JP2016157647A - 蓄電システム - Google Patents

Abstract

【課題】昇温中の電流センサのオフセット学習処理に伴う補機バッテリの充電量低下を抑制する。【解決手段】本発明の蓄電システムは、蓄電装置を昇温させるヒータと、蓄電装置からの電力又は蓄電装置を充電するための外部電源からの電力を、補機バッテリ及びヒータに出力する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、出力側が補機バッテリ及びヒータに対して並列に接続され、入力側が外部電源又は車両に搭載されるソーラーパネルと接続される第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止して電流センサのオフセット学習処理を行うコントローラと、を備える。コントローラは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータを介したヒータへの電力供給中にオフセット学習処理を行うとき、第２ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動して外部電源又はソーラーパネルから出力される電力を補機バッテリ及びヒータに供給するように制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置を温めるヒータを備えた蓄電システムに関する。

外部電源から供給される外部電力をバッテリに供給する外部充電の際、ヒータを用いてバッテリを加熱しながら充電することで、バッテリの内部抵抗の上昇に伴う許容入力電力量（許容充電電流量）の低減を緩和し、充電時間を短縮したり、電池劣化を抑制したりすることができる（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−０８４３８９号公報 特開２０１４−１１２９９４号公報

一方で、特許文献２に記載のように、電流センサの出力値を補正するオフセット学習処理がある。オフセット学習処理は、電流センサの検出誤差（ゼロ点のオフセット誤差）を補正する処理であり、バッテリの充放電が停止された状態で実施される。電流センサの検出誤差を的確に把握し、満充電容量の算出や電流積算値を精度良く把握するためである。

しかしながら、オフセット学習処理中は、バッテリの充放電が停止されるため、バッテリから補機バッテリへの電流経路が遮断された状態となる。例えば、ヒータを用いてバッテリを昇温させつつ外部充電を行う際、バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを介してヒータに電力供給を行うことができるが、オフセット学習処理中は、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる必要がある。このため、オフセット学習処理中にヒータへの電力供給を継続するためには補機バッテリからヒータに電力を供給することになるが、補機バッテリの電力が持ち出されるため、充電量が低下してしまう。補機バッテリの出力（電圧）が低下してしまうと、補機バッテリからの電力供給によって動作する電子機器類や補機が動作できなくなり、車両を起動できないおそれがある。

そこで、本発明の目的は、走行用モータに電力を供給する蓄電装置を温めるヒータを備えた蓄電システムにおいて、ヒータによる蓄電装置の昇温中に電流センサのオフセット学習処理を実施しても、補機バッテリ上がりを抑制することができる蓄電システムを提供することにある。

本発明は、車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置を備えた蓄電システムであり、蓄電装置を昇温させるヒータと、蓄電装置と走行用モータとの間の電流経路に接続され、蓄電装置からの電力又は蓄電装置を充電するための外部電源からの電力を、補機バッテリ及びヒータに出力する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、電流経路とは独立して出力側が補機バッテリ及びヒータに対して並列に接続され、入力側が外部電源又は車両に搭載されるソーラーパネルと接続される第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止して、電流センサのオフセット学習処理を行うコントローラと、を備える。そして、コントローラは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータを介したヒータへの電力供給中にオフセット学習処理を行うとき、第２ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動して外部電源又はソーラーパネルから出力される電力を、補機バッテリ及びヒータに供給するように制御する。

本発明によれば、ヒータによる蓄電装置の昇温中に電流センサのオフセット学習処理を実施して第１ＤＣ／ＤＣコンバータが停止しても、オフセット学習処理中は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータの電流経路とは独立した第２ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動し、外部電源又はソーラーパネルから供給される電力を、補機バッテリ及びヒータに供給する。このため、第１ＤＣ／ＤＣコンバータの停止中に補機バッテリの電力がヒータに供給されることを抑制でき、補機バッテリ上がりを抑制することができる。

実施例１における電池システムの構成を示す図である。 バッテリの昇温、オフセット学習状態及び各ＤＣ／ＤＣコンバータの駆動状態を示すタイムチャートである。 バッテリの昇温、オフセット学習状態及び各ＤＣ／ＤＣコンバータの駆動状態を示すタイムチャートである。 図２に示したタイムチャートに基づく、昇温制御中に行われるオフセット学習処理の際の各ＤＣ／ＤＣコンバータの動作制御を示すフローチャートである。 図３に示したタイムチャートに基づく、昇温制御中に行われるオフセット学習処理の際の各ＤＣ／ＤＣコンバータの動作制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１から図５を参照して、本発明の実施例１における電池システム（本発明の蓄電システムに相当する）について説明する。図１は、本実施例における電池システムの構成を示す概略図である。本実施例の電池システムは、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載することができる。

バッテリ（本発明の蓄電装置に相当する）１０は、例えば、複数の単電池を有する組電池である。単電池の数は、適宜設定することができる。単電池としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることができる。

バッテリ１０は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、昇圧回路２４と接続されており、昇圧回路２４がインバータ２５と接続されている。インバータ２５は、バッテリ１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータＭＧ２に出力する。モータ・ジェネレータ（本発明の走行用モータに相当する）ＭＧ２は、インバータ２５から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギ（動力）を生成する。

モータ・ジェネレータＭＧ２は、トランスミッション（変速機）ＴＭを介して駆動輪２６に接続される駆動軸に接続され、モータ・ジェネレータＭＧ２の動力がトランスミッションＴＭを介して駆動軸に伝達され、駆動軸によって駆動輪２６に伝達される。モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した動力がトランスミッションＴＭを介して駆動輪２６に伝達されることにより、バッテリ１０の電力を用いた車両走行を行わせることができる。

動力分割機構２７は、エンジン２８の動力を、駆動輪２６に伝達したり、モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達したりする。モータ・ジェネレータＭＧ１は、エンジン２８の動力を受けて発電する発電機である。モータ・ジェネレータＭＧ１が生成した電力（交流電力）は、インバータ２５を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２に供給されたり、昇圧回路２４を介してバッテリ１０や補機バッテリ４１に供給されたりする。

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータＭＧ２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ２５は、モータ・ジェネレータＭＧ２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ１０に出力する。これにより、バッテリ１０は、回生電力を蓄えることができる。

昇圧回路２４は、バッテリ１０の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ２５に出力したり、インバータ２５の出力電圧を降圧して降圧後の電力をバッテリ１０に出力したりする電圧変換器である。

エンジン２８は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関である。エンジン２８は、モータ・ジェネレータＭＧ１をエンジン始動用モータ（スタータ）として用い、始動することができる。バッテリ１０から所定の電力がモータ・ジェネレータＭＧ１に供給され、動力分割機構２７を介してモータ・ジェネレータＭＧ１がエンジン２８の駆動軸を回転させ、エンジン２８を始動させるように構成することができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ１０やモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力電圧を降圧し、降圧後の電力を補機バッテリ４１及びヒータ４２に出力する。本実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、バッテリ１０と昇圧回路２４（モータ・ジェネレータＭＧ２）との間の電流経路に設けられている。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の一端が、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂと昇圧回路２４との間の正極ラインＰＬに接続され、他端が、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇと昇圧回路２４との間の負極ラインＮＬに接続されている。

補機バッテリ４１は、補機に電力を供給する電源装置である。補機は、例えば、電池システムを搭載する車両の車室空調装置（エアコンのインバータやモータ等）、ＡＶ機器、車室内の照明装置、ヘッドライト、パワーウィンドモータ、ドアロックユニット、スイッチユニット、オートドア開閉ユニット等の電力消費機器である。また、電池システムの制御ＥＣＵであるコントローラ３０は、補機バッテリ４１からの電力を受けて駆動することができる。

補機バッテリ４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介し、バッテリ１０に蓄積された電力、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された電力を充電することができる。また、後述するように、外部電源５４や太陽電池パネル（ソーラーパネル）７０などの電源からＤＣ／ＤＣコンバータ４０，５０，６０を介して各電力を充電することができる。

ヒータ４２は、バッテリ１０の温度を調節するために用いられる。ヒータ４２は、リレー装置ＴＤＲを介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０及び補機バッテリ４１に接続されており、リレー装置ＴＤＲがオンであるときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電力又は／及び補機バッテリ４１から出力される電力が、ヒータ４２に供給される。これにより、ヒータ４２を駆動することができる。ヒータ４２への通電を遮断するときは、リレー装置ＴＤＲをオフにする。

本実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力側に、補機バッテリ４１及びヒータ４２が並列に接続されている。つまり、ヒータ４２に対して補機バッテリ４１とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とが並列に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧が、補機バッテリ４１の電圧よりも高ければ、補機バッテリ４１には入力電流が流れ、充電されることになる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、外部電源５４からの外部電力をバッテリ１０の充電させるための充電器５１と接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、充電ラインＰＬ１，ＮＬ１を介してバッテリ１０に接続されている。充電ラインＰＬ１は、バッテリ１０の正極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の正極ラインＰＬに接続されている。一方、充電ラインＮＬ１は、バッテリ１０の負極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｇとの間の負極ラインＮＬに接続されている。

各充電ラインＰＬ１，ＮＬ１には、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２がそれぞれ設けられている。充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２がオンにされることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を介してバッテリ１０及び充電器５１（外部電源５４）が電気的に接続される。

充電器５１は、車両外装に設けられるインレット５２と接続されている。インレット５２には、充電プラグ５３が接続される。充電プラグ５３は、外部電源５４から延びる充電ケーブルに設けられた接続コネクタである。充電プラグ５３をインレット５２に接続することにより、外部電源５４の外部電力が、充電器５１を介してバッテリ１０に供給可能となる。これにより、外部電源５４を用いて、バッテリ１０を充電することができる。外部電源５４が交流電力を供給するとき、充電器５１は、ＡＣ／ＤＣコンバータを備えることができる。外部電源５４の電力をバッテリ１０に供給して、バッテリ１０を充電することを外部充電という。外部電源５４としては、例えば、商用電源がある。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、太陽電池パネル７０と接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、充電ラインＰＬ１，ＮＬ１に接続され、太陽電池パネル７０から出力される電力を昇圧してバッテリ１０に出力する。太陽電池パネル７０を搭載した車両例としては、例えば、特開２０１４−１８４８３３号公報に記載の車載用太陽電池を搭載した車両があり、詳細な説明については、省略する。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力側は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力側と接続ラインＰＬ２，ＮＬ２を介して接続されている。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、接続ラインＰＬ２，ＮＬ２を介して補機バッテリ４１及びヒータ４２が並列に接続される。接続ラインＰＬ２，ＮＬ２には、リレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４がそれぞれ設けられている。リレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４がオンにされることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、補機バッテリ４１及びヒータ４２と、が電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力側も同様に、接続ラインＰＬ２，ＮＬ２に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、接続ラインＰＬ２，ＮＬ２を介して補機バッテリ４１及びヒータ４２が並列に接続される構成となっている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，６０は、バッテリ１０と昇圧回路２４との間の電流経路を介さずに（独立して）、接続ラインＰＬ２，ＮＬ２を介して直接に補機バッテリ４１及びヒータ４２と接続することができる。このように、補機バッテリ４１及びヒータ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，６０の各出力側にも、並列に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，６０の入力側には、外部電源５４又は太陽電池パネル７０が接続されている。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止した状態でも、外部電源５４又は太陽電池パネル７０から出力される電力を、補機バッテリ４１及びヒータ４２に供給することができる。

電圧センサ２０は、バッテリ１０の端子間電圧値Ｖｂを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。また、電圧センサ２０は、バッテリ１０を構成する各単電池の電圧値を検出することもできる。電流センサ２１は、バッテリ１０の正極端子とシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂとの間の電流経路上のバッテリ１０の電流値Ｉｂを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。図１に示す例では、電流センサ２１は、外部充電電流の電流値も検出することができる。温度センサ２２は、バッテリ１０の電池温度Ｔｂを検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。

コントローラ３０は、電圧センサ２０や電流センサ２１、温度センサ２２からの検出値に基づいてバッテリ１０のＳＯＣ（state of Charge）や満充電容量を算出してバッテリ１０の状態を管理する。

コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２、リレー装置ＴＤＲ、及びリレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４のオン／オフを制御し、各リレー装置は、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。また、コントローラ３０は、昇圧回路２４、インバータ２５、モータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０，５０，６０及び充電器５１の各動作制御し、電池システム全体の充放電制御及び外部充電制御を行うことができる。

本実施例の電池システムを搭載した車両は、車両全体で要求される車両要求出力に応じてエンジン２８の出力制御及びバッテリ１０の入出力制御を行う。運転状態に応じて車両の動力源を選択し、エンジン２８及びモータ・ジェネレータＭＧ２のうちの一方又は両方からの駆動力を用いた車両の走行制御が遂行される。

コントローラ３０は、車両のイグニッションスイッチがオン（ＩＧ−ＯＮ）されたとき、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオフからオンに制御し、バッテリ１０と昇圧回路２４（インバータ２５）とを接続して電池システムを起動（Ready-On）する。一方、電池システムが起動されている状態で車両のイグニッションスイッチがオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）されたとき、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに制御し、バッテリ１０と昇圧回路２４（インバータ２５）との接続を遮断し、電池システムを未起動状態（Ready-off）にする。イグニッションスイッチのオン／オフに伴うシステムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇのオン／オフ制御において、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２及びリレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４は、常にオフに制御される。イグニッションスイッチのオン／オフ信号は、コントローラ３０に入力される。

外部充電のとき、コントローラ３０は、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２を共にオンに制御するとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンに制御する。これにより、バッテリ１０及び充電器５１（外部電源５４）が接続され、かつＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、バッテリ１０及び充電器５１（外部電源５４）と接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０がバッテリ１０及び充電器５１と接続されることで、バッテリ１０や外部電源５４からの電力を補機バッテリ４１に充電したり、ヒータ４２に電力を供給したりすることができる。

バッテリ１０は、温度が低いと、内部抵抗が上昇しやすくなり、バッテリ１０に電流が流れにくくなる。バッテリ１０に流れる電流値（外部充電電流）が低下すると、バッテリ１０を充電する時間が長くなってしまう。このため、ヒータ４２によってバッテリ１０を温めてバッテリ１０を昇温させることで、外部充電の充電効率を向上させることができる。

そこで、コントローラ３０は、外部充電を行うとき、バッテリ１０の温度が所定温度よりも低ければ、外部電源５４から供給される外部電力を、バッテリ１０だけでなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介してヒータ４２にも供給する。

例えば、コントローラ３０は、外部充電を行う際、温度センサ２２によって検出される電池温度Ｔｂが、所定温度よりも低いか否かを判別し、電池温度Ｔｂが所定温度よりも低いとき、リレー装置ＴＤＲをオフからオンに制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を駆動させてヒータ４２に電力を供給する。

コントローラ３０は、外部電力をバッテリ１０に充電するように制御しつつ、外部電力の一部をＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介してヒータ４２に出力する。バッテリ１０は、ヒータ４２による昇温により、徐々に温度が上昇する。そして、電池温度Ｔｂが所定温度に達したとき、昇温を停止する。所定温度としては、電池温度Ｔｂを上昇させることで充電電流を流れ易くして、所定の充電効率を確保することができる温度を適宜設定することができる。

次に、本実施例の電流センサオフセット学習処理について説明する。本学習処理は、例えば、上述した特許文献２（特開２０１４−１１２９９４号公報）の技術である。コントローラ３０は、外部充電実行中に電流センサ補正制御であるオフセット学習処理を実行することができ、所定周期毎に実行される。

コントローラ３０は、電流センサ２１の所定のオフセット学習処理の補正タイミングで、まず、バッテリ１０からの充放電が停止された状態、すなわち、バッテリ１０から入出力される電流が停止された状態となるように制御する。例えば、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオフ状態に制御し、バッテリ１０の充電を停止する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して補機バッテリ４１及びヒータ４２に電力を供給している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を停止して、バッテリ１０から補機バッテリ４１及びヒータ４２への電力供給を停止する。

この状態においては電流センサ２１から検出されるべき電流値は０である。そこで、コントローラ３０は、電流センサ２１の検出電流値Ｉｂをゼロ点調整用のオフセット学習値Ｉｏｆｆとして更新する。コントローラ３０は、オフセット学習値Ｉｏｆｆが次に更新されるまで、オフセット学習値Ｉｏｆｆを用いて電流センサ２１の検出電流値Ｉｂを補正し、補正された電流値ＩＢｃｏｍをＳＯＣの演算などの種々の制御に用いる。

コントローラ３０は、オフセット学習値Ｉｏｆｆが更新されると、言い換えれば、オフセット学習処理が完了すると、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２を再びオン状態に制御し、バッテリ１０の外部充電を再開する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて補機バッテリ４１やヒータ４２への電力供給を再開する。オフセット学習処理を所定周期で繰り返し行い、外部充電においてオフセット学習処理中が、バッテリ１０の入出力動作が一旦停止される

このようにオフセット学習処理中は、バッテリ１０の充放電が停止されるため、バッテリ１０から補機バッテリ４１への電流経路が遮断された状態となる。つまり、ヒータ４２を用いてバッテリ１０を昇温させつつ外部充電を行う際、バッテリ１０からＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介してヒータ４２に電力供給を行うが、オフセット学習処理中は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止させなければならない。

このため、オフセット学習処理中にヒータ４２への電力供給を継続するためには補機バッテリ４１からヒータ４２に電力を供給することになるが、補機バッテリ４１の電力が持ち出されてしまうため、補機バッテリ４１の充電量が低下してしまう。補機バッテリ４１の出力（電圧）が低下してしまうと、補機バッテリ４１からの電力供給によって動作する電子機器類や補機が動作できなくなり、車両を起動できないおそれがある。

そこで、本実施例では、ヒータ４２によるバッテリ１０の昇温を行いつつ、電流センサ２１のオフセット学習処理を実施しても、補機バッテリ４１上がりを抑制する。図２は、バッテリ１０の昇温、オフセット学習状態及び各ＤＣ／ＤＣコンバータ４０，５０，６０の駆動状態を示すタイムチャートである。

図２に示すように、ヒータ４２による昇温が開始されると（昇温ＯＦＦ→ＯＮ）、コントローラ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて、外部電力を補機バッテリ４１及びヒータ４２に出力するように制御する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧Ｖ２が、補機バッテリ４１の電圧Ｖ１よりも大きくなるように制御される。このように制御することで、補機バッテリ４１に入力電流が流れ、補機バッテリ４１を充電することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力側に並列に接続されるヒータ４２にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して外部電力が供給される。

ここで、ヒータ４２に電力を供給しながら外部充電を行っている際に、オフセット学習処理が行われると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作が停止されるため、オフセット学習処理中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧が０となる。このため、オフセット学習処理中であってもヒータ４２に電力を供給してバッテリ１０の昇温を行うために、二点鎖線で示すように、補機バッテリ４１からヒータ４２に電力供給する必要がある。しかしながら、上述のように、補機バッテリ４１の電力を持ち出してヒータ４２に供給すると、補機バッテリ４１の充電量が低下してしまう。

そこで、オフセット学習処理中に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０とは独立したルートで、外部電源５４又は太陽電池パネル７０から出力される電力を、補機バッテリ４１及びヒータ４２に供給することで、補機バッテリ４１の充電量の低下を抑制しつつ、ヒータ４２への電力供給を継続して行えるようにする。

具体的には、リレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４をオフからオンに切り替えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を補機バッテリ４１及びヒータ４２と接続する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２がオフに制御されているため、バッテリ１０の電流経路とは遮断された状態となっている。

コントローラ３０は、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧がＶ２となるように制御し、オフセット学習処理によって停止中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の代わりに、並列に接続される補機バッテリ４１及びヒータ４２に電力を供給する。同様に、リレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４をオフからオンに切り替えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０が補機バッテリ４１及びヒータ４２と接続されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０を動作させて補機バッテリ４１及びヒータ４２に、電力を供給することができる。なお、オフセット学習処理中のＤＣ／ＤＣコンバータ５０，６０の駆動制御は、いずれか一方又は双方に対して適宜行うことができる。

このように構成することで、オフセット学習処理中にヒータ４２によるバッテリ１０の昇温を継続しても、補機バッテリ４１の充電量が低下しないため、補機バッテリ４１上がりを抑制することができる。

図２の例では、オフセット学習処理が行われる度に、停止中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，６０を動作させているが、例えば、図３に示すように、オフセット学習処理中に補機バッテリ４１からヒータ４２への電力供給を許容しつつ、ヒータ４２への電力供給によって低下する補機バッテリ４１の電圧が所定の下限電圧Ｖ_ｌｏｗに達したときに、停止中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０の代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０，６０を動作させて、補機バッテリ４１の充電及びヒータ４２への電力供給を行うように制御することができる。このように構成しても、補機バッテリ４１が下限電圧Ｖ_ｌｏｗに達した後は、補機バッテリ４１は常に入力電流が流れ、補機バッテリ４１を充電することができるので、補機バッテリ４１の充電量の低下を抑制することができる。

図４は、図２に示したタイムチャートに基づく、昇温制御中に行われるオフセット学習処理の際の各ＤＣ／ＤＣコンバータ４０，５０，６０の動作制御を示すフローチャートである。

図４に示すように、コントローラ３０は、外部充電を開始するとき、上述のように、バッテリ１０の電池温度Ｔｂを検出し（Ｓ３０１）、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔ_ｌｏｗよりも低ければ（Ｓ３０２のＹＳＥ）、リレー装置ＴＤＲをオンに制御し、ヒータ４２への電流経路を通電可能な状態にする（Ｓ３０３）。

コントローラ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて出力電圧がＶ２となるように制御する（Ｓ３０４）。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、外部電力を補機バッテリ４１及びヒータ４２に供給し、補機バッテリ４１は充電される。

そして、コントローラ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介してヒータ４２に外部電力を供給して昇温を行いつつ、外部充電を行っている最中に、オフセット学習処理のタイミングであるか否かを判別する（Ｓ３０５）。コントローラ３０は、オフセット学習の処理タイミングである場合、動作中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止する（Ｓ３０６）。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の停止と共に、バッテリ１０の充放電を停止させるために、コントローラ３０は、例えば、充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオフに制御して、外部電源５４との電流経路を遮断状態にする。

コントローラ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作停止に伴い、リレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４をオフからオンに制御して、補機バッテリ４１及びヒータ４２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０とを接続する。そして、コントローラ３０は、充電器５１からＤＣ／ＤＣコンバータ５０に外部電力の供給を許容しつつ、出力電圧をＶ２になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０の動作を制御する（Ｓ３０７）。

コントローラ３０は、上述したオフセット学習処理が終了したか否かを判別し（Ｓ３０８）、オフセット学習処理が終了したならば、リレー装置Ｒｃｈ３，Ｒｃｈ４をオフに制御しつつ、動作中のＤＣ／ＤＣコンバータ５０を停止する（Ｓ３０９）。このとき、コントローラ３０は、オフセット学習処理の終了に伴って充電リレーＲｃｈ１，Ｒｃｈ２をオンに制御して外部充電を再開し、停止中のＤＣ／ＤＣコンバータ４０を出力電圧Ｖ２で動作させるように制御する（Ｓ３１０）。

コントローラ３０は、ステップＳ３０８において、オフセット学習処理が終了していないと判別された場合には、出力電圧Ｖ２でのＤＣ／ＤＣコンバータ５０の動作制御を継続する。

次に、コントローラ３０は、電池温度Ｔｂを検出し（Ｓ３１１）、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔ_ｌｏｗよりも低ければ（Ｓ３１２のＮＯ）、ステップＳ３０３に戻り、ヒータ４２によるバッテリ１０の昇温制御と、昇温制御中のオフセット学習処理に伴うＤＣ／ＤＣコンバータ４０，５０，６０の駆動制御を繰り返し行う。

コントローラ３０は、ステップＳ３１２において、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔ_ｌｏｗ以上であると判別されると（Ｓ３１２のＹＥＳ）、リレー装置ＴＤＲをオフに制御し（Ｓ３１３）、ヒータ４２への電力供給を遮断して、ヒータ４２によるバッテリ１０の昇温制御を終了する（Ｓ３１４）。なお、ヒータ４２の電力供給を遮断しても、補機バッテリ４１への充電を継続させるときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止させないように制御することができる。

図５は、図３に示したタイムチャートに基づく、昇温制御中に行われるオフセット学習処理の際の各ＤＣ／ＤＣコンバータ４０，５０，６０の動作制御を示すフローチャートである。図５の例では、図４に対してステップＳ３００１，Ｓ３００２の処理が追加されている。以下の説明では、主に図４と異なる処理について説明し、その他の処理については、図４と同様であるため、同符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、コントローラ３０は、ステップＳ３０６において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を停止させつつ、補機バッテリ４１からヒータ４２への電力供給を行うように制御する。このとき、コントローラ３０は、補機バッテリ４１が下限電圧Ｖ_ｌｏｗに達するまで（Ｓ３００１）、補機バッテリ４１から電力を持ち出してヒータ４２に供給するように制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の動作を停止して補機バッテリ４１に外部電力を供給しないように制御する（Ｓ３００２）。なお、下限電圧Ｖ_ｌｏｗは、補機バッテリ４１からの電力供給によって動作する電子機器類や補機によって消費される電力を考慮して適宜設定することができ、例えば、車両起動に必要な電子機器類への電力供給が十分に行うことができない下限電圧に設定することができる。

なお、上記説明において、ヒータ４２によるバッテリ１０の昇温制御及びオフセット学習処理が、外部充電の際に行われる態様を一例に説明したが、これに限るものではない。例えば、車両起動の際など、外部充電時以外にヒータ４２によるバッテリ１０の昇温制御を行うことができる。この場合、電池システムが外部電源５４と接続されていない状態であれば、太陽電池パネル７０から出力される電力をＤＣ／ＤＣコンバータ６０を介して、オフセット学習処理中に補機バッテリ４１及びヒータ４２に供給することができる。

１０：バッテリ（蓄電装置）、２０：電圧センサ、２１：電流センサ、２２：温度センサ、２４：昇圧回路、２５：インバータ、ＭＧ１，ＭＧ２：モータ・ジェネレータ、２６：駆動輪、２７：動力分割機構、２８：エンジン、３０：コントローラ、４０，５０，６０：ＤＣ／ＤＣコンバータ、４１：補機バッテリ、４２：ヒータ、５１：充電器、５２：インレット、５３：充電プラグ、５４：外部電源

Claims (1)

1. 車両の走行用モータに電力を供給する蓄電装置を備えた蓄電システムであって、
   前記蓄電装置を昇温させるヒータと、
   前記蓄電装置と前記走行用モータとの間の電流経路に接続され、前記蓄電装置からの電力又は前記蓄電装置を充電するための外部電源からの電力を、補機バッテリ及び前記ヒータに出力する第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記電流経路とは独立して出力側が前記補機バッテリ及び前記ヒータに対して並列に接続され、入力側が前記外部電源又は車両に搭載されるソーラーパネルと接続される第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記蓄電装置の充放電電流を検出する電流センサと、
   前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止して、前記電流センサのオフセット学習処理を行うコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを介した前記ヒータへの電力供給中に前記オフセット学習処理を行うとき、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動して前記外部電源又は前記ソーラーパネルから出力される電力を、前記補機バッテリ及び前記ヒータに供給するように制御することを特徴とする蓄電システム。
   

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