JP2018196274A - Battery system - Google Patents

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Abstract

To provide a battery system having an improved power supply efficiency in a battery system which includes a secondary battery and a fuel cell.SOLUTION: A battery system 1 includes: a drive motor 50; a secondary battery 20 which charges power to be supplied to the drive motor; and a fuel cell 30 which generates electric power to be charged to the secondary battery. The battery system 1 further includes: a power storage device 10 which charges power to be supplied to the drive motor; switchover units SW1-SW5 which can change between a first supply mode, in which power is supplied from the secondary battery to the drive motor without using the power charged in the power storage device, and a second supply mode in which power is supplied from the power storage device and the secondary battery to the drive motor in a state that the power storage device is connected in series with the secondary battery; and a control device 100 which controls the operation of the switchover units to thereby control the change of the mode of power supply to the drive motor. The power storage device is charged using power generated by the fuel cell.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電池システムに関する。   The present invention relates to a battery system.

近年、負荷へ供給される電力を蓄電する二次電池と、二次電池へ充電される電力を発電する燃料電池とを備える電池システムが種々の装置に利用されている。例えば、特許文献１に記載されているように、二次電池から供給される電力を用いて駆動される駆動用モータの出力により走行する電動車両において、燃料電池により発電される電力を用いて二次電池を充電することによって、二次電池の残存容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が低下し電力が枯渇することを抑制しつつ走行の継続を可能にする電動車両がある。このような電動車両では、例えば、外部電源により二次電池が充電され、電動車両の走行中に二次電池の残存容量の低下に応じて燃料電池が起動される。   In recent years, a battery system including a secondary battery that stores electric power supplied to a load and a fuel cell that generates electric power charged to the secondary battery is used in various apparatuses. For example, as described in Patent Document 1, in an electric vehicle that travels by the output of a driving motor that is driven using electric power supplied from a secondary battery, the electric power generated by the fuel cell is There is an electric vehicle that allows the vehicle to continue running while charging a secondary battery and suppressing a remaining capacity (SOC: State Of Charge) of the secondary battery and depleting power. In such an electric vehicle, for example, the secondary battery is charged by an external power source, and the fuel cell is activated in accordance with a decrease in the remaining capacity of the secondary battery while the electric vehicle is traveling.

特開２０１４−１４３８５１号公報JP 2014-143851 A

ところで、電動車両等に搭載される上記の電池システムにおいて、電力の供給についての効率である電力供給効率を向上させることが望ましいと考えられる。具体的には、上記の電池システムにおいて、二次電池に蓄電される電力は、二次電池と負荷とを接続する電力線を介して負荷へ供給される。例えば、二次電池から負荷への電力の供給において、二次電池の内部抵抗及び電力線の電気抵抗に起因して電力損失が生じる。このような電力損失は、電池システムにおける電力供給効率を低下させる要因となり得る。   By the way, in said battery system mounted in an electric vehicle etc., it is thought desirable to improve the power supply efficiency which is the efficiency about supply of electric power. Specifically, in the battery system described above, the electric power stored in the secondary battery is supplied to the load via a power line connecting the secondary battery and the load. For example, in the supply of power from the secondary battery to the load, power loss occurs due to the internal resistance of the secondary battery and the electrical resistance of the power line. Such power loss can be a factor of reducing power supply efficiency in the battery system.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、二次電池及び燃料電池を含む電池システムにおいて電力供給効率を向上させることが可能な、新規かつ改良された電池システムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a novel and capable of improving power supply efficiency in a battery system including a secondary battery and a fuel cell. It is to provide an improved battery system.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、負荷と、前記負荷へ供給される電力を蓄電する二次電池と、前記二次電池へ充電される電力を発電する燃料電池と、を備える電池システムであって、前記負荷へ供給される電力を蓄電する蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄電される電力を利用せずに前記二次電池から前記負荷へ電力を供給する第１供給モードと、前記蓄電装置と前記二次電池とが直列に接続されている状態で前記蓄電装置及び前記二次電池から前記負荷へ電力を供給する第２供給モードとを切り替え可能な切替部と、前記切替部の動作を制御することにより前記負荷への電力の供給モードの切り替えを制御する制御装置と、をさらに備え、前記蓄電装置は、前記燃料電池により発電される電力を用いて充電される、電池システムが提供される。   In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a load, a secondary battery that stores electric power supplied to the load, and a fuel cell that generates electric power charged to the secondary battery, A power storage device that stores power supplied to the load, and a first power supply from the secondary battery to the load without using the power stored in the power storage device. A switching unit capable of switching between a supply mode and a second supply mode for supplying power from the power storage device and the secondary battery to the load in a state where the power storage device and the secondary battery are connected in series; And a control device that controls switching of a power supply mode to the load by controlling an operation of the switching unit, and the power storage device is charged using power generated by the fuel cell. Battery Stem is provided.

前記制御装置は、前記第１供給モードにおいて、前記蓄電装置を含まずに前記二次電池及び前記負荷が直列に接続される閉回路を形成し、前記第２供給モードにおいて、前記蓄電装置、前記二次電池及び前記負荷が直列に接続される閉回路を形成してもよい。   In the first supply mode, the control device forms a closed circuit in which the secondary battery and the load are connected in series without including the power storage device, and in the second supply mode, the power storage device, A closed circuit in which a secondary battery and the load are connected in series may be formed.

前記電池システムは、電動車両に搭載され、前記負荷は、前記電動車両の駆動用モータを含んでもよい。   The battery system may be mounted on an electric vehicle, and the load may include a drive motor for the electric vehicle.

前記二次電池に蓄電される電力は、主として前記駆動用モータの駆動に用いられ、前記燃料電池により発電される電力は、主として前記二次電池の充電に用いられてもよい。   The electric power stored in the secondary battery may be mainly used for driving the driving motor, and the electric power generated by the fuel cell may be mainly used for charging the secondary battery.

前記二次電池は、前記電動車両の外部の外部電源と接続可能であり、前記外部電源から供給される電力を用いて充電されてもよい。   The secondary battery may be connected to an external power source outside the electric vehicle, and may be charged using electric power supplied from the external power source.

前記制御装置は、前記負荷の電力要求値が基準値以下であると判定される場合に前記供給モードを前記第１供給モードへ切り替え、前記電力要求値が前記基準値より大きいと判定される場合に前記供給モードを前記第２供給モードへ切り替えてもよい。   The control device switches the supply mode to the first supply mode when it is determined that the power demand value of the load is less than or equal to a reference value, and the power request value is determined to be greater than the reference value The supply mode may be switched to the second supply mode.

前記制御装置は、前記電力要求値が前記基準値以下であるか否かを前記電動車両の走行に関連する情報である走行情報に基づいて判定してもよい。   The control device may determine whether or not the required power value is equal to or less than the reference value based on travel information that is information related to travel of the electric vehicle.

前記走行情報は、前記電動車両のアクセル開度を含んでもよい。   The travel information may include an accelerator opening of the electric vehicle.

前記走行情報は、前記電動車両が走行する路面の勾配を含んでもよい。   The travel information may include a road gradient on which the electric vehicle travels.

前記制御装置は、前記負荷における現在の電流値及び電流要求値の間の差と閾値との比較結果に応じて前記供給モードの切り替えを制御してもよい。   The control device may control switching of the supply mode according to a comparison result between a difference between a current value and a current request value in the load and a threshold value.

前記制御装置は、前記供給モードが前記第１供給モードから前記第２供給モードへ切り替えられることにより生じる前記電池システムにおける電気抵抗の増大に起因する前記電池システムにおける電力損失の増大分が相殺されて前記電力損失が低減されるように、前記第１供給モードから前記第２供給モードへの切り替えを実行してもよい。   The controller cancels an increase in power loss in the battery system caused by an increase in electrical resistance in the battery system that occurs when the supply mode is switched from the first supply mode to the second supply mode. Switching from the first supply mode to the second supply mode may be performed so that the power loss is reduced.

前記蓄電装置は、電圧を変換可能な第１電力変換装置を介して前記燃料電池と接続され、前記制御装置は、前記第１電力変換装置及び前記燃料電池の動作を制御することにより、前記燃料電池により発電される電力の前記蓄電装置への供給を制御してもよい。   The power storage device is connected to the fuel cell via a first power conversion device capable of converting a voltage, and the control device controls the operation of the first power conversion device and the fuel cell, thereby You may control supply to the said electrical storage apparatus of the electric power generated with a battery.

前記二次電池は、電圧を変換可能な第２電力変換装置を介して前記燃料電池と接続され、前記制御装置は、前記第２電力変換装置及び前記燃料電池の動作を制御することにより、前記燃料電池により発電される電力の前記二次電池への供給を制御してもよい。   The secondary battery is connected to the fuel cell via a second power conversion device capable of converting a voltage, and the control device controls the operations of the second power conversion device and the fuel cell, thereby You may control supply to the said secondary battery of the electric power generated with a fuel cell.

前記第２電力変換装置は、双方向に電圧を変換可能であり、前記制御装置は、前記第１電力変換装置及び前記第２電力変換装置の動作を制御することにより、前記二次電池に蓄電される電力の前記蓄電装置への供給を制御してもよい。   The second power conversion device is capable of bi-directionally converting voltage, and the control device stores power in the secondary battery by controlling operations of the first power conversion device and the second power conversion device. The supplied power may be controlled to the power storage device.

前記蓄電装置は、前記二次電池の内部抵抗と比較して小さい内部抵抗を有してもよい。   The power storage device may have a small internal resistance compared to the internal resistance of the secondary battery.

前記蓄電装置は、電気二重層コンデンサであってもよい。   The power storage device may be an electric double layer capacitor.

以上説明したように本発明によれば、二次電池及び燃料電池を含む電池システムにおいて電力供給効率を向上させることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to improve power supply efficiency in a battery system including a secondary battery and a fuel cell.

電池と負荷を含む一般的な電気回路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the general electric circuit containing a battery and load. 本発明の実施形態に係る電池システムの概略構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of schematic structure of the battery system which concerns on embodiment of this invention. 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a function structure of the control apparatus which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る制御装置が実行するモード切替制御における処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the process in the mode switching control which the control apparatus which concerns on the same embodiment performs. 同実施形態に係る電池システムにおける第１供給モード中の電力の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric power in 1st supply mode in the battery system which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る電池システムにおける第２供給モード中の電力の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric power in 2nd supply mode in the battery system which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る制御装置が実行するモード切替制御における処理の流れの図４と異なる例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example different from FIG. 4 of the flow of the process in the mode switching control which the control apparatus which concerns on the same embodiment performs. 変形例に係る電池システムの概略構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of schematic structure of the battery system which concerns on a modification.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

＜１．電気回路における電力損失＞
まず、本発明の実施形態に係る電池システム１の説明に先立って、図１を参照して、一般的な電気回路９における電気抵抗に起因して生じる電力損失について説明する。 <1. Power loss in electrical circuits>
First, prior to the description of the battery system 1 according to the embodiment of the present invention, the power loss caused by the electric resistance in the general electric circuit 9 will be described with reference to FIG.

図１は、電池９０１と負荷９０３を含む一般的な電気回路９を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a general electric circuit 9 including a battery 901 and a load 903.

電池９０１は、電力線９０２を介して負荷９０３と接続される。ここで、電池９０１の内部抵抗をＲｖとし、電力線９０２の電気抵抗をＲａとし、電流をＩとすると、電気回路９における電気抵抗に起因して生じる電圧降下による電位差Ｖｒは、以下の式（１）によって表される。   Battery 901 is connected to load 903 via power line 902. Here, when the internal resistance of the battery 901 is Rv, the electric resistance of the power line 902 is Ra, and the current is I, the potential difference Vr due to the voltage drop caused by the electric resistance in the electric circuit 9 is expressed by the following formula (1 ).

Figure 2018196274
Figure 2018196274

ゆえに、電池９０１の起電力をＶとすると、負荷９０３へ印加される電圧ＶＬは、以下の式（２）によって表される。   Therefore, when the electromotive force of the battery 901 is V, the voltage VL applied to the load 903 is expressed by the following equation (2).

Figure 2018196274
Figure 2018196274

よって、負荷９０３へ供給される電力ＰＬは、以下の式（３）によって表される。   Therefore, the power PL supplied to the load 903 is represented by the following formula (3).

Figure 2018196274
Figure 2018196274

式（３）のＩ×Ｖは電池９０１の出力に相当し、Ｉ２×（Ｒｖ＋Ｒａ）は、電気回路９における電気抵抗に起因して生じる電力損失に相当する。このように、負荷９０３へ供給される電力ＰＬは、電気回路９における電気抵抗に起因して生じる電力損失の分だけ電池９０１の出力と比較して小さくなる。また、式（３）に示されるように、電気回路９における電気抵抗に起因して生じる電力損失は電流Ｉの２乗に比例する。ゆえに、例えば負荷９０３の電力要求値の増大に伴って電流を増大させる場合、電力損失が顕著に増大しやすい。それにより、電気回路９における電力供給効率が低下し得る。 In the formula (3), I × V corresponds to the output of the battery 901, and I 2 × (Rv + Ra) corresponds to the power loss caused by the electric resistance in the electric circuit 9. Thus, the power PL supplied to the load 903 is smaller than the output of the battery 901 by the amount of power loss caused by the electrical resistance in the electrical circuit 9. Further, as shown in the equation (3), the power loss caused by the electric resistance in the electric circuit 9 is proportional to the square of the current I. Therefore, for example, when the current is increased with an increase in the required power value of the load 903, the power loss tends to increase significantly. Thereby, the power supply efficiency in the electric circuit 9 can be reduced.

＜２．電池システムの構成＞
続いて、図２及び図３を参照して、本発明の実施形態に係る電池システム１の構成について説明する。電池システム１は、電動車両に搭載される電池システムである。以下では、電動車両の電池システム１を一例として説明するが、本発明に係る電池システムは電動車両と異なる他の装置に適用されてもよい。 <2. Battery system configuration>
Then, with reference to FIG.2 and FIG.3, the structure of the battery system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. The battery system 1 is a battery system mounted on an electric vehicle. Hereinafter, the battery system 1 of the electric vehicle will be described as an example, but the battery system according to the present invention may be applied to another device different from the electric vehicle.

図２は、本実施形態に係る電池システム１の概略構成の一例を示す模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of the battery system 1 according to the present embodiment.

電池システム１は、例えば、図２に示したように、蓄電装置１０と、二次電池２０と、燃料電池３０と、インバータ４０と、駆動用モータ５０と、第１電力変換装置６０と、第２電力変換装置７０と、アクセル開度センサ９１と、加速度センサ９２と、第１バッテリセンサ９３と、第２バッテリセンサ９４と、制御装置１００とを備える。インバータ４０及び駆動用モータ５０は、本発明に係る負荷の一例に相当する。このように、本発明に係る負荷は、電動車両の駆動用モータ５０を含み得る。   For example, as shown in FIG. 2, the battery system 1 includes a power storage device 10, a secondary battery 20, a fuel cell 30, an inverter 40, a drive motor 50, a first power converter 60, Two power converters 70, an accelerator opening sensor 91, an acceleration sensor 92, a first battery sensor 93, a second battery sensor 94, and a control device 100 are provided. The inverter 40 and the drive motor 50 correspond to an example of a load according to the present invention. As described above, the load according to the present invention may include the drive motor 50 of the electric vehicle.

電池システム１を搭載する電動車両は、二次電池２０から供給される電力を用いて駆動される駆動用モータ５０を駆動源として走行可能である。また、当該電動車両は、燃料電池３０により発電される電力を用いて二次電池２０を充電することによって、二次電池２０の残存容量ＳＯＣが低下し電力が枯渇することを抑制しつつ走行を継続可能である。   The electric vehicle on which the battery system 1 is mounted can run using a drive motor 50 that is driven using electric power supplied from the secondary battery 20 as a drive source. In addition, the electric vehicle travels while charging the secondary battery 20 using the electric power generated by the fuel cell 30 and suppressing the remaining capacity SOC of the secondary battery 20 from being reduced and depleting the electric power. Can continue.

電池システム１は、例えば、燃料電池レンジエクステンダー式の電動車両に搭載される。燃料電池レンジエクステンダー式の電動車両に搭載される電池システム１では、具体的には、二次電池２０に蓄電される電力が主として駆動用モータ５０の駆動に用いられ、燃料電池３０により発電される電力が主として二次電池２０の充電に用いられる。なお、燃料電池３０により発電される電力が駆動用モータ５０の駆動に用いられてもよい。例えば、燃料電池３０により発電される電力が、二次電池２０に蓄電される電力に加えて駆動用モータ５０の駆動に用いられてもよい。二次電池２０に蓄電される電力と燃料電池３０により発電される電力との間での駆動用モータ５０の駆動に用いられる頻度の割合は、特に限定されない。また、燃料電池レンジエクステンダー式の電動車両に搭載される電池システム１では、具体的には、二次電池２０は、電動車両の外部の外部電源と接続可能であり、外部電源から供給される電力を用いて充電され得る。   The battery system 1 is mounted on, for example, a fuel cell range extender type electric vehicle. In the battery system 1 mounted on the fuel cell range extender type electric vehicle, specifically, the electric power stored in the secondary battery 20 is mainly used to drive the drive motor 50 and is generated by the fuel cell 30. Electric power is mainly used to charge the secondary battery 20. The electric power generated by the fuel cell 30 may be used for driving the drive motor 50. For example, the power generated by the fuel cell 30 may be used to drive the drive motor 50 in addition to the power stored in the secondary battery 20. The ratio of the frequency used for driving the driving motor 50 between the electric power stored in the secondary battery 20 and the electric power generated by the fuel cell 30 is not particularly limited. Further, in the battery system 1 mounted on the fuel cell range extender type electric vehicle, specifically, the secondary battery 20 can be connected to an external power source outside the electric vehicle, and the electric power supplied from the external power source. Can be used for charging.

電池システム１には、各装置の間を接続する電力線の一部に負荷としてのインバータ４０への電力の供給モードを切り替えるためのスイッチが設けられる。例えば、電池システム１には、そのようなスイッチとして、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５が設けられる。第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５は、本発明に係る切替部の一例に相当する。以下では、スイッチがＯＮである場合にスイッチが設けられる部分が接続されて通電可能な状態になり、スイッチがＯＦＦである場合にスイッチが設けられる部分が遮断されて通電されない状態になるものとして説明する。   In the battery system 1, a switch for switching a power supply mode to the inverter 40 as a load is provided in a part of a power line connecting the devices. For example, the battery system 1 includes a first switch SW1, a second switch SW2, a third switch SW3, a fourth switch SW4, and a fifth switch SW5 as such switches. The first switch SW1, the second switch SW2, the third switch SW3, the fourth switch SW4, and the fifth switch SW5 correspond to an example of a switching unit according to the present invention. In the following description, it is assumed that when the switch is ON, the portion where the switch is provided is connected and can be energized, and when the switch is OFF, the portion where the switch is provided is blocked and not energized. To do.

例えば、二次電池２０は、インバータ４０と第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３を介して接続される。具体的には、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３は、二次電池２０の高圧側とインバータ４０の高圧側との間に設けられる。また、二次電池２０は、第２電力変換装置７０を介して燃料電池３０と接続される。   For example, the secondary battery 20 is connected to the inverter 40 via the first switch SW1 and the third switch SW3. Specifically, the first switch SW1 and the third switch SW3 are provided between the high voltage side of the secondary battery 20 and the high voltage side of the inverter 40. The secondary battery 20 is connected to the fuel cell 30 via the second power conversion device 70.

また、例えば、蓄電装置１０の低圧側は、二次電池２０の高圧側と第２スイッチＳＷ２を介して接続される。このように、蓄電装置１０は、二次電池２０に対して直列に接続可能となっている。また、蓄電装置１０の高圧側は、インバータ４０の高圧側と第４スイッチＳＷ４を介して接続される。また、蓄電装置１０は、第１電力変換装置６０を介して燃料電池３０と接続される。具体的には、蓄電装置１０の低圧側は、第１電力変換装置６０の低圧側と第５スイッチＳＷ５を介して接続される。なお、第１電力変換装置６０は、燃料電池３０に対して第２電力変換装置７０と並列に接続される。   For example, the low voltage side of the power storage device 10 is connected to the high voltage side of the secondary battery 20 via the second switch SW2. As described above, the power storage device 10 can be connected to the secondary battery 20 in series. The high voltage side of the power storage device 10 is connected to the high voltage side of the inverter 40 via the fourth switch SW4. In addition, the power storage device 10 is connected to the fuel cell 30 via the first power conversion device 60. Specifically, the low voltage side of the power storage device 10 is connected to the low voltage side of the first power converter 60 via the fifth switch SW5. The first power conversion device 60 is connected to the fuel cell 30 in parallel with the second power conversion device 70.

第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３及び第５スイッチＳＷ５がＯＮであり、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４がＯＦＦである場合に、蓄電装置１０を含まずに二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成される。それにより、蓄電装置１０に蓄電される電力を利用せずに二次電池２０からインバータ４０へ電力を供給する第１供給モードが実現される。   When the first switch SW1, the third switch SW3, and the fifth switch SW5 are ON, and the second switch SW2 and the fourth switch SW4 are OFF, the secondary battery 20 without the power storage device 10 and the inverter 40 Is formed in a closed circuit. Thereby, the first supply mode for supplying power from the secondary battery 20 to the inverter 40 without using the power stored in the power storage device 10 is realized.

一方、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３及び第５スイッチＳＷ５がＯＦＦであり、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４がＯＮである場合に、蓄電装置１０と、二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成される。それにより、蓄電装置１０と二次電池２０とが直列に接続されている状態で蓄電装置１０及び二次電池２０からインバータ４０へ電力を供給する第２供給モードが実現される。   On the other hand, when the first switch SW1, the third switch SW3, and the fifth switch SW5 are OFF and the second switch SW2 and the fourth switch SW4 are ON, the power storage device 10, the secondary battery 20, and the inverter 40 Is formed in a closed circuit. Thereby, the second supply mode for supplying power from the power storage device 10 and the secondary battery 20 to the inverter 40 in a state where the power storage device 10 and the secondary battery 20 are connected in series is realized.

このように、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５は、第１供給モードと、第２供給モードとを切り替え可能である。   Thus, the first switch SW1, the second switch SW2, the third switch SW3, the fourth switch SW4, and the fifth switch SW5 can be switched between the first supply mode and the second supply mode.

各スイッチは図示しない駆動装置によって駆動され、駆動装置の動作が制御されることによって、各スイッチの動作が制御され得る。なお、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５の動作は連動していてもよく、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４の動作は連動していてもよい。その場合、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５を連動して駆動する駆動装置と、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４を連動して駆動する駆動装置の動作が制御されることによって、各スイッチの動作が制御され得る。各スイッチの種類は特に限定されず、例えば、各スイッチとして、トランジスタ等の半導体スイッチが用いられることが好ましい。なお、各スイッチとして、リレー等の機械式スイッチが用いられてもよい。   Each switch is driven by a drive device (not shown), and the operation of each switch can be controlled by controlling the operation of the drive device. The operations of the first switch SW1, the second switch SW2, and the fifth switch SW5 may be interlocked, and the operations of the third switch SW3 and the fourth switch SW4 may be interlocked. In this case, the operations of the drive device that drives the first switch SW1, the second switch SW2, and the fifth switch SW5 in conjunction with each other and the drive device that drives the third switch SW3 and the fourth switch SW4 in conjunction with each other are controlled. Thus, the operation of each switch can be controlled. The type of each switch is not particularly limited. For example, a semiconductor switch such as a transistor is preferably used as each switch. Note that a mechanical switch such as a relay may be used as each switch.

蓄電装置１０は、電力を充放電可能な装置である。具体的には、蓄電装置１０は、二次電池２０の内部抵抗と比較して小さい内部抵抗を有し得る。蓄電装置１０として、例えば、電気二重層コンデンサが用いられる。また、蓄電装置１０として、リチウムイオンキャパシタ等のハイブリッドキャパシタが用いられてもよい。ハイブリッドキャパシタは、一方の電極が電気二重層であり、他方の電極が酸化還元反応を利用する二次電池である装置を意味する。なお、蓄電装置１０の種類は、係る例に限定されない。蓄電装置１０の種類は、二次電池２０の種類と異なってもよく、二次電池２０の種類と同じであってもよい。   The power storage device 10 is a device that can charge and discharge electric power. Specifically, power storage device 10 may have a small internal resistance compared to the internal resistance of secondary battery 20. For example, an electric double layer capacitor is used as the power storage device 10. Further, a hybrid capacitor such as a lithium ion capacitor may be used as the power storage device 10. A hybrid capacitor means a device in which one electrode is an electric double layer and the other electrode is a secondary battery that utilizes a redox reaction. Note that the type of the power storage device 10 is not limited to such an example. The type of power storage device 10 may be different from the type of secondary battery 20 or may be the same as the type of secondary battery 20.

例えば、蓄電装置１０は、電力を充放電可能な複数の蓄電装置モジュール１１を含んで構成され得る。また、複数の蓄電装置モジュール１１は、直列又は並列に接続され得る。なお、図２では、２つの蓄電装置モジュール１１が互いに並列に接続される例が示されているが、蓄電装置モジュール１１の数及び接続経路は係る例に限定されない。   For example, the power storage device 10 may be configured to include a plurality of power storage device modules 11 that can charge and discharge power. Further, the plurality of power storage device modules 11 can be connected in series or in parallel. 2 illustrates an example in which two power storage device modules 11 are connected in parallel to each other, the number of power storage device modules 11 and connection paths are not limited to the example.

蓄電装置１０は、負荷へ供給される電力を蓄電する。具体的には、蓄電装置１０は、駆動用モータ５０の電力源でありインバータ４０へ供給される電力を蓄電する。蓄電装置１０は、第２供給モードにおいて、インバータ４０への電力の供給源として追加的に利用される。蓄電装置１０の起電力は、例えば、二次電池２０の起電力と比較して小さい。具体的には、蓄電装置１０の起電力は、二次電池２０の起電力の１０％〜２０％程度であり得る。なお、蓄電装置１０の起電力は、二次電池２０の起電力と比較して同程度であってもよく、大きくてもよい。   The power storage device 10 stores power supplied to the load. Specifically, the power storage device 10 stores power that is a power source of the drive motor 50 and is supplied to the inverter 40. The power storage device 10 is additionally used as a power supply source to the inverter 40 in the second supply mode. The electromotive force of the power storage device 10 is smaller than, for example, the electromotive force of the secondary battery 20. Specifically, the electromotive force of the power storage device 10 can be about 10% to 20% of the electromotive force of the secondary battery 20. Note that the electromotive force of power storage device 10 may be approximately the same as that of secondary battery 20 or may be large.

なお、蓄電装置１０に蓄電される電力は、電動車両に備えられた種々の電気部品、電子機器、車室内の空調機器及び表示機器等の構成部品である補機へ供給されてもよい。   Note that the electric power stored in the power storage device 10 may be supplied to auxiliary machines that are components such as various electric components, electronic devices, air conditioners in the vehicle interior, and display devices provided in the electric vehicle.

二次電池２０は、電力を充放電可能な電池である。二次電池２０として、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池又は鉛蓄電池が用いられる。なお、二次電池２０の種類は、係る例に限定されない。   The secondary battery 20 is a battery that can charge and discharge electric power. As the secondary battery 20, for example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a lead storage battery is used. Note that the type of the secondary battery 20 is not limited to such an example.

例えば、二次電池２０は、電力を充放電可能な複数の二次電池モジュール２１を含んで構成され得る。各二次電池モジュール２１は、直列に接続された複数のセルを含んで構成され得る。また、複数の二次電池モジュール２１は、直列又は並列に接続され得る。なお、図２では、直列に接続された４つの二次電池モジュール２１が並列に接続される例が示されているが、二次電池モジュール２１の数及び接続経路は係る例に限定されない。   For example, the secondary battery 20 may be configured to include a plurality of secondary battery modules 21 that can charge and discharge power. Each secondary battery module 21 may be configured to include a plurality of cells connected in series. The plurality of secondary battery modules 21 can be connected in series or in parallel. In addition, in FIG. 2, although the example in which the four secondary battery modules 21 connected in series are connected in parallel is shown, the number of secondary battery modules 21 and a connection path | route are not limited to the example which concerns.

二次電池２０は、負荷へ供給される電力を蓄電する。具体的には、二次電池２０は、駆動用モータ５０の主たる電力源でありインバータ４０へ供給される電力を蓄電する。二次電池２０は、供給モードによらずにインバータ４０への電力の供給源として利用される。   The secondary battery 20 stores the electric power supplied to the load. Specifically, the secondary battery 20 is a main power source of the driving motor 50 and stores the power supplied to the inverter 40. The secondary battery 20 is used as a power supply source to the inverter 40 regardless of the supply mode.

なお、二次電池２０に蓄電される電力は、電動車両に備えられた補機へ供給されてもよい。また、二次電池２０は、図示しない充電回路及びコネクタを介して電動車両の外部の外部電源と接続可能であり、外部電源と接続された状態で外部電源から供給される電力を用いて充電され得る。   In addition, the electric power stored in the secondary battery 20 may be supplied to an auxiliary device provided in the electric vehicle. Further, the secondary battery 20 can be connected to an external power source outside the electric vehicle via a charging circuit and a connector (not shown), and is charged using power supplied from the external power source in a state of being connected to the external power source. obtain.

燃料電池３０は、水素ガスと酸素ガスとを反応させることにより発電可能な電池である。燃料電池３０は、図示しない水素タンクと接続されており、水素タンクには、例えば、燃料電池３０に供給される高圧水素が充填されている。図示しないモータポンプ等により水素タンクから燃料電池３０へ水素ガスが供給される。また、燃料電池３０には、図示しないコンプレッサ等により酸素ガスとしての空気が供給される。燃料電池３０への水素ガス及び酸素ガスの供給量が制御されることによって、燃料電池３０の出力が制御される。   The fuel cell 30 is a battery that can generate electricity by reacting hydrogen gas and oxygen gas. The fuel cell 30 is connected to a hydrogen tank (not shown), and the hydrogen tank is filled with, for example, high-pressure hydrogen supplied to the fuel cell 30. Hydrogen gas is supplied from the hydrogen tank to the fuel cell 30 by a motor pump or the like (not shown). The fuel cell 30 is supplied with air as oxygen gas by a compressor or the like (not shown). By controlling the supply amount of hydrogen gas and oxygen gas to the fuel cell 30, the output of the fuel cell 30 is controlled.

燃料電池３０は、二次電池２０へ充電される電力を発電する。具体的には、燃料電池３０は、二次電池２０の起電力と比較して低電圧の電力を発電する。燃料電池３０により発電される電力は、主として二次電池２０の充電に用いられる。また、燃料電池３０により発電される電力は、蓄電装置１０の充電にも用いられる。   The fuel cell 30 generates electric power that is charged to the secondary battery 20. Specifically, the fuel cell 30 generates low-voltage power as compared with the electromotive force of the secondary battery 20. The electric power generated by the fuel cell 30 is mainly used for charging the secondary battery 20. The electric power generated by the fuel cell 30 is also used for charging the power storage device 10.

インバータ４０は、双方向の電力変換を行う。インバータ４０は、例えば、三相ブリッジ回路を含んで構成される。   The inverter 40 performs bidirectional power conversion. The inverter 40 includes, for example, a three-phase bridge circuit.

具体的には、インバータ４０は、供給される直流電力を交流電力に変換して駆動用モータ５０へ供給可能である。また、インバータ４０は、駆動用モータ５０により回生発電された交流電力を直流電力に変換して二次電池２０へ供給可能である。インバータ４０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、インバータ４０による電力の変換が制御される。   Specifically, the inverter 40 can convert supplied DC power into AC power and supply it to the drive motor 50. Further, the inverter 40 can convert AC power regenerated by the drive motor 50 into DC power and supply it to the secondary battery 20. The inverter 40 is provided with a switching element, and the conversion of power by the inverter 40 is controlled by controlling the operation of the switching element.

駆動用モータ５０は、供給される電力を用いて駆動（力行駆動）されることにより動力を出力可能である。駆動用モータ５０として、例えば、三相交流式のモータが用いられる。また、駆動用モータ５０は、電動車両の減速時に回生駆動されて車輪の回転エネルギを用いて発電する発電機としての機能（回生機能）を有してもよい。   The drive motor 50 can output power by being driven (powering drive) using supplied electric power. As the drive motor 50, for example, a three-phase AC motor is used. Further, the drive motor 50 may have a function (regeneration function) as a generator that is regeneratively driven when the electric vehicle is decelerated and generates power using the rotational energy of the wheels.

具体的には、駆動用モータ５０は、電動車両の駆動輪を駆動させるための動力を出力可能である。駆動用モータ５０から出力された動力は、例えば、図示しないディファレンシャル装置に伝達され、ディファレンシャル装置によって左右一対の駆動輪へ分配して伝達される。   Specifically, the drive motor 50 can output power for driving the drive wheels of the electric vehicle. The power output from the drive motor 50 is transmitted to, for example, a differential device (not shown), and is distributed and transmitted to the pair of left and right drive wheels by the differential device.

第１電力変換装置６０は、いわゆるＤＣＤＣコンバータとしての機能を有し、電圧を変換可能である。第１電力変換装置６０は、例えば、いわゆるチョッパ方式の回路を含んで構成される。   The 1st power converter device 60 has a function as what is called a DCDC converter, and can convert a voltage. The first power converter 60 includes, for example, a so-called chopper circuit.

具体的には、第１電力変換装置６０は、燃料電池３０側から蓄電装置１０側への単方向の電圧変換を行う。第１電力変換装置６０は、燃料電池３０により発電される電力を昇圧して蓄電装置１０へ供給可能である。燃料電池３０により発電される電力は、直流電力のままで蓄電装置１０に供給される。   Specifically, the first power conversion device 60 performs unidirectional voltage conversion from the fuel cell 30 side to the power storage device 10 side. The first power conversion device 60 can boost the power generated by the fuel cell 30 and supply it to the power storage device 10. The electric power generated by the fuel cell 30 is supplied to the power storage device 10 as DC power.

第１電力変換装置６０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第１電力変換装置６０による電力の変換が制御される。なお、スイッチング素子のスイッチング動作におけるデューティー比が制御されることによって、第１電力変換装置６０における昇圧比が制御される。   The first power converter 60 is provided with a switching element, and the conversion of power by the first power converter 60 is controlled by controlling the operation of the switching element. In addition, the step-up ratio in the first power conversion device 60 is controlled by controlling the duty ratio in the switching operation of the switching element.

第２電力変換装置７０は、いわゆるＤＣＤＣコンバータとしての機能を有し、電圧を変換可能である。第２電力変換装置７０は、例えば、いわゆるチョッパ方式の回路を含んで構成される。   The 2nd power converter device 70 has a function as what is called a DCDC converter, and can convert voltage. The second power conversion device 70 includes, for example, a so-called chopper circuit.

具体的には、第２電力変換装置７０は、燃料電池３０側から二次電池２０側への単方向の電圧変換を行う。第２電力変換装置７０は、燃料電池３０により発電される電力を昇圧して二次電池２０へ供給可能である。燃料電池３０により発電される電力は、直流電力のままで二次電池２０に供給される。   Specifically, the second power conversion device 70 performs unidirectional voltage conversion from the fuel cell 30 side to the secondary battery 20 side. The second power conversion device 70 can boost the power generated by the fuel cell 30 and supply it to the secondary battery 20. The electric power generated by the fuel cell 30 is supplied to the secondary battery 20 as DC power.

第２電力変換装置７０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第２電力変換装置７０による電力の変換が制御される。なお、スイッチング素子のスイッチング動作におけるデューティー比が制御されることによって、第２電力変換装置７０における昇圧比が制御される。   The second power conversion device 70 is provided with a switching element, and the conversion of power by the second power conversion device 70 is controlled by controlling the operation of the switching element. Note that the boost ratio in the second power converter 70 is controlled by controlling the duty ratio in the switching operation of the switching element.

アクセル開度センサ９１は、アクセルペダルの踏み込み量である電動車両のアクセル開度を検出し、検出結果を出力する。   The accelerator opening sensor 91 detects the accelerator opening of the electric vehicle, which is the depression amount of the accelerator pedal, and outputs the detection result.

加速度センサ９２は、電動車両に生じる加速度を検出し、検出結果を出力する。加速度センサ９２として、例えば、３方向の加速度を検出可能なセンサが用いられる。   The acceleration sensor 92 detects acceleration generated in the electric vehicle and outputs a detection result. For example, a sensor capable of detecting acceleration in three directions is used as the acceleration sensor 92.

第１バッテリセンサ９３は、蓄電装置１０の状態に関する情報を検出し、検出結果を出力する。第１バッテリセンサ９３は、そのような情報として、例えば、蓄電装置１０の開放電圧及び残存容量ＳＯＣを検出する。   First battery sensor 93 detects information related to the state of power storage device 10 and outputs a detection result. For example, the first battery sensor 93 detects the open circuit voltage and the remaining capacity SOC of the power storage device 10 as such information.

第２バッテリセンサ９４は、二次電池２０の状態に関する情報を検出し、検出結果を出力する。第２バッテリセンサ９４は、そのような情報として、例えば、二次電池２０の開放電圧及び残存容量ＳＯＣを検出する。   The second battery sensor 94 detects information related to the state of the secondary battery 20 and outputs a detection result. For example, the second battery sensor 94 detects the open circuit voltage and the remaining capacity SOC of the secondary battery 20 as such information.

制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。   The control device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) that is an arithmetic processing unit, a ROM (Read Only Memory) that is a storage element that stores programs used by the CPU, operational parameters, and the like, and parameters that change as appropriate during execution of the CPU. It is composed of a RAM (Random Access Memory) or the like that is a storage element for temporary storage.

図３は、本実施形態に係る制御装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、例えば、図３に示したように、判定部１１０と、制御部１３０とを備える。   FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the control device 100 according to the present embodiment. For example, as illustrated in FIG. 3, the control device 100 includes a determination unit 110 and a control unit 130.

判定部１１０は、各判定を実行し、判定結果を制御部１３０へ出力する。   The determination unit 110 executes each determination and outputs a determination result to the control unit 130.

制御部１３０は、電池システム１に備えられる各装置へ動作指令を出力することによって、各装置の動作を制御する。制御部１３０は、例えば、図３に示したように、供給モード制御部１３１と、駆動制御部１３２と、充電制御部１３３とを備える。   The control unit 130 controls the operation of each device by outputting an operation command to each device provided in the battery system 1. For example, as illustrated in FIG. 3, the control unit 130 includes a supply mode control unit 131, a drive control unit 132, and a charge control unit 133.

供給モード制御部１３１は、判定部１１０による判定結果に応じて、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５の動作を制御することによって、負荷としてのインバータ４０への電力の供給モードの切り替えを制御する。このように、判定部１１０及び供給モード制御部１３１によって、インバータ４０への電力の供給モードの切り替えを制御するモード切替制御が実行される。   The supply mode control unit 131 controls the operation of the first switch SW1, the second switch SW2, the third switch SW3, the fourth switch SW4, and the fifth switch SW5 according to the determination result by the determination unit 110, thereby reducing the load. The switching of the power supply mode to the inverter 40 is controlled. As described above, the mode switching control for controlling the switching of the power supply mode to the inverter 40 is executed by the determination unit 110 and the supply mode control unit 131.

駆動制御部１３２は、インバータ４０の動作を制御することによって、駆動用モータ５０へ供給される電力を制御する駆動制御を実行する。   The drive control unit 132 controls the operation of the inverter 40 to execute drive control for controlling the power supplied to the drive motor 50.

充電制御部１３３は、第１電力変換装置６０、第２電力変換装置７０及び燃料電池３０の動作を制御することによって、蓄電装置１０及び二次電池２０への電力の供給を制御する充電制御を実行する。   The charge control unit 133 controls the operation of the first power conversion device 60, the second power conversion device 70, and the fuel cell 30, thereby performing charge control that controls the supply of power to the power storage device 10 and the secondary battery 20. Run.

また、制御装置１００は、各装置から出力される情報を受信する。制御装置１００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。例えば、制御装置１００は、アクセル開度センサ９１、加速度センサ９２、第１バッテリセンサ９３及び第２バッテリセンサ９４から出力される情報を受信する。本実施形態に係る制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。   Further, the control device 100 receives information output from each device. Communication between the control device 100 and each device is realized by using, for example, CAN (Controller Area Network) communication. For example, the control device 100 receives information output from the accelerator opening sensor 91, the acceleration sensor 92, the first battery sensor 93, and the second battery sensor 94. The functions of the control device 100 according to the present embodiment may be divided by a plurality of control devices. In that case, the plurality of control devices may be connected to each other via a communication bus such as CAN.

＜３．電池システムの動作＞
続いて、図４〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る電池システム１の動作について説明する。 <3. Battery system operation>
Then, with reference to FIGS. 4-7, operation | movement of the battery system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

図４は、本実施形態に係る制御装置１００が実行するモード切替制御における処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係る電池システム１における第１供給モード中の電力の流れを示す説明図である。図６は、本実施形態に係る電池システム１における第２供給モード中の電力の流れを示す説明図である。図７は、本実施形態に係る制御装置１００が実行するモード切替制御における処理の流れの図４と異なる例を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process flow in the mode switching control executed by the control device 100 according to the present embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of power during the first supply mode in the battery system 1 according to the present embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the flow of power during the second supply mode in the battery system 1 according to the present embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing an example different from FIG. 4 of the process flow in the mode switching control executed by the control device 100 according to the present embodiment.

［３−１．モード切替制御］
まず、判定部１１０及び供給モード制御部１３１が実行するモード切替制御について説明する。判定部１１０及び供給モード制御部１３１は、モード切替制御において、例えば、図４に示される制御フローをあらかじめ設定された時間間隔で繰り返す。 [3-1. Mode switching control]
First, the mode switching control executed by the determination unit 110 and the supply mode control unit 131 will be described. In the mode switching control, the determination unit 110 and the supply mode control unit 131 repeat, for example, the control flow shown in FIG. 4 at a preset time interval.

図４に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５０１において、判定部１１０は、負荷としての駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かを判定する。駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であると判定された場合（ステップＳ５０１／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３へ進む。一方、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値より大きいと判定された場合（ステップＳ５０１／ＮＯ）、ステップＳ５０５へ進む。基準値は、具体的には、インバータ４０への電力の供給モードが第１供給モードである場合に電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失が、供給モードが第２供給モードである場合と比較して、大きくなる程度に駆動用モータ５０の電力要求値が大きいか否かを判定し得る値に相当し、電池システム１の設計仕様に応じて適宜変動し得る値である。   When the control flow shown in FIG. 4 is started, first, in step S501, the determination unit 110 determines whether or not the required power value of the drive motor 50 as a load is equal to or less than a reference value. When it is determined that the power requirement value of the drive motor 50 is equal to or less than the reference value (step S501 / YES), the process proceeds to step S503. On the other hand, if it is determined that the required power value of the drive motor 50 is greater than the reference value (step S501 / NO), the process proceeds to step S505. Specifically, the reference value is that the power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1 when the power supply mode to the inverter 40 is the first supply mode, and the supply mode is the second supply mode. This value corresponds to a value that can be used to determine whether or not the required power value of the drive motor 50 is large enough to be larger than the case, and is a value that can be appropriately changed according to the design specifications of the battery system 1.

例えば、判定部１１０は、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かを電動車両の走行に関連する情報である走行情報に基づいて判定する。走行情報は、駆動用モータ５０の電力要求値の指標となる情報であり、例えば、電動車両のアクセル開度及び電動車両が走行する路面の勾配を含み得る。   For example, the determination unit 110 determines whether or not the power requirement value of the drive motor 50 is equal to or less than a reference value based on travel information that is information related to travel of the electric vehicle. The travel information is information serving as an index of the required power value of the drive motor 50, and may include, for example, the accelerator opening of the electric vehicle and the gradient of the road surface on which the electric vehicle travels.

判定部１１０は、電動車両のアクセル開度が基準開度以下である場合に、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であると判定してもよい。基準開度は、具体的には、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値となる可能性が比較的高いアクセル開度であり、制御装置１００の記憶素子に予め記憶され得る。   The determination unit 110 may determine that the required power value of the drive motor 50 is less than or equal to the reference value when the accelerator opening of the electric vehicle is less than or equal to the reference opening. Specifically, the reference opening is an accelerator opening that has a relatively high possibility that the required power value of the driving motor 50 becomes the reference value, and can be stored in advance in a storage element of the control device 100.

また、判定部１１０は、電動車両が走行する路面の勾配が基準勾配以下である場合に、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であると判定してもよい。判定部１１０は、例えば、電動車両に生じる加速度に基づいて電動車両のピッチ方向についての傾きの角度であるピッチ角を路面の勾配として算出し得る。基準勾配は、具体的には、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値となる可能性が比較的高い路面の勾配であり、制御装置１００の記憶素子に予め記憶され得る。   Moreover, the determination part 110 may determine with the electric power requirement value of the drive motor 50 being below a reference value, when the gradient of the road surface on which an electric vehicle drive | works is below a reference | standard gradient. The determination unit 110 can calculate, for example, a pitch angle, which is an angle of inclination with respect to the pitch direction of the electric vehicle, as a road surface gradient based on acceleration generated in the electric vehicle. Specifically, the reference gradient is a gradient of a road surface in which the power demand value of the drive motor 50 is relatively likely to be a reference value, and can be stored in advance in a storage element of the control device 100.

なお、上記では、ステップＳ５０１の判定がアクセル開度と基準開度との比較又は路面の勾配と基準勾配との比較によって行われる例を説明したが、ステップＳ５０１の判定の方法は係る例に限定されない。例えば、判定部１１０は、駆動用モータ５０の電力要求値を算出し、算出結果と基準値との比較を行うことによって、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かを判定してもよい。駆動用モータ５０の電力要求値の算出は、例えば、種々の走行情報と電力要求値との関係を規定するマップを利用して行われ得る。   In the above description, the example in which the determination in step S501 is performed by comparing the accelerator opening with the reference opening or comparing the road surface gradient with the reference gradient has been described. However, the determination method in step S501 is limited to such an example. Not. For example, the determination unit 110 calculates whether or not the power requirement value of the driving motor 50 is equal to or less than the reference value by calculating the power requirement value of the driving motor 50 and comparing the calculation result with the reference value. You may judge. The calculation of the required power value of the drive motor 50 can be performed, for example, using a map that defines the relationship between various travel information and the required power value.

ステップＳ５０３において、供給モード制御部１３１は、供給モードを第１供給モードへ切り替える。第１供給モードは、蓄電装置１０に蓄電される電力を利用せずに二次電池２０から負荷としてのインバータ４０へ電力を供給する供給モードである。   In step S503, the supply mode control unit 131 switches the supply mode to the first supply mode. The first supply mode is a supply mode in which power is supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 as a load without using the power stored in the power storage device 10.

例えば、供給モード制御部１３１は、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３及び第５スイッチＳＷ５をＯＮにし、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をＯＦＦにすることによって、第１供給モードへの切り替えを行う。それにより、図５に示したように、蓄電装置１０を含まずに二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成される。このように、供給モード制御部１３１は、第１供給モードにおいて、蓄電装置１０を含まずに二次電池２０と、負荷としてのインバータ４０とが直列に接続される閉回路を形成する。具体的には、そのような閉回路において、二次電池２０、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３、インバータ４０、二次電池２０の順に電流が流れる。ゆえに、図５の実線矢印Ｆ１９により示されるように、蓄電装置１０に蓄電される電力を利用せずに二次電池２０からインバータ４０へ電力が供給される。   For example, the supply mode control unit 131 switches to the first supply mode by turning on the first switch SW1, the third switch SW3, and the fifth switch SW5 and turning off the second switch SW2 and the fourth switch SW4. I do. Thereby, as shown in FIG. 5, a closed circuit is formed in which the secondary battery 20 and the inverter 40 are connected in series without including the power storage device 10. As described above, the supply mode control unit 131 forms a closed circuit in which the secondary battery 20 and the inverter 40 as a load are connected in series without including the power storage device 10 in the first supply mode. Specifically, in such a closed circuit, current flows in the order of the secondary battery 20, the first switch SW 1, the third switch SW 3, the inverter 40, and the secondary battery 20. Therefore, as indicated by the solid line arrow F <b> 19 in FIG. 5, power is supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 without using the power stored in the power storage device 10.

第１供給モードでは、蓄電装置１０はインバータ４０への電力の供給源として利用されず、二次電池２０がインバータ４０への電力の供給源として利用される。ゆえに、インバータ４０への電力の供給源の起電力は、二次電池２０の起電力に相当する。   In the first supply mode, the power storage device 10 is not used as a power supply source for the inverter 40, and the secondary battery 20 is used as a power supply source for the inverter 40. Therefore, the electromotive force of the power supply source to the inverter 40 corresponds to the electromotive force of the secondary battery 20.

また、第１供給モードにおいて、第２スイッチＳＷ２がＯＦＦになることによって、蓄電装置１０と二次電池２０との直列接続が遮断される。それにより、二次電池２０の高圧側から第１電力変換装置６０側へ電流が流れることが抑制される。また、第１供給モードにおいて、第４スイッチＳＷ４がＯＦＦになることによって、蓄電装置１０とインバータ４０との直列接続が遮断される。それにより、例えば、駆動用モータ５０により回生発電が行われる場合に、インバータ４０の高圧側から蓄電装置１０側へ電流が流れることが抑制される。なお、第４スイッチＳＷ４に替えて蓄電装置１０側からインバータ４０側へ向かう一方向に電流の向きを規制するダイオードを設けることによっても、インバータ４０の高圧側から蓄電装置１０側へ電流が流れることが抑制される。   Further, in the first supply mode, when the second switch SW2 is turned off, the series connection between the power storage device 10 and the secondary battery 20 is interrupted. Thereby, it is suppressed that an electric current flows from the high voltage | pressure side of the secondary battery 20 to the 1st power converter device 60 side. Further, in the first supply mode, when the fourth switch SW4 is turned off, the series connection between the power storage device 10 and the inverter 40 is interrupted. Thereby, for example, when regenerative power generation is performed by the drive motor 50, current is prevented from flowing from the high voltage side of the inverter 40 to the power storage device 10 side. Note that a current flows from the high voltage side of the inverter 40 to the power storage device 10 side by providing a diode that regulates the direction of the current in one direction from the power storage device 10 side to the inverter 40 side instead of the fourth switch SW4. Is suppressed.

ステップＳ５０５において、供給モード制御部１３１は、供給モードを第２供給モードへ切り替える。第２供給モードは、蓄電装置１０と二次電池２０とが直列に接続されている状態で蓄電装置１０及び二次電池２０から負荷としてのインバータ４０へ電力を供給する供給モードである。   In step S505, the supply mode control unit 131 switches the supply mode to the second supply mode. The second supply mode is a supply mode in which power is supplied from the power storage device 10 and the secondary battery 20 to the inverter 40 as a load in a state where the power storage device 10 and the secondary battery 20 are connected in series.

例えば、供給モード制御部１３１は、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３及び第５スイッチＳＷ５をＯＦＦにし、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をＯＮにすることによって、第２供給モードへの切り替えを行う。それにより、図６に示したように、蓄電装置１０と、二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成される。このように、供給モード制御部１３１は、第２供給モードにおいて、蓄電装置１０と、二次電池２０と、負荷としてのインバータ４０とが直列に接続される閉回路を形成する。具体的には、そのような閉回路において、二次電池２０、第２スイッチＳＷ２、蓄電装置１０、第４スイッチＳＷ４、インバータ４０、二次電池２０の順に電流が流れる。ゆえに、図６の実線矢印Ｆ２９により示されるように、蓄電装置１０と二次電池２０とが直列に接続されている状態で蓄電装置１０及び二次電池２０からインバータ４０へ電力が供給される。   For example, the supply mode control unit 131 switches to the second supply mode by turning off the first switch SW1, the third switch SW3, and the fifth switch SW5 and turning on the second switch SW2 and the fourth switch SW4. I do. Thereby, as shown in FIG. 6, a closed circuit is formed in which the power storage device 10, the secondary battery 20, and the inverter 40 are connected in series. Thus, supply mode control unit 131 forms a closed circuit in which power storage device 10, secondary battery 20, and inverter 40 as a load are connected in series in the second supply mode. Specifically, in such a closed circuit, a current flows through the secondary battery 20, the second switch SW 2, the power storage device 10, the fourth switch SW 4, the inverter 40, and the secondary battery 20 in this order. Therefore, as indicated by a solid arrow F29 in FIG. 6, power is supplied from the power storage device 10 and the secondary battery 20 to the inverter 40 in a state where the power storage device 10 and the secondary battery 20 are connected in series.

第２供給モードでは、直列に接続された蓄電装置１０及び二次電池２０がインバータ４０への電力の供給源として利用される。ゆえに、インバータ４０への電力の供給源の起電力は、二次電池２０の起電力に蓄電装置１０の起電力を加算して得られる値に相当する。このように、第２供給モードでは、蓄電装置１０がインバータ４０への電力の供給源として追加的に利用されることによって、インバータ４０への電力の供給源の起電力が第１供給モードと比較して大きくなる。   In the second supply mode, the power storage device 10 and the secondary battery 20 connected in series are used as a power supply source to the inverter 40. Therefore, the electromotive force of the power supply source to inverter 40 corresponds to a value obtained by adding the electromotive force of power storage device 10 to the electromotive force of secondary battery 20. As described above, in the second supply mode, the electromotive force of the power supply source to the inverter 40 is compared with the first supply mode by additionally using the power storage device 10 as a power supply source to the inverter 40. And get bigger.

また、第２供給モードにおいて、第５スイッチＳＷ５がＯＦＦになることによって、蓄電装置１０の低圧側と第１電力変換装置６０の低圧側との接続が遮断される。それにより、二次電池２０の高圧側から第１電力変換装置６０側へ電流が流れることが抑制される。   In the second supply mode, when the fifth switch SW5 is turned off, the connection between the low voltage side of the power storage device 10 and the low voltage side of the first power conversion device 60 is cut off. Thereby, it is suppressed that an electric current flows from the high voltage | pressure side of the secondary battery 20 to the 1st power converter device 60 side.

ステップＳ５０３又はステップＳ５０５の次に、図４に示される制御フローは終了する。   After step S503 or step S505, the control flow shown in FIG. 4 ends.

なお、モード切替制御において実行される制御フローは、図４に示した例に限定されない。判定部１１０及び供給モード制御部１３１は、モード切替制御において、例えば、図７に示される制御フローを実行してもよい。なお、図７に示される制御フローは、インバータ４０への電力の供給モードが第１供給モードである場合に実行される制御フローの例である。例えば、図７に示される制御フローは、供給モードが第１供給モードである場合において、あらかじめ設定された時間間隔で繰り返される。   Note that the control flow executed in the mode switching control is not limited to the example shown in FIG. For example, the determination unit 110 and the supply mode control unit 131 may execute the control flow shown in FIG. 7 in the mode switching control. Note that the control flow shown in FIG. 7 is an example of a control flow executed when the power supply mode to the inverter 40 is the first supply mode. For example, the control flow shown in FIG. 7 is repeated at a preset time interval when the supply mode is the first supply mode.

図７に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ７０１において、判定部１１０は、負荷としての駆動用モータ５０における電流要求値から現在の電流値を減算して得られる値が閾値より大きいか否かを判定する。駆動用モータ５０における電流要求値から現在の電流値を減算して得られる値が閾値より大きいと判定された場合（ステップＳ７０１／ＹＥＳ）、ステップＳ７０３へ進む。一方、駆動用モータ５０における電流要求値から現在の電流値を減算して得られる値が閾値以下であると判定された場合（ステップＳ７０１／ＮＯ）、図７に示される制御フローは終了し、供給モードは第１供給モードに維持される。   When the control flow shown in FIG. 7 is started, first, in step S701, the determination unit 110 obtains a value obtained by subtracting the current value from the current request value in the drive motor 50 as a load from the threshold value. Determine whether it is larger. If it is determined that the value obtained by subtracting the current value from the current request value in the drive motor 50 is greater than the threshold value (step S701 / YES), the process proceeds to step S703. On the other hand, when it is determined that the value obtained by subtracting the current value from the current request value in the drive motor 50 is equal to or less than the threshold value (step S701 / NO), the control flow shown in FIG. The supply mode is maintained in the first supply mode.

ここで、駆動用モータ５０における電流要求値が現在の電流値に対して比較的大きい場合、二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することが予測される。閾値は、具体的には、インバータ４０への電力の供給モードが第１供給モードである場合に電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失が、供給モードが第２供給モードである場合と比較して、大きくなる程度にインバータ４０へ供給される電流が増大するか否かを判定し得る値に相当し、電池システム１の設計仕様に応じて適宜変動し得る値である。   Here, when the current request value in the drive motor 50 is relatively large with respect to the current current value, it is predicted that the current supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 increases. Specifically, when the supply mode of the power to the inverter 40 is the first supply mode, the threshold value is the power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1, and the supply mode is the second supply mode. This value corresponds to a value that can be used to determine whether or not the current supplied to the inverter 40 increases to an extent that the current is increased.

具体的には、判定部１１０は、車両の走行状態に応じて駆動用モータ５０の目標トルクを算出し、目標トルクと実トルクとの差に応じて駆動用モータ５０における電流要求値を算出し得る。判定部１１０は、例えば、アクセル開度を含む種々のパラメータに基づいて目標トルクを算出し得る。また、例えば、電動車両には駆動用モータ５０により実際に出力されているトルクを検出するトルクセンサが搭載され、制御装置１００はトルクセンサから出力される検出結果を受信することにより実トルクを取得し得る。   Specifically, the determination unit 110 calculates a target torque of the driving motor 50 according to the traveling state of the vehicle, and calculates a current request value in the driving motor 50 according to the difference between the target torque and the actual torque. obtain. The determination unit 110 can calculate the target torque based on various parameters including the accelerator opening, for example. In addition, for example, the electric vehicle is equipped with a torque sensor that detects the torque that is actually output from the drive motor 50, and the control device 100 receives the detection result output from the torque sensor to acquire the actual torque. Can do.

ステップＳ７０３において、供給モード制御部１３１は、供給モードを第１供給モードから第２供給モードへ切り替える。   In step S703, the supply mode control unit 131 switches the supply mode from the first supply mode to the second supply mode.

なお、インバータ４０への電力の供給モードが第２供給モードである場合、制御装置１００は、例えば、駆動用モータ５０における現在の電流値から電流要求値を減算して得られる値が閾値より大きいと判定された場合に供給モードを第２供給モードから第１供給モードへ切り替える。一方、制御装置１００は、駆動用モータ５０における現在の電流値から電流要求値を減算して得られる値が閾値以下であると判定された場合、供給モードを第２供給モードに維持する。   When the supply mode of power to the inverter 40 is the second supply mode, for example, the control device 100 has a value obtained by subtracting the current request value from the current current value in the drive motor 50 greater than the threshold value. Is determined, the supply mode is switched from the second supply mode to the first supply mode. On the other hand, when it is determined that the value obtained by subtracting the current request value from the current current value in drive motor 50 is equal to or less than the threshold value, control device 100 maintains the supply mode in the second supply mode.

このように、制御装置１００は、負荷としての駆動用モータ５０における現在の電流値及び電流要求値の間の差と閾値との比較結果に応じて供給モードの切り替えを制御してもよい。   As described above, the control device 100 may control the switching of the supply mode according to the comparison result between the difference between the current value and the current request value in the driving motor 50 as a load and the threshold value.

上述したように、第２供給モードでは、第１供給モードと異なり、蓄電装置１０がインバータ４０への電力の供給源として追加的に利用される。それにより、供給モードが第１供給モードから第２供給モードへ切り替えられることによって、電池システム１における電気抵抗が増大する。ここで、電池システム１における電気抵抗の増大は、電池システム１における電力損失を増大させる要因となり得る。一方、第２供給モードでは、インバータ４０への電力の供給源の起電力が第１供給モードと比較して大きくなることにより、後述されるように、二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することを抑制することができる。それにより、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大を抑制することができる。   As described above, in the second supply mode, unlike the first supply mode, the power storage device 10 is additionally used as a power supply source to the inverter 40. Thereby, the electrical resistance in the battery system 1 is increased by switching the supply mode from the first supply mode to the second supply mode. Here, an increase in electrical resistance in the battery system 1 can be a factor that increases power loss in the battery system 1. On the other hand, in the second supply mode, the electromotive force of the power supply source to the inverter 40 is larger than that in the first supply mode, so that it is supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 as will be described later. An increase in current can be suppressed. Thereby, an increase in power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1 can be suppressed.

ゆえに、制御装置１００は、モード切替制御において、具体的には、供給モードが第１供給モードから第２供給モードへ切り替えられることにより生じる電池システム１における電気抵抗の増大に起因する電池システム１における電力損失の増大分が相殺されて電力損失が低減されるように、第１供給モードから第２供給モードへの切り替えを実行する。   Therefore, the control device 100 in the mode switching control, specifically, in the battery system 1 due to an increase in electrical resistance in the battery system 1 caused by switching the supply mode from the first supply mode to the second supply mode. Switching from the first supply mode to the second supply mode is performed so that the increase in power loss is offset and the power loss is reduced.

例えば、図４に示される制御フローのステップＳ５０１における基準値又は図７に示される制御フローのステップＳ７０１における閾値は、電池システム１における電気抵抗の増大に起因する電池システム１における電力損失の増大分が相殺されて電力損失が低減されるように第１供給モードから第２供給モードへの切り替えを実行し得る値に適宜設定される。   For example, the reference value in step S501 of the control flow shown in FIG. 4 or the threshold value in step S701 of the control flow shown in FIG. 7 is an increase in power loss in the battery system 1 due to an increase in electrical resistance in the battery system 1. Is appropriately set to a value at which switching from the first supply mode to the second supply mode can be performed so that the power loss is reduced.

［３−２．駆動制御］
続いて、駆動制御部１３２が実行する駆動制御について説明する。 [3-2. Drive control]
Next, drive control executed by the drive control unit 132 will be described.

駆動制御部１３２は、駆動制御において、駆動用モータ５０へ供給される電力が電力要求値と一致するようにインバータ４０の動作を制御する。より具体的には、駆動制御部１３２は、現在の供給モード及び電力要求値に基づいて、少なくとも二次電池２０を含む電力の供給源からインバータ４０へ供給される電流及びインバータ４０から駆動用モータ５０へ供給される電流を制御する。ここで、第２供給モードでは、上述したように、インバータ４０への電力の供給源の起電力が第１供給モードと比較して大きくなる。ゆえに、仮に電力要求値が同一である場合、第２供給モードでは、インバータ４０へ供給される電流を第１供給モードと比較して小さくすることができる。よって、第２供給モードでは、電力要求値が第１供給モードと比較して大きくなるものの、二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することを抑制することができる。   In the drive control, the drive control unit 132 controls the operation of the inverter 40 so that the power supplied to the drive motor 50 matches the required power value. More specifically, the drive control unit 132 determines the current supplied from the power supply source including at least the secondary battery 20 to the inverter 40 and the drive motor from the inverter 40 based on the current supply mode and the required power value. The current supplied to 50 is controlled. Here, in the second supply mode, as described above, the electromotive force of the power supply source to the inverter 40 is larger than that in the first supply mode. Therefore, if the power requirement values are the same, in the second supply mode, the current supplied to the inverter 40 can be reduced compared to the first supply mode. Therefore, in the second supply mode, although the required power value is larger than that in the first supply mode, it is possible to suppress an increase in the current supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40.

［３−３．充電制御］
続いて、充電制御部１３３が実行する充電制御について説明する。 [3-3. Charge control]
Next, charge control executed by the charge control unit 133 will be described.

充電制御部１３３は、充電制御において、第１電力変換装置６０及び燃料電池３０の動作を制御することにより、燃料電池３０により発電される電力の蓄電装置１０への供給を制御する。具体的には、充電制御部１３３は、燃料電池３０を起動させた状態で第１電力変換装置６０にスイッチング動作を行わせることによって、燃料電池３０により発電される電力を蓄電装置１０により充電可能な電圧へ昇圧させて蓄電装置１０へ供給する。それにより、蓄電装置１０が燃料電池３０により発電される電力を用いて充電される。   The charging control unit 133 controls the supply of the electric power generated by the fuel cell 30 to the power storage device 10 by controlling the operations of the first power conversion device 60 and the fuel cell 30 in the charging control. Specifically, the charging control unit 133 can charge the power generated by the fuel cell 30 by the power storage device 10 by causing the first power conversion device 60 to perform a switching operation while the fuel cell 30 is activated. The voltage is boosted to a sufficient voltage and supplied to the power storage device 10. Thereby, the power storage device 10 is charged using the electric power generated by the fuel cell 30.

例えば、充電制御部１３３は、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが第１基準容量より低い場合に、燃料電池３０により発電される電力を用いた蓄電装置１０の充電を実行する。第１基準容量は、具体的には、蓄電装置１０の開放電圧が過剰に低いか否かを判定し得る値であり、制御装置１００の記憶素子に予め記憶され得る。   For example, the charging control unit 133 performs charging of the power storage device 10 using the power generated by the fuel cell 30 when the remaining capacity SOC of the power storage device 10 is lower than the first reference capacity. Specifically, the first reference capacity is a value that can determine whether or not the open circuit voltage of power storage device 10 is excessively low, and can be stored in advance in a storage element of control device 100.

上述したように、第１供給モードにおいて、第５スイッチＳＷ５がＯＮになっているので、蓄電装置１０は第１電力変換装置６０と高圧側及び低圧側で接続されている。ゆえに、図５の破線矢印Ｆ１１により示されるように、第１供給モードにおいて、燃料電池３０により発電される電力が第１電力変換装置６０を介して蓄電装置１０へ供給され得る。よって、充電制御部１３３は、第１供給モードにおいて、燃料電池３０により発電される電力を用いた蓄電装置１０の充電を実行し得る。   As described above, since the fifth switch SW5 is ON in the first supply mode, the power storage device 10 is connected to the first power conversion device 60 on the high voltage side and the low voltage side. Therefore, as indicated by the broken line arrow F <b> 11 in FIG. 5, the electric power generated by the fuel cell 30 can be supplied to the power storage device 10 via the first power conversion device 60 in the first supply mode. Therefore, the charging control unit 133 can execute the charging of the power storage device 10 using the power generated by the fuel cell 30 in the first supply mode.

また、充電制御部１３３は、充電制御において、第２電力変換装置７０及び燃料電池３０の動作を制御することにより、燃料電池３０により発電される電力の二次電池２０への供給を制御する。具体的には、充電制御部１３３は、燃料電池３０を起動させた状態で第２電力変換装置７０にスイッチング動作を行わせることによって、燃料電池３０により発電される電力を二次電池２０により充電可能な電圧へ昇圧させて二次電池２０へ供給する。それにより、二次電池２０が燃料電池３０により発電される電力を用いて充電される。   Further, the charging control unit 133 controls the supply of the power generated by the fuel cell 30 to the secondary battery 20 by controlling the operations of the second power conversion device 70 and the fuel cell 30 in the charging control. Specifically, the charge control unit 133 charges the power generated by the fuel cell 30 by the secondary battery 20 by causing the second power conversion device 70 to perform a switching operation while the fuel cell 30 is activated. The voltage is boosted to a possible voltage and supplied to the secondary battery 20. Thereby, the secondary battery 20 is charged using the electric power generated by the fuel cell 30.

例えば、充電制御部１３３は、二次電池２０の残存容量ＳＯＣが第２基準容量より低い場合に、燃料電池３０により発電される電力を用いた二次電池２０の充電を実行する。第２基準容量は、具体的には、二次電池２０の開放電圧が過剰に低いか否かを判定し得る値であり、制御装置１００の記憶素子に予め記憶され得る。   For example, when the remaining capacity SOC of the secondary battery 20 is lower than the second reference capacity, the charge control unit 133 performs charging of the secondary battery 20 using power generated by the fuel cell 30. Specifically, the second reference capacity is a value that can determine whether or not the open-circuit voltage of the secondary battery 20 is excessively low, and can be stored in advance in the storage element of the control device 100.

二次電池２０は、供給モードによらず、第２電力変換装置７０と高圧側及び低圧側で接続されている。ゆえに、図５の破線矢印Ｆ１２及び図６の破線矢印Ｆ２２により示されるように、第１供給モード及び第２供給モードにおいて、燃料電池３０により発電される電力が第２電力変換装置７０を介して二次電池２０へ供給され得る。よって、充電制御部１３３は、第１供給モード及び第２供給モードにおいて、燃料電池３０により発電される電力を用いた二次電池２０の充電を実行し得る。   The secondary battery 20 is connected to the second power converter 70 on the high voltage side and the low voltage side regardless of the supply mode. Therefore, as indicated by the broken line arrow F12 in FIG. 5 and the broken line arrow F22 in FIG. 6, in the first supply mode and the second supply mode, the electric power generated by the fuel cell 30 passes through the second power conversion device 70. The secondary battery 20 can be supplied. Therefore, the charging control unit 133 can execute the charging of the secondary battery 20 using the power generated by the fuel cell 30 in the first supply mode and the second supply mode.

充電制御部１３３は、例えば、二次電池２０の残存容量ＳＯＣが第２基準容量より低い場合に、二次電池２０の充電を比較的迅速に実行し得る程度の電力を燃料電池３０に発電させる。また、充電制御部１３３は、二次電池２０の残存容量ＳＯＣが第２基準容量以上である場合であっても、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが第１基準容量より低い場合に、比較的低い電力を発電するアイドリング発電を燃料電池３０に行わせてもよい。アイドリング発電において発電される電力は、蓄電装置１０の充電に利用され得る。   For example, when the remaining capacity SOC of the secondary battery 20 is lower than the second reference capacity, the charge control unit 133 causes the fuel cell 30 to generate power that can charge the secondary battery 20 relatively quickly. . Further, even when the remaining capacity SOC of the secondary battery 20 is equal to or higher than the second reference capacity, the charging control unit 133 is relatively low when the remaining capacity SOC of the power storage device 10 is lower than the first reference capacity. The fuel cell 30 may perform idling power generation for generating electric power. The electric power generated in the idling power generation can be used for charging the power storage device 10.

なお、充電制御部１３３は、電動車両の減速時に、インバータ４０の動作を制御することにより、駆動用モータ５０により回生発電される電力の二次電池２０への供給を制御してもよい。電動車両の減速時において、駆動用モータ５０が力行駆動されていない状態であるので、供給モードは第１供給モードに切り替えられる。ゆえに、図５に示したように、蓄電装置１０を含まずに二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成される。それにより、二次電池２０が駆動用モータ５０により回生発電される電力を用いて充電され得る。   Note that the charging control unit 133 may control the supply of the electric power regenerated by the drive motor 50 to the secondary battery 20 by controlling the operation of the inverter 40 when the electric vehicle is decelerated. At the time of deceleration of the electric vehicle, the driving motor 50 is not driven by powering, so the supply mode is switched to the first supply mode. Therefore, as illustrated in FIG. 5, a closed circuit is formed in which the secondary battery 20 and the inverter 40 are connected in series without including the power storage device 10. Thereby, the secondary battery 20 can be charged using the electric power regenerated by the drive motor 50.

＜４．電池システムの効果＞
続いて、本発明の実施形態に係る電池システム１の効果について説明する。 <4. Effect of battery system>
Then, the effect of the battery system 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.

本実施形態に係る電池システム１では、蓄電装置１０に蓄電される電力を利用せずに二次電池２０から負荷としてのインバータ４０へ電力を供給する第１供給モードと、蓄電装置１０と二次電池２０とが直列に接続されている状態で蓄電装置１０及び二次電池２０から負荷としてのインバータ４０へ電力を供給する第２供給モードとが切り替え可能である。それにより、供給モードを第１供給モードから第２供給モードへ切り替えることによって、インバータ４０への電力の供給源の起電力を増大させることができる。ゆえに、駆動用モータ５０の電力要求値の増大に伴って二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することを抑制することができる。よって、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大を抑制することができる。したがって、二次電池２０及び燃料電池３０を含む電池システム１において電力供給効率を向上させることが可能となる。   In the battery system 1 according to the present embodiment, the first supply mode for supplying power from the secondary battery 20 to the inverter 40 as a load without using the power stored in the power storage device 10, the power storage device 10 and the secondary The second supply mode for supplying power from the power storage device 10 and the secondary battery 20 to the inverter 40 as a load can be switched while the battery 20 is connected in series. Thereby, the electromotive force of the power supply source to the inverter 40 can be increased by switching the supply mode from the first supply mode to the second supply mode. Therefore, it is possible to suppress an increase in the current supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 as the power requirement value of the drive motor 50 increases. Therefore, an increase in power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1 can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the power supply efficiency in the battery system 1 including the secondary battery 20 and the fuel cell 30.

さらに、本実施形態に係る電池システム１では、蓄電装置１０は、燃料電池３０により発電される電力を用いて充電される。それにより、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが低下し電力が枯渇することを抑制することができるので、第２供給モードへの切り替えを継続的に行うことができる。また、燃料電池３０のアイドリング発電において発電される電力を蓄電装置１０の充電に有効に利用することができるので、燃料電池３０の起動及び停止が繰り返される頻度を低減することができる。それにより、燃料電池３０の起動及び停止が繰り返されることに起因するエネルギ効率の低下を抑制することができる。   Furthermore, in the battery system 1 according to the present embodiment, the power storage device 10 is charged using electric power generated by the fuel cell 30. As a result, it is possible to suppress the remaining capacity SOC of the power storage device 10 from being reduced and the power from being depleted, so that the switching to the second supply mode can be continuously performed. Moreover, since the electric power generated in the idling power generation of the fuel cell 30 can be effectively used for charging the power storage device 10, the frequency with which the start and stop of the fuel cell 30 are repeated can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in energy efficiency due to repeated starting and stopping of the fuel cell 30.

また、電池システム１は、燃料電池レンジエクステンダー式の電動車両に搭載され得る。それにより、このような電動車両に搭載される電池システム１において電力供給効率を向上させることが可能となる。さらに、このような電動車両に搭載される燃料電池３０の起動及び停止が繰り返されることに起因するエネルギ効率の低下を抑制することができる。なお、燃料電池レンジエクステンダー式の電動車両に搭載される電池システム１では、具体的には、二次電池２０に蓄電される電力が主として駆動用モータ５０の駆動に用いられ、燃料電池３０により発電される電力が主として二次電池２０の充電に用いられる。あるいは、燃料電池レンジエクステンダー式の電動車両に搭載される電池システム１では、具体的には、二次電池２０は、電動車両の外部の外部電源と接続可能であり、外部電源から供給される電力を用いて充電され得る。   The battery system 1 can be mounted on a fuel cell range extender type electric vehicle. Thereby, it is possible to improve the power supply efficiency in the battery system 1 mounted on such an electric vehicle. Further, it is possible to suppress a decrease in energy efficiency due to repeated starting and stopping of the fuel cell 30 mounted on such an electric vehicle. In the battery system 1 mounted on the fuel cell range extender type electric vehicle, specifically, the electric power stored in the secondary battery 20 is mainly used to drive the drive motor 50 and is generated by the fuel cell 30. The electric power used is mainly used for charging the secondary battery 20. Alternatively, in the battery system 1 mounted on the fuel cell range extender type electric vehicle, specifically, the secondary battery 20 can be connected to an external power source outside the electric vehicle, and the electric power supplied from the external power source. Can be used for charging.

また、電池システム１では、第１供給モードにおいて、蓄電装置１０を含まずに二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成され、第２供給モードにおいて、蓄電装置１０と、二次電池２０と、インバータ４０とが直列に接続される閉回路が形成され得る。それにより、第１供給モードにおいて、蓄電装置１０をインバータ４０への電力の供給源として利用せず、二次電池２０をインバータ４０への電力の供給源として利用することが具体的に実現される。また、第２供給モードにおいて、直列に接続された蓄電装置１０及び二次電池２０をインバータ４０への電力の供給源として利用することが具体的に実現される。   Further, in the battery system 1, in the first supply mode, a closed circuit is formed in which the secondary battery 20 and the inverter 40 are connected in series without including the power storage device 10, and in the second supply mode, the power storage device 10 Then, a closed circuit in which the secondary battery 20 and the inverter 40 are connected in series can be formed. Accordingly, in the first supply mode, it is specifically realized that the secondary battery 20 is used as a power supply source to the inverter 40 without using the power storage device 10 as a power supply source to the inverter 40. . Further, in the second supply mode, it is specifically realized that the power storage device 10 and the secondary battery 20 connected in series are used as a power supply source to the inverter 40.

また、電池システム１では、負荷としての駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であると判定される場合に供給モードが第１供給モードへ切り替えられ、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値より大きいと判定される場合に供給モードが第２供給モードへ切り替えられ得る。それにより、駆動用モータ５０の電力要求値に応じて、適切に供給モードを切り替えることができる。ゆえに、駆動用モータ５０の電力要求値の増大に伴って二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することを適切に抑制することができる。よって、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大を適切に抑制することができる。   In the battery system 1, when it is determined that the power requirement value of the drive motor 50 as a load is equal to or less than the reference value, the supply mode is switched to the first supply mode, and the power requirement value of the drive motor 50 is The supply mode can be switched to the second supply mode when it is determined that the reference value is greater than the reference value. Thereby, according to the electric power requirement value of the drive motor 50, a supply mode can be switched appropriately. Therefore, it is possible to appropriately suppress an increase in the current supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 as the power requirement value of the driving motor 50 increases. Therefore, an increase in power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1 can be appropriately suppressed.

また、電池システム１では、負荷としての駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かが電動車両の走行に関連する情報である走行情報に基づいて判定され得る。それにより、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かを適切に判定することができる。   Further, in the battery system 1, it can be determined whether or not the power requirement value of the driving motor 50 as a load is equal to or less than a reference value based on traveling information that is information related to traveling of the electric vehicle. Thereby, it is possible to appropriately determine whether or not the power requirement value of the drive motor 50 is equal to or less than the reference value.

また、電池システム１では、走行情報は電動車両のアクセル開度を含み、負荷としての駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かがアクセル開度に基づいて判定され得る。それにより、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かをアクセル開度に応じてより適切に判定することができる。   Further, in the battery system 1, the travel information includes the accelerator opening of the electric vehicle, and it can be determined based on the accelerator opening whether or not the required power value of the driving motor 50 as a load is equal to or less than a reference value. Thereby, it can be determined more appropriately according to the accelerator opening whether or not the required power value of the drive motor 50 is equal to or less than the reference value.

また、電池システム１では、走行情報は電動車両が走行する路面の勾配を含み、負荷としての駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かが路面の勾配に基づいて判定され得る。それにより、駆動用モータ５０の電力要求値が基準値以下であるか否かを路面の勾配に応じてより適切に判定することができる。   In the battery system 1, the travel information includes a road surface gradient on which the electric vehicle travels, and it is determined based on the road surface gradient whether or not the required power value of the drive motor 50 as a load is equal to or less than a reference value. obtain. Thereby, it can be more appropriately determined according to the gradient of the road surface whether or not the required power value of the drive motor 50 is equal to or less than the reference value.

また、電池システム１では、負荷としての駆動用モータ５０における現在の電流値及び電流要求値の間の差と閾値との比較結果に応じて供給モードの切り替えが制御され得る。ここで、駆動用モータ５０における電流要求値が現在の電流値に対して比較的大きい場合、二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することが予測される。ゆえに、現在の電流値及び電流要求値の間の差と閾値との比較結果に応じて供給モードを切り替えることによって、二次電池２０からインバータ４０へ供給される電流が増大することを適切に抑制することができる。よって、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大を適切に抑制することができる。   In the battery system 1, the switching of the supply mode can be controlled according to the comparison result between the difference between the current value and the current request value in the driving motor 50 as a load and the threshold value. Here, when the current request value in the drive motor 50 is relatively large with respect to the current current value, it is predicted that the current supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 increases. Therefore, the current supplied from the secondary battery 20 to the inverter 40 is appropriately suppressed from being increased by switching the supply mode according to the comparison result between the difference between the current value and the current request value and the threshold value. can do. Therefore, an increase in power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1 can be appropriately suppressed.

また、電池システム１では、供給モードが第１供給モードから第２供給モードへ切り替えられることにより生じる電池システム１における電気抵抗の増大に起因する電池システム１における電力損失の増大分が相殺されて電力損失が低減されるように、第１供給モードから第２供給モードへの切り替えが実行され得る。それにより、供給モードが第１供給モードから第２供給モードへ切り替えられることにより生じる電池システム１における電気抵抗の増大に起因して電池システム１における電力損失が増大することが抑制される。ゆえに、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大をより効果的に抑制することができる。   Further, in the battery system 1, the increase in power loss in the battery system 1 due to the increase in electric resistance in the battery system 1 caused by switching the supply mode from the first supply mode to the second supply mode is offset and the power is increased. Switching from the first supply mode to the second supply mode can be performed so that the loss is reduced. Thereby, it is suppressed that the power loss in the battery system 1 increases due to the increase in electrical resistance in the battery system 1 caused by switching the supply mode from the first supply mode to the second supply mode. Therefore, an increase in power loss caused by the electric resistance in the battery system 1 can be more effectively suppressed.

また、電池システム１では、第１電力変換装置６０及び燃料電池３０の動作が制御されることにより、燃料電池３０により発電される電力の蓄電装置１０への供給が制御され得る。それにより、蓄電装置１０を適切に充電することができる。ゆえに、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが低下し電力が枯渇することをより効果的に抑制することができる。   In the battery system 1, the operation of the first power conversion device 60 and the fuel cell 30 is controlled, so that the supply of power generated by the fuel cell 30 to the power storage device 10 can be controlled. Thereby, the electrical storage apparatus 10 can be charged appropriately. Therefore, it can suppress more effectively that the remaining capacity SOC of the electrical storage apparatus 10 falls and electric power is exhausted.

また、電池システム１では、第２電力変換装置７０及び燃料電池３０の動作が制御されることにより、燃料電池３０により発電される電力の二次電池２０への供給が制御され得る。それにより、二次電池２０を適切に充電することができる。ゆえに、二次電池２０の残存容量ＳＯＣが低下し電力が枯渇することをより効果的に抑制することができる。   In the battery system 1, the operation of the second power conversion device 70 and the fuel cell 30 is controlled, so that the supply of power generated by the fuel cell 30 to the secondary battery 20 can be controlled. Thereby, the secondary battery 20 can be appropriately charged. Therefore, it can suppress more effectively that the remaining capacity SOC of the secondary battery 20 falls, and electric power is exhausted.

また、電池システム１では、蓄電装置１０は、二次電池２０の内部抵抗と比較して小さい内部抵抗を有し得る。それにより、蓄電装置１０の内部抵抗を比較的小さくすることができるので、第２供給モードにおいて、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大をより効果的に抑制することができる。   Further, in the battery system 1, the power storage device 10 can have an internal resistance that is smaller than the internal resistance of the secondary battery 20. Thereby, since the internal resistance of power storage device 10 can be made relatively small, an increase in power loss caused by the electrical resistance in battery system 1 can be more effectively suppressed in the second supply mode. .

また、電池システム１では、蓄電装置１０は、電気二重層コンデンサであり得る。それにより、蓄電装置１０を小型化することができるので、電池システム１におけるレイアウトの自由度を向上させることができる。   In the battery system 1, the power storage device 10 can be an electric double layer capacitor. Thereby, since the electrical storage apparatus 10 can be reduced in size, the freedom degree of the layout in the battery system 1 can be improved.

＜５．変形例＞
続いて、図８を参照して、変形例に係る電池システム５について説明する。 <5. Modification>
Then, with reference to FIG. 8, the battery system 5 which concerns on a modification is demonstrated.

図８は、変形例に係る電池システム５の概略構成の一例を示す模式図である。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of a battery system 5 according to a modification.

変形例に係る電池システム５では、上述した電池システム１と比較して、第２電力変換装置８０の構成が異なる。   In the battery system 5 which concerns on a modification, compared with the battery system 1 mentioned above, the structure of the 2nd power converter device 80 differs.

変形例に係る第２電力変換装置８０は、いわゆるＤＣＤＣコンバータとしての機能を有し、双方向に電圧を変換可能である。第２電力変換装置８０は、例えば、いわゆるチョッパ方式の回路を含んで構成される。   The 2nd power converter device 80 concerning a modification has a function as what is called a DCDC converter, and can convert a voltage bidirectionally. The second power converter 80 includes, for example, a so-called chopper circuit.

具体的には、第２電力変換装置８０は、燃料電池３０側と二次電池２０側との間で双方向の電圧変換を行う。第２電力変換装置８０は、燃料電池３０により発電される電力を昇圧して二次電池２０へ供給可能である。燃料電池３０により発電される電力は、直流電力のままで二次電池２０に供給される。また、第２電力変換装置８０は、二次電池２０に蓄電される電力を降圧して第１電力変換装置６０へ供給可能である。二次電池２０に蓄電される電力は、直流電力のままで第１電力変換装置６０に供給される。その場合、第１電力変換装置６０は、第２電力変換装置８０を介して二次電池２０から供給される電力を昇圧して蓄電装置１０へ供給可能である。   Specifically, the second power conversion device 80 performs bidirectional voltage conversion between the fuel cell 30 side and the secondary battery 20 side. The second power converter 80 can boost the power generated by the fuel cell 30 and supply it to the secondary battery 20. The electric power generated by the fuel cell 30 is supplied to the secondary battery 20 as DC power. Further, the second power conversion device 80 can step down the power stored in the secondary battery 20 and supply it to the first power conversion device 60. The electric power stored in the secondary battery 20 is supplied to the first power conversion device 60 as DC power. In that case, the first power conversion device 60 can boost the power supplied from the secondary battery 20 via the second power conversion device 80 and supply the boosted power to the power storage device 10.

第２電力変換装置８０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第２電力変換装置８０による電力の変換が制御される。具体的には、スイッチング素子のスイッチング動作におけるデューティー比が制御されることによって、第２電力変換装置８０における燃料電池３０側から二次電池２０側への電圧の変換についての昇圧比が制御される。また、スイッチング素子のスイッチング動作におけるデューティー比が制御されることによって、第２電力変換装置８０における二次電池２０側から第１電力変換装置６０側への電圧の変換についての降圧比が制御される。   The second power converter 80 is provided with a switching element, and the conversion of power by the second power converter 80 is controlled by controlling the operation of the switching element. Specifically, the step-up ratio for voltage conversion from the fuel cell 30 side to the secondary battery 20 side in the second power converter 80 is controlled by controlling the duty ratio in the switching operation of the switching element. . Further, by controlling the duty ratio in the switching operation of the switching element, the step-down ratio for the voltage conversion from the secondary battery 20 side to the first power conversion device 60 side in the second power conversion device 80 is controlled. .

変形例では、充電制御部１３３は、充電制御において、第１電力変換装置６０及び第２電力変換装置８０の動作を制御することにより、二次電池２０に蓄電される電力の蓄電装置１０への供給を制御し得る。具体的には、充電制御部１３３は、第１電力変換装置６０及び第２電力変換装置８０にスイッチング動作を行わせることによって、二次電池２０に蓄電される電力を蓄電装置１０により充電可能な電圧へ変換させて蓄電装置１０へ供給する。それにより、蓄電装置１０が二次電池２０に蓄電される電力を用いて充電される。   In the modification, the charging control unit 133 controls the operation of the first power conversion device 60 and the second power conversion device 80 in the charging control, so that the power stored in the secondary battery 20 is supplied to the power storage device 10. The supply can be controlled. Specifically, the charging control unit 133 can charge the power stored in the secondary battery 20 by the power storage device 10 by causing the first power conversion device 60 and the second power conversion device 80 to perform a switching operation. The voltage is converted and supplied to the power storage device 10. Thereby, the power storage device 10 is charged using the power stored in the secondary battery 20.

例えば、充電制御部１３３は、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが第１基準容量より低く、かつ、燃料電池３０が起動していない場合に、二次電池２０に蓄電される電力を用いた蓄電装置１０の充電を実行する。また、充電制御部１３３は、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが第１基準容量より低く、かつ、燃料電池３０により発電される電力が蓄電装置１０の充電を比較的迅速に実行し得る程度の電力より小さい場合に、二次電池２０に蓄電される電力を用いた蓄電装置１０の充電を実行してもよい。   For example, the charge control unit 133 uses the power stored in the secondary battery 20 when the remaining capacity SOC of the power storage device 10 is lower than the first reference capacity and the fuel cell 30 is not activated. 10 charge is performed. In addition, the charging control unit 133 has such a power that the remaining capacity SOC of the power storage device 10 is lower than the first reference capacity, and the power generated by the fuel cell 30 can charge the power storage device 10 relatively quickly. If smaller, charging of the power storage device 10 using the power stored in the secondary battery 20 may be executed.

上述したように、第１供給モードにおいて、第５スイッチＳＷ５がＯＮになっているので、蓄電装置１０は第１電力変換装置６０と高圧側及び低圧側で接続されている。また、二次電池２０は、供給モードによらず、第２電力変換装置８０と高圧側及び低圧側で接続されている。また、第１電力変換装置６０は、燃料電池３０に対して第２電力変換装置８０と並列に接続される。ゆえに、図７の破線矢印Ｆ５１により示されるように、第１供給モードにおいて、二次電池２０に蓄電される電力が第２電力変換装置８０及び第１電力変換装置６０を介して蓄電装置１０へ供給され得る。よって、充電制御部１３３は、第１供給モードにおいて、二次電池２０に蓄電される電力を用いた蓄電装置１０の充電を実行し得る。   As described above, since the fifth switch SW5 is ON in the first supply mode, the power storage device 10 is connected to the first power conversion device 60 on the high voltage side and the low voltage side. The secondary battery 20 is connected to the second power converter 80 on the high voltage side and the low voltage side regardless of the supply mode. The first power conversion device 60 is connected to the fuel cell 30 in parallel with the second power conversion device 80. Therefore, as indicated by the dashed arrow F51 in FIG. 7, in the first supply mode, the power stored in the secondary battery 20 is transferred to the power storage device 10 via the second power conversion device 80 and the first power conversion device 60. Can be supplied. Therefore, the charging control unit 133 can execute the charging of the power storage device 10 using the power stored in the secondary battery 20 in the first supply mode.

変形例に係る電池システム５では、第２電力変換装置８０は、双方向に電圧を変換可能である。また、第１電力変換装置６０及び第２電力変換装置８０の動作が制御されることにより、二次電池２０に蓄電される電力の蓄電装置１０への供給が制御される。それにより、燃料電池３０が起動していない場合又は燃料電池３０により発電される電力が蓄電装置１０の充電を比較的迅速に実行し得る程度の電力より小さい場合であっても、蓄電装置１０を適切に充電することができる。ゆえに、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが低下し電力が枯渇することをより効果的に抑制することができるので、第２供給モードへの切り替えを継続的に行うことができる効果を向上させることができる。   In the battery system 5 according to the modification, the second power conversion device 80 can convert the voltage bidirectionally. Moreover, supply of the electric power stored in the secondary battery 20 to the power storage device 10 is controlled by controlling the operations of the first power conversion device 60 and the second power conversion device 80. As a result, even when the fuel cell 30 is not activated or when the power generated by the fuel cell 30 is smaller than the power that can charge the power storage device 10 relatively quickly, the power storage device 10 Can be charged properly. Therefore, since it can suppress more effectively that the remaining capacity SOC of the electrical storage apparatus 10 falls and electric power is exhausted, the effect which can be switched to 2nd supply mode continuously can be improved. it can.

＜６．むすび＞
以上説明したように、本実施形態によれば、蓄電装置１０に蓄電される電力を利用せずに二次電池２０から負荷へ電力を供給する第１供給モードと、蓄電装置１０と二次電池２０とが直列に接続されている状態で蓄電装置１０及び二次電池２０から負荷へ電力を供給する第２供給モードとが切り替え可能である。それにより、供給モードを切り替えることにより負荷への電力の供給源の起電力を増大させることができるので、負荷の電力要求値の増大に伴って負荷へ供給される電流が増大することを抑制することができる。よって、電池システム１における電気抵抗に起因して生じる電力損失の増大を抑制することができる。したがって、二次電池２０及び燃料電池３０を含む電池システム１において電力供給効率を向上させることが可能となる。 <6. Conclusion>
As described above, according to the present embodiment, the first supply mode for supplying power from the secondary battery 20 to the load without using the power stored in the power storage device 10, the power storage device 10 and the secondary battery. The second supply mode for supplying power from the power storage device 10 and the secondary battery 20 to the load can be switched in a state in which the power supply device 20 is connected in series. Thereby, since the electromotive force of the power supply source to the load can be increased by switching the supply mode, it is possible to suppress an increase in the current supplied to the load as the power demand value of the load increases. be able to. Therefore, an increase in power loss caused by the electrical resistance in the battery system 1 can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the power supply efficiency in the battery system 1 including the secondary battery 20 and the fuel cell 30.

さらに、本実施形態に係る電池システム１では、蓄電装置１０は、燃料電池３０により発電される電力を用いて充電される。それにより、蓄電装置１０の残存容量ＳＯＣが低下し電力が枯渇することを抑制することができるので、第２供給モードへの切り替えを継続的に行うことができる。また、燃料電池３０のアイドリング発電において発電される電力を蓄電装置１０の充電に有効に利用することができるので、燃料電池３０の起動及び停止が繰り返される頻度を低減することができる。それにより、燃料電池３０の起動及び停止が繰り返されることに起因するエネルギ効率の低下を抑制することができる。   Furthermore, in the battery system 1 according to the present embodiment, the power storage device 10 is charged using electric power generated by the fuel cell 30. As a result, it is possible to suppress the remaining capacity SOC of the power storage device 10 from being reduced and the power from being depleted, so that the switching to the second supply mode can be continuously performed. Moreover, since the electric power generated in the idling power generation of the fuel cell 30 can be effectively used for charging the power storage device 10, the frequency with which the start and stop of the fuel cell 30 are repeated can be reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in energy efficiency due to repeated starting and stopping of the fuel cell 30.

上記では、図面を参照して、電池システム１における各装置の間を接続する電力線について説明したが、電池システム１における各装置の間を接続する電力線の接続経路及び各スイッチの配置は係る例に限定されない。具体的には、電力線の接続経路及び各スイッチの配置は、蓄電装置１０に蓄電される電力を利用せずに二次電池２０から負荷へ電力を供給する第１供給モードと、蓄電装置１０と二次電池２０とが直列に接続されている状態で蓄電装置１０及び二次電池２０から負荷へ電力を供給する第２供給モードとを切り替え可能に実現できるものであればよい。例えば、電池システム１に対してスイッチがさらに追加されてもよい。また、一部のスイッチは省略されてもよく、ダイオード等の他の電気素子に置き換えられてもよい。   In the above, the power lines connecting the respective devices in the battery system 1 have been described with reference to the drawings. However, the connection paths of the power lines connecting the respective devices in the battery system 1 and the arrangement of the switches are related examples. It is not limited. Specifically, the connection path of the power line and the arrangement of the switches are configured such that the first supply mode for supplying power from the secondary battery 20 to the load without using the power stored in the power storage device 10, What is necessary is just to implement | achieve switchable to the 2nd supply mode which supplies electric power to the load from the electrical storage apparatus 10 and the secondary battery 20 in the state connected with the secondary battery 20 in series. For example, a switch may be further added to the battery system 1. Some switches may be omitted and may be replaced with other electric elements such as a diode.

また、上記では、第１供給モードにおいて、燃料電池３０により発電される電力を用いた蓄電装置１０の充電が実行され得る例について説明したが、燃料電池３０により発電される電力を用いた蓄電装置１０の充電は第２供給モードにおいて実行可能であってもよい。その場合、供給モード制御部１３１は、第２供給モードにおいて、第５スイッチＳＷ５をＯＮにすることにより、蓄電装置１０の低圧側と第１電力変換装置６０の低圧側とを接続する。ここで、二次電池２０の高圧側から第１電力変換装置６０側へ電流が流れることを抑制するために、例えば、第１電力変換装置６０と第２電力変換装置７０との間にトランスが設けられる。それにより、第１電力変換装置６０と第２電力変換装置７０との間が絶縁されるので、二次電池２０の高圧側から第１電力変換装置６０側へ電流が流れることを抑制しつつ燃料電池３０により発電される電力を用いた蓄電装置１０の充電を実行することができる。   In the above description, the example in which the power storage device 10 can be charged using the power generated by the fuel cell 30 in the first supply mode has been described. However, the power storage device using the power generated by the fuel cell 30 is described. The 10 charging may be executable in the second supply mode. In that case, the supply mode control unit 131 connects the low voltage side of the power storage device 10 and the low voltage side of the first power converter 60 by turning on the fifth switch SW5 in the second supply mode. Here, in order to suppress a current from flowing from the high voltage side of the secondary battery 20 to the first power converter 60 side, for example, a transformer is provided between the first power converter 60 and the second power converter 70. Provided. As a result, the first power conversion device 60 and the second power conversion device 70 are insulated from each other, so that the fuel can be prevented from flowing from the high voltage side of the secondary battery 20 to the first power conversion device 60 side. The power storage device 10 can be charged using the power generated by the battery 30.

また、上記では、本発明に係る電池システムの一例として電動車両に搭載される電池システム１について説明したが、本発明に係る電池システムは電動車両と異なる他の装置に適用されてもよい。例えば、本発明に係る電池システムは、燃料電池を搭載した鉄道やその他の輸送機械に搭載されてもよい。   Moreover, in the above, although the battery system 1 mounted in an electric vehicle was demonstrated as an example of the battery system which concerns on this invention, the battery system which concerns on this invention may be applied to other apparatuses different from an electric vehicle. For example, the battery system according to the present invention may be mounted on a railway or other transport machine equipped with a fuel cell.

また、上記では、本発明に係る負荷の一例としてインバータ４０及び駆動用モータ５０について説明したが、本発明に係る負荷は係る例に限定されない。本発明に係る負荷は、供給される電力を消費可能であればよく、電池システムが搭載される装置に応じて適宜異なり得る。   In the above description, the inverter 40 and the driving motor 50 are described as examples of the load according to the present invention, but the load according to the present invention is not limited to the example. The load which concerns on this invention should just be able to consume the electric power supplied, and may change suitably according to the apparatus in which a battery system is mounted.

また、上記では、路面の勾配を算出するために加速度センサ９２が利用される例について説明したが、路面の勾配を算出するために加速度センサ９２と異なる他のセンサが利用されてもよい。例えば、そのようなセンサとして、３軸のジャイロセンサが用いられてもよい。その場合、電池システム１の構成から加速度センサ９２は省略されてもよい。   In the above description, the acceleration sensor 92 is used to calculate the road gradient. However, another sensor different from the acceleration sensor 92 may be used to calculate the road gradient. For example, a triaxial gyro sensor may be used as such a sensor. In that case, the acceleration sensor 92 may be omitted from the configuration of the battery system 1.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications or application examples within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

１，５ 電池システム
１０ 蓄電装置
１１ 蓄電装置モジュール
２０ 二次電池
２１ 二次電池モジュール
３０ 燃料電池
４０ インバータ
５０ 駆動用モータ
６０ 第１電力変換装置
７０，８０ 第２電力変換装置
９１ アクセル開度センサ
９２ 加速度センサ
９３ 第１バッテリセンサ
９４ 第２バッテリセンサ
１００ 制御装置
１１０ 判定部
１３０ 制御部
１３１ 供給モード制御部
１３２ 駆動制御部
１３３ 充電制御部
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
ＳＷ３ 第３スイッチ
ＳＷ４ 第４スイッチ
ＳＷ５ 第５スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,5 Battery system 10 Electric power storage apparatus 11 Electric power storage apparatus module 20 Secondary battery 21 Secondary battery module 30 Fuel cell 40 Inverter 50 Driving motor 60 1st power converter 70, 80 2nd power converter 91 Accelerator opening degree sensor 92 Acceleration sensor 93 First battery sensor 94 Second battery sensor 100 Control device 110 Determination unit 130 Control unit 131 Supply mode control unit 132 Drive control unit 133 Charge control unit SW1 First switch SW2 Second switch SW3 Third switch SW4 Fourth switch SW5 5th switch

Claims (16)

負荷と、
前記負荷へ供給される電力を蓄電する二次電池と、
前記二次電池へ充電される電力を発電する燃料電池と、
を備える電池システムであって、
前記負荷へ供給される電力を蓄電する蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄電される電力を利用せずに前記二次電池から前記負荷へ電力を供給する第１供給モードと、前記蓄電装置と前記二次電池とが直列に接続されている状態で前記蓄電装置及び前記二次電池から前記負荷へ電力を供給する第２供給モードとを切り替え可能な切替部と、
前記切替部の動作を制御することにより前記負荷への電力の供給モードの切り替えを制御する制御装置と、
をさらに備え、
前記蓄電装置は、前記燃料電池により発電される電力を用いて充電される、
電池システム。 Load,
A secondary battery for storing electric power supplied to the load;
A fuel cell for generating electric power charged in the secondary battery;
A battery system comprising:
A power storage device that stores power supplied to the load;
The first supply mode for supplying power from the secondary battery to the load without using the power stored in the power storage device, and the power storage device and the secondary battery are connected in series. A switching unit capable of switching between a power storage device and a second supply mode for supplying power from the secondary battery to the load;
A control device that controls switching of a power supply mode to the load by controlling the operation of the switching unit;
Further comprising
The power storage device is charged using electric power generated by the fuel cell.
Battery system. 前記制御装置は、前記第１供給モードにおいて、前記蓄電装置を含まずに前記二次電池及び前記負荷が直列に接続される閉回路を形成し、前記第２供給モードにおいて、前記蓄電装置、前記二次電池及び前記負荷が直列に接続される閉回路を形成する、
請求項１に記載の電池システム。 In the first supply mode, the control device forms a closed circuit in which the secondary battery and the load are connected in series without including the power storage device, and in the second supply mode, the power storage device, Forming a closed circuit in which a secondary battery and the load are connected in series;
The battery system according to claim 1. 前記電池システムは、電動車両に搭載され、
前記負荷は、前記電動車両の駆動用モータを含む、
請求項１又は２に記載の電池システム。 The battery system is mounted on an electric vehicle,
The load includes a drive motor for the electric vehicle.
The battery system according to claim 1 or 2. 前記二次電池に蓄電される電力は、主として前記駆動用モータの駆動に用いられ、
前記燃料電池により発電される電力は、主として前記二次電池の充電に用いられる、
請求項３に記載の電池システム。 The power stored in the secondary battery is mainly used for driving the drive motor,
The power generated by the fuel cell is mainly used for charging the secondary battery.
The battery system according to claim 3. 前記二次電池は、前記電動車両の外部の外部電源と接続可能であり、前記外部電源から供給される電力を用いて充電される、
請求項３又は４に記載の電池システム。 The secondary battery can be connected to an external power source outside the electric vehicle, and is charged using electric power supplied from the external power source.
The battery system according to claim 3 or 4. 前記制御装置は、前記負荷の電力要求値が基準値以下であると判定される場合に前記供給モードを前記第１供給モードへ切り替え、前記電力要求値が前記基準値より大きいと判定される場合に前記供給モードを前記第２供給モードへ切り替える、
請求項３〜５のいずれか一項に記載の電池システム。 The control device switches the supply mode to the first supply mode when it is determined that the power demand value of the load is less than or equal to a reference value, and the power request value is determined to be greater than the reference value Switching the supply mode to the second supply mode,
The battery system according to any one of claims 3 to 5. 前記制御装置は、前記電力要求値が前記基準値以下であるか否かを前記電動車両の走行に関連する情報である走行情報に基づいて判定する、
請求項６に記載の電池システム。 The control device determines whether or not the power requirement value is equal to or less than the reference value based on travel information that is information related to travel of the electric vehicle.
The battery system according to claim 6. 前記走行情報は、前記電動車両のアクセル開度を含む、
請求項７に記載の電池システム。 The travel information includes an accelerator opening of the electric vehicle,
The battery system according to claim 7. 前記走行情報は、前記電動車両が走行する路面の勾配を含む、
請求項７又は８に記載の電池システム。 The travel information includes a slope of a road surface on which the electric vehicle travels.
The battery system according to claim 7 or 8. 前記制御装置は、前記負荷における現在の電流値及び電流要求値の間の差と閾値との比較結果に応じて前記供給モードの切り替えを制御する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電池システム。 The control device controls switching of the supply mode according to a comparison result between a difference between a current value and a current request value in the load and a current request value,
The battery system according to any one of claims 1 to 9. 前記制御装置は、前記供給モードが前記第１供給モードから前記第２供給モードへ切り替えられることにより生じる前記電池システムにおける電気抵抗の増大に起因する前記電池システムにおける電力損失の増大分が相殺されて前記電力損失が低減されるように、前記第１供給モードから前記第２供給モードへの切り替えを実行する、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電池システム。 The controller cancels an increase in power loss in the battery system caused by an increase in electrical resistance in the battery system that occurs when the supply mode is switched from the first supply mode to the second supply mode. Performing a switch from the first supply mode to the second supply mode so that the power loss is reduced;
The battery system according to any one of claims 1 to 10. 前記蓄電装置は、電圧を変換可能な第１電力変換装置を介して前記燃料電池と接続され、
前記制御装置は、前記第１電力変換装置及び前記燃料電池の動作を制御することにより、前記燃料電池により発電される電力の前記蓄電装置への供給を制御する、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電池システム。 The power storage device is connected to the fuel cell via a first power conversion device capable of converting a voltage,
The control device controls supply of the electric power generated by the fuel cell to the power storage device by controlling operations of the first power conversion device and the fuel cell.
The battery system according to any one of claims 1 to 11. 前記二次電池は、電圧を変換可能な第２電力変換装置を介して前記燃料電池と接続され、
前記制御装置は、前記第２電力変換装置及び前記燃料電池の動作を制御することにより、前記燃料電池により発電される電力の前記二次電池への供給を制御する、
請求項１２に記載の電池システム。 The secondary battery is connected to the fuel cell via a second power conversion device capable of converting voltage,
The control device controls supply of the electric power generated by the fuel cell to the secondary battery by controlling operations of the second power conversion device and the fuel cell.
The battery system according to claim 12. 前記第２電力変換装置は、双方向に電圧を変換可能であり、
前記制御装置は、前記第１電力変換装置及び前記第２電力変換装置の動作を制御することにより、前記二次電池に蓄電される電力の前記蓄電装置への供給を制御する、
請求項１３に記載の電池システム。 The second power converter is capable of converting a voltage bidirectionally,
The control device controls the supply of power stored in the secondary battery to the power storage device by controlling operations of the first power conversion device and the second power conversion device.
The battery system according to claim 13. 前記蓄電装置は、前記二次電池の内部抵抗と比較して小さい内部抵抗を有する、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電池システム。 The power storage device has a small internal resistance compared to the internal resistance of the secondary battery.
The battery system according to any one of claims 1 to 14. 前記蓄電装置は、電気二重層コンデンサである、
請求項１５に記載の電池システム。 The power storage device is an electric double layer capacitor,
The battery system according to claim 15.
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