JP2010104096A - 電源システムおよびそれを備えた車両、ならびに電源システムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CDモード用電力分配比算出部58は、各蓄電装置の残存電力量に基づいて、CDモード時に用いられる、第1蓄電装置と切替装置によって第2コンバータに接続された蓄電装置との電力分配比を算出する。CSモード用電力分配比算出部60は、第1蓄電装置および第2コンバータに接続された蓄電装置の各々におけるSOCとその目標値とのずれ量を算出し、その算出されたずれ量に基づいてCSモード時に用いられる電力分配比を算出する。
【選択図】図5
Description
ここで、Aは、第1蓄電装置10−1の容量を示し、S1は、演算実行時の第1蓄電装置10−1のSOCを示す。
R3=B2(S3−TL) …(3)
ここで、B1,B2は、それぞれ第2蓄電装置10−2および第3蓄電装置10−3の容量を示し、S2,S3は、それぞれ演算実行時の第2蓄電装置10−2および第3蓄電装置10−3のSOCを示す。
同様に、CDモード用電力分配比算出部58は、使用中の第3蓄電装置10−3について、SOCが上限値THに達するまでの第3蓄電装置10−3の充電余裕電力量C3を次式によって算出する。
そして、CDモード用電力分配比算出部58は、第1蓄電装置10−1および第3蓄電装置10−3の電力分配比をC1:C3として算出する。すなわち、充電時においては、第1蓄電装置10−1と使用中の第3蓄電装置10−3とが同時に上限値に達するように電力分配比が算出される。
ΔS2=S2−S2L …(7)
ここで、S1,S2は、それぞれ演算実行時の第1蓄電装置10−1および第2蓄電装置10−2のSOCを示す。
(充電時)D1:D2=ΔS2:ΔS1 …(9)
すなわち、電源システム1から駆動力発生部2へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs>0)、第1蓄電装置10−1のずれ量ΔS1と第2蓄電装置10−2のずれ量ΔS2との比に応じて第1蓄電装置10−1と第2蓄電装置10−2との電力分配比が設定され、駆動力発生部2から電源システム1へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs<0)、ずれ量ΔS1,ΔS2の逆比に応じて第1蓄電装置10−1と第2蓄電装置10−2との電力分配比が設定される。なお、ΔS1≧0,ΔS2≧0の場合に駆動力発生部2から電源システム1へ電力が供給されるとき、ずれ量ΔS1,ΔS2の逆比に応じて第1蓄電装置10−1と第2蓄電装置10−2との電力分配を行なうことによって、第1蓄電装置10−1におけるずれ量ΔS1と第2蓄電装置10−2におけるずれ量ΔS2とは平準化される。
(充電時)D1:D2=0:100 …(11)
すなわち、電源システム1から駆動力発生部2へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs>0)、ずれ量が正値の第1蓄電装置10−1のみから放電されるように電力分配比が設定され、駆動力発生部2から電源システム1へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs<0)、ずれ量が負値の第2蓄電装置10−2のみへ充電されるように電力分配比が設定される。
(充電時)D1:D2=100:0 …(13)
すなわち、電源システム1から駆動力発生部2へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs>0)、ずれ量が正値の第2蓄電装置10−2のみから放電されるように電力分配比が設定され、駆動力発生部2から電源システム1へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs<0)、ずれ量が負値の第1蓄電装置10−1のみへ充電されるように電力分配比が設定される。
(充電時)D1:D2=ΔS1:ΔS2 …(15)
すなわち、駆動力発生部2から電源システム1へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs<0)、第1蓄電装置10−1のずれ量ΔS1と第2蓄電装置10−2のずれ量ΔS2との比に応じて第1蓄電装置10−1と第2蓄電装置10−2との電力分配比が設定され、電源システム1から駆動力発生部2へ電力が供給されるときは(車両要求パワーPs>0)、ずれ量ΔS1,ΔS2の逆比に応じて第1蓄電装置10−1と第2蓄電装置10−2との電力分配比が設定される。なお、ΔS1<0,ΔS2<0の場合に電源システム1から駆動力発生部2へ電力が供給されるとき、ずれ量ΔS1,ΔS2の逆比に応じて第1蓄電装置10−1と第2蓄電装置10−2との電力分配を行なうことによって、第1蓄電装置10−1におけるずれ量ΔS1と第2蓄電装置10−2におけるずれ量ΔS2とは平準化される。
Claims (17)
- 走行用に蓄えられた電力を維持せずに前記電力を用いて走行する第1の走行モードと前記電力を所定の目標に維持して走行する第2の走行モードとを切替えて走行可能な車両に搭載される電源システムであって、
当該電源システムから電力を受けて走行駆動力を発生する駆動力発生部と当該電源システムとの間で電力を授受するための電力線と、
互いに並列して前記電力線に接続される第1および第2のコンバータと、
前記第1のコンバータに接続される再充電可能な第1の蓄電装置と、
再充電可能な複数の第2の蓄電装置と、
前記複数の第2の蓄電装置と前記第2のコンバータとの間に設けられ、与えられる指令に従って前記複数の第2の蓄電装置のいずれかを前記第2のコンバータに接続するように構成された切替装置と、
前記第1および第2のコンバータならびに前記切替装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の充電状態を示す状態量が規定値よりも低下すると前記状態量が前記規定値よりも低下していない残余の第2の蓄電装置を前記第2のコンバータに接続するように、前記複数の第2の蓄電装置を順次切替えて使用するための前記指令を生成して前記切替装置へ出力する切替制御部と、
前記第1の蓄電装置および前記複数の第2の蓄電装置の残存電力量に基づいて、前記第1の走行モード時に用いられる、前記第1の蓄電装置と前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置との充放電電力の分配比を示す第1の電力分配比を算出する第1の電力分配比算出部と、
前記第1の蓄電装置および前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の各々における前記状態量とその目標値との差に基づいて、前記第2の走行モード時に用いられる、前記第1の蓄電装置と前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置との充放電電力の分配比を示す第2の電力分配比を算出する第2の電力分配比算出部と、
前記第1の走行モード時、前記第1の電力分配比に従って前記第1および第2のコンバータを制御し、前記第2の走行モード時、前記第2の電力分配比に従って前記第1および第2のコンバータを制御するコンバータ制御部とを含む、電源システム。 - 前記第1の蓄電装置の前記目標値は、前記第1の走行モードから前記第2の走行モードへ移行したときの前記第1の蓄電装置の前記状態量に設定され、
前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記目標値は、前記第1の走行モードから前記第2の走行モードへ移行したときの前記第2の蓄電装置の前記状態量に設定される、請求項1に記載の電源システム。 - 前記第2の電力分配比算出部は、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第1の値が正値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第2の値が正値の場合、
当該電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置からそれぞれ放電されるように前記第2の電力分配比を算出し、
前記駆動力発生部から当該電源システムへ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との逆比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置へそれぞれ充電されるように前記第2の電力分配比を算出する、請求項1または請求項2に記載の電源システム。 - 前記第2の電力分配比算出部は、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第1の値が負値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第2の値が負値の場合、
前記駆動力発生部から当該電源システムへ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置へそれぞれ充電されるように前記第2の電力分配比を算出し、
当該電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との逆比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置からそれぞれ放電されるように前記第2の電力分配比を算出する、請求項1または請求項2に記載の電源システム。 - 前記第2の電力分配比算出部は、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が正値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が負値の場合、
当該電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第1の蓄電装置のみから放電されるように前記第2の電力分配比を算出し、
前記駆動力発生部から当該電源システムへ電力が供給されるときは、前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置のみへ充電されるように前記第2の電力分配比を算出する、請求項1または請求項2に記載の電源システム。 - 前記第2の電力分配比算出部は、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が負値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が正値の場合、
当該電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置のみから放電されるように前記第2の電力分配比を算出し、
前記駆動力発生部から当該電源システムへ電力が供給されるときは、前記第1の蓄電装置のみへ充電されるように前記第2の電力分配比を算出する、請求項1または請求項2に記載の電源システム。 - 前記コンバータ制御部は、
前記電力線の電圧を所定の目標電圧に調整するように前記第1のコンバータを制御する第1の制御部と、
前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の充放電を所定の目標量に調整するように前記第2のコンバータを制御する第2の制御部とを含む、請求項1から請求項6のいずれかに記載の電源システム。 - 前記切替装置は、前記複数の第2の蓄電装置の各々と前記第2のコンバータとの間にそれぞれ接続される複数のリレーを含む、請求項1から請求項7のいずれかに記載の電源システム。
- 車両外部の電源から電力を受けて前記第1の蓄電装置および前記複数の第2の蓄電装置を充電するための充電器をさらに備える、請求項1から請求項8のいずれかに記載の電源システム。
- 請求項1から請求項9のいずれかに記載の電源システムと、
前記電源システムから電力を受けて車両の駆動力を発生する駆動力発生部とを備える車両。 - 走行用に蓄えられた電力を維持せずに前記電力を用いて走行する第1の走行モードと前記電力を所定の目標に維持して走行する第2の走行モードとを切替えて走行可能な車両に搭載される電源システムの制御方法であって、
前記電源システムは、
当該電源システムから電力を受けて走行駆動力を発生する駆動力発生部と当該電源システムとの間で電力を授受するための電力線と、
互いに並列して前記電力線に接続される第1および第2のコンバータと、
前記第1のコンバータに接続される再充電可能な第1の蓄電装置と、
再充電可能な複数の第2の蓄電装置と、
前記複数の第2の蓄電装置と前記第2のコンバータとの間に設けられ、与えられる指令に従って前記複数の第2の蓄電装置のいずれかを前記第2のコンバータに接続するように構成された切替装置とを含み、
前記制御方法は、
前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の充電状態を示す状態量が規定値よりも低下すると前記状態量が前記規定値よりも低下していない残余の第2の蓄電装置を前記第2のコンバータに接続するように前記切替装置を制御するステップと、
前記第1の蓄電装置および前記複数の第2の蓄電装置の残存電力量に基づいて、前記第1の走行モード時に用いられる、前記第1の蓄電装置と前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置との充放電電力の分配比を示す第1の電力分配比を算出するステップと、
前記第1の蓄電装置および前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の各々における前記状態量とその目標値との差に基づいて、前記第2の走行モード時に用いられる、前記第1の蓄電装置と前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置との充放電電力の分配比を示す第2の電力分配比を算出するステップと、
前記第1の走行モード時、前記第1の電力分配比に従って前記第1および第2のコンバータを制御し、前記第2の走行モード時、前記第2の電力分配比に従って前記第1および第2のコンバータを制御するステップとを備える、電源システムの制御方法。 - 前記第1の蓄電装置の前記目標値は、前記第1の走行モードから前記第2の走行モードへ移行したときの前記第1の蓄電装置の前記状態量に設定され、
前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記目標値は、前記第1の走行モードから前記第2の走行モードへ移行したときの前記第2の蓄電装置の前記状態量に設定される、請求項11に記載の電源システムの制御方法。 - 前記第2の電力分配比を算出するステップにおいて、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第1の値が正値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第2の値が正値の場合、
前記電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置からそれぞれ放電されるように前記第2の電力分配比が算出され、
前記駆動力発生部から前記電源システムへ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との逆比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置へそれぞれ充電されるように前記第2の電力分配比が算出される、請求項11または請求項12に記載の電源システムの制御方法。 - 前記第2の電力分配比を算出するステップにおいて、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第1の値が負値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた第2の値が負値の場合、
前記駆動力発生部から前記電源システムへ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置へそれぞれ充電されるように前記第2の電力分配比が算出され、
前記電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第1の値と前記第2の値との逆比に応じて前記第1の蓄電装置および前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置からそれぞれ放電されるように前記第2の電力分配比が算出される、請求項11または請求項12に記載の電源システムの制御方法。 - 前記第2の電力分配比を算出するステップにおいて、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が正値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が負値の場合、
前記電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第1の蓄電装置のみから放電されるように前記第2の電力分配比が算出され、
前記駆動力発生部から前記電源システムへ電力が供給されるときは、前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置のみへ充電されるように前記第2の電力分配比が算出される、請求項11または請求項12に記載の電源システムの制御方法。 - 前記第2の電力分配比を算出するステップにおいて、
前記第1の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が負値であり、かつ、前記切替装置によって前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の前記状態量からその目標値を差引いた値が正値の場合、
前記電源システムから前記駆動力発生部へ電力が供給されるときは、前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置のみから放電されるように前記第2の電力分配比が算出され、
前記駆動力発生部から前記電源システムへ電力が供給されるときは、前記第1の蓄電装置のみへ充電されるように前記第2の電力分配比が算出される、請求項11または請求項12に記載の電源システムの制御方法。 - 前記第1および第2のコンバータを制御するステップにおいて、前記第1のコンバータは、前記電力線の電圧を所定の目標電圧に調整するように制御され、前記第2のコンバータは、前記第2のコンバータに接続された第2の蓄電装置の充放電を所定の目標量に調整するように制御される、請求項11から請求項16のいずれかに記載の電源システムの制御方法。
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