(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用のモータに電気的に直並列接続可能な複数の蓄電手段を有し、前記複数の蓄電手段の中から前記モータに並列接続する並列接続数（Ｎ、ただしＮ≧１）を選択自在な車両用電力供給装置の電力供給制御方法において、
前記複数の蓄電手段のうちの１又は複数個を前記モータに並列接続するに際して、並列接続したときの１又は複数個の前記蓄電手段からの出力電圧（Ｖｐｎ）が、各蓄電手段の内部抵抗による電圧変化（ΔＶ）によって、要求される要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）に近くなるように、前記並列接続数（Ｎ）を選択することを特徴とする車両用電力供給装置の電力供給制御方法。
【請求項２】
車両駆動用のモータに電気的に直並列接続可能な複数の蓄電手段を有し、前記複数の蓄電手段の中から前記モータに並列接続する並列接続数（Ｎ、ただしＮ≧１）を選択自在な車両用電力供給装置の電力供給制御方法において、
要求される要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）を演算するステップと、
前記複数の蓄電手段のうちの１又は複数個を前記モータに並列接続するに際して、並列接続したときの１又は複数個の前記蓄電手段からの出力電圧（Ｖｐｎ）が、各蓄電手段の内部抵抗による電圧変化（ΔＶ）によって、前記要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）に近くなるように、前記並列接続数（Ｎ）を選択するステップと、
を備えることを特徴とする車両用電力供給装置の電力供給制御方法。
【請求項３】
前記並列接続数を選択するステップは、前記モータが力行状態にあるとき、前記蓄電手段の平均開放電圧（Ｖａｖｅ）が前記要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）より大きいほど、前記並列接続数（Ｎ）を少なくすることを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給装置の電力供給制御方法。
【請求項４】
前記並列接続数を選択するステップは、前記モータが回生状態にあるとき、前記蓄電手段の平均開放電圧（Ｖａｖｅ）が前記要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）より小さいほど、前記並列接続数（Ｎ）を少なくすることを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給装置の電力供給制御方法。
【請求項５】
前記並列接続数を選択するステップに先立って、前記モータが出力するときの各蓄電手段の内部抵抗（Ｒｘ）を推定するステップをさらに備え、
前記並列接続数（Ｎ）を選択するに際し、推定した前記内部抵抗（Ｒｘ）の値から、前記モータに並列接続する、前記蓄電手段の各接続組合せ（ｃ）における前記蓄電手段の出力電圧（Ｖｃ）を算出し、
前記各接続組合せ（ｃ）の中から、前記要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）に最も近い前記蓄電手段の出力電圧（Ｖｃ）となる１つの組合せ（ｃ）を選択することを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給装置の電力供給制御方法。
【請求項６】
前記並列接続数を選択するステップに先立って、前記蓄電手段の開放電圧に基づいて前記蓄電手段を並列接続することが可能か不可かを判断するステップをさらに備え、
前記蓄電手段を並列接続することが可能であると判断したときには前記並列接続数を選択するステップを実行し、前記蓄電手段を並列接続することが不可であると判断したときには前記蓄電手段のうちの複数個を直列接続することを決定することを特徴とする請求項２に記載の車両用電力供給装置の電力供給制御方法。
【請求項７】
車両駆動用のモータに電気的に直並列接続可能な複数の蓄電手段と、
前記複数の蓄電手段の中から前記モータに接続する蓄電手段を切り換える複数のスイッチ手段と、
前記複数のスイッチ手段の作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、前記複数の蓄電手段のうちの１又は複数個を前記モータに並列接続するに際して、並列接続したときの１又は複数個の前記蓄電手段からの出力電圧（Ｖｐｎ）が、各蓄電手段の内部抵抗による電圧変化（ΔＶ）によって、要求される要求印加電圧（Ｖｍｉｎ）に近くなるように、並列接続数（Ｎ、ただしＮ≧１）を選択して、前記複数のスイッチ手段の作動を制御することを特徴とする車両用電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用電力供給装置の電力供給制御方法、及び車両用電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車には、車両駆動用のモータに電気的に接続可能な複数の蓄電手段を有する車両用電力供給装置が組み込まれている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された車両用電力供給装置は、複数の蓄電手段を直列接続又は並列接続に切り換えることが可能に構成され、複数の蓄電手段の直並列を切り換えることによって、複数の蓄電手段からの出力電圧を変化させている。具体的には、要求される印加電圧が小さい場合には、複数の蓄電手段のすべてを並列接続して出力電圧を小さくし、要求される印加電圧が大きい場合には、複数の蓄電手段のすべてを直列接続して出力電圧を大きくしている。
【特許文献１】特開平５−２３６６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示された車両用電力供給装置は、複数の蓄電手段の直並列を単に切り換えるだけであり、複数の蓄電手段のすべてを並列接続した場合には、要求される印加電圧と実際に出力される出力電圧との差に起因した不具合が生じる。「要求される印加電圧」は、一般的に、モータ損失や、インバータ損失などの種々の損失を最小にする観点をも加味して定められている。したがって、要求される印加電圧と実際に出力される出力電圧との差が大きくなると、上記の種々の損失が大きくなるという不具合が生じる。
【０００４】
本発明の目的は、蓄電手段を並列接続する際の出力電圧のさらなる調整を可能とし、もって、要求される印加電圧と実際に出力される出力電圧との差に起因した不具合の低減を図り得る、車両用電力供給装置の電力供給制御方法、及び車両用電力供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
車両駆動用のモータに電気的に直並列接続可能な複数の蓄電手段を有し、前記複数の蓄電手段の中から前記モータに並列接続する並列接続数（Ｎ、ただしＮ≧１）を選択自在な車両用電力供給装置の電力供給制御方法において、
前記複数の蓄電手段のうちの１又は複数個を前記モータに並列接続するに際して、並列接続したときの１又は複数個の前記蓄電手段からの出力電圧が、各蓄電手段の内部抵抗による電圧変化によって、要求される要求印加電圧に最も近くなるように、前記並列接続数（Ｎ）を選択することを特徴とする車両用電力供給装置の電力供給制御方法である。
【０００６】
また、上記目的を達成するための請求項７に記載の発明は、
車両駆動用のモータに電気的に直並列接続可能な複数の蓄電手段と、
前記複数の蓄電手段の中から前記モータに接続する蓄電手段を切り換える複数のスイッチ手段と、
前記複数のスイッチ手段の作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、前記複数の蓄電手段のうちの１又は複数個を前記モータに並列接続するに際して、並列接続したときの１又は複数個の前記蓄電手段からの出力電圧が、各蓄電手段の内部抵抗による電圧変化によって、要求される要求印加電圧に最も近くなるように、並列接続数（Ｎ、ただしＮ≧１）を選択して、前記複数のスイッチ手段の作動を制御することを特徴とする車両用電力供給装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、選択した並列接続数の蓄電手段をモータに並列接続し、各蓄電手段の内部抵抗による電圧変化を利用することによって、蓄電手段を並列接続するときの出力電圧のさらなる調整が可能となる。これを通して、要求される印加電圧と実際に出力される出力電圧との差に起因した不具合の低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る車両用電力供給装置の電力供給制御方法、及び、当該方法を具現化した本発明に係る車両用電力供給装置を、図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両の概略構成を示す図、図２は、第１の実施形態に係る車両用電力供給装置１における回路部２ａの構成を示す図、図３は、第１の実施形態に係る車両用電力供給装置１におけるコントローラ２ｂの構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、車両としての電気自動車は、車両用電力供給装置１（以下、「電力供給装置」と記す）から供給される電力によって回転駆動される交流電動機３（車両駆動用のモータに相当する。以下、「モータ」と記す）と、モータ３の出力軸に接続される減速機４と、減速機４に接続される差動装置５と、差動装置５に接続されモータ３の回転動が伝達されて回転駆動される車輪６ａ、６ｂとを有する。電力供給装置１は、回路部２ａと、回路部２ａの作動を制御するコントローラ２ｂとを有する。また、電気自動車は、車両の運転状態を表す所定の情報を検出する複数のセンサ７を有する。センサ７は、コントローラ２ｂに接続されている。センサ７からの出力信号がコントローラ２ｂに入力される。センサ７には、アクセルペダルに取り付けられアクセル開度を検出するアクセルペダルセンサ（ＡＰＳ）や、車輪速センサなどが含まれる（図３参照）。
【００１１】
図２及び図３に示すように、電力供給装置１は、概説すれば、インバータ１４を介してモータ３に電気的に直並列接続可能な複数の二次電池である電池１１、１２、１３（蓄電手段に相当する）と、複数の電池１１、１２、１３の中からモータ３に接続する電池１１、１２、１３を切り換える複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ１１〜ＳＷ１３（スイッチ手段に相当する）と、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ１１〜ＳＷ１３の作動を制御するコントローラ２ｂと、を有する。そして、コントローラ２ｂは、複数の電池１１、１２、１３のうちの１又は複数個をモータ３に並列接続するに際して、並列接続したときの１又は複数個の電池からの出力電圧が、各電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化によって、要求される要求印加電圧に最も近くなるように、並列接続数を選択して、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ１１〜ＳＷ１３の作動を制御している。なお、電池の個数は複数個である限りにおいて限定されないが、本実施形態においては、３個の電池１１、１２、１３を備える電力供給装置１について説明する。
【００１２】
モータ３に対し並列接続したときの１又は複数個の電池からの出力電圧（インバータ１４への入力電圧に相当する）は符号「Ｖｐｎ」を用いる。出力電圧Ｖｐｎの添え字「ｐｎ」は、ｎ個の電池が並列（ｐａｒａｌｌｅｌ）に接続されていることを表している。例えば、３個の電池が並列に接続されているときの当該３個の電池からの出力電圧は、「Ｖｐ３」のように表記される。電池の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化には符号「ΔＶ」を用い、要求される要求印加電圧には符号「Ｖｍｉｎ」を用いる。並列接続数には符号「Ｎ」を用いる。ただし、Ｎ≧１である。なお、ｎ及びＮはどちらも並列接続数を意味するが、制御過程においてはｎを使用し、最終的に並列接続数を決定したときにＮ＝ｎとし、Ｎを使用する。上述したように、本発明は、電池を並列接続するときの出力電圧のさらなる調整を可能とすることを目的としており、電池をモータ３に並列接続するに際して、電池の接続数として１個を選択する場合があり得る。この場合には当該１個の電池はモータ３に電気的に直列接続されたことになるが、上記の本発明の目的に照らして、接続数が１の場合も、「並列接続数Ｎ」に含まれると理解されなければならない。以下、詳述する。
【００１３】
前記複数の電池１１、１２、１３は、回路部２ａにおいてインバータ１４に対して、直並列接続可能に配置されている。回路部２ａには、突入電流を抑制する充電抵抗１５も配置されている。
【００１４】
電池１１は、複数の単位電池１１ａを直列接続して構成され、電池１２、１３のそれぞれも同様に、複数の単位電池１２ａ、１３ａを直列接続して構成されている。電池１１は、通電しない状態における複数の単位電池１１ａの電圧の和すなわち開放電圧と、実際にモータ３を駆動する通電状態における出力電圧との間には差が生じる。電池１２、１３のそれぞれも同様に、開放電圧と、通電状態における出力電圧との間には差が生じる。これは、モータ駆動時には、電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化ΔＶが起こるためである。
【００１５】
ここで、各電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化ΔＶについて説明する。
【００１６】
各電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化ΔＶは、下記の式（１）に示すように、モータ駆動時に電池を流れる電流Ｉと、内部抵抗値ｒとから算出することができる。このとき、内部抵抗による電圧変化ΔＶは電流Ｉの方向に対して、逆向きに生じる。すなわち、本実施形態では、モータ力行時においては、電池の出力電圧は、開放電圧より内部抵抗による電圧変化ΔＶ分だけ小さくなり、またモータ回生時においては、電圧変化ΔＶ分だけ大きくなる。
【００１７】
【数１】
0004650305.tif 000002
【００１８】
この式において、内部抵抗値ｒを一定とすると、この内部抵抗による電圧変化ΔＶはモータ駆動時の電池への電流Ｉのみに依存する。式（１）より、電流Ｉに比例して電圧変化ΔＶは変化する。
【００１９】
電池１１および電池１２は、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１３をオン・オフ制御することによって、直並列切換及び単一接続が可能である。電池１１の正極と電池１２の正極との間にスイッチＳＷ１１が配置され、電池１１の負極と電池１２の負極との間にスイッチＳＷ１２が配置されている。電池１１の正極とスイッチＳＷ１１とを結ぶ経路上から、電池１２の負極とスイッチＳＷ１２とを結ぶ経路上へとつながる経路上にスイッチＳＷ１３が配置されている。
【００２０】
なお、図２に示す破線で囲まれた、電池１１、電池１２、及び電池１１と電池１２とを直並列切換可能なＳＷ１１〜ＳＷ１３を含む回路部分を、以下、「電池群１６」と称する。電池群１６の正極側に、他の構成要素と結ぶ経路が接続する場合には、この経路は、スイッチＳＷ１１と電池１２の正極とを結ぶ経路上に接続される。電池群１６の負極側に、他の構成要素と結ぶ経路が接続する場合には、この経路は、スイッチＳＷ１２と電池１１の負極とを結ぶ経路上に接続される。
【００２１】
回路部２ａはさらに、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオン・オフ制御することによって、電池群１６と電池１３とを直並列切換可能であるとともに、電池群１６又は電池１３のいずれか一方のみをインバータ１４へ接続することが可能である。
【００２２】
スイッチＳＷ１は、電池群１６の正極と電池１３の負極とをつなぐ経路上に配置され、電池群１６の正極とスイッチＳＷ１との間に充電抵抗１５が配置されている。
【００２３】
スイッチＳＷ２は電池群１６の正極と充電抵抗１５とをつなぐ経路上から電池１３の負極へとつながる経路上に配置されている。
【００２４】
スイッチＳＷ３は、充電抵抗１５とスイッチＳＷ１とをつなぐ経路上からインバータ１４の正極（以降、各電池の正極側と接続する側を、インバータ１４の正極とする。また、負極も同様である）へとつながる経路上に配置されている。
【００２５】
スイッチＳＷ４は電池群１６の正極とインバータ１４の正極とをつなぐ経路上に配置され、スイッチＳＷ５は電池１３の負極とインバータ１４の負極とをつなぐ経路上に配置されている。
【００２６】
図４には、スイッチのオン・オフ制御によって実現される電池の接続形態の一例が示されている。図において、○はスイッチをオンすることを示し、×はスイッチをオフすることを示している。組合せは、電池の符号「１１」、「１２」、「１３」を用いて示されている。
【００２７】
図示するように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５及びスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１３をオン・オフ制御することによって、電池１１〜１３は、インバータ１４に対し、単一接続、複数並列接続、又は複数直列接続される。なお、図示したスイッチのオン・オフ制御は、本実施形態において使用する経路であって、充電抵抗１５を通らない経路を形成するための一例を示したにすぎず、図示した他にも、種々の経路を形成することが可能であることは言うまでもない。
【００２８】
図３に示すように、前記コントローラ２ｂは、目標駆動力設定部２１と、駆動用モータ出力設定部２２と、損失最小印加電圧演算部２３と、開放電圧検出部２４と、直列・並列判断部２５と、並列接続数決定部２６ａと、スイッチ制御部２７とを備える。コントローラ２ｂは演算処理に必要な処理プログラムや制御マップを予め記憶しているとともに、センサ７からの信号や演算処理の結果を逐次記憶する。まず、前記各部の概要を説明する。制御の詳細はフローチャートに沿って別段説明する。
【００２９】
前記目標駆動力設定部２１では、車両の運転状態から、モータ出力を決定するための目標駆動力を決定する。本実施形態ではアクセルセンサ（ＡＰＳ）より検出するアクセル開度と、各車輪速センサから算出される車速とをもとに既存の目標駆動力ＭＡＰを参照し、目標駆動力を設定する。
【００３０】
前記駆動用モータ出力設定部２２では、目標駆動力と車速とからモータ出力を算出する。本実施形態でモータ出力とは、目標駆動力から算出されるモータトルクと、車速から算出されるモータ回転数との積から算出するモータ仕事率を意味する。
【００３１】
前記損失最小印加電圧演算部２３では、駆動用モータ出力設定部２２で算出されるモータトルクとモータ回転数とから、モータ駆動時の出力損失が最小となる印加電圧（損失最小印加電圧）を、損失ＭＡＰを参照して演算する。この損失最小印加電圧が要求印加電圧Ｖｍｉｎに相当する（以下、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎと記す）。ここでいう損失最小印加電圧Ｖｍｉｎは、モータ駆動時のモータ・インバータ損失を最小にする印加電圧を意味する。モータ・インバータ損失は、主に鉄損、銅損などのモータ損失と、オン損失、スイッチング損失などのインバータ損失との総称である。モータ・インバータ損失を最小にするとは、複数の変動する各種損失を総合的に最小とすることを意味する。前記損失ＭＡＰは、各電圧における、モータトルクとモータ回転数とモータ・インバータ損失との相関関係を表した一般的なものである。
【００３２】
前記開放電圧検出部２４では、電池１１、１２、１３の開放電圧を検出し、その平均値を平均開放電圧とする。平均開放電圧には符号「ＶａＶｅ」を用いる。
【００３３】
前記直列・並列判断部２５では、電池１１、１２、１３の開放電圧に基づいて電池１１、１２、１３を並列接続することが可能か不可かを判断する。直列・並列判断部２５は、電池１１、１２、１３を並列接続することが可能であると判断したときには、並列接続数を選択することを決定し、電池１１、１２、１３を並列接続することが不可であると判断したときには、電池１１、１２、１３のうちの複数個をモータに直列接続させることを決定する。本実施形態では、電池１１、１２、１３の平均開放電圧ＶａＶｅとモータの逆起電圧とを比較することによって、電池１１、１２、１３を並列接続することが可能か不可かを判断している。平均開放電圧ＶａＶｅがモータの逆起電圧よりも大きいときは以下説明する電池１１、１２、１３のうち、１又は複数個をモータに並列接続させる制御に移行し、また小さいときは電池１１、１２、１３のうち、複数個をモータに直列接続させる制御に移行する。電池１１、１２、１３を並列接続することが可能か不可かを判断するにあたり、平均開放電圧ＶａＶｅと予め設定されたしきい値とを比較してもよい。
【００３４】
前記並列接続数決定部２６ａでは、モータ運転状態が力行状態か回生状態かを判断し、それぞれに応じた制御を行う。
【００３５】
まず、力行時の制御について説明する。
【００３６】
ここでは、複数の電池１１、１２、１３を有する電力供給装置１において、それら複数の電池１１、１２、１３を並列接続する際に、単純にすべてを並列接続するのではなく、さらに出力電圧Ｖｐｎを損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近づける方法を説明する。
【００３７】
まず、平均開放電圧ＶａＶｅと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとを比較する。そして、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎよりも大きい場合には、各並列接続数ｎ（ｎ＝１、２、３）における出力電圧Ｖｐｎを算出する。この出力電圧Ｖｐｎは、上述したように、１又は複数の電池が並列接続された状態において、通電時の内部抵抗による電圧変化ΔＶを加味した電圧である。そして、算出された各並列接続数ｎにおける出力電圧Ｖｐｎと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとの差が最も小さい並列接続数ｎを選択し、そのｎを、並列接続数Ｎとして決定する。また、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎ以下の場合には、電池１１、１２、１３のすべてを並列接続する状態を選択し（ｎ＝３）、そのｎを、並列接続数Ｎとして決定する。電池１１、１２、１３のすべてを並列接続することにより、電圧変化ΔＶが最も少なくなり、出力電圧Ｖｐｎが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近い状態となる。１又は複数の電池からの出力電圧Ｖｐｎが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとなるときに、力行時のモータを駆動する効率が最も良くなる。なお、本実施形態においては、理解の容易のために、複数の電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは一定とし、各並列接続数（Ｎ＝１、２、３）において電池１１、１２、１３のいずれを選択しても内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂにおける電圧変化ΔＶは一定であるとしている。上述したように、並列接続数Ｎには単一接続（Ｎ＝１）も含まれる。
【００３８】
図５に、平均開放電圧ＶａＶｅと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎの大小関係（Ｖｍｉｎ＜＜ＶａＶｅ、Ｖｍｉｎ＜ＶａＶｅ、Ｖｍｉｎ≒ＶａＶｅ又はＶｍｉｎ＞ＶａＶｅ）に基づく並列接続数ｎの変化と、そのときの電池からの出力電圧Ｖｐｎの概略図を示す。図５に示すモータ力行状態においては、Ｖｍｉｎ＜＜ＶａＶｅのときｎ＝１を選択し、Ｖｍｉｎ＜ＶａＶｅのときｎ＝２を選択し、Ｖｍｉｎ≒ＶａＶｅ又はＶｍｉｎ＞ＶａＶｅのときｎ＝３を選択する。なお、以降の図中及び計算式中では、平均開放電圧ＶａＶｅを、個々の電池１１、１２、１３の開放電圧とみなす。図５に示す平均開放電圧ＶａＶｅと、ｎ個を並列接続するときの出力電圧Ｖｐｎとの変化量が、各並列接続数ｎにおける内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化ΔＶに相当する。並列接続数１のときは、接続する１個の電池に全電流が流れるため、電圧変化ΔＶも大きい。一方、接続数ｎが増加すれば、接続する個々の電池に流れる電流Ｉが等分（１／ｎ）されるため、電流の減少に比例して電圧変化ΔＶは小さくなる。
【００３９】
一例を以下に説明する。前提条件として、電池を３つ備え、平均開放電圧ＶａＶｅ＝１００Ｖ、各電池１１、１２、１３の内部抵抗を１Ω、インバータ１４への出力（ｋＷ）は一定でＰ＝２ｋＷとする。
【００４０】
モータ力行状態において、３つの電池１１、１２、１３をすべて並列接続すると（ｎ＝３）、各電池１１、１２、１３へ流れる電流Ｉは７．２Ａ（インバータ１４へ流れる通電量Ｉは２１．６Ａ）、各電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂにおける電圧変化ΔＶは７．２Ｖ、このときの出力電圧Ｖｐ３は９２．８Ｖとなる。
【００４１】
同様に３つの電池１１、１２、１３のうち２つを並列接続すると（ｎ＝２）、接続する２つの電池への通電量Ｉはそれぞれ１１．３Ａ（インバータ１４へ流れる通電量Ｉは２２．５Ａ）、接続する電池の内部抵抗における電圧変化ΔＶは１１．３Ｖ、このときの出力電圧Ｖｐ２は８８．７Ｖとなる。
【００４２】
また、３つの電池１１、１２、１３のうち１つのみ並列接続すると（ｎ＝１）、接続する電池への通電量Ｉは２７．６Ａ、接続する電池の内部抵抗における電圧変化ΔＶは２７．６Ｖ、このときの出力電圧Ｖｐ１は７２．４Ｖである。なお、これらの数値は後述するフローチャート中の式より算出することができる。
【００４３】
このように、３つの電池１１、１２、１３を備える場合、その並列接続数ｎを切り換えることによって、例えば９２．８Ｖ、８８．７Ｖ、７２．４Ｖと３パターンの出力を可能とし、この中から最も損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近い並列接続数ｎを選択し、並列接続数Ｎを決定すればよい。  次に、回生時の制御について説明する。
【００４４】
まず、力行時同様に、平均開放電圧ＶａＶｅと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとを比較する。そして、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎよりも小さい場合には、各並列接続数ｎ（ｎ＝１、２、３）における出力電圧Ｖｐｎを算出する。そして、算出された各並列接続数ｎにおける出力電圧Ｖｐｎと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとの差が最も小さい並列接続数ｎを選択し、そのｎを、並列接続数Ｎとして決定する。また、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎ以上の場合には、電池１１、１２、１３のすべてを並列接続する状態を選択し（ｎ＝３）、そのｎを、並列接続数Ｎとして決定する。電池１１、１２、１３のすべてを並列接続することにより、電圧変化ΔＶが最も少なくなり、出力電圧Ｖｐｎが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近い状態となる。１又は複数の電池からの出力電圧Ｖｐｎが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとなるときに、回生時のモータを駆動する効率が最も良くなる。なお、本実施形態においては、理解の容易のために、複数の電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂは一定とし、各並列接続数（Ｎ＝１、２、３）において電池１１、１２、１３のいずれを選択しても内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂにおける電圧変化ΔＶは一定であるとしている。上述したように、並列接続数Ｎには単一接続（Ｎ＝１）も含まれる。
【００４５】
図６に、平均開放電圧ＶａＶｅと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎの大小関係（Ｖｍｉｎ＞＞ＶａＶｅ、Ｖｍｉｎ＞ＶａＶｅ、Ｖｍｉｎ≒ＶａＶｅ又はＶｍｉｎ＜ＶａＶｅ）に基づく並列接続数ｎの変化と、そのときの電池からの出力電圧Ｖｐｎの概略図を示す。図６に示すモータ回生状態においては、Ｖｍｉｎ＞＞ＶａＶｅのときｎ＝１を選択し、Ｖｍｉｎ＞ＶａＶｅのときｎ＝２を選択し、Ｖｍｉｎ≒ＶａＶｅ又はＶｍｉｎ＜ＶａＶｅのときｎ＝３を選択する。図６に示す平均開放電圧ＶａＶｅと、ｎ個を並列接続するときの出力電圧Ｖｐｎとの変化量が、各並列接続数ｎにおける内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂによる電圧変化ΔＶに相当する。並列接続数１のときは、接続する１個の電池に全電流が流れるため、電圧変化ΔＶも大きい。一方、接続数ｎが増加すれば、接続する個々の電池に流れる電流Ｉが等分（１／ｎ）されるため、電流の減少に比例して電圧変化ΔＶは小さくなる。
【００４６】
一例を以下に説明する。前提条件として、電池を３つ備え、平均開放電圧ＶａＶｅ＝１００Ｖ、各電池１１、１２、１３の内部抵抗を１Ω、インバータ１４への出力（ｋＷ）は一定でＰ＝２ｋＷとする。
【００４７】
モータ回生状態において、３つの電池１１、１２、１３をすべて並列接続すると（ｎ＝３）、各電池１１、１２、１３へ流れる電流Ｉは６．２Ａ（インバータ１４へ流れる通電量Ｉは１８．８Ａ）、各電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂにおける電圧変化ΔＶは６．２Ｖ、このときの出力電圧Ｖｐ３は１０６．２Ｖとなる。
【００４８】
同様に３つの電池１１、１２、１３のうち２つを並列接続すると（ｎ＝２）、接続する２つの電池への通電量Ｉはそれぞれ９．２Ａ（インバータ１４へ流れる通電量Ｉは１８．３Ａ）、接続する電池の内部抵抗における電圧変化ΔＶは９．２Ｖ、このときの出力電圧Ｖｐ２は１０９．２Ｖとなる。
【００４９】
また、３つの電池１１、１２、１３のうち１つのみ並列接続すると（ｎ＝１）、接続する電池への通電量Ｉは１７．１Ａ、接続する電池の内部抵抗における電圧変化ΔＶは１７．１Ｖ、このときの出力電圧Ｖｐ１は１１７．１Ｖである。なお、これらの数値は後述するフローチャート中の式より算出することができる。
【００５０】
このように、３つの電池１１、１２、１３を備える場合、その並列接続数ｎを切り換えることによって、例えば１０６．２Ｖ、１０９．２Ｖ、１１７．１Ｖと３パターンの出力を可能とし、この中から最も損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近い並列接続数ｎを選択し、並列接続数Ｎを決定すればよい。  スイッチ制御部２７では、上述した並列接続数決定部２６ａで決定された接続数Ｎとなるように、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ１１〜ＳＷ１３のオン・オフを制御し、図４に示す種々の接続状態を実現する。  
【００５１】
次に、コントローラ２ｂにおいて実行される処理をフローチャートに従って説明する。
【００５２】
図７に、コントローラ２ｂにおける処理の基本フローチャートを示す。
【００５３】
種々の運転状態よりモータ３の目標駆動力を設定し（ステップＳ２１（以下、「ステップＳ」は単に「Ｓ」と表す。））、モータ出力を設定し（Ｓ２２）、そのモータ出力に必要な損失最小印加電圧Ｖｍｉｎを演算する（Ｓ２３）。個々の電池１１、１２、１３の開放電圧を検出し、それらの平均値である平均開放電圧ＶａＶｅを算出する（Ｓ２４）。平均開放電圧ＶａＶｅとモータ３の逆起電圧とを比較する（Ｓ２５）。平均開放電圧ＶａＶｅが逆起電圧よりも大きければ並列接続数Ｎを決定する制御を行い（Ｓ２５；Ｙｅｓ、Ｓ２６ａ）、小さければ直列接続を決定する（Ｓ２５；Ｎｏ、Ｓ２６ｂ）。そして、スイッチ制御を行い設定された接続状態を実現する（Ｓ２７）。
【００５４】
図８は、目標駆動力設定（Ｓ２１）の詳細を示すフローチャートである。まず、各センサからアクセル開度と車速を読み込み（Ｓ２１１、Ｓ２１２）、アクセル開度と車速との相関から予め作成された目標駆動力ＭＡＰを参照し（Ｓ２１３）、目標駆動力ｔＦを設定する（Ｓ２１４）。
【００５５】
図９は、モータ出力設定（Ｓ２２）の詳細を示すフローチャートである。まず、Ｓ２１４において設定した目標駆動力ｔＦと、タイヤ半径と、ギヤ比とよりモータトルクｔＴｍを算出する（Ｓ２２１）。モータトルクｔＴｍは、下記の式（２）より算出される。
【００５６】
ｔＴｍ＝ｔＦ×（タイヤ半径）／（ギヤ比）    ・・・（２）
である。
【００５７】
次に、Ｓ２１２において読み込んだ車速Ｖと、タイヤ周長と、ギヤ比とよりモータ回転数Ｎｍを算出する（Ｓ２２２）。モータ回転数Ｎｍ、下記の式（３）より算出される。この式（３）では、車速Ｖとして、ＶＳＰ（車速パルス信号）を用いている。なお、本実施形態の式（３）では、車速からモータ回転数を算出しているが、一般的であるモータ制御で回転数を直接センシングしてもよい。
【００５８】
Ｎｍ＝ＶＳＰ／（タイヤ周長）×（ギヤ比）    ・・・（３）
である。
【００５９】
算出したモータトルクｔＴｍと、モータ回転数Ｎｍとよりモータ出力Ｐｍを算出する（Ｓ２２３）。モータ出力Ｐｍは、下記の式（４）より算出される。
【００６０】
Ｐｍ＝ｔＴｍ×Ｎｍ    ・・・（４）
である。
【００６１】
図１０は、損失最小印加電圧演算（Ｓ２３）の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２２１、２２２において算出したモータトルクｔＴｍとモータ回転数Ｎｍとに基づいて、モータ・インバータ損失を最小にする電圧を既存の損失ＭＡＰを参照して演算し、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとする（Ｓ２３１）。
【００６２】
図１１は、開放電圧検出（Ｓ２４）の詳細を示すフローチャートである。電池１１、１２、１３のそれぞれを識別する番号として、電池１１、１２、１３のそれぞれには、番号１、番号２、番号３が予め設定されている。また、変数Ｘｍａｘには、電池１１、１２、１３の総個数である３が予め設定されている。
【００６３】
まず、変数ｘに初期値１を設定し（Ｓ２４１）、番号ｘ（ｘ＝１）が設定されている電池１１の開放電圧Ｖ１を検出する（Ｓ２４２）。番号ｘとＸｍａｘとが等しいか否かを判断する（Ｓ２４３）。等しくない場合には（Ｓ２４３；Ｎｏ）、変数ｘを１だけインクリメントし（Ｓ２４４）、番号ｘ（ｘ＝２）が設定されている電池１２の開放電圧Ｖ２を検出する（Ｓ２４２）。ステップＳ２４３においては番号ｘとＸｍａｘとが等しくないと判断されるので、同様に、変数ｘを１だけインクリメントし（Ｓ２４４）、番号ｘ（ｘ＝３）が設定されている電池１３の開放電圧Ｖ３を検出する（Ｓ２４２）。すべての電池１１、１２、１３の開放電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の検出が終わると、番号ｘとＸｍａｘとが等しくなり（Ｓ２４３；Ｙｅｓ）、平均開放電圧ＶａＶｅを下記の式（５）より算出する（Ｓ２４５）。平均開放電圧ＶａＶｅは、開放電圧Ｖｘの総和を、電池の総個数Ｘｍａｘにより除算して算出する。
【００６４】
【数２】
0004650305.tif 000003
【００６５】
図１２は、並列接続数決定（２６ａ）の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２２１において算出したモータトルクｔＴｍが０以上か否かを判断し（Ｓ２６１ａ）、モータトルクｔＴｍが０以上のとき（Ｓ２６１ａ；Ｙｅｓ）は力行時の処理を実行し（Ｓ２６２ａ）、モータトルクｔＴｍが０未満のとき（Ｓ２６１ａ；Ｎｏ）は回生時の処理を実行する（Ｓ２６３ａ）。以下に、力行時の処理（Ｓ２６２ａ）、回生時の処理（Ｓ２６３ａ）の詳細を順に説明する。
【００６６】
図１３は、力行時処理（Ｓ２６２ａ）の詳細を示すフローチャートである。まず、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎと平均開放電圧ＶａＶｅとを比較し、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎより大きいときに限り、以下の並列接続数ｎを選択する処理を行い（Ｓ２６２１ａ；Ｙｅｓ）、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎ以下のとき（Ｓ２６２１ａ；Ｎｏ）は、複数の電池の最大接続数Ｎｍａｘを並列接続数Ｎとして設定する（Ｓ２６２２ａ、Ｓ２６２８ａ）。本実施形態では、最大接続数Ｎｍａｘには「３」がセットされている。
【００６７】
平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎより大きいとき（Ｓ２６２１ａ；Ｙｅｓ）は、接続数を最小のｎ＝１とし（Ｓ２６２３ａ）、その接続数ｎのときの出力電圧Ｖｐｎを算出する（Ｓ２６２４ａ）。そしてそのｎが最大接続数Ｎｍａｘとなっているか判断し、最大接続数Ｎｍａｘに達していない場合は（Ｓ２６２５ａ；Ｎｏ）、接続数を１増やし（Ｓ２６２６ａ）、その接続数ｎでの出力電圧Ｖｐｎをさらに求め（Ｓ２６２４ａ）、ｎが最大接続数Ｎｍａｘとなるまでこれを繰り返す。接続数ｎが最大接続数Ｎｍａｘとなるとき、すなわち、すべての接続数における出力電圧Ｖｐｎ（Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３）を算出し終えたら（Ｓ２６２５ａ；Ｙｅｓ）、各接続状態における出力電圧Ｖｐｎと印加電圧Ｖｍｉｎとの差の絶対値が最小となる出力電圧Ｖｐｎを選択し（Ｓ２６２７ａ）、そのときの接続数ｎを実際の並列接続数Ｎとして設定する（Ｓ２６２８ａ）。なお、出力電圧Ｖｐｎは、下記の式（６）〜（９）より算出する。
【００６８】
接続数ｎ時の出力電圧Ｖｐｎの算出方法について説明する。複数の電池と負荷の等価回路を示した図１５を参照し説明する。開放電圧がＥ、内部抵抗がｒ（１個のときはＲ）、負荷電力［Ｗ］がＰｂａｔのときの出力電圧Ｖは下記の式（７）より算出できる。このとき、Ｐｂａｔはステップ２２３で算出するモータ出力Ｐｍを出力させるときに必要な、接続する電池からの出力電力である。なお、Ｐｍｉｎは、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎを印加するときの、モータ・インバータ損失であり、損失ＭＡＰから求めることができる。
【００６９】
Ｐｂａｔ＝Ｐｍ＋Ｐｍｉｎ    ・・・（６）
【００７０】
【数３】
0004650305.tif 000004
【００７１】
また、接続数がｎのとき、ｎ個の開放電圧Ｅがすべて等しいとすれば、内部抵抗ｒは下記の式（８）で表すことができる。
【００７２】
ｒ＝Ｒ／ｎ    ・・・（８）
である。
【００７３】
式（７）に、式（８）のｒを代入すると、並列接続数ｎのときの出力電圧Ｖｐｎは下記の式（９）より算出できる。
【００７４】
【数４】
0004650305.tif 000005
【００７５】
図１４は、回生時処理（Ｓ２６３ａ）の詳細を示すフローチャートである。まず、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎと平均開放電圧ＶａＶｅとを比較し、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎよりも小さいときに限り、以下の並列接続数ｎを選択する処理を行い（Ｓ２６３１ａ；Ｙｅｓ）、平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎ以上のとき（Ｓ２６３１ａ；Ｎｏ）は、複数の電池の最大接続数Ｎｍａｘを並列接続数Ｎとして設定する（Ｓ２６３２ａ、Ｓ２６３８ａ）。
【００７６】
平均開放電圧ＶａＶｅが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎより小さいとき（Ｓ２６３１ａ；Ｙｅｓ）は、接続数を最小のｎ＝１とし（Ｓ２６３３ａ）、その接続数ｎのときの電池出力電圧Ｖｐｎを算出する（Ｓ２６３４ａ）。そしてそのｎが最大接続数Ｎｍａｘとなっているか判断し、最大接続数に達していない場合は（Ｓ２６３５ａ；Ｎｏ）、接続数を１増やし（Ｓ２６３６ａ）、その接続数ｎでの出力電圧Ｖｐｎをさらに求め（Ｓ２６３４ａ）、ｎが最大接続数Ｎｍａｘとなるまでこれを繰り返す。接続数ｎが最大接続数Ｎｍａｘとなるとき、すなわち、すべての接続数における出力電圧Ｖｐｎ（Ｖｐ１、Ｖｐ２、Ｖｐ３）を算出し終えたら（Ｓ２６３５ａ；Ｙｅｓ）、各接続状態における出力電圧Ｖｐｎと印加電圧Ｖｍｉｎとの差の絶対値が最小となる出力電圧Ｖｐｎを選択し（Ｓ２６３７ａ）、そのときの接続数ｎを実際の並列接続数Ｎとして設定する（Ｓ２６３８ａ）。
【００７７】
図７を再び参照して、並列接続数決定（２６ａ）又は直列接続決定（Ｓ２６ｂ）の処理が終了すると、スイッチ制御（Ｓ２７）の処理に進む。コントローラ２ｂは、決定された並列接続および並列接続数Ｎ、決定された直列接続（および直列接続数）を実現するように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ１１〜ＳＷ１３をオン・オフ制御する。以上により、一連の処理が終了する。
【００７８】
上述したように、本実施形態では、複数の電池１１、１２、１３を並列に接続する際に、並列接続したときの１又は複数個の電池からの出力電圧Ｖｐｎが、各電池の内部抵抗による電圧変化ΔＶによって、要求印加電圧つまり損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに最も近くなるように並列接続数Ｎを選択している。そして、選択した並列接続数Ｎの電池をモータ３に並列接続し、各電池の内部抵抗による電圧変化ΔＶを利用することによって、電池を並列接続するときの出力電圧のさらなる調整が可能となる。これを通して、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎと実際に出力される出力電圧Ｖｐｎとの差に起因した不具合、例えば、モータ・インバータ損失が増大するという不具合の低減を図ることが可能となり、電力供給装置の高効率化が実現される。
【００７９】
また、モータ３が力行状態にあるとき、電池の平均開放電圧ＶａＶｅが、要求印加電圧つまり損失最小印加電圧Ｖｍｉｎより大きいほど、並列接続数Ｎを少なくし、各電池の内部抵抗への電流を増加させ内部抵抗による電圧変化ΔＶを大きくしている。これにより、出力電圧Ｖｐｎが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近くなるように調整され、モータ・インバータ損失の増大を抑えて、電力供給装置の高効率化を実現する。
【００８０】
さらにまた、モータが回生状態にあるとき、電池の平均開放電圧ＶａＶｅが、要求印加電圧つまり損失最小印加電圧Ｖｍｉｎより小さいほど、複数の電池の並列接続数Ｎを少なくしによって、各電池の内部抵抗への電流を増加させ、内部抵抗による電圧変化ΔＶを大きくしている。これにより、出力電圧Ｖｐｎが損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに近くなるように調整され、モータ・インバータ損失の増大を抑えて、電力供給装置の高効率化を実現する。
【００８１】
さらにまた、平均開放電圧ＶａＶｅがモータの逆起電圧より小さいときや、さらに出力電圧を大きくしたい場合、すなわち複数の電池を並列接続することが不可であると判断したときには、複数個の電池を直列接続することも可能である。
【００８２】
なお、本実施形態は複数の電池を並列に接続する際に制御を行っているが、既に複数の電池が並列接続されている場合であっても、本実施形態の制御を行うことによって、並列接続数Ｎを変化させても、同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また、本実施形態ではあらかじめ作成されたＭＡＰを参照して目標駆動力の設定などを行っているが、計算式による算出も可能である。
【００８４】
さらにまた、本実施形態では各電池１１、１２、１３は、それぞれ複数の単位電池１１ａ、１２ａ、１３で構成されているが、１つの単位電池を用いた場合でも本実施形態の効果を同様に得ることができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
図１６は、第２の実施形態に係る車両用電力供給装置１におけるコントローラ２ｂの構成を示すブロック図である。なお、第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その説明は一部省略する。
【００８６】
第２の実施形態は、電池１１、１２、１３の内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの値をモータを実際に駆動するときに推定する点において、すべての内部抵抗１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの値を均一とみなした第１の実施形態と相違している。
【００８７】
図１６に示すように、第２の実施形態のコントローラ２ｂは、第１の実施形態のコントローラ２ｂと同様に、目標駆動力設定部２１と、駆動用モータ出力設定部２２と、損失最小印加電圧演算部２３と、開放電圧検出部２４と、直列・並列判断部２５と、スイッチ制御部２７とを備える。第２の実施形態のコントローラ２ｂは、第１の実施形態の並列接続数決定部２６ａに代えて、内部抵抗推定部２６ｃと、並列接続組合せ決定部２６ｄとを備える。
【００８８】
前記内部抵抗推定部２６ｃでは、実際にモータ駆動時の各電池１１、１２、１３の電圧と、各電池１１、１２、１３を流れる電流とを検出し、図２０に示すようなグラフの傾きから、各電池１１、１２、１３の内部抵抗を推定する。
【００８９】
前記並列接続組合せ決定部２６ｄでは、まず、図１７に示すように、電池１１、１２、１３における、すべての並列接続組合せｃ（ｃ：ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）を予め設定する。ただし、並列接続組合せｃには、複数個の電池１１、１２、１３の中からいずれか１つを選択する場合も含まれる。そして、各並列接続組合せｃにおける出力電圧Ｖｃを、推定された各電池１１、１２、１３の内部抵抗値から算出する。そして、出力電圧Ｖｃと、第１の実施形態と同様に算出する損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとの差が最小となるいずれか一つの並列接続組合せｃを選択し、並列接続数Ｎを決定する。なお、本実施形態においても、第１に実施形態と同様に並列接続数ＮはＮ≧１である。
【００９０】
次に、第２の実施形態における並列接続数Ｎを算出するためにコントローラ２ｂにおいて実行される処理をフローチャートに従って説明する。
【００９１】
図１８に、コントローラ２ｂにおける処理の基本フローチャートを示す。
【００９２】
第１の実施形態と同様に、まず種々の運転状態よりモータの目標駆動力を設定し（Ｓ２１）、その値からモータ出力を設定し（Ｓ２２）、モータ出力に必要な損失最小印加電圧Ｖｍｉｎを演算し（Ｓ２３）、さらに個々の電池１１、１２、１３の開放電圧を検出し平均開放電圧ＶａＶｅを算出する（Ｓ２４）。平均開放電圧ＶａＶｅとモータ３の逆起電圧を比較する（Ｓ２５）。そして、並列接続状態を制御可能な場合（Ｓ２５；Ｙｅｓ）、実際のモータ出力時の個々の電池１１、１２、１３の内部抵抗を推定し（Ｓ２６ｃ）、その内部抵抗の値から、各並列接続組合せｃにおける出力電圧Ｖｃを求め並列接続組合せを決定する（Ｓ２６ｄ）。
【００９３】
図１９は、内部抵抗推定（Ｓ２６ｃ）の詳細を示すフローチャートである。まず、ｘ＝１（ｘは第１の実施形態と同様に電池の個数に相当する任意の番号）すなわち任意の一つの電池を選び（Ｓ２６１ｃ）、サンプル数ｍ＝１の状態の（Ｓ２６２ｃ）、電池ｘの電圧Ｖｘｍ（ここではｘ＝１、ｍ＝１よりＶ１１）と、電池ｘを流れる電流Ｉｘｍ（ここではＩ１１）を検出する（Ｓ２６３ｃ、Ｓ２６４ｃ）。次に、サンプル数が最大ｍ＝Ｍｍａｘかどうかを判断し、最大でない場合（Ｓ２６５ｃ）はサンプル数をｍ＝ｍ＋１（Ｓ２６６ｃ）としステップＳ２６３ｃ以降を同様に行い、サンプル数ｍが最大となったら（Ｓ２６５ｃ；Ｙｅｓ）、各サンプルをプロットし図２０に示すようなグラフの傾きから、電池ｘの内部抵抗値Ｒｘ（ここでは電池ｘ＝１であればＲ１）を求める（Ｓ２６７ｃ）。Ｓ２６２ｃ〜Ｓ２６７ｃのフローを、ｘ＝Ｘｍａｘ（Ｓ２６８ｃ；Ｙｅｓ）となるまで同様に繰り返す（Ｓ２６８ｃ；Ｎｏ→Ｓ２６９ｃ→Ｓ２６２ｃ）ことで、モータ出力時の個々の電池の内部抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・Ｒｘを算出する。なお、図２０に示すグラフは電池数が３個の場合で、各電池につきサンプルを２つずつプロットし作成した場合の一例である。グラフは縦軸に電圧Ｖｘｍを、横軸に電流Ｉｘｍ（充電域、放電域を有する）をとり、かつ作成される一次曲線の傾きを内部抵抗値Ｒｘとし、さらに一次曲線と縦軸との切片を開放電圧とする。実際には図１９に示すフローチャートに従い、電圧Ｖｘｍ及び電流Ｉｘｍを測定するごとに、図２０のグラフ同様の座標軸に各電池のサンプルをプロットしグラフを作成する。そして、作成されたグラフから内部抵抗値Ｒｘを推定する。サンプル数ｍは少なくとも２以上とし、多ければそれだけ精度は高くなる。ただし同じグラフにプロットするサンプル点は各電池の蓄電状態が近い状態のものであることが必要なので、所定時間内でのサンプル点、もしくは所定エネルギー収支範囲内でのサンプル点とする。
【００９４】
図２１は、並列接続組合せ決定（Ｓ２６ｄ）の詳細を示すフローチャートである。まず、図１７に示すｃ＝１の組合せ時（Ｓ２６１ｄ）の出力電圧Ｖｃ（ここではｃ＝１よりＶ１）を、Ｓ２６ｃで推定した内部抵抗値をもとに、第１の実施形態に示す式（６）〜（９）を応用し算出する（Ｓ２６２ｄ）。次に、出力電圧Ｖｃと、第１の実施形態と同様に算出される損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとの差ΔＶｃ（ここではｃ＝１よりΔＶ１）の絶対値を算出する（Ｓ２６３ｄ）。同様に、ｃ＝Ｃｍａｘになるまでｃを１ずつ増やし（Ｓ２６５ｄ）、図１７に示す、すべての並列接続組合せｃと損失最小印加電圧Ｖｍｉｎとの差ΔＶｃを算出し（Ｓ２６４ｄ）、ΔＶｃが最小となるＣｍｉｎを選択し、その並列接続組合せＣｍｉｎを選択し並列接続数Ｎに設定する（Ｓ２６６ｄ、Ｓ２６７ｄ）。例えば、Ｃｍｉｎ＝５が選択されたとすると、図１７より並列接続数Ｎとして、Ｎ＝２が設定され、並列接続すべき２個の電池として、電池１２と電池１３とが設定される。
【００９５】
本実施形態では、モータが出力するときの個々の電池の内部抵抗Ｒｘを推定し、並列接続数Ｎを選択するに際し、推定した内部抵抗Ｒｘの値から、モータに並列接続する、電池の並列接続組合せｃにおける出力電圧Ｖｃを算出する。そして、並列接続組合せｃの中から、損失最小印加電圧Ｖｍｉｎに最も近い出力電圧Ｖｃの並列接続組合せｃを選択することで、第１の実施形態で示す、接続数Ｎのみを調整し並列接続数Ｎを決定するものに比べ、不具合の低減をさらに図ることが可能となり、電力供給装置の高効率化がより確実に実現される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る車両用電力供給装置における回路部の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る車両用電力供給装置におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】スイッチのオン・オフ制御によって実現される電池の接続形態の一例を示す図表である。
【図５】第１実施形態のモータ力行時における並列接続数の変化に伴って、接続する電池の出力電圧が変化する状態を示す概略図である。
【図６】第１実施形態のモータ回生時における並列接続数の変化に伴って、接続する電池の出力電圧が変化する状態を示す概略図である。
【図７】第１実施形態におけるコントローラの処理を示す基本フローチャートである。
【図８】第１実施形態及び第２実施形態における目標駆動力設定の詳細を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態及び第２実施形態におけるモータ出力設定の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態及び第２実施形態における損失最小印加電圧演算の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】第１実施形態における開放電圧検出の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】第１実施形態における並列接続数決定の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１２の力行時処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１２の回生時処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】第１実施形態において接続数がｎの時の、接続する電池の出力電圧の算出方法を示す等価回路図である。
【図１６】第２実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図１７】第２実施形態において、電池が３個のときの各接続数における電池の並列接続組合せを示す表である。
【図１８】第２実施形態におけるコントローラの処理を示す基本フローチャートである。
【図１９】第２実施形態における内部抵抗推定の詳細を示すフローチャートである。
【図２０】第２実施形態において各電池の内部抵抗を算出するマップである。
【図２１】第２実施形態における並列接続組合せ決定の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１        電力供給装置（車両用電力供給装置）、
２ａ      回路部、
２ｂ      コントローラ、
３        交流電動機（車両駆動用のモータ）、
７        センサ、
１１、１２、１３    電池（蓄電手段）、
ＳＷ１〜ＳＷ５、ＳＷ１１〜ＳＷ１３    スイッチ（スイッチ手段）、
Ｎ        電池の並列接続数（ただし、Ｎ≧１）、
Ｖｐｎ    並列接続したｎ個の電池からの出力電圧、
ΔＶ      電池の内部抵抗による電圧変化、
Ｖｍｉｎ  損失最小印加電圧（要求される印加電圧）、
ＶａＶｅ  各電池の開放電圧の平均、
Ｒｘ      電池の内部抵抗、
ｃ        電池の接続組合せ、
Ｖｃ      電池の各接続組合せ（ｃ）における電池の出力電圧。
【図１】
0004650305.tif 000006
【図２】
0004650305.tif 000007
【図３】
0004650305.tif 000008
【図４】
0004650305.tif 000009
【図５】
0004650305.tif 000010
【図６】
0004650305.tif 000011
【図７】
0004650305.tif 000012
【図８】
0004650305.tif 000013
【図９】
0004650305.tif 000014
【図１０】
0004650305.tif 000015
【図１１】
0004650305.tif 000016
【図１２】
0004650305.tif 000017
【図１３】
0004650305.tif 000018
【図１４】
0004650305.tif 000019
【図１５】
0004650305.tif 000020
【図１６】
0004650305.tif 000021
【図１７】
0004650305.tif 000022
【図１８】
0004650305.tif 000023
【図１９】
0004650305.tif 000024
【図２０】
0004650305.tif 000025
【図２１】
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