(57)【要約】【課題】  低温時に利用した場合の蓄電池の劣化が抑制される電源システムを提供する。【解決手段】  一実施形態に係る電源システムは、負荷に供給する電力を蓄える第１蓄電デバイス及び第２蓄電デバイスと、第１蓄電デバイスと第２蓄電デバイスとの間に接続される電力変換回路と、電力変換回路を制御することにより、第１蓄電デバイス及び第２蓄電デバイスの充放電を制御する制御回路と、を備え、制御回路は、第１蓄電デバイスの温度が閾値温度以上である場合、第１蓄電デバイスの電力を負荷に供給し、第１蓄電デバイスの温度が閾値温度未満である場合、第２蓄電デバイスの電力を負荷に供給する駆動制御部と、第１蓄電デバイスの温度が閾値温度未満である場合、第１蓄電デバイスから第２蓄電デバイスへの充電と、第２蓄電デバイスから第１蓄電デバイスへの充電と、が交互に実行される昇温処理を実行する昇温制御部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に供給する電力を蓄える第１蓄電デバイス及び第２蓄電デバイスと、
前記第１蓄電デバイスと前記第２蓄電デバイスとの間に接続される電力変換回路と、
前記電力変換回路を制御することにより、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスの充放電を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第１蓄電デバイスの温度が閾値温度以上である場合、前記第１蓄電デバイスの電力を前記負荷に供給し、前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記第２蓄電デバイスの電力を前記負荷に供給する駆動制御部と、
前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記第１蓄電デバイスから前記第２蓄電デバイスへの充電と、前記第２蓄電デバイスから前記第１蓄電デバイスへの充電と、が交互に実行される昇温処理を実行する昇温制御部と、
を備える電源システム。
【請求項２】
前記昇温処理は、前記第２蓄電デバイスへの充電から開始される
請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記昇温処理において、前記第２蓄電デバイスへ充電される電流の電流値は、前記第１蓄電デバイスへ充電される電流の電流値より大きい
請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記昇温制御部は、前記第１蓄電デバイスの温度に基づいて、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスへ充電される電流の電流値を制御する
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記昇温制御部は、前記第１蓄電デバイスの温度が低いほど、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスへ充電される電流の電流値を小さくする
請求項４に記載の電源システム。
【請求項６】
前記第１蓄電デバイスを冷却する冷却装置を更に備え、
前記昇温制御部は、前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記冷却装置による前記第１蓄電デバイスの冷却を停止する
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記電力変換回路を制御することにより、前記負荷からの回生電力を前記第２蓄電デバイスに充電する
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電源システムを備える移動体。
【請求項９】
負荷に供給する電力を蓄える第１蓄電デバイス及び第２蓄電デバイスと、
前記第１蓄電デバイスと前記第２蓄電デバイスとの間に接続される電力変換回路と、
を備える電源システムの制御方法であって、
前記第１蓄電デバイスの温度が閾値温度以上である場合、前記第１蓄電デバイスの電力を前記負荷に供給し、前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記第２蓄電デバイスの電力を前記負荷に供給する工程と、
前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記第１蓄電デバイスから前記第２蓄電デバイスへの充電と、前記第２蓄電デバイスから前記第１蓄電デバイスへの充電と、が交互に実行される昇温処理を実行する工程と、
を含む制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム、移動体、及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などの電源システムでは、長時間の走行を可能にするために、リチウムイオン電池などの、エネルギー密度が高い蓄電池が利用されている。リチウムイオン二次電池などの蓄電池は、温度が低いと、電流の出力により劣化しやすくなる。このため、低温時に大電流を要求されると、蓄電池の劣化が大幅に進行する。低温時に大電流を要求される場合として、例えば、電気自動車の走行開始時などが考えられる。
【０００３】
従来、上記のような蓄電池の劣化を抑制するために、蓄電池を使用直前に温める、という方法が利用されている。蓄電池を温める方法として、例えば、ヒータを利用する方法や、蓄電池を充放電させることにより発熱させる方法などが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の方法では、蓄電池の劣化を抑制するためには、蓄電池が温まるまで、電源システムの利用（例えば、電気自動車の走行開始）を待たなければならなかった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、低温時に利用した場合の蓄電池の劣化が抑制される電源システム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】
一実施形態に係る電源システムは、負荷に供給する電力を蓄える第１蓄電デバイス及び第２蓄電デバイスと、前記第１蓄電デバイスと前記第２蓄電デバイスとの間に接続される電力変換回路と、前記電力変換回路を制御することにより、前記第１蓄電デバイス及び前記第２蓄電デバイスの充放電を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１蓄電デバイスの温度が閾値温度以上である場合、前記第１蓄電デバイスの電力を前記負荷に供給し、前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記第２蓄電デバイスの電力を前記負荷に供給する駆動制御部と、前記第１蓄電デバイスの温度が前記閾値温度未満である場合、前記第１蓄電デバイスから前記第２蓄電デバイスへの充電と、前記第２蓄電デバイスから前記第１蓄電デバイスへの充電と、が交互に実行される昇温処理を実行する昇温制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の各実施形態によれば、低温時に利用した場合の蓄電池の劣化が抑制される電源システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す図。
【図２】第１実施形態に係る電源システムの動作の一例を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態に係る電源システムによる通常駆動処理の一例を示すフローチャート。
【図４】第２実施形態に係る電源システムの動作の一例を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態に係る電源システムの出力の一例を示す図。
【図６】第３実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す図。
【図７】第３実施形態に係る電源システムの動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る電源システムについて、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態に係る電源システムは、電動移動体の電源として利用可能である。電動移動体とは、二次電池に代表される蓄電デバイスを主電源として利用する移動体のことである。電動移動体は、例えば、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）、プラグインハイブリッドカー（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid Vehicle）、電動バイク、電気バスなどである。以下では、電動移動体が電気自動車である場合を例に説明する。
【００１１】
＜電源システムの構成＞
まず、本実施形態に係る電源システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、電源システムは、第１蓄電デバイス１と、第２蓄電デバイス２と、双方向ＤＣ（Direct Current）ＤＣコンバータ３と、インバータ４と、モータ５と、制御回路６と、ＤＣＤＣコンバータ７と、補機８と、を備える。
【００１２】
第１蓄電デバイス１は、モータ５に供給される電力を蓄える蓄電デバイスである。第１蓄電デバイス１は、電源システムにおける主電源として利用される。具体的には、第１蓄電デバイス１は、モータ５の通常駆動時に、モータ５を駆動する電源として利用される。第１蓄電デバイス１は、電力を充放電可能な蓄電デバイスであればよく、二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
【００１３】
第１蓄電デバイス１は、主電源として利用されるため、エネルギー密度が高い二次電池であるのが好ましい。具体的には、第１蓄電デバイス１は、リチウムイオン二次電池又はニッケル水素二次電池であるのが好ましい。第１蓄電デバイス１のエネルギー密度は、少なくとも、第２蓄電デバイス２のエネルギー密度より高いのが好ましい。
【００１４】
第１蓄電デバイス１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の一方の端子（以下、「第１端子」という）に接続される。第１蓄電デバイス１に充電された電力は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３及びインバータ４を介して、モータ５に供給可能である。
【００１５】
また、第１蓄電デバイス１は、温度、出力電圧、出力電流などを計測するセンサを備える。温度を計測するセンサは、例えば、サーミスタであるが、これに限られない。第１蓄電デバイス１は、センサにより計測された情報を出力する。
【００１６】
第２蓄電デバイス２は、モータ５に供給される電力を蓄える蓄電デバイスである。第２蓄電デバイス２は、電源システムにおける副電源として利用される。具体的には、第２蓄電デバイス２は、第１蓄電デバイス１が低温である場合にモータ５を駆動する電源として利用される。第２蓄電デバイス２は、電力を充放電可能な蓄電デバイスであればよく、二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
【００１７】
第２蓄電デバイス２は、低温時に利用されるため、低温時であっても高い出力密度を有する蓄電デバイスであるのが好ましい。具体的には、第２蓄電デバイス２は、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、又は非水電解液蓄電デバイスであるのが好ましい。第２蓄電デバイス２の出力密度は、少なくとも、第１蓄電デバイス１の出力密度より高いのが好ましい。
【００１８】
非水電解液蓄電デバイスは、非水電解液と、炭素を含み、アニオンを吸蔵及び放出可能な正極と、金属リチウム及びリチウムイオンの少なくとも一方を吸蔵及び放出可能な負極と、を備える。非水電解液は、リチウム塩と、非水溶媒と、を含む。非水溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどである。
【００１９】
第２蓄電デバイス２は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の他方の端子（以下、「第２端子」という）に接続される。すなわち、第２蓄電デバイス２と第１蓄電デバイス１とは、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を介して接続されている。第２蓄電デバイス２に充電された電力は、インバータ４を介して、モータ５に供給可能である。
【００２０】
また、第２蓄電デバイス２は、温度、出力電圧、出力電流などを計測するセンサを備える。温度を計測するセンサは、例えば、サーミスタであるが、これに限られない。第２蓄電デバイス２は、センサにより計測された情報を出力する。
【００２１】
双方向ＤＣＤＣコンバータ３は、電力変換回路の一例である。双方向ＤＣＤＣコンバータ３は、第１蓄電デバイス１と第２蓄電デバイス２との間に接続されている。双方向ＤＣＤＣコンバータ３は、第１端子から供給された直流電力を、所定の電圧の直流電力に変換して、第２端子から出力することができる。また、双方向ＤＣＤＣコンバータ３は、第２端子から供給された直流電力を、所定の電圧の直流電力に変換して、第１端子から出力することができる。
【００２２】
したがって、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の第１端子及び第２端子の電圧を制御することにより、第１蓄電デバイス１の充放電及び第２蓄電デバイス２の充放電を制御することができる。この結果、第１端子及び第２端子の電圧を制御することにより、第１蓄電デバイス１と第２蓄電デバイス２との間の充放電や、第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイス２からのモータ５への電力の供給などが可能となる。
【００２３】
なお、本実施形態に係る電源システムは、電力変換回路として、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の代わりに、並列に接続された、昇圧用のＤＣコンバータと、降圧用のＤＣコンバータと、を備えてもよい。昇圧用のＤＣコンバータと、降圧用のＤＣコンバータと、を切り替えながら利用することにより、上述の双方向ＤＣＤＣコンバータ３と同様の機能を実現できる。
【００２４】
インバータ４は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の第２端子と、モータ５と、の間に接続される。インバータ４は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３から供給された直流電力を、三相交流電力に変換して、モータ５に供給する。また、インバータ４は、モータ５から供給された三相交流電力（回生電力）を、直流電力に変換して双方向ＤＣＤＣコンバータ３に供給する。
【００２５】
モータ５は、負荷の一例である。モータ５は、インバータ４に接続される。モータ５は、インバータ４を介して、第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイスの少なくとも一方から供給された電力により駆動される。また、モータ５は、インバータ４を介して、回生電力を双方向ＤＣＤＣコンバータ３に供給する。なお、電源システムが備える負荷は、モータ５に限られない。
【００２６】
制御回路６は、例えば、メモリとプロセッサとを含む。プロセッサは、プログラムを実行することにより、制御回路６の機能を実現する。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などである。メモリは、プロセッサが実行するプログラムを記憶する。制御回路６は、例えば、ＢＭＵ（Battery Management Unit）、ＥＣＵ（Engine Control Unit）などである。
【００２７】
制御回路６は、第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイス２が出力した、温度、出力電圧、出力電流などの情報をそれぞれ取得する。制御回路６は、取得した情報に基づいて、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の第１端子及び第２端子の電圧を制御する。これにより、制御回路６は、第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイス２の充放電を制御する。
【００２８】
制御回路６は、機能構成として、駆動制御部６１と、昇温制御部６２と、を備える。駆動制御部６１及び昇温制御部６２の機能は、制御回路６が、メモリに予め記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２９】
駆動制御部６１は、モータ５の駆動を制御する。より詳細には、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の第１端子及び第２端子の電圧を制御することにより、第１蓄電デバイス１又は第２蓄電デバイス２の電力を、所定の電圧に変換してモータ５に供給する。
【００３０】
駆動制御部６１は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが、閾値温度Ｔ１以上である場合、第１蓄電デバイス１の電力をモータ５に供給する。これにより、モータ５が第１蓄電デバイス１の電力により駆動される。
【００３１】
一方、駆動制御部６１は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが、閾値温度Ｔ１未満である場合、第２蓄電デバイス２の電力をモータ５に供給する。これにより、モータ５が第２蓄電デバイス２の電力により駆動される。
【００３２】
閾値温度Ｔ１は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが閾値温度Ｔ１以上である場合、第１蓄電デバイス１の放電時の劣化が小さくなるように、設定される。閾値温度Ｔ１は、第１蓄電デバイス１の温度に応じた充放電特性や実験に基づいて、設定すればよい。閾値温度Ｔ１は、予め設定され、メモリに記憶される。駆動制御部６１の動作について、詳しくは後述する。
【００３３】
昇温制御部６２は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の第１端子及び第２端子の電圧を制御することにより、昇温処理を実行する。昇温処理とは、第１蓄電デバイス１から第２蓄電デバイス２への充電と、第２蓄電デバイス２から第１蓄電デバイス１への充電と、を所定の時間間隔で交互に実行する処理である。昇温処理において、第１蓄電デバイス１へ充電される電流の電流値をＩ１、第２蓄電デバイス２へ充電される電流の電流値をＩ２という。昇温処理により、第１蓄電デバイス１が発熱し、第１蓄電デバイス１の温度が上昇する。
【００３４】
ＤＣＤＣコンバータ７は、第１蓄電デバイス１と補機８との間に接続される。ＤＣＤＣコンバータ７は、第１蓄電デバイス１から供給された直流電力を、所定の電圧の直流電力に変換して、出力する。ＤＣＤＣコンバータ７が出力した直流電力は、補機８に供給される。
【００３５】
補機８は、ＤＣＤＣコンバータ７を介して、第１蓄電デバイス１から電力を供給される。補機８は、例えば、電気自動車のウィンカーであるが、これに限られない。
【００３６】
＜電源システムの動作＞
次に、本実施形態に係る電源システムの動作について説明する。図２は、本実施形態に係る電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。図２において、閾値温度Ｔ１は１０℃である。
【００３７】
駆動制御部６１は、例えば、電気自動車に電源が投入されると、図２の動作を開始する。まず、駆動制御部６１は、第１蓄電デバイス１の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が、ＳＯＣ１Ａ以上であるか判定する（ステップＳ１０１）。ＳＯＣ１Ａは、第１蓄電デバイス１によりモータ５を駆動可能な充電率として、予め定められた充電率である。
【００３８】
以下では、第１蓄電デバイス１の充電率をＳＯＣ１という。ＳＯＣ１は、第１蓄電デバイス１のセンサから取得した出力電圧及び出力電流などの情報に基づいて、周知の方法を利用して計算できる。
【００３９】
ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ａ未満である場合（ステップＳ１０１のＮＯ）、駆動制御部６１は、動作を終了する。これは、ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ａ未満である場合、第１蓄電デバイス１に充電された電力は、モータ５の駆動に不十分なためである。この際、電源システムは、電気自動車のドライバに、第１蓄電デバイス１の充電が不十分であることを通知してもよい。
【００４０】
一方、ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ａ以上である場合（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、駆動制御部６１は、第１蓄電デバイス１のセンサから、第１蓄電デバイス１の温度ｔを取得し、温度ｔが１０℃以上であるか判定する（ステップＳ１０２）。
【００４１】
温度ｔが１０℃以上である場合（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、駆動制御部６１は、通常駆動処理を実行する（ステップＳ１０９）。通常駆動処理について、詳しくは後述する。
【００４２】
一方、温度ｔが１０℃未満である場合（ステップＳ１０２のＮＯ）、駆動制御部６１は、第２蓄電デバイス２の充電率が、ＳＯＣ２Ａ以上であるか判定する（ステップＳ１０３）。ＳＯＣ２Ａは、第２蓄電デバイス２によりモータ５を駆動可能な充電率として、予め定められた充電率である。
【００４３】
以下では、第２蓄電デバイス２の充電率をＳＯＣ２という。ＳＯＣ２は、第２蓄電デバイス２のセンサから取得した出力電圧及び出力電流などの情報に基づいて、周知の方法を利用して計算できる。
【００４４】
ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ未満である場合（ステップＳ１０３のＮＯ）、駆動制御部６１は、動作を終了する。これは、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ未満である場合、第２蓄電デバイス２に充電された電力は、モータ５の駆動に不十分なためである。この際、電源システムは、電気自動車のドライバに、第２蓄電デバイス２の充電が不十分であることを通知してもよい。
【００４５】
一方、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ以上である場合（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、第２蓄電デバイス２に充電された電力を、モータ５に供給開始する（ステップＳ１０４）。以降、モータ５は、第２蓄電デバイス２の電力により駆動される。
【００４６】
次に、昇温制御部６２は、第１蓄電デバイス１から第２蓄電デバイス２への充電と、第２蓄電デバイス２から第１蓄電デバイス１への充電と、が所定の時間間隔で交互に実行される昇温処理を開始する（ステップＳ１０５）。図２の例では、第２蓄電デバイス２から第１蓄電デバイス１へ充電される電流の電流値Ｉ１と、第１蓄電デバイス１から第２蓄電デバイス２へ充電される電流の電流値Ｉ２と、はいずれも電流値Ｉａである。
【００４７】
昇温処理は、第２蓄電デバイス２への充電（第１蓄電デバイス１からの充電）から開始されるのが好ましい。これにより、第１蓄電デバイス１のＳＯＣが、予め設定された上限値を超えることを抑制し、第１蓄電デバイス１の劣化を抑制することができる。
【００４８】
また、昇温処理において、第２蓄電デバイス２へ充電される電流の電流値Ｉ２と、第１蓄電デバイス１へ充電される電流の電流値Ｉ１と、は等しくなくてもよい。例えば、第２蓄電デバイス２へ充電する電流の電流値Ｉ２を、第１蓄電デバイス１へ充電される電流の電流値Ｉ１より大きくすることが考えられる。これにより、第１蓄電デバイス１から第２蓄電デバイス２への充電時に、第１蓄電デバイス１の抵抗成分で発生する熱が大きくなり、第１蓄電デバイス１の温度ｔの上昇を促進することができる。結果として、第１蓄電デバイス１を温めるために要する時間を短縮することができる。
【００４９】
上記のように、第２蓄電デバイス２へ充電する電流の電流値Ｉ２を大きくする場合には、第２蓄電デバイス２への充電時間を、第１蓄電デバイス１への充電時間より短くするのが好ましい。例えば、双方向ＤＣＤＣコンバータ３がスイッチング方式である場合、第２蓄電デバイス２へ充電する電流のパルス幅を、第１蓄電デバイス１へ充電する電流のパルス幅より広くすればよい。これにより、第１蓄電デバイス１のＳＯＣの変化を抑制することができる。
【００５０】
昇温処理が開始すると、第１蓄電デバイス１が発熱し、第１蓄電デバイス１の温度ｔが上昇する。昇温制御部６２は、第１蓄電デバイス１の温度ｔを監視し、温度ｔが１０℃以上となるまで昇温処理を継続する（ステップＳ１０６のＮＯ）。
【００５１】
温度ｔが１０℃以上となった場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、昇温制御部６２は、昇温処理を終了する（ステップＳ１０７）。
【００５２】
続いて、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、第２蓄電デバイス２の電力の、モータ５への供給を終了し（ステップＳ１０８）、通常駆動処理を実行する（ステップＳ１０９）。通常駆動処理について、詳しくは後述する。
【００５３】
図３は、本実施形態に係る電源システムによる通常駆動処理の一例を示すフローチャートである。図３のフローチャートは、図２のステップＳ１０９の内部処理に相当する。
【００５４】
通常駆動処理が開始すると、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、第１蓄電デバイス１に充電された電力を、モータ５に供給開始する（ステップＳ２０１）。以降、モータ５は、第１蓄電デバイス１の電力により駆動される。
【００５５】
次に、駆動制御部６１は、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ以上であるか判定する（ステップＳ２０２）。ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ以上である場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、処理はステップＳ２０４に進む。
【００５６】
一方、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ未満である場合（ステップＳ２０２のＮＯ）、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、第１蓄電デバイス１に充電された電力により、第２蓄電デバイス２を充電する（ステップＳ２０３）。これにより、ＳＯＣ２をＳＯＣ２Ａ以上とすることができる。
【００５７】
次に、駆動制御部６１は、モータ５から回生電力が供給されたか判定する（ステップＳ２０４）。回生電力が供給されていない場合（ステップＳ２０４のＮＯ）、処理はステップＳ２０６に進む。
【００５８】
一方、回生電力が供給された場合（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、供給された回生電力を、第２蓄電デバイス２に充電する（ステップＳ２０５）。これにより、回生電力の急峻な充電による第１蓄電デバイス１の劣化を抑制することができる。
【００５９】
続いて、駆動制御部６１は、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ｂ以上であるか判定する（ステップＳ２０６）。ＳＯＣ２Ｂ（＞ＳＯＣ２Ａ）は、第２蓄電デバイス２によりモータ５を駆動するのに十分な充電率として、予め定められた充電率である。ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ｂ未満である場合（ステップＳ２０６のＮＯ）、処理はステップＳ２０９に進む。
【００６０】
一方、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ｂ以上である場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、駆動制御部６１は、ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ｂ以上であるか判定する（ステップＳ２０７）。ＳＯＣ１Ｂ（＞ＳＯＣ１Ａ）は、第１蓄電デバイス１によりモータ５を駆動するのに十分な充電率として、予め定められた充電率である。ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ｂ以上である場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、処理はステップＳ２０９に進む。
【００６１】
一方、ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ｂ未満である場合（ステップＳ２０６のＮＯ）、駆動制御部６１は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、第２蓄電デバイス２に充電された電力により、第１蓄電デバイス１を充電する（ステップＳ２０８）。これにより、第２蓄電デバイス２に充電された余剰電力（ＳＯＣ２Ｂ以上の電力）を利用して、第１蓄電デバイス１を充電することができる。
【００６２】
その後、駆動制御部６１は、通常駆動処理を終了するか判定する（ステップＳ２０９）。通常駆動処理は、例えば、電気自動車の電源が切断されると終了する。通常駆動処理を終了する場合（ステップＳ２０９のＹＥＳ）、駆動制御部６１は、モータ５への、第１蓄電デバイス１の電力の供給を終了し（ステップＳ２１０）、通常駆動処理を終了する。
【００６３】
一方、通常駆動処理を終了しない場合（ステップＳ２０９のＮＯ）、通常駆動処理は、ステップＳ２０２に戻る。以降、通常駆動処理を終了するまで、ステップＳ２０２〜Ｓ２０９の処理が繰り返される。
【００６４】
なお、ステップＳ２０２〜Ｓ２０９が実行される順番は、図３に限られず、任意である。また、図２の例では、通常駆動処理の開始前に、第２蓄電デバイス２からの電力の供給を終了している。しかしながら、第２蓄電デバイス２からの電力の供給は、第１蓄電デバイス１からの電力の供給が開始された後に終了してもよい。
【００６５】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、第１蓄電デバイス１が低温（ｔ＜Ｔ１）である場合、第１蓄電デバイス１はモータ５を駆動せず、第２蓄電デバイス２がモータ５を駆動する。これにより、低温時に大電流を出力することによる、第１蓄電デバイス１の劣化を抑制することができる。また、第１蓄電デバイス１が低温の場合であっても、第２蓄電デバイス２によりモータ５を駆動することができる。結果として、低温時に利用した場合の第１蓄電デバイス１の劣化が抑制される電源システムを実現できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、第１蓄電デバイス１は、第１蓄電デバイス１から第２蓄電デバイス２への充電と、第２蓄電デバイス２から第１蓄電デバイス１への充電と、が交互に実行される昇温処理により温められる。このため、本実施形態によれば、第１蓄電デバイス１を温めるためのヒータや外部の充放電器が不要である。
【００６７】
ヒータを利用して第１蓄電デバイス１を温める場合、ヒータを駆動するための電力が必要となるため、電源システムのエネルギー効率が低下する。本実施形態では、このようなエネルギー効率の低下を抑制することができる。
【００６８】
また、外部の充放電器を利用して第１蓄電デバイス１を温める場合、第１蓄電デバイス１を温めるためには電源システムを充放電器と接続する必要があるため、利用できる場所が限られる。本実施形態では、このような場所の制約なく、第１蓄電デバイス１を温めることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、第１蓄電デバイス１及び双方向ＤＣＤＣコンバータ３と、第２蓄電デバイス２と、が負荷（モータ５）に対して並列に接続されている。このような構成により、双方向ＤＣＤＣコンバータ３の第１端子及び第２端子の電圧を制御することによって、昇温処理を容易に実行できる。
【００７０】
また、第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイス２の充電率に応じて第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイス２の充放電を制御することにより、ＳＯＣ１及びＳＯＣ２を、所望の範囲に調整することができる。例えば、図３の例では、ＳＯＣ２をＳＯＣ２Ａ以上に調整することができる。なお、ＳＯＣ１及びＳＯＣ２の調整方法は、上記の例に限られない。
【００７１】
（第２実施形態）
第３実施形態に係る電源システムについて、図４及び図５を参照して説明する。本実施形態に係る電源システムの構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態との相違点について説明する。
【００７２】
本実施形態において、昇温制御部６２は、昇温処理において、第１蓄電デバイス１へ充電される電流の電流値Ｉ１と、第２蓄電デバイス２へ充電される電流の電流値Ｉ２と、を第１蓄電デバイス１の温度ｔに応じて制御する。以下では、電流値Ｉ１及び電流値Ｉ２が等しく、Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉである場合を例に説明する。しかしながら、上述の通り、電流値Ｉ１及び電流値Ｉ２は異なってもよい。
【００７３】
第１蓄電デバイス１は、温度ｔが低いほど、電流の出力により劣化しやすいことが想定される。そこで、昇温制御部６２は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが低いほど、電流値Ｉ（＝Ｉ１＝Ｉ２）を小さくする。言い換えると、昇温制御部６２は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが高いほど、電流値Ｉを大きくする。これにより、第１蓄電デバイス１の劣化を効果的に抑制することができる。また、第１蓄電デバイス１の温度ｔが高いほど、電流値Ｉは大きくなるため、第１蓄電デバイス１を温めるために要する時間を短縮することができる。
【００７４】
昇温制御部６２は、閾値温度Ｔ１未満の１つ以上の閾値温度を設定される。例えば、Ｔ１未満の２つの閾値温度Ｔ２，Ｔ３が設定された場合について考える。この場合、昇温制御部６２は、電流値Ｉを、３段階に制御する。具体的には、電流値Ｉは、Ｔ１＞ｔ≧Ｔ２の場合はＩａ、Ｔ２＞ｔ≧Ｔ３の場合はＩｂ、Ｔ３＞ｔの場合はＩｃに制御される。各電流値Ｉａ〜Ｉｃは、Ｉａ＞Ｉｂ＞Ｉｃとなるように、予め設定される。
【００７５】
なお、閾値温度Ｔ１未満の閾値温度は、１つ設定されてもよいし、３つ以上設定されてもよい。閾値温度Ｔ１を含む閾値温度の総数をＮとすると、電流値Ｉは、Ｎ段階に制御可能である。
【００７６】
＜電源システムの動作＞
図４は、本実施形態に係る電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２を有する。他のステップは、第１実施形態と同様である。図４の例では、電流値Ｉは２段階に制御される。
【００７７】
本実施形態において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、第１実施形態と同様である。すなわち、ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ａ以上であり、第１蓄電デバイス１の温度ｔが１０℃（閾値温度Ｔ１）未満であり、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ以上である場合、駆動制御部６１は、第２蓄電デバイス２に充電された電力を、モータ５に供給開始する（ステップＳ１０４）。
【００７８】
本実施形態では、次に、昇温制御部６２は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが０℃（閾値温度Ｔ２）以上であるか判定する（ステップＳ１１０）。温度ｔが０℃以上である場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、昇温制御部６２は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、電流値Ｉａを有する定電流により、昇温処理を開始する（ステップＳ１０５）。これは、第１実施形態と同様である。
【００７９】
一方、温度ｔが０℃未満である場合（ステップＳ１１０のＮＯ）、昇温制御部６２は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、電流値Ｉａより小さい電流値Ｉｂを有する定電流による昇温処理を開始する（ステップＳ１１１）。
【００８０】
第１実施形態と同様に、昇温処理は、第２蓄電デバイス２への充電から開始されるのが好ましい。これにより、第１蓄電デバイス１のＳＯＣが、予め設定された上限値を超えることを抑制し、第１蓄電デバイス１の劣化を抑制することができる。
【００８１】
また、電流値Ｉ１及び電流値Ｉ２は等しくなくてもよい。例えば、電流値Ｉ２を電流値Ｉ１より大きくすることにより、第１蓄電デバイス１の温度ｔの上昇を促進することができる。結果として、第１蓄電デバイス１を温めるために要する時間を短縮することができる。
【００８２】
上記のように、電流値Ｉ２を大きくする場合には、第１蓄電デバイス１の充電率が変化しないように、第２蓄電デバイス２への充電時間を短くするのが好ましい。これにより、第１蓄電デバイス１のＳＯＣの変化を抑制することができる。
【００８３】
昇温処理が開始すると、第１蓄電デバイス１が発熱し、第１蓄電デバイス１の温度ｔが上昇する。昇温制御部６２は、第１蓄電デバイス１の温度ｔを監視し、温度ｔが０℃以上となるまで昇温処理を継続する（ステップＳ１１２のＮＯ）。
【００８４】
温度ｔが０℃以上となった場合（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、昇温制御部６２は、双方向ＤＣＤＣコンバータ３を制御し、電流値Ｉａを有する定電流による昇温処理を開始する（ステップＳ１０５）。すなわち、昇温制御部６２は、電流値Ｉを、ＩｂからＩａに変化させる。これにより、第１蓄電デバイス１の温度の上昇が促進される。
【００８５】
以降の処理は、第１実施形態と同様である。すなわち、昇温制御部６２は、電流値Ｉａを有する電流による昇温処理を、第１蓄電デバイス１の温度ｔが１０℃未満の間継続する（ステップＳ１０６のＮＯ）。温度ｔが１０℃以上になると（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、昇温制御部６２は、昇温処理を終了する（ステップＳ１０７）。その後、駆動制御部６１は、第２蓄電デバイス２から電力供給を終了し（ステップＳ１０８）、通常駆動処理を開始する（ステップＳ１０９）。
【００８６】
ここで、図５は、電気自動車に搭載された電源システムの出力の一例を示す図である。図５において、一点鎖線は第１蓄電デバイス１の温度ｔ、破線は第１蓄電デバイス１の出力電流、点線は第２蓄電デバイス２の出力電流、実線は第１蓄電デバイス１及び第２蓄電デバイス２の出力電流の合計値を示している。また、昇温処理における電流値Ｉ１，Ｉ２は等しい（Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ）。
【００８７】
図５の例では、温度ｔが１０℃（閾値温度Ｔ１）未満の間、昇温処理が行われており、温度ｔが徐々に上昇している。昇温処理における電流値Ｉは、温度ｔが高くなるほど大きくなるように、３段階に制御されている。図５からわかるように、第１蓄電デバイス１の出力電流の振幅が大きくなるほど、温度ｔを示す一点鎖線の傾きが急になっている。これは、昇温処理における電流値Ｉが大きくなるほど、温度ｔの上昇速度が速くなることを示している。
【００８８】
昇温処理中に、電気自動車が走行（モータ５が駆動）を開始しており、第２蓄電デバイス２からモータ５に電力が供給されている。第２蓄電デバイス２の出力電流は、第２蓄電デバイス２からモータ５に供給される電流と、第１蓄電デバイス１に充電される電流と、の合計に相当する。
【００８９】
温度ｔが１０℃（閾値温度Ｔ１）以上になると、昇温処理は終了し、通常駆動処理が開始されている。すなわち、第２蓄電デバイス２からモータ５への電力の供給が終了し、第１蓄電デバイス１からモータ５への電力の供給が開始されている。第１蓄電デバイス１の出力電流は、第１蓄電デバイス１からモータ５に供給される電流に相当する。
【００９０】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、昇温制御部６２は、昇温処理における電流値Ｉを、第１蓄電デバイス１の温度ｔに応じて制御する。これにより、第１蓄電デバイス１の劣化をさらに抑制することができる。また、第１蓄電デバイス１を温めるために要する時間を短縮することができる。
【００９１】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る電源システムについて、図６及び図７を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る電源システムの構成の一例を示す図である。図６の電源システムは、冷却装置９を備える。他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００９２】
＜電源システムの構成＞
冷却装置９は、モータ５を駆動中の第１蓄電デバイス１を冷却することにより、熱による第１蓄電デバイス１の劣化を抑制する。冷却装置９は、第２蓄電デバイス２を冷却可能であってもよい。冷却装置９の冷却方式は、例えば、空冷方式又は液冷方式である。本実施形態において、冷却装置９は、制御回路６により制御される。
【００９３】
＜電源システムの動作＞
図７は、本実施形態に係る電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、ステップＳ１１３を有する。他のステップは、第１実施形態と同様である。
【００９４】
本実施形態において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４は、第１実施形態と同様である。すなわち、ＳＯＣ１がＳＯＣ１Ａ以上であり、第１蓄電デバイス１の温度ｔが１０℃（閾値温度Ｔ１）未満であり、ＳＯＣ２がＳＯＣ２Ａ以上である場合、駆動制御部６１は、第２蓄電デバイス２に充電された電力を、モータ５に供給開始する（ステップＳ１０４）。
【００９５】
本実施形態では、次に、昇温制御部６２は、冷却装置９による第１蓄電デバイス１の冷却を停止させる（ステップＳ１１３）。冷却装置９が停止済みの場合、ステップＳ１０４は省略される。
【００９６】
以降の処理は、第１実施形態と同様である。すなわち、昇温制御部６２は、電流値Ｉａを有する定電流による昇温処理を開始する（ステップＳ１０５）。この昇温処理は、第１蓄電デバイス１の温度ｔが１０℃未満の間継続される（ステップＳ１０６のＮＯ）。温度ｔが１０℃以上になると（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、昇温制御部６２は、昇温処理を終了させる（ステップＳ１０７）。その後、駆動制御部６１は、第２蓄電デバイス２から電力供給を終了し（ステップＳ１０８）、通常駆動処理を開始する（ステップＳ１０９）。
【００９７】
通常駆動処理が開始した後、駆動制御部６１は、任意のタイミングで、冷却装置９による第１蓄電デバイス１の冷却を開始させることができる。例えば、駆動制御部６１は、通常駆動処理の開始と同時に冷却を開始させてもよいし、第１蓄電デバイス１の温度ｔが所定の温度を超えたタイミングで冷却を開始させてもよい。
【００９８】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、冷却装置９により第１蓄電デバイス１を冷却することにより、第１蓄電デバイス１の熱による劣化を抑制することができる。また、第１蓄電デバイス１を昇温処理により温めている間、冷却装置９による冷却が停止される。これにより、第１蓄電デバイス１を効率的に温めることができる。
【００９９】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１：第１蓄電デバイス
２：第２蓄電デバイス
３：双方向ＤＣＤＣコンバータ
４：インバータ
５：モータ
６：制御回路
７：ＤＣＤＣコンバータ
８：補機
９：冷却装置
６１：駆動制御部
６２：昇温制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０１】
【特許文献１】特開２００５−３３２７７７号公報
【図１】
2017216785.tif 000003
【図２】
2017216785.tif 000004
【図３】
2017216785.tif 000005
【図４】
2017216785.tif 000006
【図５】
2017216785.tif 000007
【図６】
2017216785.tif 000008
【図７】
2017216785.tif 000009