JP2016063724A

JP2016063724A - 車両

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Publication number: JP2016063724A
Application number: JP2014192507A
Authority: JP
Inventors: 真士市川; Shinji Ichikawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-04-25

Abstract

【課題】高容量型の電池と高出力型の電池を有する電源システムを備えた車両において、高容量型の電池が劣化によって外部充電時に車両に蓄電される電力量の減少を緩和することができる車両を提供する。【解決手段】ＰＨＶ電池ＢＢの蓄電容量は、ＨＶ電池ＢＡ蓄電容量よりも大きく、ＨＶ電池ＢＡの出力可能な最大電力は、ＰＨＶ電池ＢＢの出力可能な最大電力よりも大きい。充電器５１は、ＰＨＶ電池ＢＢおよびＨＶ電池ＢＡを外部充電する。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量が所定値を超えるときには、ＰＨＶ電池ＢＢのみを外部充電可能に設定し、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量が所定値以下のときには、ＰＨＶ電池ＢＢとＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関し、特に複数の蓄電池を搭載する車両に関する。

たとえば、特許文献１（特開２００９−０４４８６２号公報）には、複数の二次電池の劣化度合いを推定し、推定結果に基づいて、各二次電池への要求充放電電力の配分を変更して、電池の寿命を向上させる技術が開示されている。

特開２００９−０４４８６２号公報

高容量型の電池と高出力型の電池を有する電源システムを備えた車両において、車両外部の電源を用いた充電（以下、「外部充電」という。）時に、従来は、高容量型の電池のみが充電されていた。

しかしながら、高容量型の電池が年月とともに劣化すると、高容量型の電池の容量が減少する。その結果、外部充電によって車両に蓄電される電力が減少し、外部充電を実行することによって車両全体で使用可能となる電力が低下することが問題となる。

それゆえに、本発明の目的は、高容量型の電池と高出力型の電池を有する電源システムを備えた車両において、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力が、高容量型の電池の劣化によって減少するのを緩和することができる車両を提供することである。

本発明の車両は、負荷と接続される第１蓄電池および第２蓄電池と、第１蓄電池および第２蓄電池を外部充電するための充電装置と、第１蓄電池の電池容量が所定値を超えるときには、第１蓄電池のみを外部充電可能に設定し、第１蓄電池の電池容量が所定値以下のときには、第１蓄電池と第２蓄電池を外部充電可能に設定する制御装置とを備える。第１蓄電池の蓄電容量は、第２蓄電池の蓄電容量よりも大きく、第２蓄電池の出力可能な最大電力は、第１蓄電池の出力可能な最大電力よりも大きい。

この構成によって、第１蓄電池の劣化が進み電池容量が所定値以下となると、第１蓄電池と第２蓄電池の両方を外部充電可能に設定するので、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力が低下するのを緩和できる。

好ましくは、制御装置は、第１蓄電池の電池容量が所定値を超えるときには、さらに、第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて、第１蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。

第１蓄電池の劣化によって、外部充電後の第１蓄電池の電池容量が減少するが、この構成により、第１蓄電池の上限ＳＯＣが増加することによって、外部充電後の第１蓄電池の蓄電量が減少しないようにできる。

好ましくは、制御装置は、第１蓄電池の電池容量が所定値以下のときには、さらに、第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて、第２蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。

この構成により、第２蓄電池の上限ＳＯＣが増加することによって、第２蓄電池の蓄電量を増加するので、第１蓄電池の劣化による外部充電後の車両全体の蓄電量の減少を緩和することができる。

好ましくは、制御装置は、第１蓄電池の電池容量が所定値以下のときには、さらに、第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて、第２蓄電池のＳＯＣ中心を減少させる。

この構成により、第２蓄電池のＳＯＣ中心が減少することによって、車両走行時の第２蓄電池の使用可能容量が増加するので、第１蓄電池の劣化による外部充電後の車両全体の使用可能な電力の低下を緩和することができる。

本発明の車両は、負荷と接続される第１蓄電池および第２蓄電池と、第１蓄電池および第２蓄電池を外部充電するための充電装置と、制御装置とを備える。制御装置は、第１蓄電池の電池容量が所定値を超えるときには、第１蓄電池のみを外部充電可能に設定するとともに、第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて第１蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。制御装置は、第１蓄電池の電池容量が所定値以下のときには、第１蓄電池と第２蓄電池を外部充電可能に設定するとともに、第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて第２蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させ、かつ前記第１蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを固定する。

この構成により、第１蓄電池の劣化の進行に伴って、第１蓄電池の上限ＳＯＣを増加、第２蓄電池の上限ＳＯＣの増加を段階的に実行することによって、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力が第１蓄電池の劣化によって変化しないようにすることができる。

本発明の車両によれば、第１蓄電池が劣化しても、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力が低下するのを緩和できる。

本発明の実施の形態に係る車両の構成の一例を示す図である。第１の実施形態におけるＰＨＶ電池ＢＢの劣化と、外部充電の制御を説明するための図である。第１の実施形態における外部充電の制御手順を示すフローチャートである。第２の実施形態におけるＰＨＶ電池ＢＢの劣化と、外部充電の制御を説明するための図である。第２の実施形態における外部充電の制御手順を示すフローチャートである。変形例の車両の構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る車両の構成の一例を示す図である。

図１を参照して、車両１は、ＨＶ電池ＢＡと、ＰＨＶ電池ＢＢと、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、平滑用コンデンサＣ１，Ｃ２，ＣＨと、電圧センサ１０Ａ，１０Ｂと、電流センサ１１Ａ，１１Ｂと、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。

ＨＶ電池ＢＡ、ＰＨＶ電池ＢＢは、充放電可能な蓄電池である。ＨＶ電池ＢＡ、ＰＨＶ電池ＢＢに蓄積された電力は、主として車両１の駆動力の発生に用いられる。ＨＶ電池ＢＡ、ＰＨＶ電池ＢＢとして、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池、あるいは電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。

ＨＶ電池ＢＡは、高出力型電池であり、ＰＨＶ電池ＢＢは、高容量型電池である。高出力型電池であるＨＶ電池ＢＡの出力可能な最大電力は、高容量型電池であるＰＨＶ電池ＢＢの出力可能な最大電力よりも大きい。高容量型電池であるＰＨＶ電池ＢＢの蓄電容量は、高出力型電池であるＨＶ電池ＢＡの蓄電容量よりも大きい。

ＰＨＶ電池ＢＢは、たとえば、ＥＶ（Electric Vehicle）走行モードで車両を走行させるときに用いることができる。ＥＶ走行モードでは、主としてＰＨＶ電池ＢＢの電力を用いて車両１が走行されるが、車両１の要求出力が大きい場合に、ＨＶ電池ＢＡの電力を併用して車両を走行させることができる。

ＨＶ電池ＢＡは、たとえば、ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モードで車両を走行させるときに用いることができる。ＨＶ走行モードでは、ＨＶ電池ＢＡから出力された電気エネルギと、エンジン４で生成された運動エネルギとを用いながら、車両１を走行させるが、車両１の要求出力が大きい場合に、ＰＨＶ電池ＢＢの電力を併用して車両１を走行させることができる。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１Ａと電源ラインＳＬ２Ａの間に接続される。昇圧コンバータ１２Ａは、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬＡを昇圧する。

平滑用コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ１Ｂと電源ラインＳＬ２Ｂの間に接続される。昇圧コンバータ１２Ｂは、平滑用コンデンサＣ２の両端間の電圧ＶＬＢを昇圧する。

平滑用コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂによって昇圧された電圧を平滑化する。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換して、その三相交流電圧をたとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御され、モータジェネレータＭＧ１で発電された電力が、回生電力として、ＨＶ電池ＢＡに供給され、ＨＶ電池ＢＡは、回生電力を蓄えることができる。

インバータ２２は、昇圧コンバータ１２Ｂまたは１２Ａから与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換して、その三相交流電圧をたとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ２に出力する。インバータ２２は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ２で発電された電力を昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂに戻す。このとき昇圧コンバータ１２Ａおよび１２Ｂは、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御され、モータジェネレータＭＧ１で発電された電力が、回生電力として、ＨＶ電池ＢＡに供給され、ＨＶ電池ＢＡは、回生電力を蓄えることができる。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。

車両１は、さらに、ＨＶ電池ＢＡの正極側に設けられるシステムメインリレーＳＭＲＢと、ＨＶ電池ＢＡの負極側に設けられるシステムメインリレーＳＭＲＧとを含む。

システムメインリレーＳＭＲＢは、ＨＶ電池ＢＡの正極と電源ラインＰＬ１との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲＧは、ＨＶ電池ＢＡの負極と電源ラインＳＬ２Ａとの間に接続される。システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

電圧センサ１０Ａは、ＨＶ電池ＢＡの端子間の電圧ＶＢＡを測定する。電流センサ１１Ａは、ＨＶ電池ＢＡに流れる電流ＩＢＡを測定する。電圧センサ１０Ａおよび電流センサ１１Ａは、ＨＶ電池ＢＡの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を監視するために設けられる。

制御装置３０は、走行時において、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣが、充電制御と放電制御の切替を定めるＳＯＣ中心よりも低いときには、運転者が要求する動力を出力した上で余裕がある場合に、ＨＶ電池ＢＡを充電し、現在のＨＶ電池ＢＡのＳＯＣがＳＯＣ中心よりも高いときには、ＨＶ電池ＢＡを積極的に放電する。

車両１は、さらに、ＰＨＶ電池ＢＢの正極側に設けられるシステムメインリレーＳＭ１Ｂと、ＰＨＶ電池ＢＢの負極側に設けられる接続部であるシステムメインリレーＳＲとを含む。

システムメインリレーＳＭ１Ｂは、ＰＨＶ電池ＢＢの正極と電源ラインＰＬ１Ｂとの間に接続される。システムメインリレーＳＲは、ＰＨＶ電池ＢＢの負極と電源ラインＳＬ２Ｂとの間に接続される。システムメインリレーＳＭ１Ｂ，ＳＲは、制御装置３０から与えられる制御信号にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

電圧センサ１０Ｂは、ＰＨＶ電池ＢＢの端子間の電圧ＶＢＢを測定する。電流センサ１１Ｂは、ＰＨＶ電池ＢＢに流れる電流ＩＢＢを測定する。電圧センサ１０Ｂおよび電流センサ１１ＢはＰＨＶ電池ＢＢの充電状態（ＳＯＣ）を監視するために設けられる。

以下では充電状態（ＳＯＣ）は、ＨＶ電池ＢＡまたはＰＨＶ電池ＢＢの「残存容量」を表わすものとする。たとえば、ＨＶ電池ＢＡが満充電状態のときに、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣが１００％と定義される。ＨＶ電池ＢＡが完全に放電した状態のときにＨＶ電池ＢＡのＳＯＣが０％と定義される。ＨＶ電池ＢＡに蓄積された電力に応じて、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣが０％から１００％までの間で変化する。

電源ラインＳＬ２Ａ，ＳＬ２Ｂは、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂを経由して、インバータ１４および２２側に延びている。

制御装置３０は、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂに対して昇圧指示を行なう制御信号、降圧指示を行なう制御信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なうための制御信号を出力する。制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して、その直流電圧を昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なうための制御信号を出力する。同様に、制御装置３０は、インバータ２２に対して昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂの出力である直流電圧をモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なうための制御信号を出力する。制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して、その直流電圧を昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂ側に戻す回生指示を行なうための制御信号を出力する。

なお、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ１４，２２と、昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂと、システムメインリレーＳＭＲＢ、ＳＭＲＧ，ＳＭ１Ｂ、ＳＲとは、ＨＶ電池ＢＡ、およびＰＨＶ電池ＢＢに蓄積された電力により車両１の駆動力を発生させる負荷を構成する。

この車両１は、蓄電池（すなわちＨＶ電池ＢＡ，ＰＨＶ電池ＢＢ）を車両１の外部の電源から充電（外部充電）が可能に構成されている。このために、車両１は、さらに、電力入力インレット５０と、充電器５１と、充電器５１の出力ＣＨ１，ＣＨ２が接続される電力入力チャネルとを含む。

電力入力インレット５０は、車両の外部の商用電源９０（たとえば交流１００Ｖ）をこの車両１に接続するための端子である。そして、この車両１においては、電力入力インレット５０に接続される車両１の外部の商用電源９０からＨＶ電池ＢＡおよびＰＨＶ電池ＢＢのうちの一方または両方を充電することができる。

充電器５１は、車両１の外部から与えられる電力を受けて、ＨＶ電池ＢＡおよびＰＨＶ電池ＢＢに対してそれぞれ第１、第２の充電電力を同時に供給することが可能である。充電器５１は、第１の充電電力をＨＶ電池ＢＡに出力する第１の出力ＣＨ１と、第２の充電電力をＰＨＶ電池ＢＢに出力する第２の出力ＣＨ２とを含む。

第１の出力ＣＨ１は、ＨＶ電池ＢＡと昇圧コンバータ１２Ａとの間のシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧとは別経路で、充電リレー９１，９２を介してＨＶ電池ＢＡに接続される。

第２の出力ＣＨ２は、ＰＨＶ電池ＢＢと昇圧コンバータ１２Ｂとの間のシステムメインリレーＳＲ１Ｂ，ＳＲとは別経路で、充電リレー９３，９４を介してＰＨＶ電池ＢＢに接続される。

充電リレー９１，９２，９３，９４のオン／オフは、制御装置３０からの制御信号によって切り替えられる。充電リレー９１，９２がオン状態であるとき、ＨＶ電池ＢＡの外部充電が可能となる。充電リレー９１，９２がオフ状態であるとき、ＨＶ電池ＢＡの外部充電が不可能となる。充電リレー９３，９４がオン状態であるとき、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電が可能となる。充電リレー９３，９４がオフ状態であるとき、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電が不可能となる。

ここで、従来の問題点について説明する。従来は、制御装置３０は、外部充電時には、蓄電容量が大きい高容量型のＰＨＶ電池ＢＢのみが充電されるように制御していた。しかしながら、ＰＨＶ電池ＢＢが年月とともに劣化するとＰＨＶ電池ＢＢの電池の容量が減少する。その結果、外部充電によって車両に蓄電される電力量が減少し、外部充電を実行することによって車両全体で使用可能となる電力量が低下するという問題が生じる。

そこで、本実施の形態では、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの劣化が進むまでは、外部充電時にＰＨＶ電池ＢＢのみを充電するように制御する。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの劣化が進んだ後は、外部充電による蓄電量の減少を緩和するため、外部充電時にＰＨＶ電池ＢＢとＨＶ電池ＢＡの両方を充電するように制御する。

外部充電時に、ＰＨＶ電池ＢＢのみを充電する場合には、制御装置３０は、充電リレー９１，９２をオフ状態とし、充電リレー９３，９４をオン状態とするとともに、充電器５１の第２の出力ＣＨ２から第２の充電電力を出力させる。この場合には、車両１の外部から与えられる電力のすべてが第２の充電電力となる。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのＳＯＣがＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣに達したら、充電器５からの第２の充電電力の出力を停止させる。

外部充電時に、ＨＶ電池ＢＡとＰＨＶ電池ＢＢの両方を充電する場合には、制御装置３０は、まず、充電リレー９１，９２をオン状態とし、充電リレー９３，９４をオフ状態とするとともに、充電器５１の第１の出力ＣＨ１から第１の充電電力を出力させる。この場合には、車両１の外部から与えられる電力のすべてが第１の充電電力となる。制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣがＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣに達したら、充電器５からの第１の充電電力の出力を停止させる。ＨＶ電池ＢＡの充電が終了後、制御装置３０は、充電リレー９３，９４をオン状態とし、充電リレー９１，９２をオフ状態とするとともに、充電器５１の第２の出力ＣＨ２から第２の充電電力を出力させる。この場合には、車両１の外部から与えられる電力のすべてが第２充電電力となる。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのＳＯＣがＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣに達したら、充電器５からの第２の充電電力の出力を停止させる。

なお、これに代えて、外部充電時に、ＨＶ電池ＢＡとＰＨＶ電池ＢＢの両方を充電する場合には、制御装置３０は、充電リレー９１，９２、９３、９４をオン状態とし、充電器５１の第１の出力ＣＨ１から第１の充電電力を出力させるとともに、充電器５１の第２の出力ＣＨ２から第２の充電電力を出力させるものとしてもよい。この場合には、車両１の外部から与えられる電力が第１充電電力と第２充電電力とに分配される。

図２は、第１の実施形態におけるＰＨＶ電池ＢＢの劣化と、外部充電の制御を説明するための図である。

図２に示すように、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量は年月とともに減少する。
ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ１（ｋＷｈ）を超えている場合には、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣは、固定値ｙｂ１（たとえば、８０％）に維持される。つまり、ＰＨＶ電池ＢＢは、満充電状態のｙｂ１まで充電される。このように固定値ｙｂ１に維持されるのは、この範囲では、ＰＨＶ電池ＢＢの劣化に伴うＰＨＶ電池ＢＢの電池容量の低下量が少ないため、外部充電時の車両の蓄電量の低下量が無視できるほど少ないためである。

ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ１以下となったときには、ＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量が減少しないように、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量の減少に応じた分だけ、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。これにより、ＰＨＶ電池ＢＢが劣化しても、外部充電実行後のＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量、つまり使用可能な電力を一定に維持することができる。その結果、外部充電実行後の車両全体の使用可能な電力を一定に維持することができる。

ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣがｙｂ２（たとえば、１００％）となるときの、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量をＴＨ２（ｋＷｈ）とする。

ＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量の減少を補うために、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２以下になると、ＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。

ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２のときのＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣをｙａ１とする。ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２から減少すると、ＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量の減少を補うために、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量の減少に応じた分だけ、ＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。これによって、ＰＨＶ電池ＢＢが劣化しても、外部充電実行後のＨＶ電池ＢＡの蓄電量、つまり使用可能な電力が増加する。その結果、外部充電実行後の車両全体の使用可能な電力を一定に維持することができる。

ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ３（ｋＷｈ）に達したときの、ＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣがｙａ２（たとえば、１００％）とする。

ＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣをｙａ２より大きくすると、過充電によりＨＢ電池ＢＡの劣化が早くなるため、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ３以下でのＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣをｙａ２に固定する。つまり、ＨＶ電池ＢＡの保護が優先され、外部充電後の車両全体の使用可能な電力量の低下は許容される。

上記において、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２よりも大きい場合に、ＨＶ電池ＢＡを外部充電不可能に設定するのは、ＰＨＶ電池ＢＢのみを外部充電するだけで、車両全体の使用可な電力（たとえば、所望の走行距離）を確保することができるためである。また、外部充電後の車両全体の使用可能な電力量を年月を通じてできるだけ一定に保ち、車両の性能を一定に保つのが好ましい場合があるためである。

図３は、第１の実施形態における外部充電の制御手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１００において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量を検出する。たとえば、ＰＨＶ電池ＢＢを一度充電率が０％になるまで放電した後に、満充電状態まで充電した際の充電電流積算値を用いて、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量を検出することができる。

ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ１を超える場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを固定値ｙｂ１に設定する。

ステップＳ１０３において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ１０４において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電不可に設定する。

一方、ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ２（ＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣがｙｂ２となるときのＰＨＶ電池ＢＢの容量として予め求めた値）を超え、かつ閾値ＴＨ１以下の場合（ステップＳ１０１：ＮＯ、ステップＳ１０５：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量の減少に応じて、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを増加させることによって、外部充電実行後のＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量、つまり使用可能な電力を一定に維持する。

具体的には、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ１のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電後の使用可能な電力Ｐ１と、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がｘ（ＴＨ１≦ｘ≦ＴＨ２）のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電後の使用可能な電力Ｐｘとが同一となるように定めたマップ１を用いて、現在のＰＨＶ電池ＢＢの容量に対するＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを求める。

ステップＳ１０７において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ１０８において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電不可に設定する。

一方、ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ３（ＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣがｙａ２となるときのＰＨＶ電池ＢＢの容量として予め求めた値）を超え、かつ閾値ＴＨ２以下の場合（ステップＳ１０１：ＮＯ、ステップＳ１０５：ＮＯ、ステップＳ１０９：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを上限限界値ｙｂ２（上述のマップ１を用いて求めることができる、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ２のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣ）に設定する。

ステップＳ１１１において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ１１２において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。

ステップＳ１１３において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量の減少に応じて、ＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。

具体的には、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がｘ（ＴＨ２≦ｘ≦ＴＨ３）のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電後の使用可能な電力とＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ２のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電後の使用可能な電力との差ｄｂと、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がｘのときのＨＶ電池ＢＡの外部充電後の使用可能な電力ＰＡとが同一となるように定めたマップ２を用いて、現在のＰＨＶ電池ＢＢの容量に対するＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣを求める。

ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ３以下の場合（ステップＳ１０１：ＮＯ、ステップＳ１０５：ＮＯ、ステップＳ１０９：ＮＯ）には、処理がステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを上限限界値ｙｂ２に設定する。

ステップＳ１１５において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ１１６において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。

ステップＳ１１７において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣを上限限界値ｙａ２（上述のマップ２を用いて求めることができる、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ３のときのＨＶ電池ＢＡの外部充電時の上限ＳＯＣ）に設定する。

ステップＳ１１８において、制御装置３０は、充電器５１を制御して外部充電を実行させる。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのみが外部充電可能に設定されている場合には、充電リレー９１，９２をオフ状態とし、充電リレー９３，９４をオン状態とするとともに、充電器５１の第２の出力ＣＨ２から第１の充電電力を出力させる。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのＳＯＣがＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣに達すると、外部充電を終了する。

制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡとＰＨＶ電池ＢＢの両方が外部充電可能に設定されている場合には、充電リレー９１，９２をオン状態とし、充電リレー９３，９４をオフ状態とするとともに、充電器５１の第１の出力ＣＨ１から第１の充電電力を出力させる。制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣがＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣに達すると、ＨＶ電池ＢＡへの外部充電を終了する。その後、制御装置３０は、充電リレー９３，９４をオン状態とし、充電リレー９１，９２をオフ状態とするとともに、充電器５１の第２の出力ＣＨ２から第２の充電電力を出力させる。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのＳＯＣがＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣに達すると、外部充電を終了する。

以上のように、本実施の形態によれば、ＰＨＶ電池の電池容量が所定値（ＴＨ２）を超えるときには、ＰＨＶ電池のみを外部充電可能に設定するとともに、ＰＨＶ電池の劣化による電池容量の減少に応じてＰＨＶ電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。また、ＰＨＶ電池の電池容量が所定値（ＴＨ２）以下のときには、ＰＨＶ電池とＨＶ電池を外部充電可能に設定するとともに、ＰＨＶ電池の劣化による電池容量の減少に応じてＨＶ電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。これにより、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力がＰＨＶ電池の劣化によって変化しないようにすることができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力がＰＨＶ電池の劣化によって変化しないようにするために、ＰＨＶ電池の容量がＴＨ２以下のときに、ＰＨＶ電池の容量の減少に応じて、ＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣを増加させる構成について説明した。これに対して、本実施の形態では、ＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣは一定値であるとし、代わりに、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心を減少させる構成について説明する。

図４は、第２の実施形態におけるＰＨＶ電池ＢＢの劣化と、外部充電の制御を説明するための図である。

図４に示すように、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量は年月とともに減少する。
ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ１（ｋＷｈ）を超えている場合には、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣは、固定値ｙｂ１（たとえば、８０％）に維持される。つまり、ＰＨＶ電池ＢＢは、満充電状態のｙｂ１まで充電される。このように固定値ｙｂ１に維持されるのは、この範囲では、ＰＨＶ電池ＢＢの劣化に伴うＰＨＶ電池ＢＢの電池容量の低下量が少ないため、外部充電時の車両の蓄電量の低下量が無視できるほど少ないためである。

ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２以下でのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣをｙｂ２に固定する。そして、ＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量の減少を補うために、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２以下になると、ＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。

ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２のときのＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心をｙｃ１とする。ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２から減少すると、ＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量の減少を補うために、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量の減少に応じた分だけ、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心を減少させる。これによって、ＰＨＶ電池ＢＢが劣化しても、外部充電実行後のＨＶ電池ＢＡの使用可能な電力が増加する。その結果、外部充電実行後の車両全体の使用可能な電力を一定に維持することができる。

ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ３（ｋＷｈ）に達したときの、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心がｙｃ２（たとえば、４０％）とする。

ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心をｙｃ２よりも小さくすると、走行時に回生電力が蓄積しにくくなるので、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ３以下でのＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心をｙｃ２に固定する。つまり、ＨＶ電池ＢＡへの回生が優先され、外部充電後の車両全体の使用可能な電力量の低下は許容される。

図５は、第２の実施形態における外部充電の制御手順を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２００において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量を検出する。たとえば、ＰＨＶ電池ＢＢを一度充電率が０％になるまで放電した後に、満充電状態まで充電した際の充電電流積算値を用いて、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量を検出することができる。

ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ１を超える場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを固定値ｙｂ１に設定する。

ステップＳ２０３において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ２０４において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電不可に設定する。

一方、ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ２（ＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣがｙｂ２となるときのＰＨＶ電池ＢＢの容量として予め求めた値）を超え、かつ閾値ＴＨ１以下の場合（ステップＳ２０１：ＮＯ、ステップＳ２０５：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量の減少に応じて、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを増加させることによって、外部充電実行後のＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量、つまり使用可能な電力を一定に維持する。

ステップＳ２０７において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ２０８において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電不可に設定する。

一方、ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ３（ＨＶ電池ＢＡの上限ＳＯＣがｙｃ２となるときのＰＨＶ電池ＢＢの容量として予め求めた値）を超え、かつ閾値ＴＨ２以下の場合（ステップＳ２０１：ＮＯ、ステップＳ２０５：ＮＯ、ステップＳ２０９：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを上限限界値ｙｂ２（上述のマップ１を用いて求めることができる、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ２のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣ）に設定する。

ステップＳ２１１において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ２１２において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。

ステップＳ２１３において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量の減少に応じて、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心を減少させる。

具体的には、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がｘ（ＴＨ２≦ｘ≦ＴＨ３）のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電後の使用可能な電力とＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ２のときのＰＨＶ電池ＢＢの外部充電後の使用可能な電力との差ｄｂと、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がｘのときのＨＶ電池ＢＡの外部充電後の使用可能な電力ＰＡとが同一となるように定めたマップ２を用いて、現在のＰＨＶ電池ＢＢの容量に対するＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心を求める。

ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ３以下の場合（ステップＳ２０１：ＮＯ、ステップＳ２０５：ＮＯ、ステップＳ２０９：ＮＯ）には、処理がステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１４において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを上限限界値ｙｂ２に設定する。

ステップＳ２１５において、制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢを外部充電可能に設定する。

ステップＳ２１６において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡを外部充電可能に設定する。

ステップＳ２１７において、制御装置３０は、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心を下限限界値ｙｃ２（上述のマップ２を用いて求めることができる、ＰＨＶ電池ＢＢの容量がＴＨ３のときのＨＶ電池ＢＡのＳＯＣ中心）に設定する。

ステップＳ２１８において、制御装置３０は、充電器５１を制御して外部充電を実行させる。

制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのみが外部充電可能に設定されている場合には、充電リレー９１，９２をオフ状態とし、充電リレー９３，９４をオン状態とするとともに、充電器５１の第２の出力ＣＨ２から第１の充電電力を出力させる。制御装置３０は、ＰＨＶ電池ＢＢのＳＯＣがＰＨＶ電池ＢＢの上限ＳＯＣに達すると、外部充電を終了する。

外部充電終了後、制御装置３０は、走行時において、ＨＶ電池ＢＡのＳＯＣがＳＯＣ中心よりも低いときには、運転者が要求する動力を出力した上で余裕がある場合に、ＨＶ電池ＢＡを充電し、現在のＨＶ電池ＢＡのＳＯＣがＳＯＣ中心よりも高いときには、ＨＶ電池ＢＡを積極的に放電する。ここで、図５のステップＳ２１３、Ｓ２１７において、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量がＴＨ２以下のときには、ＨＶ電池のＳＯＣ中心が低く設定されるので、ＨＶ電池ＢＡの放電量が多くなる、結果として、ＰＨＶ電池ＢＢの電池容量が閾値ＴＨ２以下に劣化することによって外部充電実行後の車両全体の使用可能な電力量が減少するのを緩和することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、ＰＨＶ電池の電池容量が所定値（ＴＨ２）を超えるときには、ＰＨＶ電池のみを外部充電可能に設定するとともに、ＰＨＶ電池の劣化による電池容量の減少に応じてＰＨＶ電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる。また、ＰＨＶ電池の電池容量が所定値（ＴＨ２）以下のときには、ＰＨＶ電池とＨＶ電池を外部充電可能に設定するとともに、ＰＨＶ電池の劣化による電池容量の減少に応じてＨＶ電池のＳＯＣ中心を減少させる。これにより、外部充電実行後に車両全体で使用可能となる電力がＰＨＶ電池の劣化によって変化しないようにすることができる。

なお、本発明の実施の形態では、図３のフローチャートのＳ１０５、図５のフローチャートＳ２０５の判断において、ＰＨＶの電池容量を用いた（ＴＨ１≧ＰＨＶ電池容量＞ＴＨ２）。これに代えて、ＰＨＶ電池の上限ＳＯＣを用いてもよい。すなわち、ＴＨ１≧ＰＨＶ電池容量＞ＴＨ２の代わりに、ｙｂ１≦ＰＨＶ電池の上限ＳＯＣ＜ｙｂ２を用いてもよい。

同様に、本発明の実施の形態では、図３のフローチャートのＳ１０９の判断において、ＰＨＶの電池容量を用いた（ＴＨ２≧ＰＨＶ電池容量＞ＴＨ３）。これに代えて、ＨＶ電池の上限ＳＯＣを用いてもよい。すなわち、ＴＨ２≧ＰＨＶ電池容量＞ＴＨ３の代わりに、ｙａ１≦ＨＶ電池の上限ＳＯＣ＜ｙａ２を用いてもよい。

同様に、本発明の実施の形態では、図５のフローチャートのＳ２０９の判断において、ＰＨＶの電池容量を用いた（ＴＨ２≧ＰＨＶ電池容量＞ＴＨ３）。これに代えて、ＨＶ電池のＳＯＣ中心を用いてもよい。すなわち、ＴＨ２≧ＰＨＶ電池容量＞ＴＨ３の代わりに、ｙｃ２＜ＨＶのＳＯＣ中心≦ｙｃ１を用いてもよい。

また、本発明の実施形態では、充電器からＨＶ電池ＢＡと、ＰＨＶ電池ＢＢの両方に電力が供給可能としたが、これに限定するものではない。

図６は、変形例の車両の構成を表わす図である。
図６に示すように、実施の形態と同様に、ＰＨＶ電池ＢＢを充電するときには、充電リレー９３、９４がオンとなり、充電器５５１からＰＨＶ電池ＢＢへ電力が供給される。

一方、ＨＶ電池ＢＡを充電するときには、充電リレー９３、９４、システムメインリレーＳＭ１Ｂ，ＳＲ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧがオンとなり、充電器５５１から昇圧コンバータ１２−Ｂおよび昇圧コンバータ１２Ａを順次介して、ＨＶ電池ＢＡへ電力が流れるように昇圧コンバータ１２Ａ，１２Ｂが動作する。

また、本実施の形態では、ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ１以下の場合には、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを固定値ｙｂ１に設定されるものとしたが、これに限定するものではない。ＰＨＶ電池ＢＢの容量が閾値ＴＨ１以下の場合も、ＰＨＶ電池ＢＢの容量の減少に応じて、ＰＨＶ電池ＢＢの外部充電時の上限ＳＯＣを増加させることによって、外部充電実行後のＰＨＶ電池ＢＢの蓄電量、つまり使用可能な電力を一定に維持するようにしてもよい。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１車両、２車輪、３動力分割機構、４エンジン、１０Ａ，１０Ｂ電圧センサ、１１Ａ，１１Ｂ電流センサ、１２Ａ，１２Ｂ昇圧コンバータ、１４，２２インバータ、３０制御装置、５０電力入力インレット、５１，５５１充電器、９１〜９４充電リレー、ＢＡＨＶ電池、ＢＢＰＨＶ電池、Ｃ１，Ｃ２，ＣＨ平滑用コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ，ＰＬ２電源ライン、ＳＬ２Ａ，ＳＬ２Ｂ電源ライン、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭ１Ｂ，ＳＲシステムメインリレー。

Claims

負荷と接続される第１蓄電池および第２蓄電池と、
前記第１蓄電池および前記第２蓄電池を外部充電するための充電装置と、
前記第１蓄電池の電池容量が所定値を超えるときには、前記第１蓄電池のみを外部充電可能に設定し、前記第１蓄電池の電池容量が前記所定値以下のときには、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を外部充電可能に設定する制御装置とを備え、
前記第１蓄電池の蓄電容量は、前記第２蓄電池の蓄電容量よりも大きく、前記第２蓄電池の出力可能な最大電力は、前記第１蓄電池の出力可能な最大電力よりも大きい、車両。
前記制御装置は、前記第１蓄電池の電池容量が前記所定値を超えるときには、さらに、前記第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて、前記第１蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる、請求項１記載の車両。
前記制御装置は、前記第１蓄電池の電池容量が前記所定値以下のときには、さらに、前記第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて、前記第２蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させる、請求項１記載の車両。
前記制御装置は、前記第１蓄電池の電池容量が前記所定値以下のときには、さらに、前記第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて、前記第２蓄電池のＳＯＣ中心を減少させる、請求項１記載の車両。
負荷と接続される第１蓄電池および第２蓄電池と、
前記第１蓄電池および前記第２蓄電池を外部充電するための充電装置と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１蓄電池の電池容量が所定値を超えるときには、前記第１蓄電池のみを外部充電可能に設定するとともに、前記第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて前記第１蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させ、前記第１蓄電池の電池容量が前記所定値以下のときには、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を外部充電可能に設定するとともに、前記第１蓄電池の劣化による電池容量の減少に応じて前記第２蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを増加させ、かつ前記第１蓄電池の外部充電時の上限ＳＯＣを固定する、車両。