(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリと、複数の前記バッテリと負荷との間で電気的に接続される複数の入出力調整装置と、複数の前記入出力調整装置を制御することで複数の前記バッテリに対する電力の入出力を制御する制御装置とを有する電源システムであって、
前記制御装置は、
複数の前記バッテリから複数の前記入出力調整装置を介して前記負荷に電力を出力する力行時には、複数の前記バッテリのＳＯＣ平均値を超えるＳＯＣを有するバッテリから優先して前記電力を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記力行時に、前記ＳＯＣ平均値を超えるバッテリから出力可能な電力量が、前記負荷の要求出力よりも大きい場合には、該バッテリから前記入出力調整装置を介して前記負荷に前記電力を出力するように、複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記負荷から複数の前記入出力調整装置を介して複数の前記バッテリに電力を入力する回生時には、複数の前記バッテリのうち、前記ＳＯＣが前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリに優先して前記電力を入力するように複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項２】
複数のバッテリと、複数の前記バッテリと負荷との間で電気的に接続される複数の入出力調整装置と、複数の前記入出力調整装置を制御することで複数の前記バッテリに対する電力の入出力を制御する制御装置とを有する電源システムにおいて、
前記制御装置は、
複数の前記バッテリから複数の前記入出力調整装置を介して前記負荷に電力を出力する力行時には、複数の前記バッテリのＳＯＣ平均値を超えるＳＯＣを有するバッテリから優先して前記電力を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記力行時に、前記負荷の要求出力が、前記ＳＯＣ平均値を超えるバッテリから出力可能な電力量以上である場合には、該バッテリから前記入出力調整装置を介して前記負荷に前記電力量だけ出力し、一方で、前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリから、該バッテリに接続されている入出力調整装置を介して前記負荷に、前記要求出力に対する不足分の電力量を出力するように、複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記負荷から複数の前記入出力調整装置を介して複数の前記バッテリに電力を入力する回生時には、複数の前記バッテリのうち、前記ＳＯＣが前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリに優先して前記電力を入力するように複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、前記ＳＯＣ平均値を超えるバッテリが複数ある場合、複数の該バッテリから同じ電力量だけ出力するか、又は、前記要求出力に対する複数の該バッテリの負担率に応じた電力量だけ出力するように、複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項４】
複数のバッテリと、複数の前記バッテリと負荷との間で電気的に接続される複数の入出力調整装置と、複数の前記入出力調整装置を制御することで複数の前記バッテリに対する電力の入出力を制御する制御装置とを有する電源システムにおいて、
前記制御装置は、
複数の前記バッテリから複数の前記入出力調整装置を介して前記負荷に電力を出力する力行時には、複数の前記バッテリのＳＯＣ平均値を超えるＳＯＣを有するバッテリから優先して前記電力を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記負荷から複数の前記入出力調整装置を介して複数の前記バッテリに電力を入力する回生時には、前記ＳＯＣ平均値以下のＳＯＣを有するバッテリに優先して前記電力を入力するように、複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記回生時に、前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリに入力可能な電力量が、前記負荷からの回生電力よりも大きい場合には、前記負荷から前記入出力調整装置を介して前記バッテリに前記回生電力を入力するように、複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項５】
複数のバッテリと、複数の前記バッテリと負荷との間で電気的に接続される複数の入出力調整装置と、複数の前記入出力調整装置を制御することで複数の前記バッテリに対する電力の入出力を制御する制御装置とを有する電源システムにおいて、
前記制御装置は、
複数の前記バッテリから複数の前記入出力調整装置を介して前記負荷に電力を出力する力行時には、複数の前記バッテリのＳＯＣ平均値を超えるＳＯＣを有するバッテリから優先して前記電力を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記負荷から複数の前記入出力調整装置を介して複数の前記バッテリに電力を入力する回生時には、前記ＳＯＣ平均値以下のＳＯＣを有するバッテリに優先して前記電力を入力するように、複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記回生時に、前記負荷からの回生電力が、前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリに入力可能な電力量以上である場合には、前記負荷から前記入出力調整装置を介して前記バッテリに前記電力量だけ入力し、一方で、前記ＳＯＣ平均値を超えるバッテリに、前記回生電力の残余分の電力量を入力するように、複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリが複数ある場合、複数の該バッテリに同じ電力量を入力するか、又は、前記回生電力に対する複数の該バッテリの負担率に応じた電力量だけ入力するように、複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、
前記力行時には、複数の前記バッテリについて、最大のＳＯＣと最小のＳＯＣとの差が所定値を超える場合、複数の前記バッテリのうち、ＳＯＣが前記最大のＳＯＣと前記最小のＳＯＣとの間の前記ＳＯＣ平均値を超えるバッテリから優先して前記電力を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御し、
前記回生時には、前記差が前記所定値を超える場合、複数の前記バッテリのうち、前記ＳＯＣが前記ＳＯＣ平均値以下のバッテリに優先して前記電力を入力するように複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
複数の前記バッテリの個数は、３個以上であり、
前記制御装置は、前記力行時において、複数の前記バッテリのうち、ＳＯＣが前記ＳＯＣ平均値を超えるバッテリが２個以上である場合、該２個以上の前記バッテリから同じ電力量だけ出力するように複数の前記入出力調整装置を制御するか、又は、該２個以上の前記バッテリから互いに異なる電力量を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御する、電源システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
複数の前記バッテリは、同一種類のバッテリ、又は、異なる種類のバッテリである、電源システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
複数の前記バッテリは、該バッテリを監視するバッテリマネジメントシステムを含む複数のバッテリパックにそれぞれ収容されている、電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリと負荷との間に電気的に接続される複数の入出力調整装置を制御することで、複数のバッテリに対する電力の入出力を制御する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１７−９９２４２号公報には、出力型バッテリ及び容量型バッテリの異なる２種類のバッテリを用いた電源システムであって、出力型バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を制御することで、力行時にはバッテリの出力を維持し、回生時にはバッテリの電力の受入れを維持することが開示されている。【０００３】
特開２０１５−２２０７７２号公報には、高出力且つ高価な第１蓄電器（メインバッテリ）と、相対的に内部抵抗値の高い廉価な複数の第２蓄電器（サブバッテリ）とを備え、サブバッテリが着脱可能な電源システムが開示されている。
【発明の概要】
【０００４】
特開２０１５−２２０７７２号公報のサブバッテリのように、負荷に対して同じ種類の複数のバッテリを並列に接続する場合、バッテリ毎にＳＯＣがばらついていると、ＳＯＣ又はバッテリ電圧の低いバッテリの出力に引きずられて、電源システム全体の出力が低くなってしまう。
【０００５】
そこで、バッテリ間で電力の授受を行うことで、各バッテリのＳＯＣを合わせようとすると、バッテリに対する電力の入出力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ（入出力装置）、配線、及び、バッテリを収容するバッテリパックで電力損失が発生し、電力効率が却って低下する。
【０００６】
一方、特開２０１７−９９２４２号公報には、出力型バッテリ及び容量型バッテリの異なる特性の２種類のバッテリ間のＳＯＣを制御する手法は開示されているが、同じ種類の複数のバッテリ間のＳＯＣの制御手法については何ら開示されていない。
【０００７】
従って、異なる種類のバッテリ間でのＳＯＣの制御のみならず、同じ種類のバッテリ間でのＳＯＣの制御が望まれている。
【０００８】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、複数のバッテリ間のＳＯＣを適切に制御することが可能な電源システムを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の態様は、複数のバッテリと、複数の前記バッテリと負荷との間で電気的に接続される複数の入出力調整装置と、複数の前記入出力調整装置を制御することで複数の前記バッテリに対する電力の入出力を制御する制御装置とを有する電源システムに関する。
【００１０】
前記制御装置は、複数の前記バッテリから複数の前記入出力調整装置を介して前記負荷に電力を出力する力行時には、複数の前記バッテリのうち、ＳＯＣが閾値を超えるバッテリから優先して前記電力を出力するように複数の前記入出力調整装置を制御し、前記負荷から複数の前記入出力調整装置を介して複数の前記バッテリに電力を入力する回生時には、複数の前記バッテリのうち、前記ＳＯＣが前記閾値以下のバッテリに優先して前記電力を入力するように複数の前記入出力調整装置を制御する。
【００１１】
本発明によれば、力行時には、ＳＯＣの低いバッテリからの出力を抑制し、一方で、回生時には、ＳＯＣの低いバッテリに優先的に電力を入力して、ＳＯＣを回復させるようにしている。これにより、複数のバッテリ間でのＳＯＣのばらつきが抑制され、複数のバッテリを有する電源システムの出力を向上させることができる。
【００１２】
また、複数のバッテリ間でＳＯＣのばらつきがあっても、電力の授受を行うことなくＳＯＣを回復させるので、電力効率の低下も抑制することができる。
【００１３】
このように、本発明では、複数のバッテリ間のＳＯＣを適切に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る電源システムの構成図である。
【図２】複数の第１バッテリのＳＯＣの概念図である。
【図３】力行時及び回生時での複数の第１バッテリのＳＯＣと負担率との関係を示す図である。
【図４】力行時及び回生時での複数の第１バッテリのＳＯＣと負担率との関係を示す図である。
【図５】力行時の動作を示すフローチャートである。
【図６】回生時の動作を示すフローチャートである。
【図７】変形例での力行時の動作を示すフローチャートである。
【図８】変形例での力行時の動作を示すフローチャートである。
【図９】変形例での回生時の動作を示すフローチャートである。
【図１０】変形例での回生時の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る電源システムについて好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［１．本実施形態の構成］
本実施形態に係る電源システム１０は、図１に示すように、複数の第１バッテリ１２、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（入出力調整装置）１４、第２バッテリ１６、パワードライブユニット（ＰＤＵ）１８、バッテリＥＣＵ（制御装置）２０、及び、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）２２を有する。電源システム１０は、例えば、二輪車、三輪車、四輪車等の電動車両２４に適用される。
【００１７】
複数の第１バッテリ１２は、電動車両２４に対して着脱可能な着脱式のバッテリである。具体的に、複数の第１バッテリ１２の各々は、第１バッテリ１２を監視するバッテリマネジメントシステム（ＢＭＵ）２６を含むバッテリパック２８に収容されている。複数の第１バッテリ１２は、電動車両２４に対してバッテリパック２８を着脱することで、該電動車両２４に対して着脱可能である。なお、複数の第１バッテリ１２は、同一種類のバッテリであってもよいし、又は、互いに異なる種類のバッテリであってもよい。また、図１に示す第１バッテリ１２の個数は一例であり、電源システム１０は、２個以上の第１バッテリ１２を備えていればよい。
【００１８】
また、複数のＢＭＵ２６は、不図示のセンサを用いて、第１バッテリ１２のバッテリ電圧、バッテリ電流及び温度を逐次検出する。これらの第１バッテリ１２の状態は、複数のＢＭＵ２６から通信線３０を介してバッテリＥＣＵ２０に逐次送信される。
【００１９】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、１次側が複数の第１バッテリ１２のうち、いずれか１つの第１バッテリ１２と電気的に接続され、２次側がＰＤＵ１８と電気的に接続されている。従って、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、ＰＤＵ１８に対して並列に接続されている。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、１次側に接続されている第１バッテリ１２のバッテリ電圧を昇降圧することで、ＰＤＵ１８に出力する電圧（出力電圧）を所望の出力電圧値に調整すると共に、ＰＤＵ１８に流す電流（出力電流）を所望の出力電流値に調整する。また、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、通信線３０を介して、バッテリＥＣＵ２０に自己の状態を逐次送信する。
【００２０】
第２バッテリ１６は、電動車両２４に備わる固定式のバッテリである。第２バッテリ１６についても、不図示のセンサによって、バッテリ電圧、バッテリ電流及び温度が検出される。これらの第２バッテリ１６の状態は、通信線３２を介してバッテリＥＣＵ２０に逐次送信される。なお、第２バッテリ１６は、後述するように、必須の構成要素ではない。
【００２１】
ＰＤＵ１８は、三相ブリッジ型のインバータを含み構成される。ＰＤＵ１８の入力側には、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４及び第２バッテリ１６が並列に接続されている。ＰＤＵ１８の出力側には、電源システム１０の負荷である電動車両２４のモータ３４が電気的に接続されている。電動車両２４の力行時には、複数の第１バッテリ１２から複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介してＰＤＵ１８に、又は、第２バッテリ１６からＰＤＵ１８に、直流電力が供給される。ＰＤＵ１８は、直流電力を三相の交流電力に変換してモータ３４に供給する。これにより、モータ３４を駆動させ、電動車両２４を走行させることができる。一方、電動車両２４の回生時に、ＰＤＵ１８は、モータ３４が発電した交流電力を直流電力に変換する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して複数の第１バッテリ１２に直流電力を入力（充電）し、又は、第２バッテリ１６に直流電力を入力（充電）することができる。
【００２２】
ＭＧ−ＥＣＵ２２は、ＰＤＵ１８及びモータ３４を制御するためのＥＣＵ（電子制御装置）である。ＭＧ−ＥＣＵ２２とＰＤＵ１８及びバッテリＥＣＵ２０とは、通信線３６、３８を介して、信号又は情報の送受信が可能である。また、ＭＧ−ＥＣＵ２２とモータ３４とは、通信線４０を介して電気的に接続されている。
【００２３】
すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、通信線３６を介して、ＰＤＵ１８を構成するスイッチング素子を動作させるための制御信号（トルクの指令値を示す信号）を供給する。ＰＤＵ１８は、通信線３６を介して、ＰＤＵ１８の状態やＭＧ−ＥＣＵ２２に対する保護要求を送信する。モータ３４は、通信線４０を介して、モータ３４の状態やＭＧ−ＥＣＵ２２に対する保護要求を送信する。
【００２４】
ＭＧ−ＥＣＵ２２には、電動車両２４の運転者が操作するアクセル操作部又はスロットル操作部等の操作量や、車速、補機の負荷要求値等の電動車両２４の状態が入力される。ＭＧ−ＥＣＵ２２は、入力された電動車両２４の状態や、ＰＤＵ１８及びモータ３４から送信された情報に基づいて、モータ３４の要求出力を算出し、算出した要求出力を、通信線３８を介してバッテリＥＣＵ２０に送信する。なお、モータ３４の要求出力には、力行時にモータ３４が各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６に要求する、該モータ３４の駆動に必要とされる電力量（力行時要求出力）と、回生時にモータ３４が発電した際に、該モータ３４が各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６に要求する、モータ３４からの回生電力量（回生時要求出力）とがある。また、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、通信線３８を介して、ＰＤＵ１８の状態等をバッテリＥＣＵ２０に送信可能である。
【００２５】
バッテリＥＣＵ２０は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御するためのＥＣＵである。バッテリＥＣＵ２０は、不図示のメモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各種の処理を行う。具体的に、バッテリＥＣＵ２０は、受信した複数の第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６の各々の状態から、各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６のＳＯＣを算出する。また、バッテリＥＣＵ２０は、力行時に各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６から出力可能な電力量（力行時許可電力量）と、回生時に各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６に入力可能な電力量（回生時許可電力量）とを算出する。さらに、バッテリＥＣＵ２０は、受信した複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４の状態から、各ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の制限電流値を算出する。
【００２６】
バッテリＥＣＵ２０は、力行時には、算出した各ＳＯＣ、各力行時許可電力量及び各制限電流値と、ＭＧ−ＥＣＵ２２から受信したモータ３４の要求出力（力行時要求出力）等とに基づいて、全ての第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６から出力可能な電力量の合計値（力行時合計電力量）を算出する。そして、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６の状態に基づき、力行時合計電力量を分配することで、実際に各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６から出力する電力量（力行時電力分配量）を算出する。
【００２７】
一方、バッテリＥＣＵ２０は、回生時には、各回生時許可電力量及び各制限電流値と、ＭＧ−ＥＣＵ２２から受信したモータ３４の要求出力（回生時要求出力）等とに基づいて、全ての第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６に入力可能な電力量の合計値（回生時合計電力量）を算出する。そして、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６の状態に基づき、回生時合計電力量を分配することで、実際に各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６に入力する電力量（回生時電力分配量）を算出する。
【００２８】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４の各々について、算出した各力行時電力分配量に基づく力行時の電流目標値を算出するか、又は、算出した各回生時電力分配量に基づく回生時の電流目標値を算出する。これにより、バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信すると共に、ＭＧ−ＥＣＵ２２に各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６のＳＯＣ等のバッテリ情報を送信する。
【００２９】
複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいて、接続されている第１バッテリ１２のバッテリ電圧を昇降圧することにより、２次側（ＰＤＵ１８の入力側）に出力する出力電圧を調整すると共に、２次側に出力する出力電流を電流目標値に調整する。一方、ＭＧ−ＥＣＵ２２は、受信した各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６の情報に基づく制御信号を、通信線３６を介してＰＤＵ１８に送信する。ＰＤＵ１８は、受信した制御信号に基づいてスイッチング素子を動作させる。
【００３０】
これにより、力行時には、各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６から力行時電力分配量に応じた直流電力が出力され、ＰＤＵ１８は、出力された各直流電力を交流電力に変換してモータ３４に供給する。これにより、モータ３４が駆動されて、電動車両２４を走行させることができる。一方、回生時には、モータ３４が発電して交流電力をＰＤＵ１８に出力し、ＰＤＵ１８は、交流電力を直流電力に変換する。変換後の直流電力は、各回生時電力分配量に応じて分配され、各第１バッテリ１２及び第２バッテリ１６に入力（充電）される。
【００３１】
［２．電力量の分配の概要］
以上のように構成される本実施形態に係る電源システム１０に関し、バッテリＥＣＵ２０内で行われる電力量の分配の概念について、図２〜図４を参照しながら説明する。なお、図１では、第２バッテリ１６が配設されているが、以下の説明では、複数の第１バッテリ１２に対する電力量の分配について説明する。従って、電源システム１０において、第２バッテリ１６は、必須の構成要素ではないことに留意する。
【００３２】
図２は、複数の第１バッテリ１２のＳＯＣの概念図である。電源システム１０に複数の第１バッテリ１２が備わる場合（図１及び図２では４個の第１バッテリ１２）、図２に示すように、個々の第１バッテリ１２のＳＯＣが互いに異なる場合がある。ここで、第１バッテリ１２の個数をＮとし、複数の第１バッテリ１２のＳＯＣの平均値（閾値、ＳＯＣ平均値）をＳＯＣａｖｅとし、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超える第１バッテリ１２の個数をｎとし、全ての第１バッテリ１２のうち、最大のＳＯＣと、最小のＳＯＣとの差をΔＳＯＣとする。従って、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の第１バッテリ１２の個数は、（Ｎ−ｎ）となる。
【００３３】
図２の例では、Ｎ＝４、ｎ＝３、Ｎ−ｎ＝１である。なお、以下の説明において、「ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超えるｎ個の第１バッテリ１２」を「ｎ個の第１バッテリ１２」と呼称し、「ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２」を「（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２」と呼称する場合がある。
【００３４】
バッテリＥＣＵ２０では、図３及び図４に示す概念に従って、力行時及び回生時において、各第１バッテリ１２に対する力行時電力分配量及び回生時電力分配量を決定する。図３及び図４は、横軸をΔＳＯＣとし、縦軸を力行時及び回生時における各第１バッテリ１２の負担率としたときのΔＳＯＣと負担率との関係を示した図である。
【００３５】
ここで、負担率とは、要求出力（力行時要求出力、回生時要求出力）に対して、どの程度の割合で各第１バッテリ１２が電力量の入出力を負担すべきかを示したものである。バッテリＥＣＵ２０では、力行時には、力行時要求出力に対して力行時合計電力量を算出するが、力行時の負担率とは、力行時要求出力（力行時合計電力量）に対して、各第１バッテリ１２がどの程度の割合で電力量を出力（負担）するかを示したものである。一方、バッテリＥＣＵ２０では、回生時には、回生時要求出力に対して回生時合計電力量を算出するが、回生時の負担率とは、回生時要求出力（回生時合計電力量）に対して、各第１バッテリ１２がどの程度の割合で電力量を入力（負担）するかを示したものである。
【００３６】
また、力行時には、複数の第１バッテリ１２からモータ３４への方向に電力が出力され、一方で、回生時には、モータ３４から複数の第１バッテリ１２への方向、すなわち、力行時の方向とは逆方向に電力が入力（回生）される。そこで、図３及び図４では、力行時の負担率を縦軸の正方向に図示し、回生時の負担率を縦軸の負方向に図示している。以下の説明において、力行時及び回生時の負担率は、絶対値で説明する。従って、縦軸の０［％］から正方向又は負方向に離れるほど、力行時及び回生時における各第１バッテリ１２の負担率が大きくなることに留意する。
【００３７】
図３及び図４に示す概念は、全ての第１バッテリ１２について、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを閾値としたときに、閾値（ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ）を超えるｎ個の第１バッテリ１２のグループと、閾値以下の（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２のグループとに分けた上で、ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ）と、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ）とで、それぞれのグループに属する第１バッテリ１２の負担率を変更するというものである。また、図３及び図４では、ｎ個の第１バッテリ１２のグループの負担率が互いに同一値であり、一方で、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２のグループの負担率が互いに同一値であることに留意する。
【００３８】
図３の例は、力行時には、ＳＯＣａｖｅを超えるｎ個の第１バッテリ１２のみから力行時要求出力に応じた電力量を出力することが可能であり、一方で、回生時には、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２のみに対して、回生時要求出力に応じた電力量を入力することが可能である場合の電力量の分配を図示したものである。なお、図３中、実線は、ｎ個の第１バッテリ１２に対する負担率の変化を示したものであり、破線は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に対する負担率の変化を示したものである。
【００３９】
図３の力行時において、ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ）は、各第１バッテリ１２間でＳＯＣのばらつきは比較的小さい。この場合、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の力行時要求出力（力行時合計電力量）に対する負担率を１００／Ｎ［％］に設定する。これにより、全ての第１バッテリ１２は、力行時要求出力に対して、平等に負担することになり、同じ電力量だけ出力することになる。
【００４０】
また、図３の力行時において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ）は、ｎ個の第１バッテリ１２と（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２との間で、ＳＯＣのばらつきが比較的大きく、ＳＯＣの小さい（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２から電力を出力することが困難である。この場合、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の力行時要求出力（力行時合計電力量）に対する負担率を、ｎ個の第１バッテリ１２については、実線で示すように、１００／ｎ［％］に設定し、一方で、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２については、破線で示すように、０［％］に設定する。これにより、ｎ個の第１バッテリ１２のみから、負担率１００／ｎ［％］に応じた電力量が優先して出力されることになる。
【００４１】
一方、図３の回生時において、ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ）、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の回生時要求出力（回生時合計電力量）に対する負担率を１００／Ｎ［％］に設定する。これにより、全ての第１バッテリ１２は、回生時要求出力に対して、平等に負担することになり、同じ電力量だけ入力（充電）されることになる。
【００４２】
また、図３の回生時において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ）は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２を優先して充電し、ＳＯＣを回復させることが望ましい。この場合、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の回生時要求出力（回生時合計電力量）に対する負担率を、ｎ個の第１バッテリ１２については、実線で示すように、０［％］に設定し、一方で、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２については、破線で示すように、１００／（Ｎ−ｎ）［％］に設定する。これにより、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２のみに対して、負担率１００／（Ｎ−ｎ）［％］に応じた電力量が優先して入力（充電）される。
【００４３】
このように、図３では、バッテリＥＣＵ２０は、所定値Ａ［％］を境に負担率を変更する。但し、実際上、バッテリＥＣＵ２０では、複数の第１バッテリ１２に対する複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４の制御性を考慮し、ｎ個の第１バッテリ１２及び（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２について、Ａ０［％］からＡ［％］までのΔＡ［％］の範囲で、負担率を徐々に変化させてもよい。なお、図３では、所定値Ａ［％］で負担率を変更する場合を一点鎖線で図示している。
【００４４】
一方、図４の例は、力行時には、ｎ個の第１バッテリ１２だけでは、力行時要求出力に応じた電力量を出力する（賄う）ことができず、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２からも電力を出力する必要があり、一方で、回生時には、回生時要求出力が大きいため、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２のみに電力を入力しても、余剰分（残余分）の電力量が発生する場合の電力量の分配を図示したものである。
【００４５】
図４の力行時でも、ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ）、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の力行時要求出力に対する負担率を１００／Ｎ［％］に設定する。
【００４６】
一方、図４の力行時において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ）は、力行時要求出力が大きいため、ｎ個の第１バッテリ１２から出力される電力量だけでは、力行時要求負荷を賄い切れない。
【００４７】
そこで、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力に対する負担率を、ｎ個の第１バッテリ１２については、実線で示すように、Ｂ１×ｎ／Ｐｏｒｅｑ［％］に設定し、一方で、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２については、破線で示すように、Δｏ［％］に設定する。なお、Ｂ１は、ｎ個の第１バッテリ１２の各々について、力行時に出力可能な電力量（力行時許可電力量）を示す。また、Ｐｏｒｅｑは、力行時要求出力である。また、Δｏは、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の負担率であって、Δｏ＝（１００／ｎ−Ｂ１×ｎ／Ｐｏｒｅｑ）［％］である。
【００４８】
これにより、ｎ個の第１バッテリ１２から出力される電力量に加え、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２から不足分の電力量が出力されるので、力行時要求出力が大きい場合でも、効率よく電力を出力することができる。
【００４９】
図４の回生時でも、ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ）、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の回生時要求出力に対する負担率を１００／Ｎ［％］に設定する。
【００５０】
一方、図４の回生時において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ）は、回生時要求出力が大きいため、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２への入力のみでは、余剰分の電力量が発生してしまう。
【００５１】
そこで、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２の回生時要求出力に対する負担率を、ｎ個の第１バッテリ１２については、実線で示すように、Δｉ［％］に設定し、一方で、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２については、破線で示すように、Ｂ２×（Ｎ−ｎ）／Ｐｉｒｅｑ［％］に設定する。なお、Ｂ２は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の各々の回生時に入力可能な電力量（回生時許可電力量）を示す。また、Ｐｉｒｅｑは、回生時要求出力である。また、Δｉは、ｎ個の第１バッテリ１２の負担率であって、Δｉ＝（１００／（Ｎ−ｎ）−Ｂ２×（Ｎ−ｎ）／Ｐｉｒｅｑ）［％］である。
【００５２】
これにより、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に電力が入力されると共に、残余分の電力がｎ個の第１バッテリ１２に入力されるので、回生時要求出力が大きい場合でも、効率よく電力を入力することができる。
【００５３】
［３．本実施形態の動作］
次に、本実施形態に係る電源システム１０の動作について、図５及び図６のフローチャートを参照しながら説明する。この動作説明では、必要に応じて、図１〜図４も参照しながら説明する。ここでは、図３及び図４の概念を実現するための電源システム１０の動作を図５及び図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５４】
＜３．１  力行時の動作＞
先ず、図３及び図４の力行時の動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５５】
図５のステップＳ１１において、バッテリＥＣＵ２０は、複数の第１バッテリ１２に併設されたＢＭＵ２６から各第１バッテリ１２の状態（バッテリ電圧、バッテリ電流、温度）を取得する。バッテリＥＣＵ２０は、取得した各第１バッテリ１２の状態に基づいて、各第１バッテリ１２のＳＯＣを算出する。また、バッテリＥＣＵ２０は、各第１バッテリ１２のＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを算出すると共に、各第１バッテリ１２について、最大のＳＯＣと最小のＳＯＣとの差ΔＳＯＣを算出する。
【００５６】
ステップＳ１２において、バッテリＥＣＵ２０は、ΔＳＯＣが所定値Ａ［％］以上であるか否かを判定する。
【００５７】
ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ、ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑと、複数の第１バッテリ１２の個数Ｎとを用いて、力行時に複数の第１バッテリ１２の各々が出力すべき電力量、すなわち、力行時電力分配量Ｐｂｏを算出する（Ｐｂｏ＝Ｐｏｒｅｑ／Ｎ）。そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各力行時電力分配量Ｐｂｏに基づいて、力行時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。
【００５８】
これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、力行時電力分配量Ｐｂｏに応じた電力量を第１バッテリ１２から出力することができる。この結果、複数の第１バッテリ１２からＰＤＵ１８に出力される電力量の総和を、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑ（力行時合計電力量）に調整することができる。
【００５９】
一方、ステップＳ１２において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ、ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２の各々について、力行時に出力可能な電力量Ｂ１（力行時許可電力量）を算出する。
【００６０】
次のステップＳ１５において、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが、ｎ個の第１バッテリ１２から出力可能な電力量の合計値Ｂ１×ｎ以上であるか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ１５において、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが合計値Ｂ１×ｎ未満である場合（Ｐｏｒｅｑ＜Ｂ１×ｎ、ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２から出力される電力量のみで、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑを賄うことができると判断し、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑをｎで除算して、力行時電力分配量Ｐｂｏｎを算出する（Ｐｂｏｎ＝Ｐｏｒｅｑ／ｎ）。
【００６２】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各力行時電力分配量Ｐｂｏｎに基づいて、力行時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、力行時電力分配量Ｐｂｏｎに応じた電力量を第１バッテリ１２から出力することができる。この場合も、複数の第１バッテリ１２からＰＤＵ１８に出力される電力量の総和を、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑ（力行時合計電力量）に調整することができる。
【００６３】
なお、図３に示すように、力行時でΔＳＯＣ≧Ａの場合、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の負担率は、０［％］である。そのため、ステップＳ１６において、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に対する力行時電力分配量は０であると共に、電流目標値も０であることに留意する。
【００６４】
一方、ステップＳ１５において、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが合計値Ｂ１×ｎ以上である場合（Ｐｏｒｅｑ≧Ｂ１×ｎ、ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２からの電力量のみでは、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑを賄うことができないと判断する。そこで、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑと、ｎ個の第１バッテリ１２から出力可能な電力量Ｂ１×ｎとの差Ｃ１を算出する（Ｃ１＝Ｐｏｒｅｑ−Ｂ１×ｎ）。すなわち、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２から出力すべき不足分の電力量であるＣ１を算出する。
【００６５】
ステップＳ１８において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４について、力行時電力分配量Ｐｂｏｎを電力量Ｂ１としたときの電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、電力量Ｂ１をｎ個の第１バッテリ１２から出力することができる。
【００６６】
また、ステップＳ１９において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対する力行時電力分配量Ｐｂｏｕを、Ｃ１／（Ｎ−ｎ）とし（Ｐｂｏｕ＝Ｃ１／（Ｎ−ｎ））、該力行時電力分配量Ｐｂｏｕに応じた電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２から不足分の電力量Ｃ１／（Ｎ−ｎ）を出力することができる。
【００６７】
従って、ステップＳ１８、Ｓ１９の処理により、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが大きい場合でも、複数の第１バッテリ１２からＰＤＵ１８に出力される電力量の総和を、該力行時要求出力Ｐｏｒｅｑに調整することができる。
【００６８】
＜３．２  回生時の動作＞
次に、図３及び図４の回生時の動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００６９】
図６のステップＳ２１において、バッテリＥＣＵ２０は、図５のステップＳ１１と同様に、複数のＢＭＵ２６から第１バッテリ１２の状態を取得し、取得した各第１バッテリ１２の状態に基づいて、各第１バッテリ１２のＳＯＣを算出する。この場合も、バッテリＥＣＵ２０は、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅや差ΔＳＯＣを算出する。
【００７０】
ステップＳ２２において、バッテリＥＣＵ２０は、ステップＳ１２と同様に、ΔＳＯＣが所定値Ａ［％］以上であるか否かを判定する。
【００７１】
ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ、ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、バッテリＥＣＵ２０は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑを個数Ｎで除算して、回生時に各第１バッテリ１２が入力可能な電力量（回生時許可電力量）、すなわち、回生時電力分配量Ｐｂｉを算出する（Ｐｂｉ＝Ｐｉｒｅｑ／Ｎ）。そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各回生時電力分配量Ｐｂｉに基づいて、回生時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。
【００７２】
これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、回生時電力分配量Ｐｂｉに応じた電力量を第１バッテリ１２に入力することができる。この場合、複数の第１バッテリ１２に入力される電力量の総和は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑ（回生時合計電力量）に調整される。
【００７３】
一方、ステップＳ２２において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ、ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の各々の回生時に入力可能な電力量（回生時許可電力量）Ｂ２を算出する。
【００７４】
次のステップＳ２５において、バッテリＥＣＵ２０は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に入力可能な電力量の合計値Ｂ２×（Ｎ−ｎ）以上であるか否かを判定する。
【００７５】
ステップＳ２５において、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが合計値Ｂ２×（Ｎ−ｎ）未満である場合（Ｐｉｒｅｑ＜Ｂ２×（Ｎ−ｎ）、ステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑを全て入力することができると判断し、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑを（Ｎ−ｎ）で除算して、回生時電力分配量Ｐｂｉｕを算出する（Ｐｂｉｕ＝Ｐｉｒｅｑ／（Ｎ−ｎ））。
【００７６】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各回生時電力分配量Ｐｂｉｕに基づいて、回生時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、回生時電力分配量Ｐｂｉｕに応じた電力量を（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に優先して入力することができる。この場合も、複数の第１バッテリ１２に入力する電力量の総和を、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑ（回生時合計電力量）に調整することができる。
【００７７】
なお、図３に示すように、回生時でΔＳＯＣ≧Ａの場合、ｎ個の第１バッテリ１２の負担率は、０［％］である。そのため、ステップＳ２６において、ｎ個の第１バッテリ１２に対する回生時電力分配量は０であると共に、電流目標値も０であることに留意する。
【００７８】
一方、ステップＳ２５において、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが合計値Ｂ２×（Ｎ−ｎ）以上である場合（Ｐｉｒｅｑ≧Ｂ２×（Ｎ−ｎ）、ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に電力を入力するのみでは、余剰分の電力量が発生すると判断する。そこで、バッテリＥＣＵ２０は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑと、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に入力可能な電力量Ｂ２×（Ｎ−ｎ）との差Ｃ２を算出する（Ｃ２＝Ｐｉｒｅｑ−Ｂ２×（Ｎ−ｎ））。すなわち、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２に入力すべき電力量であるＣ２を算出する。
【００７９】
ステップＳ２８において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４について、回生時電力分配量Ｐｂｉｕを電力量Ｂ２としたときの電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に優先して電力量Ｂ２を入力することができる。
【００８０】
また、ステップＳ２９において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に対する回生時電力分配量ＰｂｉｎをＣ２／ｎとし（Ｐｂｉｎ＝Ｃ２／ｎ）、該回生時電力分配量Ｐｂｉｎに応じた電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、ｎ個の第１バッテリ１２に電力量Ｃ２／ｎを入力することができる。
【００８１】
従って、ステップＳ２８、Ｓ２９の処理により、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが大きい場合でも、複数の第１バッテリ１２に入力する電力量の総和を、該回生時要求出力Ｐｉｒｅｑに調整することができる。
【００８２】
［４．本実施形態の動作の変形例］
次に、図５及び図６の動作の変形例について、図７〜図１０を参照しながら説明する。図５及び図６では、図３及び図４の概念を反映すべく、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超えるｎ個の第１バッテリ１２について、同じ電力量だけ入出力を行い、一方で、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２について、同じ電力量だけ入出力を行う場合について説明した。つまり、ｎ個の第１バッテリ１２は互いに同一の負担率であると共に、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２は互いに同一の負担率である場合について説明した。
【００８３】
図７〜図１０では、個々の第１バッテリ１２の負担率（出力負担率）が互いに異なる点で、図５及び図６とは異なる。従って、図７〜図１０の変形例では、負担率に応じて、バッテリＥＣＵ２０から複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に送信される電流目標値が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４毎に異なる場合があり得ることに留意する。
【００８４】
＜４．１  力行時の動作＞
力行時の動作について、図７及び図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８５】
図７のステップＳ３１において、バッテリＥＣＵ２０は、図５のステップＳ１１と同様に、複数のＢＭＵ２６から第１バッテリ１２の状態を取得し、取得した第１バッテリ１２の状態に基づいて、第１バッテリ１２のＳＯＣを算出する。また、バッテリＥＣＵ２０は、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅや差ΔＳＯＣを算出する。
【００８６】
ステップＳ３２において、バッテリＥＣＵ２０は、ΔＳＯＣが所定値Ａ［％］以上であるか否かを判定する。
【００８７】
ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ、ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３において、バッテリＥＣＵ２０は、力行時に複数の第１バッテリ１２から出力可能な電力量の合計値である力行時合計電力量Ｄ１を算出する。
【００８８】
次のステップＳ３４において、バッテリＥＣＵ２０は、複数の第１バッテリ１２の各々から出力可能な電力量Ｐｂｏｐと力行時合計電力量Ｄ１との比である各第１バッテリ１２の負担率（出力負担率）Ｘｏｉを算出する（Ｘｏｉ＝Ｐｂｏｐ／Ｄ１）。なお、出力負担率Ｘｏｉの添字ｉは、複数の第１バッテリ１２に振られた番号である（ｉ＝１、２、…、Ｎ）。
【００８９】
次のステップＳ３５において、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑに各第１バッテリ１２の出力負担率Ｘｏｉを乗算することにより、各第１バッテリ１２の力行時電力分配量Ｐｂｏを算出する（Ｐｂｏ＝Ｐｏｒｅｑ×Ｘｏｉ）。そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各力行時電力分配量Ｐｂｏに基づいて、力行時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、力行時電力分配量Ｐｂｏに応じた電力量を第１バッテリ１２から出力することができる。
【００９０】
一方、ステップＳ３２において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ、ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２から出力可能な電力量の合計値である電力量Ｅ１を算出する。
【００９１】
次のステップＳ３７において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２から出力可能な電力量Ｐｂｏｐと電力量Ｅ１との比であるｎ個の第１バッテリ１２の負担率（出力負担率）Ｙｏｉを算出する（Ｙｏｉ＝Ｐｂｏｐ／Ｅ１）。なお、出力負担率Ｙｏｉの添字ｉは、ｎ個の第１バッテリ１２に振られた番号である（ｉ＝１、２、…、ｎ）。
【００９２】
ステップＳ３８において、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが、電力量Ｅ１以上であるか否かを判定する。
【００９３】
図８のステップＳ３８において、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが電力量Ｅ１未満である場合（Ｐｏｒｅｑ＜Ｅ１、ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３９に進む。ステップＳ３９において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２から出力される電力量のみで、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑを賄うことができると判断し、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑと出力負担率Ｙｏｉとを乗算して、力行時電力分配量Ｐｂｏｎを算出する（Ｐｂｏｎ＝Ｐｏｒｅｑ×Ｙｏｉ）。
【００９４】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各力行時電力分配量Ｐｂｏｎに基づいて、力行時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、力行時電力分配量Ｐｂｏｎに応じた電力量を第１バッテリ１２から出力することができる。
【００９５】
一方、ステップＳ３８において、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑが電力量Ｅ１以上である場合（Ｐｏｒｅｑ≧Ｅ１、ステップＳ３８：ＹＥＳ）、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２からの電力量のみでは、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑを賄うことができないと判断する。そこで、バッテリＥＣＵ２０は、電力量Ｅ１と出力負担率Ｙｏｉとを乗算して、ｎ個の第１バッテリ１２の力行時電力分配量Ｐｂｏｎを求める（Ｐｂｏｎ＝Ｅ１×Ｙｏｉ）。
【００９６】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４について、力行時電力分配量Ｐｂｏｎに応じた電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、力行時電力分配量Ｐｂｏｎをｎ個の第１バッテリ１２から出力することができる。
【００９７】
また、ステップＳ４１において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２から出力可能な電力量の合計値であるＦ１を算出する。
【００９８】
次のステップＳ４２において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の各々から出力可能な電力量Ｐｂｏｐを電力量Ｆ１で除算することにより、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の出力負担率Ｚｏｉを算出する（Ｚｏｉ＝Ｐｂｏｐ／Ｆ１）。なお、添字のｉは、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に振られた番号である（ｉ＝１、２、…（Ｎ−ｎ））。
【００９９】
次のステップＳ４３において、バッテリＥＣＵ２０は、力行時要求出力Ｐｏｒｅｑと電力量Ｅ１との差に、出力負担率Ｚｏｉを乗算することにより、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の力行時電力分配量Ｐｂｏｕを求める（Ｐｂｏｕ＝（Ｐｏｒｅｑ−Ｅ１）×Ｚｏｉ）。そして、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４について、力行時電力分配量Ｐｂｏｕに応じた電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、力行時電力分配量Ｐｂｏｕを（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２から出力することができる。
【０１００】
＜４．２  回生時の動作＞
次に、回生時の動作について、図９及び図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１０１】
図９のステップＳ５１において、バッテリＥＣＵ２０は、図６のステップＳ２１と同様に、複数のＢＭＵ２６から第１バッテリ１２の状態を取得し、取得した第１バッテリ１２の状態に基づいて、第１バッテリ１２のＳＯＣを算出する。また、バッテリＥＣＵ２０は、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅや差ΔＳＯＣを算出する。
【０１０２】
ステップＳ５２において、バッテリＥＣＵ２０は、ΔＳＯＣが所定値Ａ［％］以上であるか否かを判定する。
【０１０３】
ΔＳＯＣが所定値Ａ未満である場合（ΔＳＯＣ＜Ａ、ステップＳ５２：ＮＯ）、ステップＳ５３に進む。ステップＳ５３において、バッテリＥＣＵ２０は、回生時に複数の第１バッテリ１２に入力可能な電力量の合計値である回生時合計電力量Ｄ２を算出する。
【０１０４】
次のステップＳ５４において、バッテリＥＣＵ２０は、個々の第１バッテリ１２に入力可能な電力量Ｐｂｉｐを回生時合計電力量Ｄ２で除算して、各第１バッテリ１２の出力負担率Ｘｉｉを算出する（Ｘｉｉ＝Ｐｂｉｐ／Ｄ２）。なお、出力負担率Ｘｉｉの最後の添字ｉは、複数の第１バッテリ１２に振られた番号である（ｉ＝１、２、…、Ｎ）。
【０１０５】
次のステップＳ５５において、バッテリＥＣＵ２０は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑに出力負担率Ｘｉｉを乗算することにより、各第１バッテリ１２の回生時電力分配量Ｐｂｉを算出する（Ｐｂｉ＝Ｐｉｒｅｑ×Ｘｉｉ）。そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各回生時電力分配量Ｐｂｉに基づいて、回生時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、回生時電力分配量Ｐｂｉに応じた電力量を第１バッテリ１２に入力することができる。
【０１０６】
一方、ステップＳ５２において、ΔＳＯＣが所定値Ａ以上である場合（ΔＳＯＣ≧Ａ、ステップＳ５２：ＹＥＳ）、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５６において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に入力可能な電力量の合計値である電力量Ｅ２を算出する。
【０１０７】
次のステップＳ５７において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に入力可能な電力量Ｐｂｉｐを電力量Ｅ２で除算することにより、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の出力負担率Ｙｉｉを算出する（Ｙｉｉ＝Ｐｂｉｐ／Ｅ２）。なお、出力負担率Ｙｉｉの最後の添字ｉは、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に振られた番号である（ｉ＝１、２、…、（Ｎ−ｎ））。
【０１０８】
図１０のステップＳ５８において、バッテリＥＣＵ２０は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが、電力量Ｅ２以上であるか否かを判定する。
【０１０９】
ステップＳ５８において、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが電力量Ｅ２未満である場合（Ｐｉｒｅｑ＜Ｅ２、ステップＳ５８：ＮＯ）、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５９において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２のみで、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑの電力量を入力可能と判断し、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑに出力負担率Ｙｉｉを乗算して、回生時電力分配量Ｐｂｉｕを算出する（Ｐｂｉｕ＝Ｐｉｒｅｑ×Ｙｉｉ）。
【０１１０】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、算出した各回生時電力分配量Ｐｂｉｕに基づいて、回生時の電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電流目標値を送信する。これにより、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、受信した電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、回生時電力分配量Ｐｂｉｕに応じた電力量を（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に優先して入力することができる。
【０１１１】
一方、ステップＳ５８において、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑが電力量Ｅ２以上である場合（Ｐｉｒｅｑ≧Ｅ２、ステップＳ５８：ＹＥＳ）、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０において、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に回生時要求出力Ｐｉｒｅｑを入力するのみでは、余剰分の電力量が発生すると判断する。そこで、バッテリＥＣＵ２０は、電力量Ｅ２に出力負担率Ｙｉｉを乗算して、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２の回生時電力分配量Ｐｂｉｕを求める（Ｐｂｉｕ＝Ｅ２×Ｙｉｉ）。
【０１１２】
そして、バッテリＥＣＵ２０は、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４について、回生時電力分配量Ｐｂｉｕに応じた電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、回生時電力分配量Ｐｂｉｕを（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に優先して入力することができる。
【０１１３】
また、ステップＳ６１において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２に入力可能な電力量の合計値であるＦ２を算出する。
【０１１４】
次のステップＳ６２において、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２の各々に入力可能な電力量Ｐｂｉｐを電力量Ｆ２で除算することにより、ｎ個の第１バッテリ１２の出力負担率Ｚｉｉを算出する（Ｚｉｉ＝Ｐｂｉｐ／Ｆ２）。なお、最後の添字のｉは、ｎ個の第１バッテリ１２に振られた番号である（ｉ＝１、２、…ｎ）。
【０１１５】
次のステップＳ６３において、バッテリＥＣＵ２０は、回生時要求出力Ｐｉｒｅｑと電力量Ｅ２との差に、出力負担率Ｚｉｉを乗算することにより、ｎ個の第１バッテリ１２の回生時電力分配量Ｐｂｉｎを求める（Ｐｂｉｎ＝（Ｐｉｒｅｑ−Ｅ２）×Ｚｉｉ）。そして、バッテリＥＣＵ２０は、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４について、回生時電力分配量Ｐｂｉｎに応じた電流目標値を算出する。バッテリＥＣＵ２０は、通信線３０を介して、ｎ個の第１バッテリ１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４に、該電流目標値を送信する。これにより、電流目標値を受信したＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、該電流目標値に基づいてバッテリ電圧に対する昇降圧動作を行うことで、回生時電力分配量Ｐｂｉｎをｎ個の第１バッテリ１２に入力することができる。
【０１１６】
［５．本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る電源システム１０によれば、複数の第１バッテリ１２と、複数の第１バッテリ１２とモータ３４（負荷）との間で電気的に接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４（入出力調整装置）と、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御することで複数の第１バッテリ１２に対する電力の入出力を制御するバッテリＥＣＵ２０（制御装置）とを有する電源システム１０である。
【０１１７】
バッテリＥＣＵ２０は、複数の第１バッテリ１２から複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介してモータ３４に電力を出力する力行時には、複数の第１バッテリ１２のうち、ＳＯＣが閾値（ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ）を超える第１バッテリ１２から優先して電力を出力するように複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。また、バッテリＥＣＵ２０は、モータ３４から複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して複数の第１バッテリ１２に電力を入力する回生時には、複数の第１バッテリ１２のうち、ＳＯＣが閾値以下の第１バッテリ１２に優先して電力を入力するように複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。
【０１１８】
これにより、力行時には、ＳＯＣの低い第１バッテリ１２からの出力を抑制し、一方で、回生時には、ＳＯＣの低い第１バッテリ１２に優先的に電力を入力して、ＳＯＣを回復させるようにしている。これにより、複数の第１バッテリ１２間でのＳＯＣのばらつきが抑制され、複数の第１バッテリ１２を有する電源システム１０の出力を向上させることができる。
【０１１９】
また、複数の第１バッテリ１２間でＳＯＣのばらつきがあっても、電力の授受を行うことなくＳＯＣを回復させるので、電力効率の低下も抑制することができる。
【０１２０】
このように、本実施形態では、複数の第１バッテリ１２間のＳＯＣを適切に制御することが可能となる。
【０１２１】
この場合、閾値は、複数の第１バッテリ１２のＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅであり、バッテリＥＣＵ２０は、力行時には、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超えるＳＯＣを有する第１バッテリ１２（ｎ個の第１バッテリ１２）から優先して電力を出力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御すればよい。これにより、各第１バッテリ１２のＳＯＣを均等に利用することが可能となる。すなわち、ＳＯＣの大きなｎ個の第１バッテリ１２から優先して電力を出力するので、比較的簡単な制御で第１バッテリ１２間のＳＯＣのばらつきを抑えつつ、電力を出力することができる。
【０１２２】
また、バッテリＥＣＵ２０は、力行時に、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超える第１バッテリ１２から出力可能な電力量が、モータ３４の要求出力（力行時要求出力Ｐｏｒｅｑ）よりも大きい場合には、該第１バッテリ１２からＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介してモータ３４に電力を出力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、各第１バッテリ１２のＳＯＣを一層効率よく利用することが可能となる。
【０１２３】
また、バッテリＥＣＵ２０は、力行時に、モータ３４の要求出力が、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超える第１バッテリ１２から出力可能な電力量以上である場合には、該第１バッテリ１２からＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介してモータ３４に該電力量だけ出力し、一方で、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の第１バッテリ１２（（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２）から、該第１バッテリ１２に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介してモータ３４に、要求出力に対する不足分の電力量を出力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、要求出力が大きい場合でも、各第１バッテリ１２のＳＯＣを効率よく利用することが可能となる。
【０１２４】
さらに、バッテリＥＣＵ２０は、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超える第１バッテリ１２が複数ある場合、複数の第１バッテリ１２から同じ電力量だけ出力するか、又は、要求出力に対する複数の第１バッテリ１２の出力負担率に応じた電力量だけ出力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、第１バッテリ１２間のＳＯＣのばらつきを抑えつつ、各第１バッテリ１２のＳＯＣを一層効率よく利用することができる。
【０１２５】
一方、バッテリＥＣＵ２０は、回生時には、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下のＳＯＣを有する第１バッテリ１２（（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２）に優先して電力を入力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、ＳＯＣの低い第１バッテリ１２について、ＳＯＣを速やかに回復させることができる。また、ＳＯＣの小さい（Ｎ−ｎ）個の第１バッテリ１２に優先して電力を入力するので、比較的簡単な制御で第１バッテリ１２間のＳＯＣのばらつきを抑えることができる。
【０１２６】
また、バッテリＥＣＵ２０は、回生時に、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の第１バッテリ１２に入力可能な電力量が、モータ３４からの回生電力（回生時要求出力Ｐｉｒｅｑ）よりも大きい場合には、モータ３４からＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して第１バッテリ１２に回生電力を入力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、ＳＯＣの低い第１バッテリ１２に電力を確実に入力することができる。
【０１２７】
バッテリＥＣＵ２０は、回生時に、モータ３４からの回生電力が、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の第１バッテリ１２に入力可能な電力量以上である場合には、モータ３４からＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して第１バッテリ１２に該電力量だけ入力し、一方で、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅを超える第１バッテリ１２（ｎ個の第１バッテリ１２）に、回生電力の残余分の電力量を入力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、要求出力が大きい場合でも、各第１バッテリ１２に効率よく回生電力を入力することが可能となる。
【０１２８】
さらに、バッテリＥＣＵ２０は、ＳＯＣ平均値ＳＯＣａｖｅ以下の第１バッテリ１２が複数ある場合、複数の第１バッテリ１２に同じ電力量を入力するか、又は、回生電力に対する複数の第１バッテリ１２の出力負担率に応じた電力量だけ入力するように、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御する。これにより、ＳＯＣの低い第１バッテリ１２に対して効率よく電力を入力することができる。
【０１２９】
複数の第１バッテリ１２は、同一種類のバッテリ、又は、異なる種類のバッテリであってもよい。これにより、第１バッテリ１２の種類に関わりなく、ＳＯＣを効率よく利用することができる。
【０１３０】
また、複数の第１バッテリ１２は、該第１バッテリ１２を監視するＢＭＵ２６（バッテリマネジメントシステム）を含む複数のバッテリパック２８にそれぞれ収容されている。これにより、着脱式のバッテリに容易に適用することができる。
【０１３１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【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】
0006880318.tif 000008
【図８】
0006880318.tif 000009
【図９】
0006880318.tif 000010
【図１０】
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