機に供給される電力よりも低く、前記第２バッテリが放電しているとき、前記コンバータの出力電圧を上昇させることを特徴とする請求項４に記載のバッテリシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記コンバータから前記第２バッテリに供給される電力が、前記第２バッテリから前記補機に供給される電力よりも高く、前記第２バッテリの充電電力値が閾値よりも低いとき、前記コンバータの出力電圧を上昇させることを特徴とする請求項４に記載のバッテリシステム。
【請求項７】
前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給する充電器を有しており、
前記コントローラは、前記コンバータの出力電圧を上昇させる前に、前記充電器の出力電力を増加させることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載のバッテリシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記第１バッテリの充電を完了させるまでに必要な第１電力量と、前記第２バッテリの充電を完了させるまでに必要な第２電力量とを算出し、
前記第１電力量および前記第２電力量の比を基準として、前記第２バッテリの充電電力が前記第１バッテリの充電電力よりも低いとき、前記コンバータの出力電圧を上昇させ、
前記第１電力量および前記第２電力量の比を基準として、前記第２バッテリの充電電力が前記第１バッテリの充電電力よりも高いとき、前記コンバータの出力電圧を低下させる、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のバッテリシステム。
【請求項９】
バッテリシステムの充電を制御する制御方法であって、
前記バッテリシステムは、
外部電源からの電力供給を受けるとともに、車両を走行させるモータに電力を供給する第１バッテリと、
前記車両に搭載された補機に電力を供給する第２バッテリと、
前記外部電源および前記第１バッテリの出力電圧を前記第２バッテリに対応した電圧に変換し、変換後の電力を前記第２バッテリに出力するコンバータと、を有し、
前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給するとき、前記第１バッテリが放電しているときには、前記コンバータの出力電圧を低下させることにより、前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給を行わせないことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
バッテリシステムの充電を制御する制御方法であって、
前記バッテリシステムは、
外部電源からの電力供給を受けるとともに、車両を走行させるモータに電力を供給する第１バッテリと、
前記車両に搭載された補機に電力を供給する第２バッテリと、
前記外部電源および前記第１バッテリの出力電圧を前記第２バッテリに対応した電圧に変換し、変換後の電力を前記第２バッテリに出力するコンバータと、
前記第１バッテリの電流値を検出する電流センサと、
前記第１バッテリの電圧値を検出する電圧センサと、を有し、
前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給するとき、前記電流センサおよび前記電圧センサの検出結果から算出された前記第１バッテリの充電電力値が閾値よりも低いときに、前記コンバータの出力電圧を低下させることにより、前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給を行わせないことを特徴とする制御方法。
【請求項１１】
前記バッテリシステムは、前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給する充電器を有しており、
前記コンバータの出力電圧を低下させる前に、前記充電器の出力電力を増加させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記第１バッテリから前記第２バッテリへの電力供給が行われていない状態において、前記コンバータの出力電圧を上昇させることにより、前記コンバータから前記第２バッテリに供給される電力を、前記第２バッテリから前記補機に供給される電力よりも高くすることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の制御方法。
【請求項１３】
前記バッテリシステムは、前記外部電源からの電力を前記第１バッテリおよび前記第２バッテリに供給する充電器を有しており、
前記コンバータの出力電圧を上昇させる前に、前記充電器の出力電力を増加させることを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記第１バッテリの充電を完了させるまでに必要な第１電力量と、前記第２バッテリの充電を完了させるまでに必要な第２電力量とを算出し、
前記第１電力量および前記第２電力量の比を基準として、前記第２バッテリの充電電力が前記第１バッテリの充電電力よりも低いとき、前記コンバータの出力電圧を上昇させ、
前記第１電力量および前記第２電力量の比を基準として、前記第２バッテリの充電電力が前記第１バッテリの充電電力よりも高いとき、前記コンバータの出力電圧を低下させる、
ことを特徴とする請求項９から１３のいずれか１つに記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに充電される２つのバッテリを備えたバッテリシステムと、バッテリシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、車両の走行に用いられるエネルギを出力する高圧バッテリと、補機の駆動電力を出力する補機バッテリとが搭載されている。外部電源からの電力を高圧バッテリおよび補機バッテリに供給することにより、高圧バッテリおよび補機バッテリを充電することができる。
【０００３】
高圧バッテリおよび補機バッテリの充電は、充電器を用いることができる。充電器に対して、高圧バッテリおよび補機バッテリが並列に接続された構成では、充電器の出力電力を、高圧バッテリや補機バッテリに供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９７６９１号公報
【特許文献２】特開２００９−０２７８１２号公報
【特許文献３】特開２００９−２０１２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電器に対して、高圧バッテリおよび補機バッテリが並列に接続された構成において、補機バッテリのＳＯＣが低下しているときには、補機バッテリで要求される電力が、充電器の出力電力よりも高くなるおそれがある。この場合には、高圧バッテリの電力を補機バッテリに供給することにより、補機バッテリで不足している電力を補うことができる。
【０００６】
しかし、高圧バッテリのＳＯＣが低下しているときに、高圧バッテリの電力を補機バッテリに供給すると、高圧バッテリが過度に放電されてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明であるバッテリシステムは、外部電源からの電力供給を受けるとともに、車両を走行させるモータに電力を供給する第１バッテリと、車両に搭載された補機に電力を供給する第２バッテリと、外部電源および第１バッテリの出力電圧を第２バッテリに対応した電圧に変換し、変換後の電力を第２バッテリに出力するコンバータと、を有する。コントローラは、コンバータの駆動を制御する。コントローラは、外部電源からの電力を第１バッテリおよび第２バッテリに供給するとき、コンバータの出力電圧を低下させることにより、第１バッテリから第２バッテリへの電力供給を行わせない。
【０００８】
本願第１の発明によれば、コンバータの出力電圧を低下させることにより、第１バッテリから第２バッテリに電力を供給させないようにすることができ、第１バッテリのＳＯＣが低下してしまうのを抑制できる。特に、第１バッテリのＳＯＣが低下している状態において、第１バッテリを放電させないことにより、第１バッテリの過放電を抑制することができる。
【０００９】
第１バッテリが放電しているとき、コンバータの出力電圧を低下させることができる。これにより、外部電源の電力を用いて、第１バッテリおよび第２バッテリを充電するときに、第１バッテリの放電を確認したうえで、第１バッテリを放電させない処理を行うことができる。
【００１０】
一方、第１バッテリの充電電力値が閾値よりも低いとき、コンバータの出力電圧を低下させることができる。これにより、外部電源の電力を用いて、第１バッテリおよび第２バッテリを充電するときに、第１バッテリの放電を回避することができる。
【００１１】
外部電源からの電力を第１バッテリおよび第２バッテリに供給する充電器を設けることができる。充電器の出力電力を変化させることができるとき、コンバータの出力電圧を低下させる前に、充電器の出力電力を増加させることができる。充電器の出力電力を増加させることにより、第１バッテリおよび第２バッテリの充電電力を増加させることができ、第１バッテリの放電を抑制することができる。
【００１２】
第１バッテリから第２バッテリへの電力供給が行われていない状態において、コンバータの出力電圧を上昇させることにより、コンバータから第２バッテリに供給される電力を、第２バッテリから補機に供給される電力よりも高くすることができる。これにより、第２バッテリの放電を抑制し、第２バッテリの充電を確保することができる。
【００１３】
ここで、コンバータから第２バッテリに供給される電力が、第２バッテリから補機に供給される電力よりも低く、第２バッテリが放電しているとき、コンバータの出力電圧を上昇させることができる。これにより、第２バッテリの放電を確認したうえで、第２バッテリを放電させない処理を行うことができる。一方、コンバータから第２バッテリに供給される電力が、第２バッテリから補機に供給される電力よりも高く、第２バッテリの充電電力値が閾値よりも低いとき、コンバータの出力電圧を上昇させることができる。これにより、第２バッテリの放電を回避することができる。
【００１４】
充電器の出力電力を変化させることができるとき、コンバータの出力電圧を上昇させる前に、充電器の出力電力を増加させることができる。これにより、第２バッテリの充電電力を増加させることができ、第２バッテリの放電を抑制することができる。
【００１５】
第１バッテリの充電を完了させるまでに必要な第１電力量と、第２バッテリの充電を完了させるまでに必要な第２電力量とに基づいて、第１バッテリおよび第２バッテリの充電を完了させる時間を揃えることができる。
【００１６】
具体的には、第１電力量および第２電力量の比を基準として、第２バッテリの充電電力が第１バッテリの充電電力よりも低いときには、コンバータの出力電圧を上昇させることができる。第２バッテリの充電電力が第１バッテリの充電電力よりも低いときには、第１バッテリの充電が第２バッテリの充電よりも優先されている。したがって、コンバータの出力電圧を上昇させることにより、第２バッテリの充電を、第１バッテリの充電よりも優先させることができ、第１バッテリおよび第２バッテリの充電を完了させる時間を揃えることができる。
【００１７】
第１電力量および第２電力量の比を基準として、第２バッテリの充電電力が第１バッテリの充電電力よりも高いときには、コンバータの出力電圧を低下させることができる。第２バッテリの充電電力が第１バッテリの充電電力よりも高いときには、第２バッテリの充電が第１バッテリの充電よりも優先されている。したがって、コンバータの出力電圧を低下させることにより、第１バッテリの充電を、第２バッテリの充電よりも優先させることができ、第１バッテリおよび第２バッテリの充電を完了させる時間を揃えることができる。
【００１８】
本願第２の発明は、本願第１の発明で説明したバッテリシステムの充電を制御する制御方法であり、外部電源からの電力を第１バッテリおよび第２バッテリに供給するとき、コンバータの出力電圧を低下させることにより、第１バッテリから第２バッテリへの電力供給を行わせない。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１である電池システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１において、電池システムの一部の構成を示す図である。
【図３】実施例１である電池システムの一部の処理を示すフローチャートである。
【図４】実施例１である電池システムの一部の処理を示すフローチャートである。
【図５】実施例２である電池システムの一部の構成を示す図である。
【図６】実施例３である電池システムの一部の処理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】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１である電池システム（バッテリシステム）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載される。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する高圧バッテリに加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、高圧バッテリだけを備えている。
【００２２】
高圧バッテリ（第１バッテリ）１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。単電池１１の数は、高圧バッテリ１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、複数の単電池１１が直列に接続されているが、並列に接続された複数の単電池１１が、高圧バッテリ１０に含まれていてもよい。
【００２３】
電圧センサ２１は、高圧バッテリ１０の端子間電圧を検出し、検出結果をコントローラ２６に出力する。電圧センサ２１を用いて、各単電池１１の端子間電圧を検出したり、少なくとも２つの単電池１１を含む電池ブロックの端子間電圧を検出したりすることもできる。電流センサ２２は、高圧バッテリ１０に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ２６に出力する。
【００２４】
コントローラ２６は、メモリ２６ａを内蔵している。メモリ２６ａは、コントローラ２６が所定の処理を行うための各種の情報を格納している。本実施例では、メモリ２６ａが、コントローラ２６に内蔵されているが、コントローラ２６の外部にメモリ２６ａを設けることもできる。
【００２５】
高圧バッテリ１０の正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ２６からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。高圧バッテリ１０の負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ２６からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００２６】
充電器２３は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに接続されている。充電器２３は、外部電源からの電力を高圧バッテリ１０に供給する。外部電源は、車両の外部に配置された電源であり、外部電源としては、例えば、商用電源がある。外部電源が交流電力を供給するとき、充電器２３は、交流電力を直流電力に変換し、直流電力を高圧バッテリ１０に供給する。外部電源が直流電力を供給するとき、この直流電力を高圧バッテリ１０に供給することができる。充電器２３は、コントローラ２６からの制御信号を受けて、充電器２３から出力される電力を変化させることができる。
【００２７】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇに対しては、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ２６からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、高圧バッテリ１０を負荷（充電器２３やインバータ２４など）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。
【００２８】
高圧バッテリ１０を負荷と接続するとき、コントローラ２６は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流が流れることになる。次に、コントローラ２６は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。
【００２９】
これにより、高圧バッテリ１０および負荷の接続が完了する。一方、高圧バッテリ１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ２６は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。充電器２３から高圧バッテリ１０に電力を供給するとき、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇはオンになっている。
【００３０】
インバータ２４は、高圧バッテリ１０からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ２５に出力する。モータ・ジェネレータ２５としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ２５は、インバータ２４からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２５によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。
【００３１】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２５は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２４は、モータ・ジェネレータ２５が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を高圧バッテリ１０に出力する。これにより、高圧バッテリ１０は、回生電力を蓄えることができる。
【００３２】
本実施例では、高圧バッテリ１０をインバータ２４に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、高圧バッテリ１０およびインバータ２４を接続する電流経路に、昇圧回路を配置することができる。昇圧回路を用いることにより、高圧バッテリ１０の出力電圧を昇圧することができる。また、昇圧回路は、インバータ２４から高圧バッテリ１０に出力される電圧を降圧することができる。
【００３３】
図２は、車両に搭載された補機を駆動する構成を示す図である。
【００３４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、高圧バッテリ１０の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機バッテリ（第２バッテリ）３２や補機３３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、コントローラ２６からの制御信号を受けて動作する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電力を補機バッテリ３２に供給することにより、補機バッテリ３２を充電することができる。一方、ハイブリッド自動車では、エンジンの駆動力を受けて発電するオルタネータからの電力を補機バッテリ３２に供給することにより、補機バッテリ３２を充電することができる。
【００３５】
高圧バッテリ１０の定格電圧は、補機バッテリ３２の定格電圧よりも高い。補機バッテリ３２の電力は、補機３３に供給される。補機３３としては、例えば、コントローラ２６、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐを駆動する回路、空調設備、ランプ、音響設備、ディスプレイがある。
【００３６】
電流センサ３４は、補機バッテリ３２に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ２６に出力する。電圧センサ３５は、補機バッテリ３２の電圧を検出し、検出結果をコントローラ２６に出力する。
【００３７】
本実施例の電池システムにおける一部の処理について、図３および図４に示すフローチャートを用いて説明する。図３および図４に示す処理は、充電器２３を用いて、高圧バッテリ１０および補機バッテリ３２を充電するときの処理であり、コントローラ２６によって実行される。図３および図４に示す処理は、所定の周期で行われる。
【００３８】
図３のステップＳ１０１において、コントローラ２６は、電圧センサ２１の出力に基づいて、高圧バッテリ１０の電圧値を取得する。また、コントローラ２６は、電流センサ２２の出力に基づいて、高圧バッテリ１０に流れる電流値を取得する。高圧バッテリ１０の電圧値および電流値を取得することにより、コントローラ２６は、高圧バッテリ１０に入力される電力Ｗ１inを算出する。
【００３９】
高圧バッテリ１０を充電しているとき、入力電力Ｗ１inは、正の値を示し、高圧バッテリ１０を放電しているとき、入力電力Ｗ１inは、負の値を示す。入力電力Ｗ１inは、充電器２３の出力電力Ｗchgから、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１に入力される電力を減算した電力となる。
【００４０】
ステップＳ１０２において、コントローラ２６は、入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも高いか否かを判別する。入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも高いときには、ステップＳ１０７の処理に進み、入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも低いときには、ステップＳ１０３の処理に進む。
【００４１】
ステップＳ１０３において、コントローラ２６は、充電器２３に制御信号を出力することにより、充電器２３の出力電力Ｗchgを増加させる。充電器２３の出力電力Ｗchgが、設定可能な最大電力であるとき、コントローラ２６は、充電器２３の出力電力Ｗchgを最大電力に維持する。
【００４２】
ステップＳ１０４において、コントローラ２６は、出力電力Ｗchgを増加させる制御信号を充電器２３に出力した後、所定時間だけ、待機する。所定時間は、充電器２３の出力電力が安定するまでの時間であり、予め決定しておくことができる。所定時間に関する情報は、メモリ２６ａに記憶させておくことができる。コントローラ２６は、タイマを用いることにより、所定時間を計測することができる。
【００４３】
ステップＳ１０５において、コントローラ２６は、電圧センサ２１および電流センサ２２の検出結果に基づいて、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inを再び算出する。そして、コントローラ２６は、算出した入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも高いか否かを判別する。入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも高いときには、ステップＳ１０７の処理に進み、入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも低いときには、ステップＳ１０６の処理に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６において、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変更する。具体的には、コントローラ２６は、今回までに設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ−１）から、所定値ΔＶを減算することにより、今回におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を設定する。所定値ΔＶを大きくしすぎると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧が設定電圧Ｖ（ｎ）に対してハンチングしてしまう。この点を考慮して、所定値ΔＶを設定すればよい。
【００４５】
ステップＳ１０７において、コントローラ２６は、今回におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を、前回までの出力電圧Ｖ（ｎ−１）と同じ値に設定する。すなわち、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧を維持する。ステップＳ１０８において、コントローラ２６は、出力電圧Ｖ（ｎ）を設定するための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１に出力した後、所定時間だけ、待機する。所定時間は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧が安定するまでの時間であり、予め決定しておくことができる。所定時間に関する情報は、メモリ２６ａに記憶させておくことができる。コントローラ２６は、タイマを用いることにより、所定時間を計測することができる。
【００４６】
図４のステップＳ２０１において、コントローラ２６は、電圧センサ３５の出力に基づいて、補機バッテリ３２の電圧値を取得する。また、コントローラ２６は、電流センサ３４の出力に基づいて、補機バッテリ３２に流れる電流値を取得する。補機バッテリ３２の電圧値および電流値を取得することにより、コントローラ２６は、補機バッテリ３２に入力される電力Ｗ２inを算出する。
【００４７】
補機バッテリ３２を充電しているとき、入力電力Ｗ２inは、正の値を示し、補機バッテリ３２を放電しているとき、入力電力Ｗ２inは、負の値を示す。入力電力Ｗ２inは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電力から、補機バッテリ３２から補機３３に供給される電力を減算した電力となる。
【００４８】
ステップＳ２０２において、コントローラ２６は、入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも高いか否かを判別する。入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも高いときには、ステップＳ２０７の処理に進み、入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低いときには、ステップＳ２０３の処理に進む。入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低いときには、補機バッテリ３２から補機３３に電力が供給されていることになる。
【００４９】
ステップＳ２０３において、コントローラ２６は、充電器２３に制御信号を出力することにより、充電器２３の出力電力Ｗchgを、設定可能な最大電力まで増加させる。充電器２３の出力電力Ｗchgが最大電力であるときには、コントローラ２６は、充電器２３の出力電力Ｗchgを最大電力に維持する。
【００５０】
ステップＳ２０４において、コントローラ２６は、出力電力Ｗchgを増加させる制御信号を充電器２３に出力した後、所定時間だけ、待機する。ステップＳ２０４の処理は、図３のステップＳ１０４の処理と同様である。
【００５１】
ステップＳ２０５において、コントローラ２６は、電流センサ３４および電圧センサ３５の検出結果に基づいて、補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inを再び算出する。そして、コントローラ２６は、算出した入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも高いか否かを判別する。入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも高いときには、ステップＳ２０７の処理に進み、入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低いときには、ステップＳ２０６の処理に進む。
【００５２】
ステップＳ２０６において、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変更する。具体的には、コントローラ２６は、前回で設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ−１）から、所定値ΔＶを加算することにより、今回におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を設定する。
【００５３】
所定値ΔＶを大きくしすぎると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧が設定電圧Ｖ（ｎ）に対してハンチングしてしまう。この点を考慮して、所定値ΔＶを設定すればよい。図３のステップＳ１０６の処理で用いられる所定値ΔＶと、図４のステップＳ２０６の処理で用いられる所定値ΔＶとは、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
【００５４】
ステップＳ２０７において、コントローラ２６は、今回におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を、前回までの出力電圧Ｖ（ｎ−１）と同じ値に設定する。すなわち、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧を維持する。ステップＳ２０８において、コントローラ２６は、出力電圧Ｖ（ｎ）を設定するための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１に出力した後、所定時間だけ、待機する。ステップＳ２０８の処理は、図３のステップＳ１０８の処理と同様である。
【００５５】
図３および図４に示す処理によれば、充電器２３を用いて高圧バッテリ１０や補機バッテリ３２を充電するとき、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inおよび補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも高いことを確認することにより、高圧バッテリ１０から補機バッテリ３２に電力が供給されるのを防止できる。
【００５６】
また、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも低いとき、言い換えれば、高圧バッテリ１０が放電しているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を低下させることにより、充電器２３から高圧バッテリ１０に供給される電力を増加させることができる。これにより、高圧バッテリ１０を積極的に充電して、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inを０［ｋＷ］よりも高くすることができる。
【００５７】
補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低いとき、言い換えれば、補機バッテリ３２が放電しているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を増加させることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１から補機バッテリ３２に供給される電力を増加させることができる。これにより、補機バッテリ３２を積極的に充電して、補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inを０［ｋＷ］よりも高くすることができる。補機バッテリ３２の放電を防止すれば、高圧バッテリ１０から補機バッテリ３２に電力が供給されるのを防止でき、高圧バッテリ１０の放電も防止することができる。
【００５８】
補機バッテリ３２のＳＯＣ（State of Charge）が低下すると、補機バッテリ３２を充電するための電力が、充電器２３の出力電力よりも高くなってしまうことがある。言い換えれば、補機バッテリ３２で要求される充電電力が不足していることになる。この場合には、高圧バッテリ１０の電力を、補機バッテリ３２に供給することにより、補機バッテリ３２で不足する電力を補うことができる。補機３３を駆動するための消費電力が増加したり、補機３３を駆動したままの状態で放置したりしたときには、補機バッテリ３２のＳＯＣが低下しやすくなる。ＳＯＣとは、満充電容量に対する、現在の充電容量の割合を示す。
【００５９】
ここで、高圧バッテリ１０のＳＯＣが十分に高ければ、高圧バッテリ１０を放電してもよい。一方、高圧バッテリ１０のＳＯＣが低下しているときに、高圧バッテリ１０を放電してしまうと、高圧バッテリ１０のＳＯＣが更に低下してしまう。車両によっては、高圧バッテリ１０のＳＯＣが低下していることがある。例えば、電気自動車では、高圧バッテリ１０のＳＯＣが０％の付近に到達するまで、高圧バッテリ１０を放電させることがある。この場合において、補機バッテリ３２を充電するために、高圧バッテリ１０を放電させると、高圧バッテリ１０を過放電させてしまうおそれがある。
【００６０】
本実施例によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変更することにより、充電器２３を用いて充電を行っているときに、高圧バッテリ１０および補機バッテリ３２の放電を防止することができる。
【００６１】
高圧バッテリ１０のＳＯＣが予め定められた閾値よりも低いときに、図３および図４に示す処理を行うこともできるし、高圧バッテリ１０のＳＯＣに拘わらず、図３および図４に示す処理を行うこともできる。
【００６２】
本実施例では、入力電力Ｗ１in又は入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低いときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変更しているが、これに限るものではない。すなわち、入力電力Ｗ１in又は入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低くなる前に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変更することができる。
【００６３】
具体的には、０［ｋＷ］よりも大きな電力を閾値として決めておき、入力電力Ｗ１in又は入力電力Ｗ２inが閾値よりも低いときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変更することができる。閾値を０［ｋＷ］よりも高くしておくことにより、入力電力Ｗ１in，Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低くなるのを回避でき、高圧バッテリ１０や補機バッテリ３２の放電を回避することができる。
【実施例２】
【００６４】
本発明の実施例２である電池システムについて説明する。実施例１で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１と異なる点について、主に説明する。
【００６５】
図５は、本実施例の電池システムにおける一部の構成を示す図であり、図２に対応する図である。実施例１（図２）では、電流センサ３４および電圧センサ３５を用いて、補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inを算出している。一方、本実施例では、充電器２３の出力電力Ｗchgを算出している。
【００６６】
電流センサ３６は、充電器２３から流れる電流値を検出して、検出結果をコントローラ２６に出力する。電圧センサ３７は、充電器２３の出力電圧を検出して、検出結果をコントローラ２６に出力する。コントローラ２６は、電流センサ３６および電圧センサ３７の検出結果に基づいて、充電器２３の出力電力Ｗchgを算出することができる。
【００６７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の変換効率ξを予め特定しておけば、補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inは、下記式（１）で表すことができる。変換効率ξは、１よりも小さい正数である。
【００６８】
Ｗ２in＝（Ｗchg−Ｗ１in）×ξ  ・・・（１）
【００６９】
式（１）では、補機バッテリ３２から補機３３に電力が供給されていない状態である。補機バッテリ３２から補機３３に電力が供給されているときには、補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inは、下記式（２）で表すことができる。
【００７０】
Ｗ２in＝（Ｗchg−Ｗ１in）×ξ−Ｗaux  ・・・（２）
【００７１】
式（２）において、Ｗauxは、補機３３の消費電力である。補機３３の消費電力は、電流センサおよび電圧センサを用いて計測することができる。一方、補機３３の消費電力を一定値として見なすこともできる。充電器２３を用いて充電するときには、特定の補機３３だけが動作していることが多い。このため、特定の補機３３の消費電力を予め測定しておけば、電力Ｗauxを固定値として取り扱うことができる。特定の補機３３の消費電力としては、例えば、コントローラ２６を動作させるための電力や、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐを駆動するための電力がある。
【００７２】
本実施例においても、実施例１（図３および図４）と同様の処理を行うことができる。実施例１（図３）で説明したように、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも高いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変化させずに維持することができる。一方、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inが０［ｋＷ］よりも低いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を低下させることができる。これにより、高圧バッテリ１０の充電を積極的に行うことができ、高圧バッテリ１０の放電を防止することができる。
【００７３】
補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも高いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変化させずに維持することができる。一方、補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inが０［ｋＷ］よりも低いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を上昇させることができる。入力電力Ｗ２inは、上述した式（１）又は式（２）に基づいて算出することができる。
【００７４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を上昇させることにより、補機バッテリ３２の充電を積極的に行うことができ、補機バッテリ３２の放電を防止することができる。補機バッテリ３２の放電を防止することにより、高圧バッテリ１０から補機バッテリ３２に電力が供給されるのを防止でき、高圧バッテリ１０の放電も防止することができる。
【実施例３】
【００７５】
本発明の実施例３である電池システムについて説明する。本実施例において、電池システムの構成は、実施例１又は実施例２と同様である。実施例１，２で説明した部材と同一の部材については、同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下、実施例１，２と異なる点について、主に説明する。
【００７６】
本実施例では、高圧バッテリ１０および補機バッテリ３２の充電を同時に完了させるようにしている。この制御について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理は、コントローラ２６によって実行される。
【００７７】
ステップＳ３０１において、コントローラ２６は、高圧バッテリ１０の入力電力Ｗ１inおよび補機バッテリ３２の入力電力Ｗ２inを算出する。入力電力Ｗ１in，Ｗ２inを算出する方法は、実施例１，２で説明した方法と同様である。
【００７８】
ステップＳ３０２において、コントローラ２６は、高圧バッテリ１０の充電を完了させるまでに必要な電力量Ｅ１と、補機バッテリ３２の充電を完了させるまでに必要な電力量Ｅ２とを算出する。電力量Ｅ１は、高圧バッテリ１０のＳＯＣと、高圧バッテリ１０の満充電容量とに基づいて、算出することができる。
【００７９】
高圧バッテリ１０において、ＳＯＣおよびＯＣＶ（Open Circuit Voltage）の対応関係を求めておけば、高圧バッテリ１０のＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。高圧バッテリ１０の満充電容量は、予め求めておいたり、高圧バッテリ１０の充電又は放電を行ったときの電流積算値とＳＯＣの変化量とに基づいて算出したりすることができる。
【００８０】
電力量Ｅ２は、補機バッテリ３２のＳＯＣと、補機バッテリ３２の満充電容量とに基づいて、算出することができる。補機バッテリ３２において、ＳＯＣおよびＯＣＶの対応関係を求めておけば、補機バッテリ３２のＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。補機バッテリ３２の満充電容量は、予め求めておいたり、補機バッテリ３２の充電又は放電を行ったときの電流積算値とＳＯＣの変化量とに基づいて算出したりすることができる。
【００８１】
ステップＳ３０３において、コントローラ２６は、入力電力Ｗ２inが下記式（３）の条件を満たすか否かを判別する。
【００８２】
【数１】
0005796457.tif 000002
【００８３】
式（３）において、αは、ヒステリシスを設定する正の定数である。なお、αを０に設定することもできる。
【００８４】
高圧バッテリ１０および補機バッテリ３２の充電を同時に完了させるためには、下記式（４）の条件を満たせばよい。
【００８５】
Ｅ１／Ｗ１in＝Ｅ２／Ｗ２in    ・・・（４）
【００８６】
式（４）は、式（５）で表される。
【００８７】
【数２】
0005796457.tif 000003
【００８８】
式（５）において、ヒステリシスを考慮すると、式（３）の右辺が得られる。入力電力Ｗ２inが式（３）の条件を満たしている場合には、高圧バッテリ１０の充電が、補機バッテリ３２の充電よりも優先されていることになる。入力電力Ｗ２inが式（３）の条件を満たすときには、ステップＳ３０４の処理に進む。入力電力Ｗ２inが式（３）の条件を満たしていないときには、ステップＳ３０５の処理に進む。
【００８９】
ステップＳ３０４において、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を上昇させる。出力電圧Ｖ（ｎ）を上昇させる処理は、実施例１（図４のステップＳ２０６）の処理と同様である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を上昇させることにより、補機バッテリ３２の充電を、高圧バッテリ１０の充電よりも優先させることができ、結果として、補機バッテリ３２および高圧バッテリ１０の充電を同時に完了させることができる。
【００９０】
ステップＳ３０５において、コントローラ２６は、入力電力Ｗ２inが下記式（６）の条件を満たすか否かを判別する。式（６）において、αは、ヒステリシスを設定する正の定数である。なお、αを０に設定することもできる。
【００９１】
【数３】
0005796457.tif 000004
【００９２】
式（５）において、ヒステリシスを考慮すると、式（６）の右辺が得られる。入力電力Ｗ２inが式（６）の条件を満たしている場合には、補機バッテリ３２の充電が、高圧バッテリ１０の充電よりも優先されていることになる。入力電力Ｗ２inが式（６）の条件を満たすときには、ステップＳ３０６の処理に進み、入力電力ｗ２inが式（６）の条件を満たさなければ、ステップＳ３０７の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ３０６において、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を低下させる。出力電圧Ｖ（ｎ）を低下させる処理は、実施例１（図３のステップＳ１０６）の処理と同様である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を低下させることにより、高圧バッテリ１０の充電を、補機バッテリ３２の充電よりも優先させることができ、結果として、高圧バッテリ１０および補機バッテリ３２の充電を同時に完了させることができる。
【００９４】
ステップＳ３０７において、コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力電圧Ｖ（ｎ）を変化させずに維持する。
【符号の説明】
【００９５】
１０：高圧バッテリ（第１バッテリ）        １１：単電池
２１：電圧センサ                          ２２：電流センサ
２３：充電器                              ２４：インバータ
２５：モータ・ジェネレータ                ２６：コントローラ
２６ａ：メモリ                            ３１：ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２：補機バッテリ（第２バッテリ）        ３３：補機
３４：電流センサ                          ３５：電圧センサ
【図１】
0005796457.tif 000005
【図２】
0005796457.tif 000006
【図３】
0005796457.tif 000007
【図４】
0005796457.tif 000008
【図５】
0005796457.tif 000009
【図６】
0005796457.tif 000010