(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部と、
前記蓄電池の電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正部と、
前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御部と、を備え、
前記制限値設定部は、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電される充電電力の制限値を設定し、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の充電電圧と前記蓄電池の充電電圧上限値から第１の係数を差し引いた値である第１の所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された充電電力の制限値を補正する第１の補正値を演算する、
蓄電池制御装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の充電電圧が、前記第１の所定値から第２の係数を差し引いた値以下である場合に、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正値の補正幅を大きくする、
請求項１記載の蓄電池制御装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の充電電圧が、前記蓄電池の充電電圧上限値から第１の係数を差し引いた値である第１の所定値に達した場合に、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正値の補正幅を小さくする、
請求項１または２に記載の蓄電池制御装置。
【請求項４】
前記制限値設定部は、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により放電される放電電力の制限値を設定し、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の放電電圧と第２の所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された放電電力の制限値を補正する第２の補正値を演算する、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の蓄電池制御装置。
【請求項５】
蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部と、
前記蓄電池の電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正部と、
前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御部と、を備え、
前記制限値設定部は、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により放電される放電電力の制限値を設定し、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の放電電圧と前記蓄電池の放電電圧下限値から第３の係数を差し引いた値である第２の所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された放電電力の制限値を補正する第２の補正値を演算する、
蓄電池制御装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の放電電圧が、前記第２の所定値から第４の係数を差し引いた値以上である場合に、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正値の補正幅を大きくする、
請求項５に記載の蓄電池制御装置。
【請求項７】
蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部と、
前記蓄電池の電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正部と、
前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御部と、を備え、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の放電電圧が、前記蓄電池の放電電圧上限値から第３の係数を差し引いた値である第２の所定値に達した場合に、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正値の補正幅を小さくする、
蓄電池制御装置。
【請求項８】
蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部と、
前記蓄電池の電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正部と、
前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御部と、を備え、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の充電電圧と所定値との差分に対する補正値の第１の変動幅と、前記測定部により測定された前記蓄電池の放電電圧と所定値との差分に対する補正値の第２の変動幅とを切り替える、
蓄電池制御装置。
【請求項９】
複数の蓄電池を含む蓄電池ユニットと、
前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部と、
前記蓄電池の電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正部と、
前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御部と、を備え、
前記制限値設定部は、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電される充電電力の制限値を設定し、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の充電電圧と前記蓄電池の充電電圧上限値から第１の係数を差し引いた値である第１の所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された充電電力の制限値を補正する第１の補正値を演算する、
蓄電池システム。
【請求項１０】
複数の蓄電池を含む蓄電池ユニットと、
前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部と、
前記蓄電池の電圧を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する補正部と、
前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御部と、を備え、
前記制限値設定部は、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により放電される放電電力の制限値を設定し、
前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の放電電圧と前記蓄電池の放電電圧下限値から第３の係数を差し引いた値である第２の所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された放電電力の制限値を補正する第２の補正値を演算する、
蓄電池システム。
【請求項１１】
コンピュータが、
蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定ステップと、
前記蓄電池の電圧を測定する測定ステップと、
測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、設定された制限値を補正する補正ステップと、
補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御ステップと、を有し、
コンピュータが、制限値設定ステップにおいて、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電される充電電力の制限値を設定し、
コンピュータが、前記補正ステップにおいて、前記測定された前記蓄電池の充電電圧と前記蓄電池の充電電圧上限値から第１の係数を差し引いた値である第１の所定値との差分に基づいて、前記設定された充電電力の制限値を補正する第１の補正値を演算する、
蓄電池制御方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定ステップと、
前記蓄電池の電圧を測定する測定ステップと、
測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、設定された制限値を補正する補正ステップと、
補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する制御ステップと、を実行させ、
コンピュータに、制限値設定ステップにおいて、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電される充電電力の制限値を設定させ、
コンピュータに、前記補正ステップにおいて、前記測定された前記蓄電池の充電電圧と前記蓄電池の充電電圧上限値から第１の係数を差し引いた値である第１の所定値との差分に基づいて、前記設定された充電電力の制限値を補正する第１の補正値を演算させる、
蓄電池制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電池制御装置、蓄電池システム、蓄電池制御方法、および蓄電池制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蓄電池の温度およびＳＯＣ(State  of  charge)に基づいて、蓄電池の充放電電力を制御する蓄電池の制御装置が知られている。この蓄電池の制御装置は、蓄電池の温度およびＳＯＣを検出し、検出した蓄電池の温度およびＳＯＣに基づく充放電電力の制限値を超えない範囲で蓄電池の制御を行っていた。従来における充放電電力の制限値は、蓄電池の温度およびＳＯＣに基づく充放電電力の制限値は複数の蓄電池の特性のばらつきや複数の蓄電池の劣化のばらつきを考慮して設定されるため、蓄電池の充放電状態に基づくものではなく、蓄電池の特性や劣化度合いによっては、設定された充放電電力の制限値を超えて充放電が可能な場合があった。このため、従来の蓄電池の制御装置は、上位装置が要求する充放電電力を満たすことができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、蓄電池の充放電性能をより多く引き出すことができる蓄電池制御装置、蓄電池システム、蓄電池制御方法、および蓄電池制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の蓄電池制御装置は、制限値設定部と、測定部と、補正部と、制御部とを持つ。制限値設定部は、蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電または放電される電力の制限値を設定する。測定部は、前記蓄電池の電圧を測定する。補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された制限値を補正する。制御部は、前記補正部により補正された制限値を超えないように前記蓄電池により充電または放電される電力を制御する。前記制限値設定部は、前記蓄電池の特性に基づいて前記蓄電池により充電される充電電力の制限値を設定する。前記補正部は、前記測定部により測定された前記蓄電池の充電電圧と前記蓄電池の充電電圧上限値から第１の係数を差し引いた値である第１の所定値との差分に基づいて、前記制限値設定部により設定された充電電力の制限値を補正する第１の補正値を演算する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の蓄電池制御装置１０を含む負荷制御システム１の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の蓄電池制御装置１０における出力制限部３０の構成図。
【図３】蓄電池ユニット５０のＳＯＣと最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎとに対応して充電電力または放電電力の制限値を格納したテーブルデータを示す図。
【図４】実施形態の負荷制御システム１におけるセル電圧を示す図。
【図５】実施形態の負荷制御システム１におけるフィードバック演算部３１６Ａの他の構成図。
【図６】実施形態の出力制限部３０における他の構成を示すブロック図。
【図７】実施形態の負荷制御システム１における、蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する充電電力の制限値の変化を示す図。
【図８】実施形態の負荷制御システム１における蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する充電時のセル電圧の変化を示す図。
【図９】実施形態の負荷制御システム１における、蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する放電電力の制限値の変化を示す図。
【図１０】実施形態の負荷制御システム１における蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する放電時のセル電圧の変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の蓄電池制御装置、蓄電池システム、蓄電池制御方法、および蓄電池制御プログラムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
図１は、実施形態の蓄電池制御装置１０を含む負荷制御システム１の構成を示すブロック図である。負荷制御システム１は、蓄電池制御装置１０と、蓄電池ユニット５０と、電力変換部６０とを備える。負荷制御システム１は、上位装置により送信されたシステム指令に従って制限値を蓄電池制御装置１０により設定し、制限値の範囲内で蓄電池ユニット５０の電力を放電または蓄電池ユニット５０に電力を充電させる。負荷制御システム１は、蓄電池ユニット５０により放電された電力を負荷Ｌに供給し、負荷Ｌにより回生された電力を蓄電池ユニット５０に充電させる。以下では、負荷Ｌは、例えば、負荷Ｌが車両に搭載された駆動モータであり、蓄電池制御装置１０により設定した制限値に基づいて蓄電池ユニット５０の電力を放電させて電力変換部６０から駆動モータに出力し、駆動モータにより回生された電力を蓄電池ユニット５０に充電するものについて説明する。
【０００９】
蓄電池ユニット５０は、複数の蓄電池セル５０−１、・・・および蓄電池セル５０−ｎを備える。なお、以下では、蓄電池セルを他の蓄電池セルと区別して説明しない場合には蓄電池セル５０−ｍと記載する。複数の蓄電池セル５０−ｍは、他の蓄電池セル５０−ｍと直列接続される。また、複数の蓄電池セル５０−ｍは、他の蓄電池セル５０−ｍと直列接続されると共に、他の蓄電池セル５０−ｍと並列接続されていてもよい。蓄電池ユニット５０の正極側の電力線５１には、蓄電池ユニット５０により出力される電流を検出する電流センサ５３が接続される。電流センサ５３により検出された電流値は蓄電池制御装置１０により読み込まれる。
【００１０】
電力変換部６０は、蓄電池ユニット５０の正極が接続された電力線５１および蓄電池ユニット５０の負極が接続された電力線５２に接続される。電力変換部６０は、複数のスイッチング回路をデューティ制御することにより電力を直流電力と交流電流との間で変換する。電力変換部６０には、蓄電池制御装置１０により出力された電力指令値Ｐ＊＊が供給される。電力指令値Ｐ＊＊は、システム指令に基づいて蓄電池制御装置１０により演算された結果を表す。電力変換部６０は、電力指令値Ｐ＊＊に基づいて蓄電池ユニット５０に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して負荷Ｌに供給する。また、電力変換部６０は、電力指令値Ｐ＊＊に基づいて負荷Ｌにより回生された交流電力を直流電力に変換して蓄電池ユニット５０に供給する。
【００１１】
蓄電池制御装置１０は、システム指令入力部２０と、出力制限部３０と、蓄電池管理部４０と、セル温度検出部４２と、セル電圧検出部４４とを備える。蓄電池制御装置１０は、電力変換部６０にシステム指令を出力する制御部である。蓄電池制御装置１０は、後述するように、制限値を超えないように蓄電池ユニット５０により充電または放電をさせるように電力変換部６０を制御する。
【００１２】
システム指令入力部２０は、上位装置により出力されたシステム指令Ｐ＊を入力する。システム指令Ｐ＊は、蓄電池ユニット５０に回生電力を充電させる指令、または蓄電池ユニット５０から電力を放電させる指令が含まれる。システム指令Ｐ＊は、例えば、蓄電池ユニット５０に充電させる電力を正値で表し、蓄電池ユニット５０から放電させる電力を負値で表す。システム指令入力部２０は、入力したシステム指令Ｐ＊を出力制限部３０に出力する。
【００１３】
セル温度検出部４２は、蓄電池ユニット５０における各蓄電池セル５０−ｍのセル温度を検出する。セル電圧検出部４４は、蓄電池ユニット５０における各蓄電池セル５０−ｍのセル電圧を検出する。セル温度検出部４２およびセル電圧検出部４４は、ＣＭＵ（Cell  Monitoring  Unit；電池監視ユニット）により実現される。ＣＭＵは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のコンピュータであり、所定期間毎に蓄電池セル５０−ｍを特定する識別情報と共にセル温度よびセル電圧を蓄電池管理部４０に出力する。
【００１４】
蓄電池管理部４０は、蓄電池ユニット５０の状態を管理するＢＭＵ（Battery  Monitoring  Unit）を含む。蓄電池管理部４０は、ＣＰＵ等のコンピュータであり、セル温度検出部４２およびセル電圧検出部４４から入力されたセル温度およびセル電圧、並びに電流センサ５３から入力された電流値に基づいて蓄電池ユニット５０のＳＯＣを推定する。また、蓄電池管理部４０は、複数の蓄電池セル５０−ｍのセル温度のうちの最低のセル温度を検出する。さらに、蓄電池管理部４０は、複数の蓄電池セル５０−ｍのセル電圧のうちの最大のセル電圧および最小のセル電圧を検出する。蓄電池管理部４０は、蓄電池ユニット５０のＳＯＣ、最低セル温度、最大セル電圧および最小セル電圧を出力制限部３０に出力する。
【００１５】
出力制限部３０は、蓄電制御プログラムを実行することにより各種処理を行うＣＰＵ等のコンピュータである。出力制限部３０は、蓄電池ユニット５０における最低セル温度、最大セル電圧、および最小セル電圧、および蓄電池ユニット５０のＳＯＣに基づいて蓄電池ユニット５０の充電電力または放電電力を制限する。出力制限部３０は、システム指令Ｐ＊に対して蓄電池ユニット５０の充電電力および放電電力を補正した結果として、電力指令値Ｐ＊＊を出力する。
【００１６】
図２は、実施形態の蓄電池制御装置１０における出力制限部３０の構成図である。図２に示した出力制限部３０の構成は、ＣＰＵ等のプロセッサが、メモリに記憶された蓄電制御プログラムを実行することで機能するソフトウェア機能部であってもよいし、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）やＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。また、蓄電池制御装置１０は、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、またはＲＡＭ（Random  Access  Memory）等により実現される記憶装置（不図示）を備え、処理に必要な各種の値を記憶している。
【００１７】
出力制限部３０は、充電電力制限値出力部３０２と、放電電力制限値出力部３０４と、第１の切替部３０６と、フィードフォワード制限値出力部３０８とを備える。また、出力制限部３０は、第２の切替部３１０と、第３の切替部３１２と、第１の差分部３１４と、フィードバック演算部３１６と、フィードバック制限値出力部３１８とを備える。さらに、出力制限部３０は、第２の差分器３２０と、関数処理部３２２と、反転部３２４と、リミッタ部３２６とを備える。なお、図２に示す第１の切替部３０６、第２の切替部３１０、および第３の切替部３１２は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合に図２中の上側入力端子が出力端子と接続される切替状態を示している。第１の切替部３０６、第２の切替部３１０、および第３の切替部３１２は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合に図２中の下側入力端子が出力端子と接続される切替状態に遷移する。
【００１８】
充電電力制限値出力部３０２および放電電力制限値出力部３０４には、蓄電池管理部４０により出力された最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎおよび蓄電池ユニット５０のＳＯＣが入力される。最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎは、例えば、セル温度検出部４２において所定期間においてサンプリングされた最低のセル温度値である。また、蓄電池ユニット５０のＳＯＣは、例えば、所定期間におけるＳＯＣの平均値である。充電電力制限値出力部３０２は、最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎおよび蓄電池ユニット５０のＳＯＣに基づいて充電電力の制限値を演算し、演算した充電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦを第１の切替部３０６に出力する。充電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦは、蓄電池セル５０−ｍの特性に基づいて設定される制限値である。蓄電池セル５０−ｍの特性は例えば蓄電池セル５０−ｍにおける内部抵抗値であって、充電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦは、蓄電池セル５０−ｍの劣化を抑制する値である。放電電力制限値出力部３０４は、最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎおよび蓄電池ユニット５０のＳＯＣに基づいて放電電力の制限値を演算し、演算した放電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｄｉｓｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦを第１の切替部３０６に出力する。放電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｄｉｓｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦは、蓄電池セル５０−ｍの特性に基づいて設定される制限値である。蓄電池セル５０−ｍの特性は例えば蓄電池セル５０−ｍにおける内部抵抗値であって、放電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｄｉｓｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦは、蓄電池セル５０−ｍの劣化を抑制するような値である。
【００１９】
充電電力制限値出力部３０２および放電電力制限値出力部３０４は、予め記憶装置に記憶したテーブルデータを参照して充電電力の制限値および放電電力の制限値を演算してもよい。図３は、蓄電池ユニット５０のＳＯＣと最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎとに対応して充電電力または放電電力の制限値を格納したテーブルデータを示す図である。なお、充電電力制限値出力部３０２および放電電力制限値出力部３０４は、テーブルデータに設定されたＳＯＣおよび最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎの中間値が検出された場合には、線形補間によって充電電力の制限値および放電電力の制限値を演算してもよい。また、充電電力制限値出力部３０２および放電電力制限値出力部３０４は、蓄電池ユニット５０のＳＯＣと最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎとをパラメータとして含む演算式を演算して、充電電力の制限値および放電電力の制限値を演算してもよい。充電電力制限値出力部３０２および放電電力制限値出力部３０４は、蓄電池ユニット５０の特性に基づいて蓄電池ユニット５０により充電または放電される電力の制限値を設定する制限値設定部として機能する。
【００２０】
第１の切替部３０６には、充電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦ、放電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｄｉｓｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦ、およびシステム指令Ｐ＊が供給される。第１の切替部３０６は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合には充電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦを蓄電池セル５０−ｍの電力制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｌｉｍ＿ＦＦとしてフィードフォワード制限値出力部３０８に出力する。第１の切替部３０６は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合には放電電力の制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｄｉｓｃｈ＿ｌｉｍ＿ＦＦを蓄電池セル５０−ｍの電力制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｌｉｍ＿ＦＦとしてフィードフォワード制限値出力部３０８に出力する。
【００２１】
フィードフォワード制限値出力部３０８は、蓄電池セル５０−ｍの電力制限値Ｐｃｅｌｌ＿ｌｉｍ＿ＦＦに蓄電池ユニット５０に含まれるセル数を乗算する。フィードフォワード制限値出力部３０８は、演算して得た値を、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦとして第２の差分器３２０に出力する。
【００２２】
第２の切替部３１０には、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−α（第１の係数）、放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋α（第３の係数）、およびシステム指令Ｐ＊が供給される。充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αにおけるＶｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆは、蓄電池セル５０−ｍにおける充電終止電圧である。充電終止電圧は、蓄電池セル５０−ｍを故障から保護するために設定されるセル電圧の上限値である。αは、セル電圧が充電終止電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆに達しないように設定される余裕度に基づく電圧値である。放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αにおけるＶｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆは、蓄電池セル５０−ｍにおける放電終止電圧である。放電終止電圧は、蓄電池セル５０−ｍを故障から保護するために設定されるセル電圧の下限値である。αは、セル電圧が放電終止電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆに達しないように設定される余裕度に基づく電圧値である。図４は、実施形態の負荷制御システム１におけるセル電圧を示す図である。なお、αは、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αと放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αとで同じ電圧値として説明するが、これに限らず、充電終止電圧と放電終止電圧とで異なる余裕度に基づく値が設定されてもよい。
【００２３】
第２の切替部３１０は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合には、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αをセル電圧制限値Ｖｃｅｌｌ＿ｌｉｍとして第１の差分部３１４に出力する。第２の切替部３１０は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合には、放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αをセル電圧制限値Ｖｃｅｌｌ＿ｌｉｍとして第１の差分部３１４に出力する。
【００２４】
第３の切替部３１２には、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘ、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎ、およびシステム指令Ｐ＊が供給される。充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘ、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎは、蓄電池管理部４０により出力された値であって、実際にセル電圧検出部４４により検出された値である。すなわち、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘ、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎは、蓄電池管理部４０から出力制限部３０に供給された時点における蓄電池セル５０−ｍの状態に基づくセル電圧である。第３の切替部３１２は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合には、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘを第１の差分部３１４に出力する。第３の切替部３１２は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合には、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎを第１の差分部３１４に出力する。
【００２５】
第１の差分部３１４は、第３の切替部３１２により出力された電圧値から第２の切替部３１０により出力されたセル電圧制限値Ｖｃｅｌｌ＿ｌｉｍを差し引いた値をフィードバック演算部３１６に出力する。
【００２６】
フィードバック演算部３１６は、比例ゲイン演算部（Ｋｐ）３１６ａ、積分ゲイン演算部（Ｋｉ）３１６ｂ、および積分部（１／ｓ）３１６ｃを含む。比例ゲイン演算部３１６ａは、第１の差分部３１４により出力された値に比例ゲインＫｐを乗算して加算部３１６ｄに出力する。また、積分ゲイン演算部３１６ｂは、第１の差分部３１４により出力された値に積分ゲインＫｉを乗算し、積分部３１６ｃは、積分ゲインＫｉが乗算された値を積分し、積分して得た値を加算部３１６ｄに出力する。フィードバック演算部３１６は、加算部３１６ｄにより加算した値をフィードバック制限値出力部３１８に出力する。
【００２７】
フィードバック制限値出力部３１８は、フィードバック演算部３１６により出力された値に蓄電池ユニット５０に含まれるセル数を乗算する。フィードバック制限値出力部３１８は、演算して得た値を、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢとして第２の差分器３２０に出力する。
【００２８】
第２の差分器３２０は、フィードフォワード制限値出力部３０８により出力された電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦからフィードバック制限値出力部３１８により出力された電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを差し引いた値を関数処理部３２２に出力する。これにより、出力制限部３０は、フィードバック制限値出力部３１８により出力された電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢにより、電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦを補正する。出力制限部３０において、第２の差分器３２０および電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを演算する各部が、測定部（セル電圧検出部４４）により測定された蓄電池の電圧と所定値との差分に基づいて制限値を補正する補正部として機能する。
【００２９】
関数処理部３２２は、第２の差分器３２０により出力された値に所定の関数処理を行って得た電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍを反転部３２４およびリミッタ部３２６に出力する。関数処理部３２２は、関数処理として、第２の差分器３２０により出力された値の絶対値を演算する処理を行う。また、関数処理部３２２は、関数処理として、第２の差分器３２０により出力された値に対してフィルタ処理を行ってもよい。
【００３０】
反転部３２４は、関数処理部３２２により出力された電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍを反転させた値をリミッタ部３２６に出力する。リミッタ部３２６には、関数処理部３２２により出力された電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ、および反転部３２４により値が反転された電力制限値（−Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ）と、システム指令Ｐ＊とを比較する。リミッタ部３２６は、システム指令Ｐ＊が電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ、および反転部３２４により値が反転された電力制限値（−Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ）の範囲内である場合には、システム指令Ｐ＊をそのまま電力変換部６０に出力する。リミッタ部３２６は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合において、システム指令Ｐ＊が電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ以上である場合にはシステム指令Ｐ＊＊として電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍを電力変換部６０に出力する。リミッタ部３２６は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合において、システム指令Ｐ＊が電力制限値（−Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ）以下である場合にはシステム指令Ｐ＊＊として電力制限値（−Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ）を電力変換部６０に出力する。
【００３１】
以上説明したように、実施形態の負荷制御システム１によれば、実際に検出された充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘまたは放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎと充電終止電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆまたは放電終止電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆに基づいて演算された蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを演算し、当該蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを補正値として、最低セル温度Ｔｃｅｌｌ＿ｍｉｎおよび蓄電池ユニット５０のＳＯＣに基づいて演算した蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦを補正する。
【００３２】
これにより、実施形態の負荷制御システム１は、図４に示すように、実際の充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘを次第に充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αに近づけるように電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦを補正することができる。すなわち、実施形態の負荷制御システム１によれば、そのときの余裕度を最適な値として補正後のシステム指令Ｐ＊＊を電力変換部６０に供給することができる。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、蓄電池の充放電性能をより多く引き出すことができる。
【００３３】
同様に、実施形態の負荷制御システム１は、図４に示すように、実際の放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎを次第に放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに近づけるように電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦを補正することができる。すなわち、実施形態の負荷制御システム１によれば、そのときの余裕度を最適な値として補正後のシステム指令Ｐ＊＊を電力変換部６０に供給することができる。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、蓄電池の充放電性能をより多く引き出すことができる。
【００３４】
実施形態の負荷制御システム１において、フィードバック演算部３１６における比例ゲインまたは積分ゲインなどの制御ゲインを切り替えてもよい。図５は、実施形態の負荷制御システム１におけるフィードバック演算部３１６Ａの他の構成図である。なお、図５に示す比例ゲイン切替部３１６１および積分ゲイン切替部３１６２は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合に図５中の上側入力端子が出力端子と接続される切替状態を示している。
【００３５】
フィードバック演算部３１６Ａにおける比例ゲイン演算部３１６ａは、充電時の比例ゲインＫｐ＿ｃｈと放電時の比例ゲインＫｐ＿ｄｉｓｃｈとを切り替える比例ゲイン切替部３１６１を含む。比例ゲイン演算部３１６ａは、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合には第１の差分部３１４により出力された値に充電時の比例ゲインＫｐ＿ｃｈを乗算して加算部３１６ｄに出力する。比例ゲイン演算部３１６ａは、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合には第１の差分部３１４により出力された値に放電時の比例ゲインＫｐ＿ｄｉｓｃｈを乗算して加算部３１６ｄに出力する。
【００３６】
フィードバック演算部３１６Ａにおける積分ゲイン演算部３１６ｂは、充電時の積分ゲインＫｉ＿ｃｈと放電時の積分ゲインＫｉ＿ｄｉｓｃｈとを切り替える積分ゲイン切替部３１６２を含む。積分ゲイン演算部３１６ｂは、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合には第１の差分部３１４により出力された値に充電時の積分ゲインＫｉ＿ｃｈを乗算して積分部３１６ｃに出力する。積分ゲイン演算部３１６ｂは、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合には第１の差分部３１４により出力された値に放電時の積分ゲインＫｉ＿ｄｉｓｃｈを乗算して加算部３１６ｄに出力する。
【００３７】
充電時の比例ゲインＫｐ＿ｃｈは蓄電池セル５０−ｍの充電時の内部抵抗に基づいて設定される。放電時の比例ゲインＫｐ＿ｄｉｓｃｈは蓄電池セル５０−ｍの放電時の内部抵抗に基づいて設定される。同様に、充電時の積分ゲインＫｉ＿ｃｈは蓄電池セル５０−ｍの充電時の内部抵抗に基づいて設定される。放電時の積分ゲインＫｉ＿ｄｉｓｃｈは蓄電池セル５０−ｍの放電時の内部抵抗に基づいて設定される。蓄電池セル５０−ｍにおいて充電電力または放電電力が流れる抵抗値が高いほど電力に対する感度が高くなる。したがって、制御ゲインは、抵抗値が高いほど小さく設定され、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦの補正幅を小さくする。逆に、制御ゲインは、抵抗値が低いほど大きく設定され、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦの補正幅を大きくする。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、放電時と充電時とで制御ゲインを切り替えることにより、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦに対する補正幅を調整することができ、余裕度を最適化することで、蓄電池ユニット５０の充電電力または放電電力をより高くすることができる。
【００３８】
上述した実施形態の負荷制御システム１は、蓄電池ユニット５０の充電電力または放電電力をより高くするように動作するが、充電電力または放電電力の応答性を高くする構成を有していてもよい。図６は、実施形態の負荷制御システム１における他の構成を示すブロック図である。なお、図６は、負荷制御システム１のうち、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを演算する以外の構成を省略している。
【００３９】
この負荷制御システム１は、比較器３３０と、比較器３３２とを備える。また、負荷制御システム１は、積分ゲイン演算部３１６ｂに、切替部３１６３、３１６４、および３１６５を備える。なお、図６における切替部３１６３および３１６４はオン信号が供給されている場合に図６中の上側入力端子が出力端子と接続される切替状態を示し、切替部３１６５はシステム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合に図６中の上側入力端子が出力端子と接続される切替状態を示している。
【００４０】
比較器３３０および３３２は、例えばオペアンプ等を含むコンパレータである。比較器３３０は、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−α値と、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘとを比較し、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘが充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−α以上である場合に切替部３１６３にオン信号（立ち上がり信号）を供給する。比較器３３２は、放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αと、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎとを比較し、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎが放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋α以下である場合に切替部３１６４にオン信号を供給する。
【００４１】
切替部３１６３は、比較器３３０によりオン信号が出力されていない場合には、第１の差分部３１４により出力された値に所定の積分ゲインＫｉ＿ｃｈを乗算した値を切替部３１６５に出力する。所定の積分ゲインＫｉ＿ｃｈは、上述した実施形態と同様に、所定幅で充電電圧を充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αに近づけるための積分ゲインに設定される。切替部３１６３は、比較器３３０によりオン信号が出力されている場合には、第１の差分部３１４により出力された値に積分ゲインＡ＊Ｋｉ＿ｃｈを乗算した値を切替部３１６５に出力する。所定の積分ゲインＡ＊Ｋｉ＿ｃｈは、所定のＫｉ＿ｃｈよりも小さい積分ゲインが設定されている。これにより、積分ゲイン演算部３１６ｂは、上述した実施形態よりも小さい幅で充電電圧を充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αに近づける。
【００４２】
切替部３１６４は、比較器３３２によりオン信号が出力されていない場合には、第１の差分部３１４により出力された値に所定の積分ゲインＫｉ＿ｄｉｓｃｈを乗算した値を切替部３１６５に出力する。所定の積分ゲインＫｉ＿ｄｉｓｃｈは、上述した実施形態と同様に、所定幅で放電電圧を放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに近づけるための積分ゲインに設定される。切替部３１６４は、比較器３３０によりオン信号が出力されている場合には、第１の差分部３１４により出力された値に積分ゲインＢ＊Ｋｉ＿ｄｉｓｃｈを乗算した値を切替部３１６５に出力する。所定の積分ゲインＢ＊Ｋｉ＿ｃｈは、所定のＫｉ＿ｄｉｓｃｈよりも小さい積分ゲインが設定されている。これにより、積分ゲイン演算部３１６ｂは、上述した実施形態よりも小さい幅で放電電圧を放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに近づける。
【００４３】
切替部３１６５は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合には切替部３１６３により出力された値を積分部３１６ｃに出力する。切替部３１６５は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合には切替部３１６４により出力された値を積分部３１６ｃに出力する。
【００４４】
また、負荷制御システム１は、比較器３３４と、比較器３３６と、切替部３３８とを備える。比較器３３４および３３６は、例えばオペアンプ等を含むコンパレータである。比較器３３４は、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αから所定の幅β（第２の係数）を差し引いた値と、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘとを比較し、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘが充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αから所定の幅βを差し引いた値以下である場合に切替部３３８にオン信号を供給する。比較器３３６は、放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αから所定の幅β（第４の係数）を加算した値と、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎとを比較し、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎが放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αから所定の幅βを加算した値以上である場合に切替部３３８にオン信号を供給する。所定の幅βは、充電電圧が充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αに近づいていないことを表す値であって、充電電圧を充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αにより近づけるようにフィードバック制御を促す値である。同様に、所定の幅βは、放電電圧が放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに近づいていないことを表す値であって、放電電圧を放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αにより近づけるようにフィードバック制御を促す値である。
【００４５】
切替部３３８は、システム指令Ｐ＊が充電電力を表している場合であって、比較器３３４によりオン信号が供給されている場合に、オン信号を積分部３１６ｃに出力する。切替部３３８は、システム指令Ｐ＊が放電電力を表している場合であって、比較器３３６によりオン信号が供給されている場合に、オン信号を積分部３１６ｃに出力する。積分部３１６ｃは、切替部３３８によりオン信号が出力されたことに応じて内部に保持している積分値をリセットする。
【００４６】
以上のように、実施形態の負荷制御システム１によれば、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘが充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αから所定値β（第２の係数）を差し引いた値以下である場合に、積分部３１６ｃの積分値をリセットするので、比例ゲインに基づいて蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを演算することができる。また、実施形態の負荷制御システム１によれば、放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎが放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αから所定値βを加算した値以上である場合に、積分部３１６ｃの積分値をリセットするので、比例ゲインに基づいて蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを演算することができる。これにより、負荷制御システム１は、セル電圧制限値Ｖｃｅｌｌ＿ｌｉｍに対する充電電圧または放電電圧との差に対する蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢを大きく変化させることができる。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢにより蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦを補正する補正幅を大きくすることでき、余裕度を最適化することで、充電電圧または放電電圧を充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αまたは放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに近づける応答性を高くすることができる。
【００４７】
実施形態の負荷制御システム１によれば、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘが、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αに達した場合に、積分ゲインをＫｉ＿ｃｈよりも小さい値Ａ＊Ｋｉ＿ｃｈに変更する。実施形態の負荷制御システム１によれば、セル電圧制限値Ｖｃｅｌｌ＿ｌｉｍが、放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに達した場合に、積分ゲインをＫｉ＿ｄｉｓよりも小さい値Ｂ＊Ｋｉ＿ｄｉｓｃｈに変更する。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、セル電圧制限値Ｖｃｅｌｌ＿ｌｉｍに対する充電電圧または放電電圧との差に対する蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＢの変化を抑制させることができる。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘまたは放電時最小セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍｉｎが充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αまたは放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに達した際のオーバーシュートを抑制することができる。
【００４８】
図７は、実施形態の負荷制御システム１における、蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する充電電力の制限値の変化を示す図である。図８は、実施形態の負荷制御システム１における蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する充電時のセル電圧の変化を示す図である。図７に示す比較例の充電電力の制限値は、ＳＯＣとセル温度との対応関係を予め設定したテーブルデータに基づいて決定される。
【００４９】
比較例における充電電力の制限値は、例えば蓄電池セル５０−ｍの内部抵抗値が蓄電池ユニット５０の寿命末期では初期抵抗値の２倍となると想定して、蓄電池セルの終止電圧に対して大きな余裕度で設定されている。この結果、比較例は、図７に示すように、システム指令Ｐ＊が負荷制御システム１における最大の充電電力であっても、ＳＯＣが高くなるほど充電電力の制限値が低くなってしまう。また、比較例においては、図８に示すように、蓄電池ユニット５０のＳＯＣが高い状況であっても、充電基準電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆ−αよりも高い充電電圧により充電させることができない。
【００５０】
一方、実施形態の負荷制御システム１は、例えば内部抵抗の劣化がない新品の蓄電池セル５０−ｍを備えた蓄電池ユニット５０である場合、システム指令Ｐ＊が高くなるほど蓄電池ユニット５０の充電時最大セル電圧Ｖｃｅｌｌ＿ｍａｘが高くなるため、図７に示すように、蓄電池ユニット５０の電力制限値Ｐｓｙｓ＿ｌｉｍ＿ＦＦを高く補正してシステム指令Ｐ＊＊を電力変換部６０に出力することができる。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、図８に示すように、蓄電池ユニット５０のＳＯＣが高くなっても高い充電電圧で電力を蓄電池ユニット５０に充電させることができる。また、実施形態の負荷制御システム１によれば、負荷Ｌが車両の駆動モータである場合においてＳＯＣが高い状況であっても蓄電池ユニット５０により充電可能な回生電力を高くすることができ、車両における電力消費を抑制することができる。
【００５１】
図９は、実施形態の負荷制御システム１における、蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する放電電力の制限値の変化を示す図である。図１０は、実施形態の負荷制御システム１における蓄電池ユニット５０のＳＯＣに対する放電時のセル電圧の変化を示す図である。比較例の放電電力の制限値は、ＳＯＣとセル温度との対応関係を予め設定したテーブルデータに基づいて決定される。なお、実施形態における蓄電池セル５０−ｍは、内部抵抗値が初期抵抗値の３倍となった状況における放電電力および放電電圧の変化を示している。
【００５２】
比較例においては、例えば蓄電池セル５０−ｍの内部抵抗値が蓄電池ユニット５０の寿命末期では初期抵抗値の２倍となると想定して、蓄電池セルの終止電圧する余裕度を持ったテーブルデータを設定している。この結果、比較例は、システム指令Ｐ＊が低い状態であって、多くの放電電力が要求されている状況において、蓄電池ユニット５０のＳＯＣが次第に低下すると、図１０に示すように、ＳＯＣが４０％から３０％に低下する途中で放電電圧が充電終止電圧Ｖｃｈｇ＿ｃｕｔｏｆｆに達して放電動作が異常停止してしまう。
【００５３】
一方、実施形態の負荷制御システム１は、システム指令Ｐ＊により多くの放電電力が要求されている状況において、放電電圧が放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに達すると、放電電圧を放電基準電圧Ｖｄｉｓ＿ｃｕｔｏｆｆ＋αに近づけるようにフィードバック制御を行ってシステム指令Ｐ＊を補正して、システム指令Ｐ＊＊を電力変換部６０に出力する。この結果、実施形態の負荷制御システム１によれば、図９に示すように、放電電力を絞ることによって蓄電池ユニット５０のＳＯＣが０％付近に達するまで蓄電池ユニット５０を使用することができる。これにより、実施形態の負荷制御システム１によれば、想定を超えて劣化が進行していたとしても、例えば駆動モータの動力により走行させる車両に搭載された蓄電池ユニット５０の容量を使い切ることができ、車両の航続距離を長くすることができる。
【００５４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、セル電圧検出部４４により測定された蓄電池セル５０−ｍの電圧と所定値との差分に基づいて、蓄電池ユニット５０の電力制限値を補正する補正部と、補正部により補正された制限値を超えないように蓄電池ユニット５０により充電または放電される電力を制御する制御部とを持つことにより、測定された電圧によって蓄電池ユニット５０の充放電性能をより多く引き出すことができる。
【００５５】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００５６】
１…負荷制御システム、１０…蓄電池制御装置、２０…システム指令入力部、３０…出力制限部、４０…蓄電池管理部、４２…セル温度検出部、４４…セル電圧検出部、５０…蓄電池ユニット、５０−１〜５０−ｍ…蓄電池セル、６０…電力変換部、３０２…充電電力制限値出力部、３０４…放電電力制限値出力部、３０８…フィードフォワード制限値出力部、３１０…第２の切替部、３１２…第３の切替部、３１４…第１の差分部、３１６…フィードバック演算部、３１６ａ…比例ゲイン演算部、３１６ｂ…積分ゲイン演算部、３１６ｃ…積分部、３１６ｄ…加算部、３１８…フィードバック制限値出力部、３２０…第２の差分器、３２６…リミッタ部、３３０、３３２、３３４、３３６…比較器、３１６１…比例ゲイン切替部、３１６２…積分ゲイン切替部
【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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【図９】
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【図１０】
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