(57)【要約】      （修正有）【課題】容量変更に代表される仕様変更を容易にできるように複数の蓄電装置を並列接続した蓄電システムを構築し、その複数の蓄電装置の管理を容易にし、蓄電装置の並列数を容易に増減できる拡張性の高い蓄電システムを提供する。【解決手段】単位電池を複数直列に接続して構成した蓄電装置と統合制御装置を有する蓄電システムを搭載する電動車両において、蓄電装置とこの蓄電装置にコンタクタおよび電流センサとを直列に接続し、これら蓄電装置とコンタクタと電流センサとにこの蓄電装置のステータスを管理可能な制御装置を設けて単位蓄電モジュールとし、この単位蓄電モジュールを複数並列に接続し、蓄電装置の電力を用いて駆動制御する電気負荷を設け、この電気負荷と各単位蓄電モジュールの制御装置とに接続する統合制御装置を設けた。【選択図】図１
2012050158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位電池を複数直列に接続して構成した蓄電装置と統合制御装置を有する蓄電システムを搭載する電動車両において、
前記蓄電装置とこの蓄電装置にコンタクタおよび電流センサとを直列に接続し、
これら蓄電装置とコンタクタと電流センサとにこの蓄電装置のステータスを管理可能な制御装置を設けて単位蓄電モジュールとし、
この単位蓄電モジュールを複数並列に接続し、
前記蓄電装置の電力を用いて駆動制御する電気負荷を設け、
この電気負荷と各単位蓄電モジュールの前記制御装置とに接続する統合制御装置を設けたことを特徴とする電動車両。
【請求項２】
前記電気負荷として発電動機を一つ以上搭載し、
前記単位蓄電モジュールに対する電力の入力および出力を制御可能な電力入出力装置を設け、
前記統合制御装置がこれら発電動機および電力入出力装置の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記統合制御装置は、各単位蓄電モジュールの前記制御装置から各蓄電装置のステータス情報を取得し、
取得した各蓄電装置のステータス情報を相互比較し、
そのステータス情報の最悪値に基づいて前記電気負荷としての発電動機の駆動制御を行うとともに、前記単位蓄電モジュールの異常時には、単位蓄電モジュールの切り離しを行い、駆動トルク制限制御又は発電制限制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電動車両に係り、特に、ハイブリッド自動車・電気自動車等の蓄電装置を搭載した電動車両であって、管理制御を簡素化して容量拡張の容易性を向上した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電装置を搭載して電力により自立走行を可能としたハイブリッド自動車・電気自動車等の電動車両においては、概して専用設計高電圧の蓄電装置が用いられている。これは、車両システム性能向上（安全性能・動力性能等）の為である。電動車両は、単位電池を複数直列に接続して構成した高電圧の蓄電装置と、蓄電装置及び車両を統合して制御する統合制御装置を有する蓄電システムを搭載している。
【０００３】
従来の単位電池を複数直列に接続して構成した蓄電装置と統合制御装置を有する蓄電システムを搭載する電動車両の技術には、並列接続電池の個別ＯＮ制御（特開２００９−０３３９３６号）、並列接続電池の温度偏差による異常判定（特開２０００−３４０２６６号）、並列接続電池の電流を個別に制御（特開２００１−０９５１６３号）、並列組電池の電圧検出ロジック（特開２００４−０２８８６１号）、並列組電池を直列接続した際の最大充放電電力演算方法（特開２００４−０３１０１４号）、並列組電池の容量演算方法（特開２００４−０３１１２３号）、並列接続電池の内部抵抗算出による異常検出および切離し（特開２００８−１５３１５０号）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３３９３６号公報
【特許文献２】特開２０００−３４０２６６号公報
【特許文献３】特開２００１−０９５１６３号公報
【特許文献４】特開２００４−０２８８６１号公報
【特許文献５】特開２００４−０３１０１４号公報
【特許文献６】特開２００４−０３１１２３号公報
【特許文献７】特開２００８−１５３１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高電圧の蓄電装置には、制御装置が必要であり、加えて車両システムの統合制御装置によって蓄電装置を保護する為に、発電機・駆動モータ・外部充電器等が制御される必要がある。この為、電動車両においては、容量変更等により蓄電装置が変われば、車両システムの統合制御装置の制御を変更しなければならない。
近年、電動車両は、ハイブリッド自動車のプラグイン化・電気自動車の長航続距離化等に伴い、同じ電動車両に容量変更等の仕様の異なる高電圧蓄電装置を積載する事例が増えてきた。その場合、高電圧蓄電装置以外の車両システムがほぼ同じでも、車両システムの統合制御装置の制御の大幅変更が必要となる。また、仕様の異なる蓄電装置の積載で、蓄電装置の制御装置の制御変更が必要になり、制御装置の開発工数も増えることになる。そのため、従来の電動車両に搭載される蓄電システムは、蓄電装置の容量変更に代表される仕様変更が困難であり、十分な拡張性を有していない問題があった。
【０００６】
この発明は、容量変更に代表される仕様変更を容易にできるように複数の蓄電装置を並列接続した蓄電システムを構築し、その複数の蓄電装置の管理を容易にすること、蓄電装置の並列数を容易に増減できる拡張性の高い蓄電システムとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、単位電池を複数直列に接続して構成した蓄電装置と統合制御装置を有する蓄電システムを搭載する電動車両において、前記蓄電装置とこの蓄電装置にコンタクタおよび電流センサとを直列に接続し、これら蓄電装置とコンタクタと電流センサとにこの蓄電装置のステータスを管理可能な制御装置を設けて単位蓄電モジュールとし、この単位蓄電モジュールを複数並列に接続し、前記蓄電装置の電力を用いて駆動制御する電気負荷を設け、この電気負荷と各単位蓄電モジュールの前記制御装置とに接続する統合制御装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電動車両は、蓄電システムの大規模化、小規模化が可能であり、蓄電装置増減による容量の拡張性を確保できる。また、この発明の電動車両は、統合制御装置が、個別の単位蓄電モジュールの詳細な管理を行わずに済ませられるので、管理制御を簡素化でき、同時に、容量拡張の容易性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は電動車両の蓄電システムのシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は単位蓄電モジュールの回路図である。（実施例）
【図３】図３は単位蓄電モジュールの電気モデル図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１は電動車両、２は蓄電システムである。電動車両１に搭載される蓄電システム２は、単位電池３を複数直列に接続して構成した蓄電装置４（図２参照）と統合制御装置５を有している。なお、ここでの電動車両１とは、蓄電装置４を搭載して電力によって自立走行を可能としているハイブリッド自動車、電気自動車を含む。また、ここでの電動車両１とは、ミニカー（原動機付き車両）、コミュータから、普通自動車まで車両の大きさを問わず、この技術の適用範囲に含む。
前記蓄電装置４は、図２に示すように、＋側及び−側にそれぞれコンタクタ６及びコンタクタ７を直列に接続し、蓄電装置４の＋側及び＋側のコンタクタ６間に電流センサ８を直列に接続している。蓄電装置４とコンタクタ６・７と電流センサ８とには、蓄電装置４のステータスを管理可能な制御装置９を設けて、単位蓄電モジュール１０としている。
単位蓄電モジュール１０の制御装置９の制御では、図示しないセンサによって、電流、総電圧、単位電池電圧、蓄電装置４の温度の各ステータスの検出を行うこと、それらステータス情報に基づいてＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）の算出を行うこと、それらのステータス情報を統合制御装置５に出力すること、また、統合制御装置５からの要求に基づいて、コンタクタ６・７を開閉すること（切り離しも含む）を行う。
【００１２】
前記蓄電システム２は、図１に示すように、単位蓄電モジュール１０を複数並列に接続して、モジュールシステム１１としている。この実施例においては、ｎ個の単位蓄電モジュール１０１〜単位蓄電モジュール１０ｎを並列に接続してモジュールシステム１１としている。これより、１個目の単位蓄電モジュール１０１は、蓄電装置４１、コンタクタ６１・７１、電流センサ８１、制御装置９１から構成される。また、ｎ個目の単位蓄電モジュール１０ｎは、蓄電装置４ｎ、コンタクタ６ｎ・７ｎ、電流センサ８ｎ、制御装置９ｎから構成される。
蓄電システム２は、モジュールシステム１１の各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎを構成する蓄電装置４１〜４ｎの電力を用いて駆動制御する電気負荷を一つ以上搭載している。この実施例においては、電気負荷として、発電機１２及び駆動モータ１３からなる発電動機１４を搭載している。また、蓄電システム２は、モジュールシステム１１の各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎを構成する蓄電装置４１〜４ｎに対する電力の入力および出力を制御可能な電力入出力装置１５を設けている。電力入出力装置１５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６及び外部充電器１７から構成される。
【００１３】
各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎを構成する制御装置９１〜９ｎと、電気負荷の発電動機１４を構成する発電機１２及び駆動モータ１３と、電力入出力装置１５を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ１６及び外部充電器１７とには、データ通信線１８により前記統合制御装置５を接続している。
統合制御装置５は、発電動機１４を構成する発電機１２及び駆動モータ１３と、電力入出力装置１５を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ１６及び外部充電器１７との制御を行う。また、統合制御装置５は、各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎの制御装置９１〜９ｎから各蓄電装置４１〜４ｎのステータス情報を取得し、取得した各蓄電装置４１〜４ｎのステータス情報を相互比較する。統合制御装置５は、その比較で得られたステータス情報の最悪値に基づいて、電気負荷としての発電動機４の駆動制御を行うとともに、単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎのいずれかの異常時には、異常である単位蓄電モジュール１０の切り離しを行い、駆動モータ１３の駆動トルク制限制御又は発電機１２の発電制限制御を行う。
【００１４】
この電動車両１は、単位電池３を複数直列に接続し高電圧の蓄電装置４とコンタクタ６・７と電流センサ８と制御装置９との複合体を１つの単位蓄電モジュール１０とし、同型の単位蓄電モジュール１０を並列接続したモジュールシステム１１を有する蓄電システム２を搭載している。この電動車両１の蓄電システム２は、蓄電装置４を備える単位蓄電モジュール１０を複数並列してモジュールシステム１１としたことにより、同じ電動車両１における蓄電装置４の増減による容量変更を最小限の工数で実現することが可能となる。
また、新規の電動車両１にこの単位蓄電モジュール１０を複数並列接続したモジュールシステム１１を有する蓄電システム２を搭載することにより、蓄電装置４のステータスを管理可能な制御装置９の開発工数の削減にもつながる。
【００１５】
単位蓄電モジュール１０は、以下の電気特性を有している。ここで、図３に示すように単位蓄電モジュールｎの電圧・電流・内部抵抗をそれぞれＶｎ・Ｉｎ・Ｒｎとし、図１に示すようにモジュールシステム１１としての電圧・電流・内部抵抗をそれぞれＶ・Ｉ・Ｒとすると、以下の式（１）、（２）、（３）が成立する。
Ｖ＝Ｖ１−Ｒ１Ｉ１＝Ｖ２−Ｒ２Ｉ２＝…＝Ｖｎ−ＲｎＩｎ            （１）
Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋…＋Ｉｎ                                      （２）
１/Ｒ＝１/Ｒ１＋１/Ｒ２＋…＋１/Ｒｎ                            （３）
【００１６】
これらの式（１）、（２）、（３）より、このモジュールシステム１１は以下のような性質を持つことが分かる。
・モジュールシステム１１の単位蓄電モジュール１０の個数を増やせば増やすほど、内部抵抗が減少する（ハイブリッド自動車用の高電圧バッテリを電気自動車で使用可能）
・モジュールシステム１１の電流Ｉ＝０のとき、各単位蓄電モジュール１０の電圧は等しくなる（電圧ばらつきの自動補正）
・内部抵抗が大きい単位蓄電モジュール１０の電流Ｉｎは小さくなる（劣化度合いの均等化）
【００１７】
これより、モジュールシステム１１は、通常使用条件であれば、各単位蓄電モジュール１０ヘの流入電流Ｉｎはほぼ等しく、ＳＯＣ（充電量）もほぼ同じであるため、従来の高電圧バッテリシステムと遜色なく使用することができる。
【００１８】
統合制御装置５は、各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎの制御装置９１〜９ｎから送られてくる電流・電圧・ＳＯＣ・温度等のステータス情報の最悪値を元に制御を行えばよく、通常環境においては特にコンタクタ６１・７１〜６ｎ・７ｎを個別制御せず、１つの高電圧バッテリとして使用することができる。異常時は、従来の高電圧バッテリを搭載した蓄電システム同様、モジュールシステム１１全体を停止させてしまうこともできるが、積極的に各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎのコンタクタ６１・７１〜６ｎ・７ｎを個別制御することにより、電動車両１を退避走行することもできる。
【００１９】
その他、各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎのそれぞれが、コンタクタ６１・７１〜６ｎ・７ｎ、電流センサ８１〜８ｎ等を持つことによって、以下のメリットがある。
・異常となった単位蓄電モジュール１０を切り離すことが可能であり、電動車両１として退避走行が可能となる。
・内部短絡時に各単位蓄電ジュール１０１〜１０ｎの電流偏差△Ｉが大きくなるため、単位電池３の異常を発見しやすい。
・劣化した単位蓄電モジュール１０の取替えが最小限で済むため、長期使用に適する。
・電流センサ８・蓄電装置４のステータスを管理可能な制御装置９等の一部が失陥しても、過充電・過放電となる危険性が低い。各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎの状態はほぼ同じと考えられるため、通常制御は安定的となり、異常発生により一部を切り離しても、機能が欠損せず、冗長性がある。
【００２０】
前記統合制御装置５によるモジュールシステム１１、発電動機１４、電力入出力装置１５の制御について、さらに詳述する。
統合制御装置５の制御には、各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎの蓄電装置４１〜４ｎのステータス情報を相互比較することに基づく制御、後述する（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限の制限制御、（８）冷却ファン制御がある。ステータス情報としては、電流、総電圧、単位電池電圧、ＳＯＣ（充電状態、例えば充電率）、蓄電装置４の温度が含まれる。
統合制御装置５の制御には、具体的には、（１）電流制限、（２）総電圧制限、（３）セル電圧制限、（４）ＳＯＣ制限、（５）温度制限、（６）電流ばらつき制限、（７）温度ばらつき制限、および、（８）冷却ファン制御がある。なお、図１では、これらのステータス情報のデータ通信と、制御データ通信は、データ通信可能に設ければ良いので、データ通信線１８を矢印によって模式的に示している。
統合制御装置５は、各単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎの制御装置９１〜９ｎから各蓄電装置４１〜４ｎのステータス情報（電流、総電圧、単位電池電圧、ＳＯＣ、蓄電装置の温度）を取得し、取得した各蓄電装置４１〜４ｎのステータス情報を相互比較する。統合制御装置５は、この相互比較により、単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎの中からいずれかステータスが劣るものを検知し、そのステータスが劣る単位蓄電モジュール１０が所定の範囲に収まるように制御することにより、全ての単位蓄電モジュール１０１〜１０ｎを標準的な通常範囲に収まるように管理する。
さらに、統合制御装置５は、特に（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限の制限制御が不成立となるごとく、最悪値が通常の範囲から著しく逸脱した単位蓄電モジュール（異常な最悪値）１０を検知した場合のように、ある単位蓄電モジュール１０の異常を検知した時には、異常の単位蓄電モジュール１０の切り離しを行うとともに、駆動トルク制限制御又は発電制限制御を行う。
【００２１】
ここでいう「最悪値」とは、単位蓄電モジュール１０の蓄電装置４にとっての「最悪値」を意味する。蓄電装置４には、その仕様として、電圧・温度等のパラメータの常用範囲が規定されている。これらのパラメータが、並列接続されている蓄電装置４の中で、逸脱の程度が最も大きいものが「最悪値」となる。特に、その常用範囲（使用可能域）からの逸脱の程度が最も大きいものを「最悪値」とする。つまり、「最悪値」とは、その蓄電装置４が徐々に制限をかける領域（使用可能域）となる状態下であることを意味し、さらにこの徐々に制限をかける領域を外れたならば使うべきでない状態下であること意味する。
通常の使用中では、全ての蓄電装置４が常用範囲に納まっていれば、各種の制限（前記（１）〜（８））の制御は働かない。一つの単位蓄電モジュール１０の蓄電装置４のステータスが常用範囲から外れれば、その常用範囲から外れた単位蓄電モジュール１０のパラメータ（ステータス）によって、前記（１）〜（８）中のいずれかの制限において制限が厳しくなることになるため、それが「最悪値」となる。相対的にステータスレベルの低い単位蓄電モジュール１０に、相対的にステータスレベルの高い単位蓄電モジュール１０を合せるので、蓄電システム２の全体的な負荷を軽減して動作することになる。
複数の単位蓄電モジュール１０のステータスが常用範囲から外れている場合は、そのうちの逸脱の程度が大きいものが「最悪値」の単位蓄電モジュール１０となるが、通常の使用では、「最悪値」の単位蓄電モジュール１０のものから順に常用範囲から徐々に外れていくようになり、それに伴う制限が順に加わることになる。
【００２２】
統合制御装置５は、前記（１）電流制限〜（８）冷却ファン制御のうち、（８）冷却ファン制御を除く、（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限の各制限での電流・電圧・充電率などの関係を全て「成立」に維持させるために、基本的には、蓄電装置４の仕様の充電率・電流の常用範囲内で蓄電システム２を制御した上で、冷却系、ここではモジュールシステム１１の冷却ファンを（仕様に応じて）動かすように制御（（８）冷却ファン制御）する。これにより、統合制御装置５は、他の制限（（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限の各制限）にかかる頻度は少なくなる。
ただし、外部充電器１７による外部充電に関しては、電圧を元にコントロールするケースが多いので、蓄電装置４の電圧を積極的に制御に用いることもある。
統合制御装置５の制限制御は、駆動モータ１３の駆動要求がある時に、（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限のいずれかの制限が「不成立」になった場合、主に、駆動モータ１３のトルク制限を行う。通常、例に挙げたようなハイブリッド自動車に使われている駆動モータ１３はトルク制御で動作しているので、各種制限に対する対策はトルク制限を主体とする。そのトルク制限のかけ方には各種あり、厳密に制限値に合わせる、余裕を持って制限をかける等があるが、以下に制限の一例を示す。
【００２３】
（１）電流制限
電流の制限値と蓄電装置４の電圧から使用可能電力を算出し、駆動モータ１３のモータ回転数で除算し、トルク制限値を決め、そのトルク制限値内で力行／回生の実駆動トルクの制御を行う。この時のトルク制御値は、最大でもトルク制限値であり、それ以下のドライバの意図を反映した所望の値となる。
（２）総電圧制限
総電圧に対して使用可能電力のマップを設定しておき、総電圧が高い時に充電電力が小、総電圧が低い時に放電電力が小となるようにしておく。そのマップの読み値（電力）を駆動モータ１３のモータ回転数で除算し、トルク制限値を決め、そのトルク制限値内で力行／回生の実駆動トルクの制御を行う。この時のトルク制御値は、最大でもトルク制限値であり、それ以下のドライバの意図を反映した所望の値となる。
（３）単位電池電圧制限
単位電池３の電圧に対して使用可能電力のマップを設定しておき、単位電池電圧が高い時に充電電力が小、単位電池電圧が低い時に放電電力が小となるようにしておく。そのマップの読み値（電力）を駆動モータ１３のモータ回転数で除算し、トルク制限値を決め、そのトルク制限値内で力行／回生の実駆動トルクの制御を行う。この時のトルク制御値は、最大でもトルク制限値であり、それ以下のドライバの意図を反映した所望の値となる。
（４）ＳＯＣ制限
ＳＯＣに対して力行／回生制限率のマップを設定しておき、ＳＯＣが高い時に回生制限率大、ＳＯＣが低い時に力行制限率大となるようにしておく。そのマップの読み値（力行／回生制限率）をトルク要求に乗算し、最終的なトルク要求とする。この時のトルク制御値は、トルク制限値となる。
なお、通常は、この制限がかからないような範囲で、ＳＯＣ（充電状態：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を調整する。例えば、ＳＯＣが低くなってきた場合、発電量を増やし、ＳＯＣが高くなってきた場合、発電しないように制御する等の調整を行う。
（５）温度制限
単位蓄電モジュール１０の蓄電装置４の温度に対して使用可能電力絶対値のマップを設定しておき、温度が高い時に充電電力および放電電力が小となるようにしておく。そのマップの読み値（電力）を駆動モータ１３のモータ回転数で除算し、トルク制限値を決め、そのトルク制限値内で力行／回生の実駆動トルクの制御を行う。この時のトルク制御値は、最大でもトルク制限値であり、それ以下のドライバの意図を反映した所望の値となる。
なお、通常は、この制限がかからないように、冷却ファン制御を行う。
（６）電流ばらつき制限
電流のばらつき（例えば各単位蓄電モジュール相互の電流偏差の最も大きな組合せによる電流偏差）に対して使用可能電力絶対値のマップを設定しておき、ばらつきが大きい時に充電電力および放電電力が小となるようにしておく。そのマップの読み値（電力）を駆動モータ１３のモータ回転数で除算し、トルク制限値を決め、その制限値内で力行／回生の実駆動トルクの制御を行う。この時のトルク制御値は、最大でもトルク制限値であり、それ以下のドライバの意図を反映した所望の値となる。
なお、あまりにも電流ばらつきが大きい時は蓄電装置４の異常であるため、蓄電システム２の異常判定を行う。蓄電システム２の停止を促して、異常の拡大を防止する。
（７）温度ばらつき制限
温度ばらつき（例えば各単位蓄電モジュール相互の温度偏差の最も大きな組合せによる温度偏差）に対して使用可能電力絶対値のマップを設定しておき、ばらつきが大きい時に充電電力および放電電力が小となるようにしておく。そのマップの読み値（電力）をモータ回転数で除算し、トルク制限値を決め、そのトルク制限値内で力行／回生の実駆動トルクの制御を行う。この時のトルク制御値は、最大でもトルク制限値であり、それ以下のドライバの意図を反映した所望の値となる。
【００２４】
あるいは、統合制御装置５の制限制御は、前記駆動モータ１３ヘの駆動トルク制限とは別に、発電機１２への発電制限や、外部充電器１７による外部充電制限を行っても良い。このうち、発電機１２への発電制限と、外部充電器１７による外部充電制限は、蓄電装置４への充電を制限することになる。
これら制限の成立／不成立の原因となるハード（機器）は複数あり、それらのハードそれぞれに対して、各制限が起こる可能性があるので、ハードの数と前記（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限の各制限とを軸にとるマトリックス的な組合せも考えられる。そのように、各ハードの「組合せ」に対する制御とした場合、ハードの数が増えれば増えるほど制御が複雑になるので、ここでは、それぞれのハードに上記のようなマップを設定している。
当然に、ハードの「組合せ」に対する最適な制限を行ってもよく、その場合、複雑な制御を必要とする反面、蓄電システム２の動作の一部を簡略化して合理化することにより、マップを省略することもできる。
【００２５】
前記（１）電流制限〜（７）温度ばらつき制限における複数の制限が「不成立」になる場合は、複数の制限値の「最悪値」を用いる。例えば、総電圧制限による力行トルク制限τｉ（＞０）と、温度ばらつきによる力行トルク制限τｔ（＞０）が同時あったとして、力行トルク制限τｉと力行トルク制限τｔの最小値を最終的な力行トルク制限値とする。すなわち、いずれかのトルク制御値から、より制限の大きいことを示す小さい値の方のトルク制御値を選択して、これにより制御を行う。
異常によっていずれかの単位蓄電モジュール１０を切り離した場合は、この単位蓄電モジュール１０に関するステータス情報（数値）を、単純になくすだけでも良い。しかし、異常によっていずれかの単位蓄電モジュール１０を切り離さざるを得ない状況は非常事態であるので、蓄電システム２の特性に応じて、通常時制御から異常時制御に状態を遷移させる。この例に挙げたような電動車両１の蓄電システム２においては、いずれかの単位蓄電モジュール１０を切り離した時点で、「リンプホームモード（Limp Home Mode）：非常時に必要最低限の走行を可能とする走行モード」のような退避走行する状態に遷移することすが望ましい。なお、単位蓄電モジュール１０の切り離しは、スイッチ（コンタクタ６・７）の開閉によって行う。
【００２６】
このように、電動車両１は、蓄電装置４とコンタクタ６・７と電流センサ８とこれらを管理可能な制御装置９を設けて単位蓄電モジュール１０とし、単位蓄電モジュール１０を複数並列に接続し、蓄電装置４の電力を用いて駆動制御する電気負荷として発電動機１４を設け、この発電動機１４と各単位蓄電モジュール１０の制御装置９とに接続する統合制御装置５を設けたことで、システムの大規模化、小規模化が可能であり、容量の拡張性を確保できる。
また、この電動車両１は、単位蓄電モジュール１０に管理可能な制御装置９を設けており、統合制御装置５が、個別の単位蓄電モジュール１０の詳細な管理を行わずに済ませられるので、管理制御を簡素化でき、同時に、容量拡張の容易性を向上することができる。
この電動車両１は、電気負荷として発電動機１４を搭載し、単位蓄電モジュール１０に対する電力の入力および出力を制御可能な電力入出力装置１５を設け、統合制御装置５がこれら発電動機１４および電力入出力装置１５の制御を行うので、単位蓄電モジュール１０の容量の異なる仕様の車両だけでなく、車両形式の全く異なる車両に、同じシステムを適用することが可能となる。
また、この電動車両１は、単一の車両としては、異常な単位蓄電モジュール１０を切り離して退避走行することが可能となり、また、後からの容量変更として単位蓄電モジュール１０の増減を行っても、システム全体の制御を調節する必要がない。
電動車両１の統合制御装置５は、各単位蓄電モジュール１０の制御装置９から各蓄電装置４のステータス情報を取得して相互比較し、そのステータス情報の最悪値に基づいて電気負荷としての発電動機１４の駆動制御を行うとともに、単位蓄電モジュール１０の異常時には、単位蓄電モジュール１０の切り離しを行い、駆動トルク制限制御又は発電制限制御を行うので、単位蓄電モジュール１０を並列接続し、単位蓄電モジュール１０毎に部分的に切り難し可能とすることにより、多重系となり、使い勝手の良い、冗長性を持たせたフォールトトレラントシステムとすることができる。
【００２７】
なお、上述実施例では、単位蓄電モジュール１０の電流・電圧の監視およびコンタクタ６・７の制御を単位蓄電モジュール１０に設けた制御装置９で行ったが、統合制御装置５によって直接行うようにしてもよい。また、各単位蓄電モジュール１０に設けた制御装置９は、相互に通信を行うことで、統合制御装置５による各単位蓄電モジュール１０の監視・制御機能を、一部代替して行うようにすることもできる。
さらに、単位蓄電モジュール１０内の高電圧の蓄電装置４の代わりに、キャパシタを使用することもできる。ただし、蓄電装置４を備えた単位蓄電モジュール１０とキャパシタを備えた単位蓄電モジュール１０を同じ蓄電システム２に混在させた場合は、それぞれを別のモジュールシステム１１として制御を行う。さらにまた、異種のモジュールシステム１１を、同じ蓄電システム２内に複数設けることもできる。また、統合制御装置５より下の階層に、複数のモジュールシステム１１を束ねる別のコントローラ（制御装置）を設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明は、電動車両の蓄電システムについて、蓄電装置増減による容量の拡張性の確保、管理制御の簡素化、容量拡張の容易性向上を図ることができるものであり、ハイブリッド自動車、電気自動車等に限らず、気動車等、発電機と蓄電装置を搭載したシステム、無停電装置等の補助電源システム、小規模発電所のバッファ等に応用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  電動車両
２  蓄電システム
３  単位電池
４  蓄電装置
５  統合制御装置
６  コンタクタ
７  コンタクタ
８  電流センサ
９  制御装置
１０  単位蓄電モジュール
１１  モジュールシステム
１２  発電機
１３  駆動モータ
１４  発電動機
１５  電力入出力装置
１６  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１７  外部充電器
１８  データ通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012050158.tif 000005