(57)【要約】【課題】電動機や発電機の性能に応じた性能の二次電池を備えることができるようにする。【解決手段】電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ２の力行側の定格出力（最大出力）Ｐｍ２ｍａｘとの関係として第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）を満たすと共に、電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ１の回生側の定格出力Ｐｍ１ｍｉｎおよびモータＭＧ２の回生側の定格出力Ｐｍ２ｍｉｎとの関係として第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）を満たすリチウムイオン電池をバッテリ３６として用いる。これにより、モータＭＧ２の駆動特性を十分に発揮させることことができると共にモータＭＧ１の発電特性やモータＭＧ２の発電特性を十分に発揮させることができる。【選択図】図１
2007306698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機のいずれとも電力のやりとりが可能で該電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、
動力を出力する動力源と、
前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、
前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能で該電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、
を備える動力出力装置。
【請求項３】
少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、
動力を出力する動力源と、
前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、
前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能で、前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、
を備える動力出力装置。
【請求項４】
前記第１の所定比率は、前記二次電池から最大定格出力の放電を行なったときの電極の単位面積あたりの電力に基づいて設定されてなる比率である請求項１または３記載の動力出力装置。
【請求項５】
前記第２の所定比率は、前記二次電池を最大定格出力で充電したときの電極の単位面積あたりの電力に基づいて設定されてなる比率である請求項２または３記載の動力出力装置。
【請求項６】
請求項１または３，４のうちのいずれかに記載された動力出力装置であって、
前記二次電池はリチウムイオン電池であり、
前記第１の所定比率は、０．０４（平方メートル／ｋＷ）である
動力出力装置。
【請求項７】
請求項２または３，５のうちのいずれかに記載された動力出力装置であって、
前記二次電池はリチウムイオン電池であり、
前記第２の所定比率は、０．０９（平方メートル／ｋＷ）である
動力出力装置。
【請求項８】
前記動力源の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段を備える請求項２または３記載の動力出力装置。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる車両。
【請求項１０】
少なくとも一つの駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機のいずれとも電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える動力出力装置における前記二次電池の設定手法であって、
前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有するよう前記二次電池の性能を設定する、
ことを特徴とする二次電池の設定手法。
【請求項１１】
少なくとも一つの駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、動力を出力する動力源と、前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える動力出力装置における前記二次電池の設定手法であって、
前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有するよう前記二次電池の性能を設定する、
ことを特徴とする二次電池の設定手法。
【請求項１２】
少なくとも一つの駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、動力を出力する動力源と、前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える動力出力装置における前記二次電池の設定手法であって、
前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有するよう前記二次電池の性能を設定する、
ことを特徴とする二次電池の設定手法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに二次電池の設定手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置などに用いられる二次電池として、偏平電極体の幅（Ｈ）積層高さ（Ｔ）および奥行き（Ｗ）ならびにその偏平電極体１０の偏平面と角型容器の内壁とのクリアランス（Ｃ）がｍｍの単位で測定したときにＷＨＣ／Ｔ≦５０の関係を満たすよう設計されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この二次電池は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、上述の関係を満たすことにより、良好な結果をもたらすクリアランスの大きさを選択することができる。
【特許文献１】特開２００４−４７３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
動力出力装置に用いられる二次電池は、動力出力装置が備える電動機や発電機の出力特性や内燃機関などの動力源の応答性に対して十分な機能を発揮できるものを用いることが望まれるが、車両に搭載される場合、過大な性能の二次電池を用いれば、その重量のために加速性能が低下したり、加速性能を向上させるために過大な性能の電動機や発電機を搭載したりすることが生じ、車両の燃費を悪化させてしまう。逆に、過小な性能の二次電池を用いれば、電動機や発電機の性能を二次電池によって制限してしまう。従って、より適正な二次電池を用いることが望まれる。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに二次電池の設定手法は、電動機や発電機の性能に応じた性能の二次電池を備えることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する車両並びに二次電池の設定手法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の動力出力装置は、
少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、
前記電動機のいずれとも電力のやりとりが可能で該電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有する二次電池を備えるから、電動機の駆動性能に応じた性能の二次電池とすることができ、電動機の性能を十分に発揮させることができる。
【０００８】
本発明の第２の動力出力装置は、
少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、
動力を出力する動力源と、
前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、
前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能で該電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、
を備えることを要旨とする。
【０００９】
この本発明の第２の動力出力装置では、電動機の回生側の定格出力の総和と発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池を備えるから、電動機や発電機の発電性能に応じた性能の二次電池とすることができ、電動機や発電機の発電性能を十分に発揮させることができる。
【００１０】
本発明の第３の動力出力装置は、
少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、
動力を出力する動力源と、
前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、
前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能で、前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
この本発明の第３の動力出力装置では、電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に電動機の回生側の定格出力の総和と発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池を備えるから、電動機の駆動性能に応じた性能の二次電池とすることができると共に電動機や発電機の発電性能に応じた性能の二次電池とすることができ、電動機の駆動性能や発電性能，発電機の発電性能を十分に発揮させることができる。
【００１２】
上述の本発明の第１ないし第３の動力出力装置において、前記第１の所定比率は、前記二次電池から最大定格出力の放電を行なったときの電極の単位面積あたりの電力に基づいて設定されてなる比率であるものとすることもできる。この場合、二次電池がリチウムイオン電池であるときには第１の所定比率として０．０４（平方メートル／ｋＷ）を用いることができる。また、前記第２の所定比率は、前記二次電池を最大定格出力で充電したときの電極の単位面積あたりの電力に基づいて設定されてなる比率であるものとすることもできる。この場合、二次電池がリチウムイオン電池であるときには第２の所定比率として０．０９（平方メートル／ｋＷ）を用いることができる。
【００１３】
本発明の第２または第３の動力出力装置において、前記動力源の出力軸と前記駆動軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段を備える者とすることもできる。
【００１４】
本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の第１ないし第３の動力出力装置、即ち、基本的には、少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機のいずれとも電力のやりとりが可能で該電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、を備えることを要旨とする本発明の第１の動力出力装置や、少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、動力を出力する動力源と、前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能で該電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、を備えることを要旨とする本発明の第２の動力出力装置、あるいは、少なくとも一つの駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、前記駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、動力を出力する動力源と、前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能で、前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有する二次電池と、を備えることを要旨とする本発明の第３の動力出力装置のいずれかを搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の車両では、上述のいずれかの態様の本発明の第１ないし第３の動力出力装置を搭載するから、本発明の第１ないし第３の動力出力装置のいずれかが奏する効果、例えば、電動機の駆動性能に応じた性能の二次電池とすることができる効果や電動機や発電機の発電性能に応じた性能の二次電池とすることができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１６】
本発明の第１の二次電池の設定手法は、
少なくとも一つの駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、前記電動機のいずれとも電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える動力出力装置における前記二次電池の設定手法であって、
前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有するよう前記二次電池の性能を設定する、
ことを特徴とする。
【００１７】
この本発明の第１の二次電池の設定手法では、電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となる電極を有するよう二次電池の性能を設定するから、電動機の駆動性能に応じた性能の二次電池とすることができ、電動機の性能を十分に発揮させることができる。
【００１８】
本発明の第２の二次電池の設定手法は、
少なくとも一つの駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、動力を出力する動力源と、前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える動力出力装置における前記二次電池の設定手法であって、
前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有するよう前記二次電池の性能を設定する、
ことを特徴とする。
【００１９】
この本発明の第２の二次電池の設定手法では、電動機の回生側の定格出力の総和と発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有するよう二次電池の性能を設定するから、電動機や発電機の発電性能に応じた性能の二次電池とすることができ、電動機や発電機の発電性能を十分に発揮させることができる。
【００２０】
本発明の第３の二次電池の設定手法は、
少なくとも一つの駆動軸に動力を入出力可能な少なくとも一つの電動機と、動力を出力する動力源と、前記電動機が駆動軸に動力を出力している最中に前記動力源からの動力を用いて発電可能な少なくとも一つの発電機と、前記電動機および前記発電機のいずれとも電力のやりとりが可能な二次電池と、を備える動力出力装置における前記二次電池の設定手法であって、
前記電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に前記電動機の回生側の定格出力の総和と前記発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有するよう前記二次電池の性能を設定する、
ことを特徴とする。
【００２１】
この本発明の第３の二次電池の設定手法では、電動機の力行側の定格出力の総和に対する電極総面積の比率が第１の所定比率以上となると共に電動機の回生側の定格出力の総和と発電機の定格出力の総和との和に対する電極総面積の比率が第２の所定比率以上となる電極を有するよう二次電池の性能を設定するから、電動機の駆動性能に応じた性能の二次電池とすることができると共に電動機や発電機の発電性能に応じた性能の二次電池とすることができ、電動機の駆動性能や発電性能，発電機の発電性能を十分に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例としての動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車１０は、図示するように、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４に図示しないダンパを介してサンギヤが接続されると共に前輪１４ａ，１４ｂにデファレンシャルギヤ１２を介して接続された駆動軸２８にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のキャリアに回転軸２６が接続された発電可能なモータＭＧ１と、駆動軸２８に動力を入出力するモータＭＧ２と、モータＭＧ１やモータＭＧ２とインバータ３２，３４を介して電力のやりとりを行なうバッテリ３６と、ハイブリッド自動車１０全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。なお、実施例のハイブリッド自動車１０は、デファレンシャルギヤ１６により接続された後輪１８ａ，１８ｂは従動輪として動作する。
【００２４】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ３２，３４を介してバッテリ３６と電力のやりとりを行なう。インバータ３２，３４とバッテリ３６とを接続する電力ラインは、各インバータ３２，３４が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ３６は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ３６は充放電されない。
【００２５】
バッテリ３６は、リチウムイオン電池として構成されており、正極の総電極面積Ｓ１と負極の総電極面積Ｓ２のうち小さい方を電池の総電極面積Ｓｂとしたときに、モータＭＧ２の力行側の定格出力（最大出力）Ｐｍ２ｍａｘとの関係では第１の要件としてＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）を満たし、モータＭＧ１の回生側の定格出力Ｐｍ１ｍｉｎおよびモータＭＧ２の回生側の定格出力Ｐｍ２ｍｉｎとの関係では第２の要件としてＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）を満たすものが用いられている。こうした第１の要件や第２の要件については後述する。
【００２６】
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット４０には、シフトレバー５１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰやアクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ５８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，モータＭＧ２に取り付けられた図示しない回転数センサからのモータ回転数などが入力ポートを介して入力されており、これらの入力データに基づいてエンジン２２やモータＭＧ１，モータＭＧ２を駆動制御する。
【００２７】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車１０は、運転者によるアクセルペダル５３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２８に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸２８に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸２８に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ３６の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ３６の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸２８に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸２８に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２８】
次に、バッテリ３６とモータＭＧ１やモータＭＧ２との関係について説明する。実施例のバッテリ３６のようにリチウムイオン電池などの二次電池は、正極および負極の電極反応によって充電したり放電したりするため、電極面積によって最大の充電電力や放電電力を定めることができる。また、電極反応は化学反応であるから、温度条件によっても異なるものとなり、同一の電極面積であっても電池温度によって最大の充電電力や放電電力は異なるものとなる。一般的には電池温度が低いときに充電電力も放電電力も小さくなる。いま、マイナス２０度などの低温時にモータ運転モードによりモータＭＧ２から最大トルクを出力することを考えれば、低温時でもバッテリ３６からモータＭＧ２の定格出力を出力する必要がある。実施例の動力出力装置２０を一般的な乗用車に搭載し、低温時にバッテリ３６からモータＭＧ２の定格出力を出力することができる条件を電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ２の力行側の定格出力Ｐｍ２ｍａｘとの関係として求めると、バッテリ３６がリチウムイオン電池の場合、Ｓｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）となる。これが第１の要件である。図２にモータＭＧ２から力行側の定格出力Ｐｍ２ｍａｘを出力したときの定格出力Ｐｍ２ｍａｘに対するバッテリ３６の総電極面積Ｓｂの比率（Ｓｂ／Ｐｍ２ｍａｘ）とバッテリ３６の許容電圧を超過する割合である電池許容電圧超過率との関係を示す。図示するように、比率（Ｓｂ／Ｐｍ２ｍａｘ）が０．０９（平方メートル／ｋＷ）を超える範囲では電池許容電圧超過率が１００％未満になっており、モータＭＧ２から力行側の定格出力Ｐｍ２ｍａｘをバッテリ３６の許容電圧範囲内で出力することができるのが解る。次に、アクセルペダル５３を大きく踏み込んでの発進時に前輪１４ａ，１４ｂがスリップしたときを考える。アクセルペダル５３を大きく踏み込んでの発進時では、エンジン２２を運転し、モータＭＧ１については大きな回生トルクを用いて回生制御し、モータＭＧ２については発進用の大きなトルクを出力することになる。このとき前輪１４ａ，１４ｂがスリップすると、前輪１４ａ，１４ｂが空転し、その後、何かの拍子に空転した前輪１４ａ，１４ｂがグリップしたときには、瞬間的にモータＭＧ２も回生制御されることになり、バッテリ３６は、瞬間的ではあるがモータＭＧ１の回生電力とモータＭＧ２の回生電力とにより充電されることになる。従って、瞬間的なモータＭＧ１の回生電力とモータＭＧ２の回生電力による充電が可能な条件を電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ１の回生側の定格出力Ｐｍ１ｍｉｎおよびモータＭＧ２の回生側の定格出力Ｐｍ２ｍｉｎとの関係として求めると、バッテリ３６がリチウムイオン電池の場合、Ｓｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）となる。これが第２の要件である。図３にモータＭＧ１とモータＭＧ２とから回生側の定格出力Ｐｍ１ｍｉｎ，Ｐｍ２ｍｉｎを出力したときの定格出力Ｐｍ１ｍｉｎ，Ｐｍ２ｍｉｎの総和の絶対値に対するバッテリ３６の総電極面積Ｓｂの比率（Ｓｂ／｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）とバッテリ３６の許容電圧を超過する割合である電池許容電圧超過率との関係を示す。図示するように、比率（Ｓｂ／｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）が０．０４（平方メートル／ｋＷ）を超える範囲では電池許容電圧超過率が１００％未満になっており、モータＭＧ１とモータＭＧ２とから回生側の定格出力Ｐｍ１ｍｉｎ，Ｐｍ２ｍｉｎをバッテリ３６の許容電圧範囲内で出力することができるのが解る。従って、実施例のバッテリ３６では、第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）と第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）とを共に満足する電極条件のリチウムイオン電池により構成することにより、モータＭＧ２の駆動特性を十分に発揮させることことができると共にモータＭＧ１の発電特性やモータＭＧ２の発電特性を十分に発揮させることができる。ここで、実施例では、上述の第１の要件と第２の要件とを共に満たせばよいから、両要件を満たす範囲内で総電極面積Ｓｂが最小面積となるようバッテリ３６を構成した。これにより、モータＭＧ１やモータＭＧ２の性能を十分に発揮させることができると共にできる限り小さなバッテリ３６を用いることができるようになる。
【００２９】
以上説明した実施例の動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０によれば、電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ２の力行側の定格出力（最大出力）Ｐｍ２ｍａｘとの関係として第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）を満たすと共に、電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ１の回生側の定格出力Ｐｍ１ｍｉｎおよびモータＭＧ２の回生側の定格出力Ｐｍ２ｍｉｎとの関係として第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）を満たすリチウムイオン電池をバッテリ３６として用いることにより、モータＭＧ２の駆動特性を十分に発揮させることができると共にモータＭＧ１の発電特性やモータＭＧ２の発電特性を十分に発揮させることができる。しかも、この両要件を満たす範囲内で電極の総電極面積Ｓｂが最小となるようバッテリ３６を構成することにより、モータＭＧ１やモータＭＧ２の性能を十分に発揮させることができると共にできる限り小さなバッテリ３６を用いることができ、車両の燃費を向上させることができる。
【００３０】
実施例の動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０では、バッテリ３６としてリチウムイオン電池を用いるものとしたが、バッテリ３６としてリチウムイオン電池以外の二次電池、ニッケル水素電池などの種々の二次電池を用いるものとしてもよい。この場合、リチウムイオン電池から最大定格出力の放電や充電を行なったときの電極の単位面積あたりの電力に対して用いる二次電池から最大定格出力の放電や充電を行なったときの電極の単位面積あたりの電力の比を用いて第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）と第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）を調整すればよい。
【００３１】
実施例の動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０では、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１と、モータＭＧ２と、モータＭＧ１やモータＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ３６と、を備えるものとして構成したが、図４の変形例の動力出力装置２０Ｂを搭載するハイブリッド自動車のように、実施例のハイブリッド自動車１０の構成に加えて後輪１８ａ，１８ｂにデファレンシャルギヤ１６を介して後輪側の駆動軸２９に動力を入出力するモータＭＧ３を備えるものとしてもよい。この場合、第１の要件は、電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ３の力行側の定格出力Ｐｍ３ｍａｘとの関係では、モータＭＧ２の力行側の定格出力Ｐｍ２ｍａｘを用いれば、Ｓｂ／（Ｐｍ２ｍａｘ＋Ｐｍ３ｍａｘ）＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）となる。即ち、第１の要件は、電池の総電極面積Ｓｂを駆動軸２８や駆動軸２９に動力を出力可能な全てのモータの力行側の定格出力の総和で除したときの要件と考えることができる。また、第２の要件は、電池の総電極面積ＳｂとモータＭＧ３の回生側の定格出力Ｐｍ３ｍｉｎとの関係では、モータＭＧ２の回生側の定格出力Ｐｍ２ｍｉｎを用いれば、Ｓｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ＋Ｐｍ３ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）となる。即ち、第２の要件は、電池の総電極面積Ｓｂを全てのモータの回生側の定格出力の総和で除したときの要件と考えることができる。
【００３２】
このように、第１の要件を電池の総電極面積Ｓｂを駆動軸２８や駆動軸２９に動力を出力可能な全てのモータの力行側の定格出力の総和で除したときの要件と考え、第２の要件を電池の総電極面積Ｓｂを全てのモータの回生側の定格出力の総和で除したときの要件と考えれば、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１に代えて図５に例示するアウターロータとインナーロータとを有する対回転子電動機ＴＲＭＧを備える変形例の動力出力装置２０Ｃを搭載するハイブリッド自動車のバッテリ３６に対しても、図６に例示するエンジン２２をクラッチ２３により切り離し可能でモータＭＧからの動力を変速機６０を介して出力する変形例の動力出力装置２０Ｄを搭載するハイブリッド自動車のバッテリ３６に対しても、図７に例示するエンジン２２を備えずにモータＭＧだけを備える変形例の動力出力装置２０Ｅを搭載するハイブリッド自動車のバッテリ３６に対しても、同様に適用することができる。
【００３３】
実施例の動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０では、第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）を満たすと共に第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）を満たすリチウムイオン電池をバッテリ３６として用いるものとしたが、第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）は満たすが第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）は満たさないリチウムイオン電池をバッテリ３６として用いるものとしてもよく、逆に、第１の要件としてのＳｂ／Ｐｍ２ｍａｘ＞０．０９（平方メートル／ｋＷ）は満たさないが第２の要件としてのＳｂ／（｜Ｐｍ１ｍｉｎ＋Ｐｍ２ｍｉｎ｜）＞０．０４（平方メートル／ｋＷ）は満たすリチウムイオン電池をバッテリ３６として用いるものとしてもよい。
【００３４】
実施例では、動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０として説明したが、ハイブリッド自動車などの車両に搭載されない動力出力装置に用いられる二次電池に対しても適用することができる。また、こうした動力出力装置２０やハイブリッド自動車１０の形態だけでなく、二次電池の設定手法の形態とすることもできる。
【００３５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、動力出力装置や車両の製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置２０を搭載するハイブリッド自動車１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】モータＭＧ２から定格出力を出力したときのバッテリ３６の総電極面積Ｓｂとバッテリ３６の許容電圧を超過する割合である電池許容電圧超過率との関係を示す説明図である。
【図３】モータＭＧ１とモータＭＧ２とから回生側の定格出力を出力したときのバッテリ３６の総電極面積Ｓｂとバッテリ３６の許容電圧を超過する割合である電池許容電圧超過率との関係を示す説明図である。
【図４】変形例の動力出力装置２０Ｂを搭載するハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図５】変形例の動力出力装置２０Ｃを搭載するハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図６】変形例の動力出力装置２０Ｄを搭載するハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例の動力出力装置２０Ｅを搭載するハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ハイブリッド自動車、１２，１６  デファレンシャルギヤ、１４ａ，１４ｂ  前輪、１８ａ，１８ｂ  後輪、２０  動力出力装置、２２  エンジン、２３  クラッチ、２４  クランクシャフト、２６  回転軸、２８，２９  駆動軸、３０  プラネタリギヤ、３２，３４  インバータ、３６  バッテリ、４０  電子制御ユニット、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６  ＲＡＭ、５１  シフトレバー、５２  シフトポジションセンサ、５３  アクセルペダル、５４  アクセルペダルポジションセンサ、５５  ブレーキペダル、５６  ブレーキペダルポジションセンサ、５８  車速センサ。
【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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