(57)【要約】【課題】メインバッテリとオプションバッテリとについて全体的としてバッテリ特性を向上することができる電動車両を提供する。【解決手段】メインバッテリ４と前記サブバッテリとの温度を検出するバッテリ温度検出手段１２ａ、１２ｂと、メインバッテリ４とサブバッテリ５との充電状態を検出する充電状態検出手段１４ａ、１４ｂと、を備え、制御手段は、バッテリ温度検出手段１２ａ、１２ｂが検出するバッテリ温度が常温であるときは、メインバッテリ４よりも容量の大きなサブバッテリ５を用いてモータ７を駆動し、エネルギー消費の拡大を図ることができるエネルギー消費拡大モードを選択し、バッテリ温度検出手段１２ａ，１２ｂが検出するバッテリ温度が低温、高温であるときは、サブバッテリ５を用いてモータ７を駆動し、メインバッテリ４を用いるよりも出力増大を図ることができる出力増大モードを選択する。【選択図】図２
2008029071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線を介して接続される第１のバッテリと、着脱可能な第２のバッテリと、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの何れか一方又は双方を用いて、駆動輪に伝達される駆動力を発生するモータと、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの何れか一方又は双方を充電するジェネレータと、前記モータ及び前記ジェネレータを制御する制御手段とを備えた電動車両であって、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの充電状態を検出する充電状態検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、  
前記バッテリ温度検出手段が検出するバッテリ温度が所定の温度の範囲内であるときは、前記第２のバッテリを用いて前記駆動力を発生し、エネルギー消費の拡大を図ることができるエネルギー消費拡大モードを選択し、
前記バッテリ温度検出手段が検出するバッテリ温度が前記所定の温度の範囲外であるときは、前記第２のバッテリを用いて前記モータを駆動し、前記第１のバッテリを用いるよりも出力増大を図ることができる出力増大モードを選択する
ことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記第２のバッテリの装着を認識するサブバッテリ認識手段を備え、
前記第２のバッテリの装着が認識されているときに、前記エネルギー消費拡大モード、あるいは、前記出力増大モードが選択されることを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記電動車両は、エンジンを備え、前記エンジンと、前記モータとの少なくとも一方の駆動力が前記駆動輪に伝達されて走行するハイブリッド車両であり、
前記制御手段は、
前記エネルギー消費拡大モードが選択された際に、
前記第２のバッテリの充電状態が第１の所定値以上のときには、前記モータの駆動力を優先するモータ走行優先モードを選択し、
前記第２のバッテリの充電状態が第２の所定値以下となったときには、前記第１のバッテリを用いた前記モータの駆動力と前記エンジンの駆動力とを併用したアシスト走行優先モードを選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項４】
前記電動車両は、エンジンを備え、前記エンジンと、前記モータとの何れか一方又は双方の駆動力が前記駆動輪に伝達されて走行するハイブリッド車両であり、
前記制御手段は、
前記出力増大モードが選択された際に、
前記第２のバッテリの出力が前記第１のバッテリの出力よりも大きな値のときは、前記第２のバッテリを用いた前記モータの駆動力と前記エンジンの駆動力とを併用したアシスト走行モードを選択し、
前記第２のバッテリの出力が、前記第１のバッテリの出力よりも小さな値のときは、前記第１のバッテリを用いた前記モータの駆動力と前記エンジンの駆動力とを併用したアシスト走行モードを選択することを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項５】
前記アシスト走行優先モードにおいて、
前記第１のバッテリが満充電の場合には、前記モータの回生電力を前記第２のバッテリに充電することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種類の異なるバッテリを備えることができる電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境への配慮、低騒音化、ガソリン消費の低減のため電気自動車、燃料電池自動車及びハイブリッド自動車といった電動車両が実用化され、これらの電動車両は、走行用モータを駆動するバッテリとしてメインバッテリ及びサブバッテリを使用することが可能である。例えば、特許文献１には、電気自動車の後部にサブバッテリを備えたトレーラを連結した電気自動車が開示されている。この電気自動車は、大きな航続距離が必要でないときには自車に搭載されたメインバッテリの電力でモータを駆動し、大きな航続距離が必要なときは、サブバッテリの電力を優先的に使用するようにしている。
【０００３】
また、リチウムイオン電池等の蓄電池は、高温であるほど劣化しやすく、また、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）の値が高いほど劣化しやすい特性を備える。このような特性を持つリチウムイオン電池で構成される蓄電池（高圧二次電池）を用いる電動車両では、蓄電池の状態を良好に制御する工夫や提案がいろいろ試されている。
例えば、蓄電池の充放電の期間中に電池を所定の温度範囲内に保つことにより充放電の効率を好適に保つように制御するバッテリ温度制御装置が開示されている（特許文献２参照）。また、外気温も考慮することにより少ない消費電力で蓄電池の高温劣化の抑止を実現した電気自動車用バッテリの強制冷却装置が開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４１６０８号公報（図１、２）
【特許文献２】特開平５−２６２１４４号公報（段落０００３、図６）
【特許文献３】特開２００１−１３０２６８号公報（段落００３４〜００３６、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電気自動車は、温度変化によるバッテリ特性の変化について考慮されていない。また、特許文献２，３の技術も、一つのバッテリを使用して劣化を防止する技術である。このため、メインバッテリとサブバッテリとを適切に選択して、バッテリ特性を向上させることについては開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、複数種類のバッテリを電動車両駆動用バッテリとして使用する際に、全体的としてバッテリ特性を向上することができる電動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】
【０００６】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明の電動車両は、電線を介して接続される第１のバッテリ（例えば、メインバッテリ４）と、着脱可能な第２のバッテリ（例えば、オプションバッテリ５）と、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの何れか一方又は双方を用いて、駆動輪に伝達される駆動力を発生するモータ（例えば、モータジェネレータ７）と、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの何れか一方又は双方を充電するジェネレータ（例えば、モータジェネレータ７）と、前記モータ及び前記ジェネレータを制御する制御手段とを備えた電動車両であって、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、前記第１のバッテリと前記第２のバッテリとの充電状態を検出する充電状態検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記バッテリ温度検出手段が検出するバッテリ温度が所定の温度の範囲内（例えば、常温）であるときは、前記第２のバッテリを用いて前記駆動力を発生し、エネルギー消費の拡大を図ることができるエネルギー消費拡大モードを選択し、前記バッテリ温度検出手段が検出するバッテリ温度が前記所定の温度の範囲外（例えば、低温、高温）であるときは、前記第２のバッテリを用いて前記モータを駆動し、前記第１のバッテリを用いるよりも出力増大を図ることができる出力増大モードを選択することを特徴とする。。
【０００７】
これによれば、バッテリ温度が所定の温度の範囲内であるときは、第１のバッテリよりも容量の大きな第２のバッテリを用いてモータを優先的に駆動し、エネルギー消費の拡大を図ることができる。また、バッテリ温度が所定の温度の範囲外であるときは、第２のバッテリを用いてモータを駆動し、第１のバッテリよりも出力増大を図ることができる。なお、コンプレッサに内蔵されているモータを用いてもエネルギー消費の拡大を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動車両において、前記第２のバッテリの装着を認識する第２のバッテリ認識手段を備え、前記第２のバッテリの装着が認識されているときに、前記エネルギー消費拡大モード、あるいは、前記出力増大モードが選択されることを特徴とする。これによれば、第２のバッテリの装着が認識されているときに、エネルギー消費の拡大、あるいは、出力増大を図ることができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載の電動車両において、前記電動車両は、エンジンを備え、前記エンジンと、前記モータとの少なくとも一方の駆動力が前記駆動輪に伝達されて走行するハイブリッド車両であり、前記制御手段は、前記エネルギー消費拡大モードが選択された際に、前記第２のバッテリの充電状態が第１の所定値以上（例えば、７０％以上）のときには、前記モータの駆動力を優先するモータ走行優先モードを選択し、前記第２のバッテリの充電状態が第２の所定値以下（例えば、５０％以下）となったときには、前記第１のバッテリを用いた前記モータの駆動力と前記エンジンの駆動力とを併用したアシスト走行優先モードを選択することを特徴とする。
【００１０】
これによれば、エネルギー消費拡大モードが選択された際に、第２のバッテリの充電状態が第１の所定値以上のときに、モータの駆動力を優先するモータ走行優先モードが選択され、第２のバッテリの充電状態が第２の所定値以下となったときには、第１のバッテリを用いたモータの駆動力とエンジンの駆動力とを併用したアシスト走行優先モードが選択される。言い換えれば、第２のバッテリの充電状態が高いときにはモータの駆動力が優先され、第２のバッテリの充電状態が低いときには、第１のバッテリを用いたモータ駆動力とエンジン駆動力とが併用される。これにより、第１のバッテリ及び第２のバッテリの充電状態が第２の所定を超え第１の所定値未満の所定範囲内に収まり、バッテリ寿命が延びる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、請求項１に記載の電動車両において、前記電動車両は、エンジンを備え、前記エンジンと、前記モータとの何れか一方又は双方の駆動力が前記駆動輪に伝達されて走行するハイブリッド車両であり、前記制御手段は、前記出力増大モードが選択された際に、前記第２のバッテリの出力が前記第１のバッテリの出力よりも大きな値のときは、前記第２のバッテリを用いた前記モータの駆動力と前記エンジンの駆動力とを併用したアシスト走行モードを選択し、前記第２のバッテリの出力が、前記第１のバッテリの出力よりも小さな値のときは、前記第１のバッテリを用いた前記モータの駆動力と前記エンジンの駆動力とを併用したアシスト走行モードを選択することを特徴とする。
【００１２】
これによれば、出力増大モードが選択された際に、第２のバッテリの出力が第１のバッテリの出力よりも大きな値のときは、第２のバッテリを用いたモータの駆動力とエンジンの駆動力とが併用され、第２のバッテリの出力が、第１のバッテリの出力よりも小さな値のときは、第１のバッテリを用いたモータの駆動力とエンジンの駆動力とが併用される。言い換えれば、バッテリ温度が所定の温度の範囲外であるときに、第１のバッテリの出力と第２のバッテリの出力との何れか大きな方のバッテリを用いたモータの駆動力とエンジンの駆動力とが併用される。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載の電動車両において、前記アシスト走行優先モードにおいて、前記第１のバッテリが満充電の場合には、前記モータの回生電力を前記第２のバッテリに充電することを特徴とする。これによれば、第１のバッテリが満充電の場合には、モータの回生電力が第２のバッテリに充電される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数種類のバッテリを電動車両駆動用バッテリとして使用する際に、全体的としてバッテリ特性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態である電動車両を図面を用いて説明する。図１は、電動車両の概略構造図であり、図２は接続構成図である。なお、複数の図面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付している。
【００１６】
図１において、電動車両１は、ハイブリッド車であり、車室２の後部座席３の背面側に設置される第１のバッテリであるメインバッテリ４及び第２のバッテリであるオプションバッテリ（サブバッテリ）５と、前部のボンネット下に設置され、モータ走行用の駆動力を発生するモータであり、減速時に回生起電力を発電するジェネレータであるモータジェネレータ７と、このモータジェネレータ７に直結されたエンジン２３とを備えている。また、電動車両１は、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５を冷却するためにメインバッテリ４及びオプションバッテリ５の上方に設置されたバッテリファン２４を備え、さらに、空調装置１６と、１２Ｖの低圧電気を充電する低圧バッテリ２２と、制御用の電子回路を収容した制御装置であるＥＣＵ（Electrical Control Unit）８とを備えている。
【００１７】
また、空調装置１６から放出される空調空気は、車室２前部の空気吹き出し口９ａ、９ｂ及び９ｃを通して車室２内に吹き出される。このため、空調装置１６を冷房運転あるいは暖房運転しながらバッテリファン２４を回転させることにより、空調装置１６からの空調空気を利用して効率的にメインバッテリ４及びオプションバッテリ５が温度調節される。
【００１８】
さらに、図２を用いて、図１に記載したメインバッテリ４と、メインバッテリ４よりも大容量で、着脱可能なオプションバッテリ５と、モータジェネレータ７と、エンジン２３と、バッテリファン２４と、空調装置１６との接続構成を説明する。メインバッテリ４の正負の極は、充電状態検出手段である電圧・電流センサ（ＶＩ）１４ａ、コンタクタＢ１５ｂ、コンタクタＡ１５ａ、及び、ＰＤＵ（Power Drive Unit）６を介してモータジェネレータ７に接続されている。また、コンタクタＢ１５ｂとコンタクタＡ１５ａとの接続点には、コネクタ１７、コンタクタＣ１５ｃ、電圧・電流センサ（ＶＩ）１４ｂを介して、オプションバッテリ５が接続されている。さらに、コネクタ１７とコンタクタＣ１５ｃとの接続点には、コンタクタＤ１５ｄを介して交流充電器（ＡＣ ＣＨＧ）１８が接続されている。なお、コンタクタＡ１５ａ、コンタクタＢ１５ｂ及びコネクタ１７の接続点には、ＤＣ／ＤＣ変換器２０を介して低圧バッテリ２２が接続され、低圧バッテリ２２とＤＣ／ＤＣ変換器２０との接続点には、ＥＣＵ８が接続され、ＥＣＵ８に電源が供給される。
【００１９】
また、ＥＣＵ８には、エンジン２３と、バッテリファン２４と、空調装置１６と、イグニッションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）４０と、バッテリ温度検出手段である温度センサ１２ａと、電圧・電流センサ（ＶＩ）１４ａとが接続されると共に、コンタクタＡ１５ａ、コンタクタＢ１５ｂ、コンタクタＣ１５ｃ及びコンタクタＤ１５ｄを制御する。なお、ＥＣＵ８は、コネクタ１７を介して、温度センサ１２ｂ、電圧・電流センサ（ＶＩ）１４ｂ及びコンタクタＣ１５ｃにも接続されている。
【００２０】
ＥＣＵ８は、ＣＰＵ３１と、ＲＡＭ（random access memory）３２と、プログラムを記憶するＲＯＭ（read only memory）３３とを備えるコンピュータであり、ＲＯＭ３３に記憶されているプログラムには、コンタクタＡ１５ａ，コンタクタＢ１５ｂ、コンタクタＣ１５ｃ、コンタクタＤ１５ｄを制御するプログラムであるコンタクタ制御手段３３ａと、バッテリファン２４及び空調装置１６を制御するプログラムであるバッテリ冷却制御手段３３ｂと、モータジェネレータ７及びエンジン２３を制御するＥＮＧ制御手段３３ｃと、充電状態を算出するプログラムであるＳＯＣ算出手段３３ｄとが備えられる。
【００２１】
ＥＣＵ８は、メインバッテリ４の充電状態ＳＯＣ＿Ｍ及びオプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓ及び温度Ｔｂａｔ＿Ｍ、Ｔｂａｔ＿Ｓを監視し、空調装置１６及びバッテリファン２４を用いて、冷却することにより、充電状態ＳＯＣを制御する機能を備える。また、ＥＣＵ８は、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣによって、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５に蓄電された電力を用いてモータジェネレータ７を駆動し、あるいは、エンジンを駆動する制御を行う。また、ＥＣＵ８は、使用時の無負荷電圧と、最大充電時の無負荷電圧との比からの充電状態ＳＯＣを算出する。また、２次電池の定格容量に対する充電残容量の比率から充電状態ＳＯＣを算出してもよく、充電状態を算出する専用の回路としてもよい。
【００２２】
電圧・電流センサ１４ａ，１４ｂは、メインバッテリ４あるいはオプションバッテリ５が出力する電圧・電流を検出し、電圧電流信号ＶＩを出力する。また、これらの電圧電流は充電状態を算出するときの基礎となる。温度センサ１２ａ，１２ｂは、メインバッテリ４あるいはオプションバッテリ５の温度を検出するものであり、温度信号Ｔbat_Ｍあるいは温度信号Ｔbat_Ｓを出力する。コンタクタＡ１５ａ、コンタクタＢ１５ｂ、コンタクタＣ１５ｃ及びコンタクタＤ１５ｄは、機械的リレー、あるいは、半導体リレーにより構成され、ＥＣＵ８からの制御信号ＣＯＮＴＲＯＬにより接点がＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００２３】
空調装置１６は、図示しないコンプレッサと空調装置ファンとが含まれ、空調装置ファンは、車室２（図１参照）の前部の空気吹き出し口９ａ、９ｂ及び９ｃの近傍に設置されている。バッテリファン２４は、メインバッテリ４及びサブバッテリ５を空冷する。温度センサ１２ａ，１２ｂは、メインバッテリ４あるいはオプションバッテリ５の内部に収容されている。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）２０は、メインバッテリ４、あるいは、オプションバッテリ５の高電圧を低電圧に変換して低圧バッテリ２２を充電する。充電器（ＡＣ  ＣＨＧ）１８は、プラグ１８ａを外部の商用電源に接続して、直流高電圧に変換するものであり、メインバッテリ４とオプションバッテリ５との何れか一方又は双方を充電する。
【００２５】
モータジェネレータ７は、三相交流電力を機械的な回転エネルギーＰＭ＝ωＴ（ω：角速度、Ｔ：トルク）に変換するものであり、角速度ωによる誘導起電力が界磁コイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷ（図３参照）に発生し、制動時にはこの誘導起電力が回生する。また、モータジェネレータ７には、図示しない回転子の回転角を検出する角度センサ７ａが内蔵され、角度信号θを出力する。なお、モータとジェネレータとは別体となっていてもよい。
【００２６】
ＰＤＵ６は、メインバッテリ４、あるいは、オプションバッテリ５の直流電圧をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電圧に変換して、モータジェネレータ７を駆動し、あるいは、モータジェネレータ７の制動時に回生電力をメインバッテリ４、あるいは、オプションバッテリ５に充電するものである。
【００２７】
次に、図３の回路図を用いて、ＰＤＵ６及びモータジェネレータ７について説明する。
ＰＤＵ６は、スイッチング素子であるトランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５と、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６と、各トランジスタに接続された転流ダイオードＤと、ＰＤＵ制御回路２１とを備える。なお、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５はｐｎｐトランジスタであり、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６はｎｐｎトランジスタである。コンタクタＡ１５ａ（図２参照）を介して入力される電圧ＶＩの正極（＋）は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５のエミッタに接続され、電圧ＶＩの負極（−）は、トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６のエミッタに接続されている。また、トランジスタＴｒ１のコレクタはトランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、この接続端はモータジェネレータ７のＷ相に接続される。同様に、トランジスタＴｒ３のコレクタとトランジスタＴｒ４のコレクタとが接続され、この接続端はモータジェネレータ７のＶ相に接続され、トランジスタＴｒ５のコレクタとトランジスタＴｒ６のコレクタとが接続され、この接続端はモータジェネレータ７のＵ相に接続される。
【００２８】
また、ＰＤＵ制御回路２１は、ＥＣＵ８からの制御信号及び角度センサ７ａが出力する角度信号θ（具体的には、各相のセンサ出力信号ＳＥＵ，ＳＥＶ，ＳＥＷ）を用いてトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６のベース電流信号ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＵ１，ＳＵ２を生成する。また、モータジェネレータ７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の界磁コイルＬＵ，ＬＶ，ＬＷがＹ結線された固定子と、回転子７ｂ、角度センサ７ａとを備え、回転子７ｂは、例えば、４極（２極対）の磁石から構成されている。
【００２９】
図４は、モータジェネレータ７の駆動時、又は、回生時における、各部の信号波形である。図４（ａ）は、モータジェネレータ７に設けられた角度センサ７ａの出力信号ＳＥＵ，ＳＥＶ，ＳＥＷの波形である。これらの波形は、信号ＳＥＶが信号ＳＥＵに対して時間的に（ｔ２−ｔ０）ずれ、信号ＳＥＷが信号ＳＥＵに対して時間的に（ｔ４−ｔ０）ずれ、信号ＳＥＷが信号ＳＥＶに対して（ｔ４−ｔ２）ずれた矩形波電圧波形である。すなわち、これらの波形は電気角３６０°を１周期とし、互いに電気角で１２０°ずれている。
【００３０】
図４（ｂ）は、駆動モード（つまり、メインバッテリ４あるいはオプションバッテリ５からモータジェネレータ７に給電を行い、電動機として使用するモード）における、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６のコレクタ出力電圧波形である。図４（ｃ）は、回生時（つまり、モータジェネレータ７を発電機として使用してメインバッテリ４を充電するモード）における、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６のコレクタ出力電圧波形である。なお、図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、Ｔｒ５，Ｔｒ３，Ｔｒ１はＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、Ｔｒ６，Ｔｒ４，Ｔｒ２は反転したＯＦＦ／ＯＮ状態を示している。
【００３１】
図４（ｃ）の期間Ａは、トランジスタＴｒ５がＯＮ状態、かつ、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ６がＯＦＦ状態であり、トランジスタＴｒ２がＯＮ／ＯＦＦ状態の繰り返しである。トランジスタＴｒ２がＯＮ状態のとき、界磁コイルＬＶ，ＬＷに誘起された電圧が電源ＶＩ（図３）に印加され、トランジスタＴｒ２がＯＦＦ状態のとき、転流ダイオードＤを介して転流する。同様に期間Ｂは、トランジスタＴｒ４のみがＯＮ状態となり、Ｔｒ５がＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し、界磁コイルＬＵ，ＬＶに誘起された電圧が電源ＶＩに印加される。また、区間Ｃは、トランジスタＴｒ１のみがＯＮ状態になり、トランジスタＴｒ４がＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返し、界磁コイルＬＷ，ＬＶに誘起された電圧が電源ＶＩに印加される。
なお、ＥＣＵ８は、図４（ａ）の角度センサ７ａの出力信号ＳＥＵ，ＳＥＶ，ＳＥＷの波形に基づいて、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５，Ｔｒ６のブリッジ回路の同期をとる。
【００３２】
メインバッテリ４及びオプションバッテリ５（図１，２参照）は、高圧バッテリ（蓄電池）であり、一般に複数のリチウムイオン電池からなるモジュールをさらに必要な数だけ組み合わせた組電池またはバッテリパックとして実現される。ここで、メインバッテリ４は、電線が螺子止めされており、オプションバッテリ５は、電線がコネクタ１７を介して接続されている。このため、オプションバッテリ５の方がメインバッテリ４よりも着脱容易である。また、オプションバッテリ５の着脱がサブバッテリ認識手段により認識される。
【００３３】
図５は、メインバッテリ４あるいはオプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣがほぼ中間値Ｓi（％）、例えば５０％、及び最大値Ｓmax（％）、例えば１００％の場合のバッテリ性能劣化特性を表すグラフである。このバッテリ性能劣化特性は、充電状態ＳＯＣが５０％の場合について、温度がＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）における内部抵抗上昇率の経時変化を示したものである。なお、横軸は数百時間にわたる放置日数（日）を表し、縦軸はメインバッテリ４の内部抵抗上昇率（％）を表す。
【００３４】
図５により、充電状態ＳＯＣが同じならば温度が高ければ高いほど、内部抵抗上昇率が高いことが分かる。内部抵抗が高いほど、メインバッテリ４、あるいはオプションバッテリ５に負荷をかけた場合の内部抵抗による電圧降下が大きくなるので（すなわち、性能が劣化するので）、充電状態ＳＯＣが同じならば温度が高いほど、メインバッテリ４の性能劣化傾向が大きくなる。また、図５には、参考として、ほぼ満充電（ＳＯＣ＝Ｓmax）の場合について、温度Ｔ２及び温度Ｔ４に対するグラフも示している。満充電の場合、ある温度を超えると性能劣化傾向が非常に大きくなる。
【００３５】
図６は、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５のうちの一つを用いたときのバッテリ出力Ｐとバッテリ温度Ｔとの関係を示した図である。横軸は、バッテリ温度Ｔを示し、縦軸はバッテリ出力Ｐを示している。ＰＭｍａｘは、モータジェネレータ７の上限出力であり、太い実線で記載されている。常温領域でメインバッテリ４からモータジェネレータ７の上限出力を取り出すことができる。また、低温領域あるいは高温領域では、モータジェネレータ７の上限出力ＰＭｍａｘに達する出力を、メインバッテリ４からは取り出すことはできない。
【００３６】
また、オプションバッテリ５の出力は、メインバッテリ４の出力よりも大きい。常温領域は、オプションバッテリ５に蓄積された余力あるエネルギーをモータジェネレータ７に放出することができる領域であり、エネルギー消費量が拡大されるエネルギー拡大領域である。また、空調装置１６内部のコンプレッサ用のモータを駆動してもエネルギー消費（量）が拡大される。また、低温領域及び高温領域は、モータジェネレータ７の上限出力を得るためにバッテリ出力が拡大される出力拡大領域である。なお、低温領域及び高温領域は、ＨＥＶモード駆動され、常温領域ではＥＶ（Electric Vehicle）優先モードで駆動される。言い換えれば、ＨＥＶモードはバッテリ出力の拡大を図るバッテリ出力増大モードであり、アシスト走行優先モードである。また、ＥＶ優先モードはバッテリ消費の拡大を図るエネルギー消費拡大モードであり、モータ走行優先モードである。
【００３７】
次に、図７の制御モードの表を用いて、コンタクタの動作を説明する。
図７は、コンタクタＡ１５ａ、コンタクタＢ１５ｂ、コンタクタＣ１５ｃ、及びコンタクタＤ１５ｄのＯＮ／ＯＦＦ状態によって区別される制御モードの表である。この制御モードは、大きく走行時と充電時とに区別され、走行時はＨＥＶ（メイン）と、ＥＶ優先（オプション）と、ＨＥＶ（オプション）の各モードがあり、充電時は充電（メイン）と充電（オプション）の各モードがある。このモード選択により、モータジェネレータ７は、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５のうち何れか一つに充電されたエネルギーが用いられる。
【００３８】
ＨＥＶ（メイン）モードは、「Ｍ−ＨＥＶ」と略記され、コンタクタＡ１５ａ及びコンタクタＢ１５ｂをＯＮ状態とし、コンタクタＣ１５ｃ及びコンタクタＤ１５ｄをＯＦＦ状態とするモードであり、メインバッテリ４のみの電圧をＰＤＵ６に加えモータジェネレータ７を駆動する。
ＥＶ優先（オプション）モードは、「Ｓ−ＥＶ」と略記され、ＨＥＶ（オプション）モードは、「Ｓ−ＨＥＶ」と略記される。双方のモードは、コンタクタＡ１５ａ及びコンタクタＣ１５ｃをＯＮ状態とし、コンタクタＢ１５ｂ及びコンタクタＤ１５ｄをＯＦＦ状態とするモードであり、オプションバッテリ５のみの電圧をＰＤＵ６に加えモータジェネレータ７を駆動する。
【００３９】
充電（メイン）モードは、「Ｍ−ＣＨＡ」と略記され、コンタクタＢ１５ｂ及びコンタクタＤ１５ｄのみをＯＮ状態とし、コンタクタＡ１５ａ及びコンタクタＣ１５ｃをＯＦＦ状態とするモードであり、交流電源を用いてメインバッテリ４を充電する。また、充電（オプション）モードは、「Ｓ−ＣＨＡ」と略記され、コンタクタＣ１５ｃ及びコンタクタＤ１５ｄのみをＯＮ状態とし、コンタクタＡ１５ａ及びコンタクタＢ１５ｂをＯＦＦ状態とするモードであり、商用電源を用いてオプションバッテリ５を充電する。
【００４０】
また、ＥＣＵ８のＥＮＧ制御手段３３ｃにより選択されるＥＣＵ制御パターンが右欄に記載されており、ＨＥＶ（メイン）モードと、ＨＥＶ（オプション）モードとが「ＨＥＶ」の制御パターンで制御され、ＥＶ優先（オプション）モードが「ＥＶ優先」の制御パターンで制御される。すなわち、ＨＥＶ（メイン）モードと、ＨＥＶ（オプション）モードとの相違点は、コンタクタの接続のみであり、エンジン２３の制御は行われない。ここで、ＥＶ優先とは、ＨＥＶモードに対して、エンジン２３を使用せずにモータジェネレータ７のみを駆動する状態を優先するモードである。また、充電（メイン）モードと、充電（オプション）モードとは、充電の制御パターンで制御される。
【００４１】
次に、図８を用いて、充電状態と温度と制御モードとの関係を説明する。
図８（ａ）は、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５が常温時のときの充電状態と走行モードとの関係を説明するための図であり、図８（ｂ）は、低温時あるいは高温時の充電状態と走行モードとの関係を説明するための図であり、図８（ｃ）は、バッテリ故障時における充電状態を示す図である。
【００４２】
図８（ａ）において、Ｓ＿ＥＶのモードでは、例えば、オプションバッテリ５の充電状態が５０％から８０％までではＥＶ優先モードとなり、オプションバッテリ５に充電されたエネルギーが消費される。オプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓが５０％未満であるとき、メインバッテリ４の充電を行うために、Ｍ＿ＨＥＶモードに遷移する。Ｍ＿ＨＥＶモードにおけるメインバッテリ４の充電状態ＳＯＣ＿Ｍは、８０％から２０％までに規定され、充電状態ＳＯＣ＿Ｍが７０％を超えると、メインバッテリ４の劣化を防止するために、Ｓ＿ＨＥＶモードに遷移する。Ｓ＿ＨＥＶモードにおけるオプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓは、８０％から２０％までに規定され、充電状態ＳＯＣ＿Ｓが７０％を超えると、オプションバッテリ５の劣化を防止するために、Ｓ＿ＥＶのモードに遷移して、オプションバッテリ５に充電されたエネルギーを消費する。ここで、充電状態ＳＯＣ＿Ｓが、８０％から２０％までに規定されているところ、遷移の判定基準が７０％であるのは、単に、１０％の余裕を持たせるためである。
【００４３】
図８（ｂ）におけるバッテリ低温、高温時では、Ｓ＿ＨＥＶモードとＭ＿ＨＥＶモードとの間で相互に遷移し、メインバッテリ４の出力ＰＯＷＥＲ＿Ｍとオプションバッテリ５の出力ＰＯＷＥＲ＿Ｓとを比較して大きな出力のモードに設定される。このとき、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５の出力ＰＯＷＥＲ＿Ｍ，ＰＯＷＥＲ＿Ｓは、充電状態ＳＯＣと温度Ｔとによって定められる。すなわち、図５に示すように、充電状態ＳＯＣと温度Ｔとによってバッテリの内部抵抗上昇率（％）が規定されるので、バッテリの内部抵抗が小さい方が出力が大きい。
【００４４】
図８（ｃ）は、バッテリ故障時の走行モードであり、オプションバッテリ５が故障したときと、メインバッテリ４が故障したときとで制御モードが切り替えられる。オプションバッテリ５が故障したときには、Ｍ＿ＨＥＶモードに設定され、メインバッテリ４が使用される。また、メインバッテリ４が故障したときには、Ｓ＿ＨＥＶモードに設定され、オプションバッテリ５が使用される。
【００４５】
図９のフローチャートを用いて、走行モードを設定する手順を説明する。
このルーチンは、ＥＣＵ８内部の制御回路で所定時間毎に繰り返して実行される。
Ｓ１０では、メインバッテリ４が故障時であるか否かが判定される。メインバッテリ４が故障している場合には、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ３２に進む。ここで、メインバッテリ４が故障時であるか否かは、例えば、メインバッテリ４の出力電圧が所定値よりも低下しているか否かで判定される。Ｓ３２においては、制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定され、オプションバッテリ５とエンジン２３によって駆動するように制御される。そして、本ルーチンの処理が終了する。
【００４６】
一方、メインバッテリ４が故障していないときは、Ｓ１０において「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ１２に進み、オプションバッテリ５が故障時であるか否かが判定される。オプションバッテリ５が故障時であるときには、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ３０に進み、制御モードは、Ｍ＿ＨＥＶに設定される。すなわち、メインバッテリ４とエンジン２３とによって駆動するように制御され、このルーチンが終了する。
【００４７】
また、オプションバッテリ５が故障時でなければ、Ｓ１２において、「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ１４に進む。Ｓ１４においては、メインバッテリ４の温度Ｔbat＿Ｍが０℃を超えた低温又は常温であるか否かが判定される。０℃を超えた低温又は常温であれば「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ１６に進み、オプションバッテリ５の温度Ｔbat＿Ｓが０℃を超えた低温又は常温であるか否かが判定される。
【００４８】
温度Ｔbat＿Ｓが０℃を超えた低温又は常温であれば「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ２０に進み、オプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓが５０％を超えているか否かが判定される。充電状態ＳＯＣ＿Ｓが５０％を超えていれば、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ２２に進む。Ｓ２２においては、制御モードがＳ＿ＨＥＶか否かが判定される。制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定されていなければ、「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ２６に進む。Ｓ２６においては、制御モードがＳ＿ＥＶに設定され、オプションバッテリ５のみで駆動され、エンジン２３が使用されない。そして、このルーチンが終了する。
Ｓ２２において、制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定されていれば、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ２４に進む。Ｓ２４においては、オプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓが７０％を超えているか否かが判定される。充電状態ＳＯＣ＿Ｓが７０％を超えていれば、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ２６に進み、制御モードがＳ＿ＥＶに設定され、このルーチンが終了する。
【００４９】
Ｓ２０において、充電状態ＳＯＣ＿Ｓが５０％を超えていなければ、処理はＳ２８に進み、メインバッテリ４の充電状態ＳＯＣ＿Ｍが７０％を超えているか否かが判定される。７０％を超えていれば「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ３２に進む。そして、制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定され、オプションバッテリ５及びエンジン２３が使用され、オプションバッテリ５が充電される。一方、Ｓ２８において、充電状態ＳＯＣ＿Ｍが７０％を超えていなければ、「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ３０に進む。そして、制御モードがＭ＿ＨＥＶに設定され、メインバッテリ４が回生により充電される。そして、本ルーチンが終了する。
【００５０】
次に、Ｓ１４あるいはＳ１６において、「Ｎｏ」と判定され、メインバッテリ４あるいはオプションバッテリ５の温度が常温以外である場合には、処理がＳ４０に進み、オプションバッテリ５の出力ＰＯＷＥＲ＿Ｓがメインバッテリ４の出力ＰＯＷＥＲ＿Ｍよりも大きいか否かが判定される。ここで、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５の出力は、前記したように充電状態と温度とによって定められる。出力ＰＯＷＥＲ＿Ｓの方が出力ＰＯＷＥＲ＿Ｍよりも大きいときには、「Ｙｅｓ」と判定され、Ｓ４２に進み、制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定される。一方、出力ＰＯＷＥＲ＿Ｓの方が出力ＰＯＷＥＲ＿Ｍよりも小さいときには、Ｓ４４において、制御モードがＭ＿ＨＥＶに設定される。すなわち、出力が大きい方のバッテリが選択されるので、低温あるいは高温のときの出力低下が軽減される。そして、本ルーチンが終了する。
【００５１】
次に、図１０のフローチャートを参照して充電モードの動作について説明する。このルーチンは、コネクタ１７が接続されていることをＥＣＵ８が確認すると起動する。Ｓ５０においては、メインバッテリ４が故障時であるか否かが判定される。メインバッテリ４が故障していなければ、「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ５２に進み、メインバッテリ４の充電状態ＳＯＣ＿Ｍが８０％を超えているか否かが判定される。充電状態ＳＯＣ＿Ｍが８０％を超えていなければ、「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ５４に進み、制御モードがＭ＿ＣＨＡに設定される。これにより、メインバッテリ４のみが充電され、オプションバッテリ５は充電されない。そして、このルーチンは終了する。
【００５２】
また、Ｓ５０において、メインバッテリ４が故障時であるとき、あるいは、Ｓ５２において、充電状態ＳＯＣ＿Ｍが８０％を超えており、「Ｙｅｓ」と判定されると、処理はＳ５６に進み、オプションバッテリ５が故障時であるか否かが判定される。オプションバッテリ５が故障時でなければ「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ５８に進み、オプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓが８０％を超えているか否かが判定される。充電状態ＳＯＣ＿Ｓが８０％を超えていなければ、「Ｎｏ」と判定され、処理はＳ６０に進む。これにより、制御モードがＳ＿ＣＨＡに設定され、オプションバッテリ５のみが充電される。また、Ｓ５６において、オプションバッテリ５が故障時であるとき、あるいは、Ｓ５８において、充電状態ＳＯＣ＿Ｓが８０％を超えているときには、「Ｙｅｓ」と判定され、処理はＳ６２に進み、制御モードが充電完了に設定される。そしてこのルーチンが終了する。
【００５３】
また、メインバッテリ４が満充電の場合には、モータジェネレータ７の回生電力をオプションバッテリ５に充電することが好ましい。これは、図７において、ＨＥＶ（メイン）モードである場合に、モータジェネレータ７が回生状態となったときに、一時的にＨＥＶ（オプション）モードに変更することにより可能である。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、常温においては、オプションバッテリ５を用いることによって、メインバッテリ４を使用する場合に対して、モータジェネレータ７を電動機として使用するエネルギー量が拡大し、モータジェネレータ７が発電機として使用されることが少なくなる。
【００５５】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態は、エンジン２３及びモータジェネレータ７を用いたハイブリッド自動車に本発明を適用したが、モータジェネレータ７のみを用いた電気自動車に対しても本発明を適用することができる。
（２）前記実施形態は、メインバッテリ４又はオプションバッテリ５を用いたが、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５を用いたプラグインモードと、メインバッテリ４及びオプションバッテリ５を充電する充電モードとを設定することができる。
（３）前記実施形態は、バッテリ温度が０℃を超えた低温又は常温でない場合に（図９のＳ１４，Ｓ１６においてＮｏ）、メインバッテリのバッテリ出力と、オプションバッテリ５のバッテリ出力とを比較して（Ｓ４０）、制御モードをＳ＿ＨＥＶに設定するかＭ＿ＨＥＶに設定するかを判定していたが、バッテリの充電状態ＳＯＣを判定しても制御モードの設定が可能である。この場合には、オプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓが７０％を超えていなければ制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定される。また、オプションバッテリ５の充電状態ＳＯＣ＿Ｓが７０％を超えていれば、メインバッテリ４の充電状態ＳＯＣが判定され、充電状態ＳＯＣ＿Ｍの充電状態が７０％を超えていなければ制御モードがＭ＿ＨＥＶに設定される。また、充電状態ＳＯＣ＿Ｍの充電状態が７０％を超えていれば、制御モードがＳ＿ＨＥＶに設定される。
（４）前記実施形態のハイブリッド車は、乗用車の形状をしているがトラック工事車両など如何なる形状、形態のものにも適用可能である。
（５）前記した充電状態ＳＯＣの値は、一例であり、この値に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態である電動車両の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態である電動車両の接続構成図である。
【図３】モータジェネレータ及びＰＤＵの回路図である。
【図４】ＰＤＵの各部の波形を示す図である。
【図５】メインバッテリあるいはオプションバッテリの内部抵抗上昇率と放置日数との関係を示した図である。
【図６】メインバッテリあるいはオプションバッテリの出力とバッテリ温度との関係を示す図である。
【図７】制御モードに対するコンタクタの状態を示す表である。
【図８】充電状態による制御モードの遷移を表現した図である。
【図９】制御モード（ＨＥＶ）を切り替えるためのフローチャートである。
【図１０】制御モード（充電）を切り替えるためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  電動車両
２  車室
３  後部座席
４  メインバッテリ（第１のバッテリ）
５  オプションバッテリ（第２のバッテリ）
６  ＰＤＵ
７  モータジェネレータ（モータ、ジェネレータ）
８  ＥＣＵ
９ａ，９ｂ，９ｃ  吹き出し口
１２ａ，１２ｂ  温度センサ
１４ａ，１４ｂ  電圧・電流センサ
１５ａ  コンタクタＡ
１５ｂ  コンタクタＢ
１５ｃ  コンタクタＣ
１５ｄ  コンタクタＤ
１６  空調装置
１７  コネクタ
１８  ＡＣ  ＣＨＧ
１８ａ  プラグ
２０  ＤＣ／ＤＣ変換器
２１  ＰＤＵ制御回路
２２  低圧バッテリ
２３  エンジン
２４  バッテリファン
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＡＭ
３３  ＲＯＭ
４０  イグニッションスイッチ
【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】
2008029071.tif 000010
【図９】
2008029071.tif 000011
【図１０】
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