JP2010104129A - 電源システム、電源側制御部及び電動車輌 - Google Patents

電源システム、電源側制御部及び電動車輌 Download PDF

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Abstract

【課題】各蓄電デバイスの温度上昇の抑制及び各蓄電デバイスの温度のばらつきの抑制によって装置全体として寿命の短縮を抑制するとともに、エラーの発生による電源システムの停止を抑制することができる電源システム、電源側制御部及び電動車輌を提供する。
【解決手段】
電源側制御部２１１は、ＮＴＣ４０Ａ〜ＮＴＣ４０Ｃによって検出される温度が所定の温度ＴＨよりも高い場合に、スイッチ素子（ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａ〜ＦＥＴ２１Ｃ／２２Ｃ）のＤｕｔｙ比、すなわちスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態の時間比率を下げるＤｕｔｙ比制御を行う。電源側制御部２１１は、温度制御の実行状態を示す温度制御通知を負荷側制御部２２１に送信し、負荷側制御部２２１は、温度制御通知に基づいて、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源装置を含む電源システム、電源側制御部及び電動車輌に関する。
従来、高容量化や高出力化を目的として、並列に接続された複数の蓄電デバイスを備える電源装置を含む電源システムが提案されている。このような電源システムは、例えば、電動車輌などに用いられる。
ここで、各蓄電デバイスには、蓄電デバイスを流れることが許容される電流（以下、「許容電流」という。）が定められている。各蓄電デバイスの内部抵抗のばらつきや変化等によって、蓄電デバイスを流れる電流が許容電流を超えると、蓄電デバイスの劣化が加速する。
これに対して、蓄電デバイスを流れる電流が許容電流を超えないように、各蓄電デバイスに流す電流を制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。
具体的には、電源装置は、蓄電デバイスに直列に接続された電流分配部を有する。電流分配部は、電流分配部に設けられた抵抗の抵抗値を変化させることによって、蓄電デバイスに流す電流を制御する。
特開２００８−１１８７９０号公報
上述したように、各蓄電デバイスの内部抵抗のばらつきや変化等によって、蓄電デバイスを流れる電流が許容電流を超えると、蓄電デバイスの劣化が加速する。
また、各蓄電デバイスの位置関係や放熱性の違いによって、各蓄電デバイスの温度のばらつきが大きいと、各蓄電デバイスの劣化度合いが異なる。最も劣化が進んだ蓄電デバイスの寿命によって、電源装置全体の寿命が決まるため、各蓄電デバイスの劣化度合いが異なると、電源装置の寿命が短くなる。
上述した技術では、各蓄電デバイスを流れる電流が許容電流を超えないように制御しているが、各蓄電デバイスの温度のばらつきについては考慮されていない。すなわち、上述した技術では、各蓄電デバイスの温度のばらつきに起因する電源装置の寿命の短縮が十分に抑制されない。
さらに、各蓄電デバイスを流れる電流が許容電流を超えないように制御する場合、また、各蓄電デバイスの温度ばらつき抑制のため各蓄電デバイスの最大出力電力の抑制を行なう場合、電源装置は定格出力電力を発生させることができない。すなわち、電源装置が出力可能な電力は、定格出力電力よりも小さくなる。このような場合に、出力可能な電力を超える電力の出力要求が電源装置に対してなされると、電源システム内においてエラーが発生したものとして電源システムが停止してしまうおそれがある。
同様に、各蓄電デバイスを流れる電流が許容電流を超えないように制御する場合、また、各蓄電デバイスの温度ばらつき抑制のため各蓄電デバイスへの最大入力電力の抑制を行う場合、電源装置に定格入力電力で蓄電させることができない。すなわち、電源装置に入力可能な電力は、定格入力電力よりも小さくなる。このような場合に、入力可能な電力を超える電力の入力要求が電源装置に対してなされると、電源システム内においてエラーが発生したものとして電源システムが停止してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、各蓄電デバイスの温度上昇の抑制及び各蓄電デバイスの温度ばらつきの抑制によって装置全体として寿命の短縮を抑制するとともに、エラーの発生による電源システムの停止を抑制することができる電源システム、電源側制御部及び電動車輌を提供することを目的とする。
本発明の特徴に係る電源システムは、並列に接続された複数の蓄電デバイスと、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度を検出する温度検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子とを有する電源装置と、電源装置に電気的に接続される負荷とを備える電源システムであって、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する電源側制御部と、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御する負荷側制御部とを有し、電源側制御部は、温度検出部によって検出される温度に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御することによって、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度制御を実行し、電源側制御部は、温度制御の実行状態を示す通知を負荷側制御部に送信し、負荷側制御部は、電源側制御部から受信した通知に基づいて、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御することを要旨とする。
電源側制御部は、以下の手法（１）又は手法（２）によって温度制御を実行することができる。
（１）温度検出部で検出される温度に基づいて、スイッチ素子をＯＮ状態或いはＯＦＦ状態とする。具体的には、温度検出部で検出される温度が所定の温度よりも高い場合に、スイッチ素子をＯＦＦ状態にする。
（２）温度検出部で検出される温度に基づいて、スイッチ素子にＰＷＭ信号を出力し、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈ状態及びＬｏｗ状態に応じてスイッチ素子をＯＮ状態或いはＯＦＦ状態とする。具体的には、温度検出部で検出される温度が所定の温度よりも高い場合に、ＰＷＭ信号によるスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態の時間比率を小さくする。
本発明の特徴に係る電源システムにおいて、通知は、電源装置で入出力可能な最大入出力電力値を含んでおり、負荷側制御部は、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を、通知に含まれる最大入出力電力値を超えない範囲に制御してもよい。なお、最大入出力電力値は、電力の値（Ｗ）、当該電力の値（Ｗ）の電源装置の定格入出力電力値に対する割合（％）、電流の値（Ａ）、或いは当該電流の値（Ａ）の定格入出力電力の入出力時における電流値に対する割合（％）などによって表される。
本発明の特徴に係る電源システムにおいて、負荷側制御部は、電源側制御部から受信した通知によって示される温度制御の実行状態をユーザに通知してもよい。
本発明の特徴に係る電源システムにおいて、電源装置は、複数の蓄電デバイスそれぞれの電圧を検出する電圧検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれの電流を検出する電流検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を算出する残容量算出部とを有し、電源側制御部は、残容量算出部によって算出された複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を、温度制御の実行状態を示す通知に含ませ、負荷側制御部は、通知に含まれる複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量と、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力とに基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率の指令値を算出するとともに、指令値を電源側制御部に送信し、電源側制御部は、温度制御を行っていない期間において、負荷側制御部から受信した指令値に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御を行ってもよい。
本発明の特徴に係る電源システムにおいて、複数の蓄電デバイスの少なくとも１つは、直列に接続された複数の蓄電デバイスによって構成されていてもよい。
本発明の特徴に係る電源側制御部は、並列に接続された複数の蓄電デバイスと、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度を検出する温度検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子とを有する電源装置と、電源装置に電気的に接続される負荷と、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御する負荷側制御部とを備える電源システムにおいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する電源側制御部であって、温度検出部によって検出される温度に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御することによって、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度制御を実行するとともに、温度制御の実行状態を示す通知であって、負荷側制御部が負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御するために用いる通知を負荷側制御部に送信することを要旨とする。
なお、電源装置が、複数の蓄電デバイスそれぞれの電圧を検出する電圧検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれの電流を検出する電流検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を算出する残容量算出部とをさらに有する場合、電源側制御部は、温度制御の実行状態及び残容量算出部によって算出された複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を温度制御の実行状態を示す通知に含ませ、複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量と負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力とに基づいて負荷側制御部によって算出されるスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率の指令値を負荷側制御部から受信するとともに、温度制御を行っていない期間において、負荷側制御部から受信した指令値に基づいてスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御を行ってもよい。
本発明の特徴に係る負荷側制御部は、並列に接続された複数の蓄電デバイスと、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度を検出する温度検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子とを有する電源装置と、電源装置に電気的に接続される負荷と、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する電源側制御部とを備える電源システムにおいて、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御する負荷側制御部であって、電源側制御部が、温度検出部によって検出される温度に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御することによって実行する複数の蓄電デバイスそれぞれの温度制御の実行状態を示す通知を電源側制御部から受信し、当該通知に基づいて、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御することを要旨とする。
なお、電源装置が、複数の蓄電デバイスそれぞれの電圧を検出する電圧検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれの電流を検出する電流検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を算出する残容量算出部とをさらに有する場合、負荷側制御部は、電源側制御部が残容量算出部によって算出された複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を含ませた通知を電源側制御部から受信し、当該通知に含まれる複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量と、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力とに基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率の指令値を算出するとともに、当該指令値を電源側制御部に送信することによって、温度制御を行っていない期間において、当該指令値に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御を電源側制御部に行わせてもよい。
本発明の特徴に係る電動車両は、上述の電源システムと、負荷に機械的に接続される駆動輪とを備え、負荷は、電源装置から出力される電力によって駆動輪に伝達される動力を発生させる電動機、もしくは、駆動輪から伝達される動力によって電源装置に入力される電力を発生させる発電機を含むことを要旨とする。
本発明によれば、各蓄電デバイスの温度上昇の抑制及び各蓄電デバイスの温度のばらつきの抑制によって装置全体として寿命の短縮を抑制するとともに、エラーの発生による電源システムの停止を抑制することができる電源システム、電源側制御部及び電動車輌を提供することができる。
以下において、本発明の実施形態に係る電源装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［第１実施形態］
（実施形態の概要）
以下において、実施形態の概要について説明する。
電源システムは、電源装置と、電源装置に電気的に接続される負荷とを備える。
電源装置は、並列に接続された複数の蓄電デバイスと、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度を検出する温度検出部と、複数の蓄電デバイスそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子と、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する電源側制御部とを有する。
負荷は、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を制御する負荷側制御部を有する。
電源側制御部は、温度検出部によって検出される温度に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御することによって、複数の蓄電デバイスそれぞれの温度制御を実行する。電源側制御部は、電源装置で入出力可能な最大入出力電力値を含み、温度制御の実行状態を示す温度制御通知を負荷側制御部に送信する。
負荷側制御部は、電源側制御部から受信した通知に基づいて、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を、電源装置で入出力可能な最大入出力電力値を超えない範囲に制御する。
このように、実施形態では、負荷側制御部は、電源装置で入出力可能な最大入出力電力値が温度制御によって定格入出力電力値よりも小さくなった場合に、負荷において消費される電力もしくは負荷によって発生される電力を、電源側制御部から受信した最大入出力電力値を超えないように制御する。これによって、各蓄電デバイスの温度上昇の抑制及び各蓄電デバイスの温度のばらつきの抑制によって装置全体として寿命の短縮を抑制しつつ、エラーの発生による電源システムの停止を抑制することができる。
（電動車輌の構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る電動車輌（ＥＶ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ；Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る電動車輌１００の構成を示す図である。
図１に示すように、電動車輌１００は、電源システム２００と、駆動輪１０１と、動力伝達部１０２と、アクセル１０３と、ブレーキ１０４と、表示部１０５とを備える。
電源システム２００は、電源装置２１０と、負荷２２０とを有する。電源装置２１０は、電源側制御部２１１による制御の下、負荷２２０において消費される電力の出力と、負荷２２０によって発生される電力の入力とを行う。負荷２２０は、負荷側制御部２２１による制御の下、電源装置２１０において蓄電される電力（いわゆる、回生電力）の生成と、電源装置２１０から供給される電力の消費と、駆動輪１０１に伝達される動力の授受とを行う。なお、電源装置２１０と負荷２２０とは電力ケーブル２３０によって接続されており、電源側制御部２１１と負荷側制御部２２１とは通信ケーブル２４０によって接続される。電源装置２１０と負荷２２０との構成については後述する。
駆動輪１０１は、電動車輌１００に設けられた車輪のうち動力伝達部１０２を介して負荷２２０に機械的に接続された車輪である。駆動輪１０１は、負荷２２０から供給される動力によって駆動する。また、駆動輪１０１は、例えば電動車輌１００の制動時にように負荷２２０から動力が供給されない場合、負荷２２０に動力を伝達可能である。
アクセル１０３は、負荷２２０から駆動輪１０１に供給される動力を増減させるための機構である。ブレーキ１０４は、駆動輪１０１に制動をかけるための機構である。表示部１０５は、電動車輌の運転状態を表示する。本実施形態では、表示部１０５は、電源システム２００における制御状態を電動車輌の運転状態と合わせてユーザに向けて表示する。表示部１０５は、例えば、電動車輌１００のメーターコンソールやセンターコンソールなどである。アクセル１０３、ブレーキ１０４及び表示部１０５それぞれは、通信ケーブル２５０によって負荷側制御部２２１に接続される。
（電源装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る電源装置について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る電源装置２１０を示す回路図である。
図２に示すように、電源装置２１０は、複数の蓄電デバイス（蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃ）と、複数のスイッチ素子（ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａ〜ＦＥＴ２１Ｃ／２２Ｃ）と、複数の抵抗（抵抗３１Ａ／３２Ａ〜抵抗３１Ｃ／３２Ｃ）と、複数の温度検出部（ＮＴＣ４０Ａ〜ＮＴＣ４０Ｃ）と、複数の抵抗（抵抗４１Ａ〜抵抗４１Ｃ）と、電源側制御部２１１とを有する。
蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれは、スイッチ素子を介して互いに並列に接続され、さらに電力ケーブル２３０を介して負荷２２０に接続される。なお、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃは、それぞれ、内部抵抗Ｒａ〜内部抵抗Ｒｃを有している。
ここで、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれに係る回路は、同様の構成を有していることに留意すべきである。以下においては、蓄電デバイス１０Ａに係る回路について例示する。
蓄電デバイス１０Ａは、電荷を蓄積するデバイスである。例えば、蓄電デバイス１０Ａは、ニッケル水素２次電池、リチウムイオン２次電池、電気２重層キャパシタなどである。蓄電デバイス１０Ａの正極は、ＦＥＴ２２Ａのドレインに接続される。蓄電デバイス１０Ａの負極は、負荷２２０に接続される。
ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａは、ゲート、ソース、ドレインを有する電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａは、蓄電デバイス１０Ａに直列に接続されており、蓄電デバイス１０Ａと負荷２２０との接続状態を切り替える。
第１実施形態では、ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａが“ＯＮ状態”である場合に、蓄電デバイス１０Ａが負荷２２０に接続され、ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａが“ＯＦＦ状態”である場合に、蓄電デバイス１０Ａが負荷２２０から外される。
ＦＥＴ２１Ａのソースは、抵抗３１Ａの一端とＦＥＴ２２Ａのソースと接続される。ＦＥＴ２１Ａのドレインは、負荷２２０と接続されている。ＦＥＴ２１Ａのゲートは、抵抗３１Ａの他端と抵抗３２Ａの一端と接続されている。
ＦＥＴ２２Ａのソースは、抵抗３１Ａの一端とＦＥＴ２２Ａのソースと接続される。ＦＥＴ２２Ａのドレインは、蓄電デバイス１０Ａの正極側に接続されている。ＦＥＴ２２Ａのゲートは、抵抗３１Ａの他端と抵抗３２Ａの一端と接続されている。なお、抵抗３２Ａの他端は、電源側制御部２１１に接続される。
ＮＴＣ４０Ａは、蓄電デバイス１０Ａの温度を検出するサーミスタである。ここでは、サーミスタの一例として、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を用いる。なお、サーミスタとしては、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を用いてもよい。
ここで、図３に示すように、ＮＴＣ４０Ａの温度の上昇に伴って、ＮＴＣ４０Ａの抵抗値は減少する。また、ＮＴＣ４０Ａは、蓄電デバイス１０Ａの近傍に設けられる。従って、ＮＴＣ４０Ａの温度は、蓄電デバイス１０Ａの温度と略等しい。
ＮＴＣ４０Ａは、抵抗４１Ａを介してＦＥＴ２２Ａのドレインに接続されており、蓄電デバイス１０Ａと並列に接続される。ＮＴＣ４０Ａに印加される電圧ＶＴ１によってＮＴＣ４０Ａの抵抗値が取得され、ＮＴＣ４０Ａの抵抗値によってＮＴＣ４０Ａの温度（すなわち、蓄電デバイス１０Ａの温度）が検出される。
電源側制御部２１１は、蓄電デバイス１０Ａの温度に基づいて、スイッチ素子（ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａ）のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御し、温度制御を実行する。具体的には、電源側制御部２１１は、ＮＴＣ４０Ａに印加される電圧によって、蓄電デバイス１０Ａの温度を測定する。また、電源側制御部２１１は、蓄電デバイス１０Ａの温度が所定の温度ＴＨよりも高い場合、蓄電デバイス１０Ａに接続されたスイッチ素子のＤｕｔｙ比、すなわちスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態の時間比率を下げるＤｕｔｙ比制御を行う。
なお、Ｄｕｔｙ比は、単位時間において蓄電デバイス１０Ａが負荷２２０に接続される時間比率である。すなわち、Ｄｕｔｙ比は、単位時間においてスイッチ素子のＯＮ状態が占める時間の比率である。
また、所定の温度ＴＨは、蓄電デバイス１０Ａを安全に使用するために設定されている許容温度より低いことが好ましい。例えば、蓄電デバイス１０Ａの許容温度が８０℃である場合、所定の温度ＴＨを７０℃に設定することができる。
ここで、電源側制御部２１１は、温度制御の実行状態を示す温度制御通知を、通信ケーブル２４０を介して、負荷側制御部２２１に送信する。温度制御通知は、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値を含む。
ここで、最大入出力電力値は、電力値（Ｗ）、当該電力値（Ｗ）の電源装置の定格入出力電力値に対する割合（％）、電流値（Ａ）、或いは当該電流値（Ａ）の定格入出力電力の入出力時における電流値に対する割合（％）などによって表される。本実施形態では、最大入出力電力値は、定格入出力電力値に対する割合（％）によって表される。
例えば、蓄電デバイス１０ＡのみについてＤｕｔｙ比を７０％まで下げる温度制御を実行している場合には、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値は９０％（＝（７０＋１００＋１００）÷３）である。一方で、いずれの蓄電デバイスにおいても温度制御が実行されていない場合には、最大入出力電力値は１００％である。
（負荷の構成）
以下において、第１実施形態に係る負荷について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る負荷２２０を示す回路図である。
図４に示すように、負荷２２０は、負荷側制御部２２１と、モータ２２２と、電力変換部２２３と、回転センサ２２４と、電流センサ２２５とを備える。
負荷側制御部２２１は、アクセル１０３や回転センサ２２４から得られる情報などに基づいて、指令トルクを算出する。負荷側制御部２２１は、算出した指令トルクに基づいて、電流指令値を算出する。負荷側制御部２２１は、電流センサ２２５から得られる電流値と算出した電流指令値との差分に基づいて、電力変換部２２３を制御する。
ここで、負荷側制御部２２１は、電源側制御部２１１から温度制御通知を受信すると、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値に基づいて、温度制御が実行されているか否かを判定する。具体的には、負荷側制御部２２１は、最大入出力電力値が１００％であれば温度制御が実行されていないと判定し、最大入出力電力値が１００％未満であれば温度制御が実行されていると判定する。負荷側制御部２２１は、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を、最大入出力電力を超えない範囲に制御する。この場合、負荷側制御部２２１は、最大入出力電力値が１００％未満である場合には、温度制御が実行されていることをランプの点灯などによって表示部１０５に表示させる。また、負荷側制御部２２１は、最大入出力電力値をインジケータ表示などによって表示部１０５に表示させる。
モータ２２２は、電源装置２１０から出力された電力を消費して回転することによって、駆動輪１０１に供給される動力を発生させる電動機として機能する。また、モータ２２２は、電源装置２１０から出力された電力を消費しない場合（例えば、ブレーキ１０４操作時や坂道での惰性走行時など）、駆動輪１０１の回転を利用することによって電源装置２１０に入力される電力（いわゆる、回生電力）を発生させる発電機として機能する。なお、負荷２２０が発電機として機能する場合、駆動輪１０１の回転の利用度合いに応じて電動車輌１００に制動がかかる。従って、負荷２２０がより大きな回生電力を発生させるほど、ユーザは大きな制動感を受ける。
電力変換部２２３は、モータ２２２が駆動されるケースでは、電源装置２１０から出力される電力を、モータ２２２が必要とする電力に変換する。また、モータ２２２が回生を行うケースでは、電力変換部２２３は、モータ２２２によって発生される電力を電源装置２１０に蓄電される電力に変換する。
回転センサ２２４は、モータ２２２の回転数を検出する。電流センサ２２５は、モータ２２２に供給される、或いはモータ２２２から回生される電流値を検出する。
（電源側制御部の動作）
以下において、第１実施形態に係る電源側制御部の動作について、図面を参照しながら説明する。
図５は、第１実施形態に係る電源側制御部２１１の温度制御の実行動作を示すフロー図である。
まず、スタート時に蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの過去の温度データＯＴ１〜ＯＴ３に現在の温度Ｔ１〜Ｔ３を記録しステップＳ１０１へ移行する。
ステップＳ１０１において、電源側制御部２１１は、温度Ｔ１〜Ｔ３の値を取得する。取得した温度Ｔ１〜Ｔ３と過去の温度データＯＴ１〜ＯＴ３のそれぞれの差分を計算し所定の温度幅を示す閾値ＴＨｄと比較する（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。比較した結果、差分のすべてが閾値ＴＨｄよりも小さい場合はステップＳ１０５へ移行する。一方、比較した結果、各差分のうち一つでも閾値ＴＨｄよりも大きい場合はステップＳ１０６へ移行する。
ステップＳ１０５、Ｓ１０６において、電源側制御部２１１は、前述した温度の差分に基づいて、蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃに対して温度制御、すなわち電流制限を開始する所定の温度ＴＨを決定する。ステップＳ１０５では急峻な温度の変化が無かったものと判断し、予め定められたトリップ温度ＴＨ１をＴＨとしステップＳ１０７へ移行する。ステップＳ１０６では急峻な温度の変化があったものと判断し、予め定められたトリップ温度ＴＨ１から所定の温度αを引いた値をＴＨとしステップＳ１０７へ移行する。
ステップＳ１０７〜Ｓ１０９において、電源側制御部２１１は、ステップＳ１０５又はＳ１０６において決定された温度ＴＨと、現在の温度Ｔ１〜Ｔ３とを比較する。Ｔ１〜Ｔ３の全てがＴＨよりも低かった場合は、ステップＳ１１０へ移行する。一方、現在の温度Ｔ１〜Ｔ３のうち一つでも温度ＴＨよりも高い温度がある場合はステップＳ１１１へ移行する。
ステップＳ１１０において、電源側制御部２１１は、温度Ｔ１〜Ｔ３が十分に低い状態と判断し、蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれに対応する各スイッチ素子のＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３全てを１００％（温度制御、すなわち電流制限なし）としてステップＳ１１２にて各スイッチ素子におけるＰＷＭ制御を行う。
ステップＳ１１１において、電源側制御部２１１は、温度Ｔ１〜Ｔ３が高くなった状態と判断し、Ｄｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３を計算し、ステップＳ１１２にて計算されたＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３を用いて各スイッチ素子をＰＷＭ制御する（温度制御、すなわち電流制限を行う）。その後ステップＳ１１３に移行する。ステップＳ１１３では、それぞれ過去の温度データＯＴ１〜ＯＴ３に温度Ｔ１〜Ｔ３を代入し、ステップＳ１０１に戻る。
ここでステップＳ１１１におけるＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３の計算方法の一例について述べる。Ｄｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３を求めるには温度Ｔ１〜Ｔ３の値を比較し一番低い温度ＴＳを求め、ＴＳを分子とし、各蓄電デバイスの温度Ｔ１〜Ｔ３を分母とした割合とする。即ち、Ｄｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３はＤ１＝ＴＳ／Ｔ１、Ｄ２＝ＴＳ／Ｔ２、Ｄ３＝ＴＳ／Ｔ３となる。また、この様にすると、温度Ｔが一番低い蓄電デバイス１０に関するＤｕｔｙ比Ｄは１００％となり、それ以外の蓄電デバイス１０に関するＤｕｔｙ比Ｄは１００％以下の値となる。
具体的に、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＝６０℃＜７０℃＜８０℃であった場合、Ｄ１は６０／６０×１００＝１００％、Ｄ２は６０／７０×１００≒８６％、Ｄ３は６０／８０×１００＝７５％となる。
なお、ステップＳ１１１では、温度Ｔ１〜Ｔ３のばらつきからＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３を算出することとしたが、各蓄電デバイスごとに個別にＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３を算出してもよい。
また、図５の制御フローのステップＳ１１２からＳ１０１に戻る場合に、所定の時間待機するようなステップを入れても良い。所定の時間は、例えば蓄電デバイス１０や電源装置２１０の温度変化の傾向によって異なる。温度変化の傾向が小さい場合は、所定の時間を大きく設定すると良い。
図６は、第１実施形態に係る電源側制御部２１１の温度制御通知の送信動作を示すフロー図である。
まず、ステップＳ２０１において、電源側制御部２１１は、温度制御を実行しているか否かを判定する。温度制御を実行している場合、処理はステップＳ２０２に進む。温度制御を実行していない場合、処理はステップＳ２０３に進む。
ステップＳ２０２において、電源側制御部２１１は、上述のＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３に基づいて、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値の定格入出力電力値に対する割合（％）を算出する。例えば、Ｄ１＝１００％、Ｄ２≒８６％、Ｄ３＝７５％である場合、最大入出力電力値の定格入出力電力値に対する割合は、（１００+８６+７５）／３＝８７（％）となる。
ステップＳ２０３において、電源側制御部２１１は、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値の定格入出力電力値に対する割合を１００％に設定する。
ステップＳ２０４において、電源側制御部２１１は、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力、すなわち、第１実施形態では最大入出力電力値の定格入出力電力値に対する割合を含み、温度制御の実行状態を示す温度制御通知を負荷側制御部２２１に送信する。その後、処理はステップＳ２０１に戻る。
なお、電源側制御部２１１は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理を定期的に行う。
（負荷側制御部の動作）
以下において、第１実施形態に係る負荷側制御部の動作について、図面を参照しながら説明する。図７は、第１実施形態に係る負荷側制御部２２１の動作を示すフロー図である。
ステップＳ３０１において、負荷側制御部２２１は、電源側制御部２１１から温度制御通知を受信したか否かを判定する。温度制御通知を受信した場合、処理はステップＳ３０２に進む。温度制御通知を受信しない場合、処理はステップＳ３０１を繰り返す。
ステップＳ３０２において、負荷側制御部２２１は、温度制御通知を参照して、温度制御が実行されているか否かを判定する。具体的には、負荷側制御部２２１は、最大入出力電力値が１００％であれば温度制御が実行されていないと判定し、最大入出力電力値が１００％未満であれば温度制御が実行されていると判定する。温度制御が実行されている場合、処理はステップＳ３０３に進む。温度制御が実行されていない場合、処理はステップＳ３０５に進む。
ステップＳ３０３において、負荷側制御部２２１は、温度制御通知に含まれる最大入出力電力値を参照して、負荷２２０において消費される消費電力もしくは負荷２２０によって発生される回生電力を、最大入出力電力値を超えない範囲に制御する。これによって、負荷側制御部２２１は、電源装置２１０と負荷２２０との間で最大入出力電力値を超えた電力のやり取りが行われないようにする。
ステップＳ３０４において、負荷側制御部２２１は、温度制御が実行中であることを示す表示をＯＮにする。具体的には、負荷側制御部２２１は、温度制御が実行中であることをランプの点灯などによって表示部１０５に表示させる。また、負荷側制御部２２１は、最大入出力電力値を表示部１０５に表示させる。
一方で、ステップＳ３０５において、負荷側制御部２２１は、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値を定格入出力電力値に制御する。すなわち、負荷側制御部２２１は、負荷２２０において消費される消費電力もしくは負荷２２０によって発生される回生電力を、定格入出力電力値を超えない範囲で制御する。
ステップＳ３０６において、負荷側制御部２２１は、温度制御が実行中であることを示す表示をＯＦＦにする。具体的には、負荷側制御部２２１は、表示部１０５において、温度制御が実行中であることを示すランプを消灯する。また、負荷側制御部２２１は、定格入出力電力値を最大入出力電力値として表示部１０５に表示させる。
ここで、ステップＳ３０３において負荷２２０の消費電力を制御する方法について、２つの手法を例に挙げて説明する。ここでは、最大入出力電力については最大出力電力を用い、定格入出力電力については定格出力電力を用いて説明する。
第１の手法は、アクセル１０３の全操作範囲のうち、負荷２２０の消費電力が最大出力電力値を超える操作範囲においてのみ、消費電力を最大出力電力値に固定（抑制）する手法である。従って、ユーザは、負荷２２０の消費電力が最大出力電力値に達するまでは、電動車輌１００の意図した加速を得ることができる。
第２の手法は、アクセル１０３の全操作範囲において、負荷２２０の消費電力を、温度制御が実行されない場合と比較して、最大出力電力値の定格出力電力値に対する割合まで低下（抑制）させる手法である。従って、ユーザは、アクセル１０３の全操作範囲において、電動車輌１００を加速させることができるが、加速の度合いは最大出力電力値の定格出力電力値に対する割合まで低下（抑制）される。
なお、最大出力電力値の定格出力電力値に対する割合が１００％である場合には、負荷２２０の消費電力が定格出力電力値を超える操作範囲においてのみ、消費電力を定格出力電力値に制御すればよい。
次に、ステップＳ３０３において負荷２２０の回生電力を制御する方法について、２つの手法を例に挙げて説明する。ここでは、最大入出力電力については最大入力電力を用い、定格入出力電力については定格入力電力を用いて説明する。
第１の手法は、回生電力が最大入力電力値を超える場合のみ、回生電力を最大入力電力値に固定（抑制）する手法である。従って、回生電力が最大入力電力値を超えない場合、回生電力は制御されない。例えば、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれの定格入力電圧が３６[Ｖ]、容量が２[Ａｈ]であり、最大入力電流を０．５[Ｃ]（１[Ａ]）とする場合、電源装置２１０の定格最大入力電力は、３×３６［Ｖ］×１[Ａ]＝１０８［Ｗ］となる。従って、最大入力電力値の定格入力電力値に対する割合が８７％であれば、回生電力が最大入力電力値を超える場合、回生電力は、８６．４（＝１０８［Ｗ］×０．８）［Ｗ］に抑制される。
第２の手法は、常時、負荷２２０の回生電力を、温度制御が実行されない場合と比較して、最大入力電力値の定格入力電力値に対する割合まで低下（抑制）させる手法である。従って、回生電力が最大入力電力値を超えない場合であっても、回生電力は最大入力電力値の定格入力電力値に対する割合に抑制される。
なお、最大入力電力値の定格入力電力値に対する割合が１００％である場合には、負荷２２０の回生電力が定格入力電力値を超えるときにのみ、回生電力を定格入力電力値に制御すればよい。
（作用及び効果）
第１実施形態では、電源側制御部２１１は、ＮＴＣ４０Ａ〜ＮＴＣ４０Ｃによって検出される温度が所定の温度ＴＨよりも高い場合に、ＦＥＴ２１Ａ／２２Ａ〜ＦＥＴ２１Ｃ／２２ＣのＤｕｔｙ比、すなわちスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態の時間比率を下げるＤｕｔｙ比制御を行う。
従って、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれの温度が所定の温度ＴＨよりも高くなることを抑制することができる。そのため、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれにおける温度ばらつきの発生を抑制できる。その結果、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれの劣化度合いにばらつきが生じることを抑制できるため、電源装置２１０の寿命を向上することができる。
また、電源側制御部２１１は、温度制御の実行状態を示す温度制御通知を負荷側制御部２２１に送信し、負荷側制御部２２１は、温度制御通知に基づいて、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を制御する。具体的には、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を、電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力を超えない範囲に制御する。
従って、最大入出力電力値を超える電力の入出力が電源装置２１０に対してなされることによって、電源システム１００全体がエラーによって停止してしまうことを抑制することができる。
また、負荷側制御部２２１は、温度制御の実行状態をユーザに通知する。従って、ユーザは、アクセル１０３の操作量とモータ２２２の回転数とに不整合が生じる、すなわちユーザがアクセル１０３を操作しても意図した加速を得られないことを事前に認識することができる。また、ユーザは、負荷２２０において発生される回生電力が抑制されることによって車輌の制動感が小さくなることを事前に認識することができる。その結果、電源装置２１０が定格入出力電力値の１００％の電力を入出力できないことに対するユーザのストレスを緩和することができる。
［第２実施形態］
以下において、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第２実施形態では、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃにおける残容量ばらつきの補正を目的として、電源側制御部において、温度制御が実行されていない期間に、負荷側制御部２２１が生成する指令値に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御を行う点である。負荷側制御部２２１は、蓄電デバイス１０Ａ〜蓄電デバイス１０Ｃそれぞれの残容量に応じて指令値を算出する。
（電源装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る電源装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る電源装置２１０を示す回路図である。
第２実施形態に係る電源装置２１０は、複数の電流検出部（電流検出部６０Ａ〜電流検出部６０Ｃ）と、複数の電圧検出部（電圧検出部７０Ａ〜電圧検出部７０Ｃ）と、複数の温度検出部（温度検出部８０Ａ〜温度検出部８０Ｃ）と、残容量算出部２１２とを備える。
各電流検出部６０Ａ〜６０Ｃは、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃに直列に接続されており、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃに流れる電流を検出する。
各電圧検出部７０Ａ〜７０Ｃは、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃに並列に設けられており、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの両端の電圧を検出する。
各温度検出部８０Ａ〜８０Ｃは、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃに並列に設けられており、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度を検出する。
残容量算出部２１２は、電源側制御部２１１に設けられており、各電流検出部６０Ａ〜６０Ｃ、各電圧検出部７０Ａ〜７０Ｃ、各温度検出部８０Ａ〜８０Ｃによって検出される各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの電流値、電圧値、温度の少なくとも一つに基づいて、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量を算出する。
なお、電源側制御部２１１は、第１実施形態と同様に、各温度検出部８０Ａ〜８０Ｃによって検出される各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度が所定の温度ＴＨに達した場合に、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃに接続されたスイッチ素子のＤｕｔｙ比、すなわちスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態の時間比率を下げるＤｕｔｙ比制御を行う。
電源側制御部２１１は、算出した各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量を温度制御通知に含ませる。
また、電源側制御部２１１は、温度制御が実行されていない期間において、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御を行う。Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０の残容量と、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力とに基づいて、負荷側制御部２２１によって算出される。
（電源システムの動作）
以下において、第２実施形態に係る電源システムの動作について、図面を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る電源システム２００の動作を示すシーケンス図である。
なお、以下の説明において、電源側制御部２１１及び負荷側制御部２２１は、第１実施形態で説明した制御を行っていることを前提とする。
ステップＳ４０１において、電源側制御部２１１は、各電流検出部６０Ａ〜６０Ｃ、各電圧検出部７０Ａ〜７０Ｃ、各温度検出部８０Ａ〜８０Ｃによって検出される各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの電流値、電圧値、温度の少なくとも一つに基づいて、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量を算出する。
ステップＳ４０２において、電源側制御部２１１は、算出した各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量を含む温度制御通知を負荷側制御部２２１に送信する。
ステップＳ４０３において、負荷側制御部２２１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量と、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力とに基づいて、各スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率（以下、「Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１」という。）の指令値を算出する。具体的には、負荷側制御部２２１は、ユーザによってアクセル１０３が操作されている場合、すなわち負荷２２０において電力が消費される場合には、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量に比例するようにＤｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１を算出する。例えば、蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれの残容量が８０％、７０％、６０％である場合、Ｄｕｔｙ比は最大残容量の蓄電デバイスを１００％として、Ｄ１＝８０／８０=１００％、Ｄ２＝７０／８０=８７．５％、Ｄ３＝６０／８０＝７５％となる。一方で、負荷側制御部２２１は、ユーザによってブレーキ１０４が操作されている場合や坂道での惰性走行を行っている場合、すなわち負荷２２０において回生電力が発生される場合には、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量に反比例するようにＤｕｔｙ比を算出する。例えば、蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれの残容量が８０％、７０％、６０％である場合、Ｄｕｔｙ比は最小残容量の蓄電デバイスを１００％として、Ｄ１＝６０／８０=７５％、Ｄ２＝６０／７０=８５．７％、Ｄ３＝６０／６０＝１００％となる。なお、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量が等しい場合、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１はそれぞれ１００％である。
ステップＳ４０４において、負荷側制御部２２１は、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力が、上述のＤｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づいて電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力よりも大きいか否かを判定する。具体的には、例えば、負荷２２０において電力が消費されている時を考えると、電源装置２１０の定格出力電力値＝３６００Ｗであり、Ｄ１＝１００％、Ｄ２=８７．５％、Ｄ３＝７５％である場合、最大出力電力値は３１５０Ｗ（＝（３６００×（１００＋８７．５＋７５）／３）／１００）となる。従って、負荷側制御部２２１は、負荷２２０において消費される電力が３１５０Ｗよりも大きいか否かを判定する。負荷２２０が電力を発生させている場合、すなわち負荷が回生を行なっている場合にも、同様の手順で、負荷２２０によって発生される電力が最大入力電力よりも大きいか否かを判定する。負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力が最大入出力電力よりも大きくない場合、電源側制御部２１１においてＤｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づく制御が可能であるとして、処理はステップＳ４０５に進む。一方で、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力が最大入出力電力よりも大きい場合、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１それぞれを１００％に再設定して、ステップＳ４０５に進む。
ステップＳ４０５において、負荷側制御部２２１は、設定されたＤｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値を電源側制御部２１１に送信する。
ステップＳ４０６において、負荷側制御部２２１は、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づいて電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力をインジケータ表示などによって表示部１０５に表示させる。
ステップＳ４０７において、電源側制御部２１１は、温度制御を行っていない期間において、負荷側制御部２２１から受信した指令値を参照して、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１それぞれを有するＰＷＭ信号を生成し、各スイッチ素子に出力する。なお、電源側制御部２１１は、温度制御を行っている期間においては、第１実施形態で述べた温度制御に係るＤｕｔｙ比Ｄ１〜Ｄ３を有するＰＷＭ信号を生成することに留意すべきである。
ステップＳ４０８において、電源側制御部２１１は、ＰＷＭ信号を各スイッチ素子に出力する。
ステップＳ４０９において、各スイッチ素子は、ＰＷＭ信号に応じてＯＮ状態或いはＯＦＦ状態を切り替える。
（作用及び効果）
第２実施形態では、電源側制御部２１１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれの残容量を温度制御通知に含ませる。負荷側制御部２２１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量と、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力とに基づいて、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値を算出し、電源側制御部２１１に送信する。電源側制御部２１１は、温度制御を行っていない期間において、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値に基づいて、スイッチ素子のＯＮ状態或いはＯＦＦ状態の制御を行う。
従って、電源側制御部２１１は、温度制御を行っていない期間において、温度制御の実行によって各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量に生じたばらつきを補正することができる。
また、負荷側制御部２２１は、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を考慮する。具体的には、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力が、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づいて電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力よりも大きい場合には、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１それぞれを１００％に設定する、すなわち残容量のばらつきを補正する制御を実行しない。
従って、温度制御を行っていない期間において、負荷２２０において消費される電力の出力もしくは負荷２２０によって発生される電力の入力を行えない事態が発生することを抑制し、電源システム２００がエラーで停止することを抑制することができる。
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
上述した実施形態では、電源側制御部２１１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度が所定の温度ＴＨに達した場合、スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるスイッチ素子のＤｕｔｙ比、すなわちスイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態の時間比率を下げるＤｕｔｙ比制御を行うこととしたが、これに限られるものではない。例えば、電源側制御部２１１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度が所定の温度ＴＨに達した場合、スイッチ素子をＯＦＦ状態に制御してもよい。
上述した実施形態では、電源側制御部２１１が、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃを一括して制御することとしたが、これに限られるものではない。例えば、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれに電源側制御部２１１が設けられていてもよい。また、電源システム２００は、１つの負荷側制御部２２１を備えることとしたが、複数の負荷側制御部２２１が設けられていてもよい。この場合、各電源側制御部と各負荷側制御部が、温度制御の実行状態を示す通知と、各蓄電デバイスの残容量のばらつきを補正するための各スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率の指令値とを送受信する。
上述した実施形態では、電源側制御部２１１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度Ｔ１〜Ｔ３のばらつきに基づいて、蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃを一括して温度制御することとしたが、電源側制御部２１１は、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度Ｔ１〜Ｔ３それぞれに基づいて、蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれを個別に温度制御してもよい。
上述した実施形態では、電源装置２１０が電源側制御部２１１を備え、負荷２２０が負荷側制御部２２１を備えることとしたが、電源側制御部２１１及び負荷側制御部２２１は、電源システム２００内に設けられていればよい。
上記した第２実施形態では、電源側制御部２１１が備える残容量算出部２１２が、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの残容量を一括して算出することとしたが、これに限られるものではない。例えば、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃそれぞれに残容量算出部２１２が設けられていてもよい。
上述した実施形態では、温度制御通知には、最大入出力電力値が含まれることとしたが、温度制御通知には、温度制御が実行されているか否かを示すデータが含まれていてもよい。例えば、温度制御が実行されているか否かを示すフラグ（フラグがＯＮの場合は温度制御実行中）が、温度制御通知に含まれていてもよい。
上記した第２実施形態では、負荷側制御部２２１が、各蓄電デバイスの残容量のばらつきの補正に用いるＤｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値を算出し、電源側制御部２１１に送信することとしたが、電源側制御部２１１がＤｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１の指令値を算出してもよい。この場合、電源側制御部２１１は、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づく制御を実行している場合、当該制御の実行状態を負荷側制御部２２１に通知することが好ましい。負荷側制御部２２１は、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づいて、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を、電源装置２１０の最大入出力電力値を超えない範囲に制御することができる。これによって、温度制御を行っていない期間において、Ｄｕｔｙ比Ｄ１１〜Ｄ３１に基づく制御が実行される場合に、電源システム２００がエラーによって停止することを抑制できる。
上述した実施形態では、温度検出部としてサーミスタを例示したが、温度検出部は、これに限定されるものではないことは勿論である。
上述した実施形態では、スイッチ素子としてＦＥＴを例示したが、スイッチ素子はこれに限定されるものではない。例えば、スイッチ素子は、バイポーラトランジスタであってもよい。
上述した実施形態では特に触れていないが、各蓄電デバイス１０は、直列に接続された複数の蓄電デバイスを有していてもよい。これによって、電源装置２１０の高出力化が実現される。
上述した実施形態では特に触れていないが、電源側制御部２１１は、温度制御を実行する前に、温度制御におけるＤｕｔｙ比に基づいて算出される電源装置２１０で入出力可能な最大入出力電力値を負荷側制御部２２１に送信し、負荷側制御部２２１は、電源側制御部２１１から受信した最大入出力電力値に基づいて、負荷２２０において消費される電力もしくは負荷２２０によって発生される電力を制御してもよい。この場合、各蓄電デバイス１０Ａ〜１０Ｃの温度上昇を抑制できるため、電源側制御部２１１による温度制御が頻繁に実行されることを抑制することができる。
上述した実施形態では、電源装置２１０の回路構成を例示したに過ぎず、電源装置２１０の回路構成は、適宜変更されてもよい。
上述した実施形態では、電源システム２００が電動車輌１００に用いられる場合について説明したが、電源システム２００は、情報機器を含む様々な電機機器に用いることができる。
最後に、本発明の実施形態は、クレームに示された技術的思想の範囲で、種々変更可能である。
第１実施形態に係る電動車輌１００の構成を示す図である。 第１実施形態に係る電源装置２１０を示す回路図である。 第１実施形態に係るＮＴＣ４０の温度特性を示す図である。 第１実施形態に係る負荷２２０を示す回路図である。 第１実施形態に係る電源側制御部２１１の温度制御の実行動作を示すフロー図である。 第１実施形態に係る電源側制御部２１１の温度制御通知の送信動作を示すフロー図である。 第１実施形態に係る負荷側制御部２２１の動作を示すフロー図である。 第２実施形態に係る電源装置２１０を示す回路図である。 第２実施形態に係る電源システム２００の動作を示すシーケンス図である。
符号の説明
１０Ａ〜１０Ｃ…蓄電デバイス
２１Ａ〜２１Ｃ…ＦＥＴ
２２Ａ〜２２Ｃ…ＦＥＴ
３１Ａ〜３１Ｃ…抵抗
３２Ａ〜３２Ｃ…抵抗
４０Ａ〜４０Ｃ…ＮＴＣ
４１Ａ〜４１Ｃ…抵抗
Ｒａ〜Ｒｃ…内部抵抗
６０Ａ〜６０Ｃ…電流検出部
７０Ａ〜７０Ｃ…電圧検出部
８０Ａ〜８０Ｃ…温度検出部
１００…電動車輌
１０１…駆動輪
１０２…動力伝達部
１０３…アクセル
１０４…ブレーキ
１０５…表示部
２００…電源システム
２１０…電源装置
２１１…電源側制御部
２１２…残容量算出部
２２０…負荷
２２１…負荷側制御部
２２２…モータ
２２３…電力変換部
２２４…回転センサ
２２５…電流センサ
２３０…電力ケーブル
２４０，２５０…通信ケーブル

Claims (6)

  1. 並列に接続された複数の蓄電デバイスと、前記複数の蓄電デバイスそれぞれの温度を検出する温度検出部と、前記複数の蓄電デバイスそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子とを有する電源装置と、
    前記電源装置に電気的に接続される負荷と
    を備える電源システムであって、
    前記スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する電源側制御部と、
    前記負荷において消費される電力もしくは前記負荷によって発生される電力を制御する負荷側制御部とを有し、
    前記電源側制御部は、前記温度検出部によって検出される温度に基づいて、前記スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御することによって、前記複数の蓄電デバイスそれぞれの温度制御を実行し、
    前記電源側制御部は、前記温度制御の実行状態を示す通知を前記負荷側制御部に送信し、
    前記負荷側制御部は、前記電源側制御部から受信した前記通知に基づいて、前記負荷において消費される電力もしくは前記負荷によって発生される電力を制御する
    ことを特徴とする電源システム。
  2. 前記通知は、前記電源装置で入出力可能な最大入出力電力値を含んでおり、
    前記負荷側制御部は、前記負荷において消費される電力もしくは前記負荷によって発生される電力を、前記通知に含まれる前記最大入出力電力値を超えない範囲に制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
  3. 前記負荷側制御部は、前記電源側制御部から受信した前記通知によって示される前記温度制御の実行状態をユーザに通知する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源システム。
  4. 前記電源装置は、
    前記複数の蓄電デバイスそれぞれの電圧を検出する電圧検出部と、
    前記複数の蓄電デバイスそれぞれの電流を検出する電流検出部と、
    前記複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を算出する残容量算出部と
    を有し、
    前記電源側制御部は、前記残容量算出部によって算出された前記複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量を、前記温度制御の実行状態を示す前記通知に含ませ、
    前記負荷側制御部は、前記通知に含まれる前記複数の蓄電デバイスそれぞれの残容量と、前記負荷において消費される電力もしくは前記負荷によって発生される電力とに基づいて、前記スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率の指令値を算出するとともに、前記指令値を前記電源側制御部に送信し、
    前記電源側制御部は、前記温度制御を行っていない期間において、前記負荷側制御部から受信した前記指令値に基づいて、前記スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御を行う
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電源システム。
  5. 並列に接続された複数の蓄電デバイスと、前記複数の蓄電デバイスそれぞれの温度を検出する温度検出部と、前記複数の蓄電デバイスそれぞれに直列に接続されるスイッチ素子とを有する電源装置と、前記電源装置に電気的に接続される負荷と、前記負荷において消費される電力もしくは前記負荷によって発生される電力を制御する負荷側制御部とを備える電源システムにおいて、前記スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を制御する電源側制御部であって、
    前記温度検出部によって検出される温度に基づいて、前記スイッチ素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態の制御におけるＯＮ状態及びＯＦＦ状態の時間比率を制御することによって、前記複数の蓄電デバイスそれぞれの温度制御を実行するとともに、前記温度制御の実行状態を示す通知であって、前記負荷側制御部が前記負荷において消費される電力もしくは前記負荷によって発生される電力を制御するために用いる通知を前記負荷側制御部に送信する
    ことを特徴とする電源側制御部。
  6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電源システムと、
    前記負荷に機械的に接続される駆動輪と
    を備え、
    前記負荷は、前記電源装置から出力される電力によって前記駆動輪に伝達される動力を発生させる電動機、もしくは、前記駆動輪から伝達される動力によって前記電源装置に入力される電力を発生させる発電機を含む
    ことを特徴とする電動車輌。
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