JP2019169998A

JP2019169998A - 電源装置

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Publication number: JP2019169998A
Application number: JP2018054079A
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Inventors: 荘田　隆博; Takahiro Shoda; 隆博荘田
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Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-10-03
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Abstract

【課題】バッテリの保護の向上を図った電源装置を提供する。【解決手段】キャパシタＣａと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、を備える車両用電源システム１は、直列接続されたキャパシタ及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが、負荷５に電源を供給するバッテリ２に並列に接続される。キャパシタの充放電電流が増大するように、ＤＣ／ＤＣコンバータの負荷側電圧の目標値又はキャパシタ側電圧の目標値を調整し、バッテリの総電圧を推定するμＣＯＭ６２を備える。調整部は、バッテリの放電時に推定部により推定された総電圧が負荷側電圧の目標値以上となるように調整し、バッテリの充電時に推定部により推定された総電圧が負荷側電圧の目標値以下となるように調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置に関する。

ＥＶやＰＨＥＶ、ＨＥＶ等の駆動用のバッテリ（特に、リチウムイオンバッテリ）は、充放電により劣化が進み、特に、大電流での充放電で大きく劣化が進むことが知られている。そこで、バッテリに並列にキャパシタを接続し、バッテリの充放電時にキャパシタからも充放電電流を流すことにより、バッテリの充放電電流を抑制して、バッテリを保護（劣化の抑制）することが提案されている（特許文献１、２）。

特許文献１の技術では、バッテリとキャパシタとが並列接続されている。バッテリに比べてキャパシタは容量が少なく、充放電に伴い、キャパシタとバッテリとの両端電圧の差がなくなってしまう。このため、バッテリの充放電電流を十分に抑制できるほど、キャパシタに充放電電流を流すことができず、十分にバッテリを保護することができない、という問題が生じていた。

また、特許文献２の技術では、キャパシタの両端電圧は、ＤＣＤＣコンバータにより昇降圧されているが、その目標値は一定である。このため、バッテリの状況によっては、同様に、バッテリの充放電電流を十分に抑制できるほど、キャパシタに充放電電流を流すことができず、十分にバッテリを保護することができない、という問題が生じていた。

特開２００８−１１８８２８号公報特開２０１６−７７１２４号公報

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、バッテリの保護の向上を図った電源装置を提供することを目的としている。

本発明の態様である電源装置は、蓄電部と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、直列接続された前記蓄電部及び前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが、負荷に電源を供給するバッテリに並列に接続される電源装置において、前記蓄電部の充放電電流が増大するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの負荷側電圧の目標値又は蓄電部側電圧の目標値を調整する調整部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記バッテリの総電圧を推定する推定部を備え、前記調整部は、前記バッテリの放電時に前記推定部により推定された総電圧が前記負荷側電圧の目標値以上となるように調整し、前記バッテリの充電時に前記推定部により推定された総電圧が前記負荷側電圧（Ｖin）の目標値以下となるように調整してもよい。

また、前記推定部は、前記バッテリに流れるバッテリ電流の測定値と、前記バッテリの電圧と、予め求められた前記バッテリの内部抵抗と、に基づいて、前記バッテリの総電圧を推定してもよい。

また、前記バッテリに流れるバッテリ電流を測定する第１測定部と、前記蓄電部に流れる蓄電部電流を測定する第２測定部と、を備え、前記調整部は、前記バッテリの放電時に前記バッテリ電流と前記蓄電部電流の和に対する前記蓄電部電流の割合が閾値よりも小さいときに前記負荷側電圧の目標値を上昇させ、前記バッテリの充電時に前記バッテリ電流と前記蓄電部電流の和に対する前記蓄電部電流の割合が閾値よりも小さいときに前記蓄電部側電圧の目標値を上昇させるように調整してもよい。

また、前記バッテリに流れるバッテリ電流を測定する第１測定部を備え、前記調整部は、前記バッテリの放電時に前記バッテリ電流の絶対値が所定値以下になるまで前記負荷側電圧の目標値を上昇させ、前記バッテリの充電時に前記バッテリ電流の絶対値が所定値以下になるまで前記蓄電部側電圧の目標値を上昇させるように調整してもよい。

以上説明したように態様によれば、蓄電部の充放電電流を増大させ、バッテリの保護の向上を図ることができる。

第１、第３実施形態における本発明の電源装置を組み込んだ車両用電源システムを示すブロック図である。第１実施形態における図１に示すμＣＯＭの処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態における本発明の電源装置を組み込んだ車両用電源システムを示すブロック図である。第２実施形態における図３に示すμＣＯＭの処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態におけるバッテリ電流Ｉｂ、充放電電流ＩＬのタイムチャートである。第３実施形態における図１に示すμＣＯＭの処理手順を示すフローチャートである。第３実施形態におけるバッテリ電流Ｉｂ、充放電電流ＩＬのタイムチャートである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、図１に基づいて説明する。同図に示すように、車両用電源システム１は、バッテリ２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３と、インバータ４と、負荷としての電動モータ５と、電源装置６と、を備えている。

バッテリ２は、例えば、リチウムイオンバッテリから構成され、車両に搭載される。バッテリ２は、複数の二次電池であるセルＣｅ１〜Ｃｅｎ（ｎは任意の整数）が直列に接続されて構成されている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、周知の双方向昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、バッテリ２側の電圧を昇降圧してインバータ４に供給すると共に、インバータ４の電圧を昇降圧してバッテリ２や後述するキャパシタＣａに供給する。

インバータ４は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３からの直流電源を交流電源に変換して電動モータ５に供給すると共に、電動モータ５からの交流電源を直流電源に変換して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３に出力する。電動モータ５は、所謂三相交流モータから構成され、バッテリ２からの電源供給を受けて、車両を駆動する。また、電動モータ５は、下り坂道や減速時などに発電機として働き、回生電流を発生し、バッテリ２やキャパシタＣａを充電する。

電源装置６は、蓄電部としてのキャパシタＣａと、周知の双方向昇降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータから構成されるＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、調整部、推定部としてのμＣＯＭ６２と、電流測定部６３と、を備えている。バッテリ２には、キャパシタＣａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ６１からなる直列回路が並列接続されている。キャパシタＣａがバッテリ２の負極側に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１がバッテリ２の正極側になるように、キャパシタＣａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、直列接続されている。キャパシタＣａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ６１からなる直列回路及びバッテリ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、インバータ４及び電動モータ５に直列接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、キャパシタ側電圧Ｖcap（＝蓄電部側電圧）を昇降圧してＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給し、インバータ側（負荷側）電圧Ｖinを昇降圧してキャパシタＣａに供給する。

μＣＯＭ６２は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭから構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１の制御を司る。μＣＯＭ６２は、インバータ側電圧Ｖin（＝負荷側電圧）の測定値及び目標値の偏差を０にするようにＤＣ／ＤＣコンバータ６１のスイッチング制御を行う周知のフィードバック制御を行う。μＣＯＭ６２は、キャパシタＣａに流れる電流Ｉｃが増大する方向に、インバータ側電圧Ｖinの目標値を調整する。

電流測定部６３は、バッテリ２とＤＣ／ＤＣコンバータ３、６１との間に設けられ、バッテリ２に流れる電流Ｉｂを計測し、その計測結果をμＣＯＭ６２に対して供給する。

次に、上述した構成の車両用電源システム１の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。まず、μＣＯＭ６２は、バッテリ２から電動モータ５に電力を供給する力行時（即ち、バッテリ２の放電時）であれば（ステップＳ１でＹ）、電流測定部６３により測定したバッテリ電流Ｉｂからバッテリ２の総電圧Ｖａ（＝無負荷時のバッテリ電圧Ｖocv＋内部抵抗ｒの電圧降下Ｉｂ×ｒ）を推定する（ステップＳ２）。ステップＳ２については後述する。

次に、μＣＯＭ６２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１のインバータ側電圧Ｖinの目標値をステップＳ２で推定した総電圧Ｖａ以上の高い値に設定して（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。ステップＳ２、Ｓ３に動作によると、キャパシタＣａに電荷が多く蓄積されているとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、ステップＳ３で設定された目標値のインバータ側電圧Ｖinを出力することができる。このため、|バッテリ電流Ｉｂ|≦|キャパシタ電流Ｉｃ（＝蓄電部電流）|となり、バッテリ２に流れる放電電流を抑制することができる。キャパシタＣａの電荷が少なくなると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１はインバータ側電圧Ｖinに設定された目標値を維持できなくなり、|バッテリ電流Ｉｂ|＞|キャパシタ電流Ｉｃ|となりキャパシタＣａが放電しきるとキャパシタ電流Ｉｃが０となり、電動モータ５に供給される電力の全てがバッテリ２からとなる。

これに対して、μＣＯＭ６２は、電動モータ５からバッテリ２に電力が供給される回生時（即ち、バッテリ２の充電時）であれば（ステップＳ１でＮ、かつ、ステップＳ４でＹ）、放電上限目標とするバッテリ電流Ｉｂからバッテリ２の総電圧Ｖａを推定する（ステップＳ５）。ステップＳ５についても後述する。

また、μＣＯＭ６２は、力行時でも回生時でもなければ（ステップＳ１でＮ、かつ、ステップＳ４でＮ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１をオフして（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。

次に、ステップＳ２及びＳ５の詳細について説明する。バッテリ２の正極側の電圧を測定しても、その測定値には、バッテリ２の内部抵抗にバッテリ電流Ｉｂが流れることにより生じる電圧降下分が加算、減算される。このため、無負荷時（バッテリ電流Ｉｂが流れていない時）のバッテリ２の電圧である総電圧Ｖａを測定することができない。そこで、下記に示すように、μＣＯＭ６１は、セルの開回路電圧Ｖocvや内部抵抗ｒから総電圧Ｖａを推定する。

総電圧Ｖａは、下記の式（１）に示すように、バッテリ２を構成する各セルＣｅ１〜Ｃｅｎの端子電圧Ｖcell1〜Ｖcellnの総和に等しい。
Ｖａ＝Ｖcell1＋Ｖcell2＋…＋Ｖcelln-1＋Ｖcelln …（１）

任意のセルＣｅｍ（ｍはｎ以下の整数）の端子電圧Ｖcellmは、下記の式（２）で表される。
Ｖcellm＝Ｖocvm＋Ｉｂ×ｒ＋Ｖxm …（２）
Ｖocvm：セルＣｅｍの開回路電圧、ｒ：セルＣｅｍの内部抵抗、Ｖxm：セルＣｅｍの平衡成分

ここで、簡単のために平衡成分Ｖxmは内部抵抗ｒに比べて小さいため無視すると、下記の式（３）が得られる。
Ｖcellm＝Ｖocvm＋Ｉｂ×ｒ …（３）

一般的に、バッテリ２の充電率ＳＯＣ推定は、バッテリ２の開回路電圧ＯＣＶを推定することにより行っている。このため、バッテリ２の状態を監視する電池監視ＥＣＵ（図示せず）は、各セルＣｅ１〜Ｃｅｎの開回路電圧Ｖocv1〜Ｖocvnを推定し、そのデータを保持している。また、電池監視ＥＣＵは、バッテリ電流Ｉｂやバッテリ２の両端電圧、各セルＣｅ１〜Ｃｅｎの端子電圧Ｖcell1〜Ｖcellnを測定し、これら測定値から内部抵抗ｒを求めて、そのデータを保持している。

なお、内部抵抗ｒの求め方は、上記に限らない。内部抵抗ｒは、ＳＯＣや温度、電池劣化に応じているため、電池監視ＥＣＵは、ＳＯＣに対応する内部抵抗ｒのデータを温度や電池劣化によって補正して、内部抵抗ｒを求めて、そのデータを保持している。

μＣＯＭ６２は、電池監視ＥＣＵから開回路電圧Ｖocv1〜Ｖocvnや内部抵抗ｒを得ると共に、電流測定部６３からバッテリ電流Ｉｂを得て、上記式（３）に入力することにより、端子電圧Ｖcell1〜Ｖcellnを推定する。また、μＣＯＭ６２は、推定した端子電圧Ｖcell1〜Ｖcellnを式（１）に入力することにより、総電圧Ｖａを推定する。

上述した第１実施形態によれば、μＣＯＭ６２は、バッテリ２の放電時に推定されたバッテリ２の総電圧Ｖａよりもインバータ側電圧Ｖinの目標値が高くなるように調整し、バッテリ２の充電時に推定されたバッテリ２の総電圧Ｖａよりもインバータ側電圧Ｖinの目標値が低くなるように調整する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６１は、インバータ側電圧Ｖinの測定値が調整された目標値となるようにフィードバック制御される。これにより、目標値を調整しない場合よりも、キャパシタＣａのキャパシタ電流Ｉｃ（充放電電流）が増大し、バッテリ２の保護の向上を図ることができる。

また、上述した第１実施形態によれば、簡単な構成で大電流によるバッテリ２の負担を緩和できるため、バッテリ２の寿命を延ばすことができる。また、キャパシタＣａは容量が少ないが、大電流による充放電で劣化が進みにくいので、キャパシタＣａ、バッテリ２全体での高寿命化を図ることができる。また、キャパシタＣａの内部抵抗ｒは低いため、ピーク電流によるＩＲロスを抑えられ、高効率化できる。また、車両の必要とする電力供給と回収を確実に行える。

また、上述した第１実施形態によれば、総電圧Ｖａの推定値に基づいてインバータ側電圧Ｖinの目標値を調整している。これにより、より一層、キャパシタ電流Ｉｃを増大させ、バッテリ２の保護の向上を図ることができる。

なお、上述した第１実施形態によれば、蓄電部としてキャパシタＣａを用いていたが、これに限ったものではない。蓄電部としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの電池を用いてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図３に基づいて説明する。図３について、上述した第１実施形態で既に説明した図１と同等の部分には、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、電源装置６の構成である。

電源装置６は、キャパシタＣａと、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１と、調整部としてのμＣＯＭ６２と、第１測定部としての電流測定部６３と、第２測定部としての電流測定部６４と、を備えている。キャパシタＣａ、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１、電流測定部６３については、上述した第１実施形態で既に説明した図１に示すものと同等であるため詳細な説明を省略する。

第２実施形態においてμＣＯＭ６２は、力行時にインバータ側電圧Ｖinの測定値及び目標値の偏差を０にするようにＤＣ／ＤＣコンバータ６１のスイッチング制御を行う周知のフィードバック制御を行う。また、μＣＯＭ６２は、回生時にキャパシタ側電圧Ｖcapの測定値及び目標値の偏差を０にするようにＤＣ／ＤＣコンバータ６１のスイッチング制御を行う周知のフィードバック制御を行う。さらに、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂ及びキャパシタ電流Ｉｃに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６１のインバータ側電圧Ｖin及びキャパシタ側電圧Ｖcapの目標値を調整する。

電流測定部６４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、電流測定部６３とＤＣ／ＤＣコンバータ６１との間に設けられ、キャパシタＣａに流れるキャパシタ電流Ｉｃを測定し、その測定結果をμＣＯＭ６２に対して供給する。

次に、上述した構成の車両用電源システム１の動作について図４のフローチャートを参照して説明する。まず、μＣＯＭ６２は、力行時であれば（ステップＳ１１でＹ）、電流測定部６３、６４を用いてバッテリ電流Ｉｂ及びキャパシタ電流Ｉｃを測定する（ステップＳ１２）。

次に、μＣＯＭ６２は、|Ｉｃ|／(|Ｉｂ|＋|Ｉｃ|）が０．６（閾値）より小さいか否か判定する（ステップＳ１３）。|Ｉｃ|／(|Ｉｂ|＋|Ｉｃ|）＜０．６の場合（ステップＳ１３でＹ）、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂに比べてキャパシタ電流Ｉｃの割合が小さいと判断して、インバータ側電圧Ｖinの目標値を例えば一定値だけ上昇させた後（ステップＳ１４）、ステップＳ１１に戻る。一方、|Ｉｃ|／(|Ｉｂ|＋|Ｉｃ|）≧０．６の場合（ステップＳ１３でＮ）、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂに比べてキャパシタ電流Ｉｃの割合が十分に大きいと判断して、直ちにステップＳ１１に戻る。

これにより、キャパシタＣｐの電荷が多いときは、キャパシタ電流Ｉｃが増大して、|バッテリ電流Ｉｂ|＜|キャパシタ電流Ｉｃ|となり、バッテリ２からの電力供給（放電電流）を抑制できる。キャパシタＣｐの放電に伴なって電荷が０になるとキャパシタ電流Ｉｃも０となり、電動モータ５に供給される電力の全てがバッテリ２からとなる。

一方、μＣＯＭ６２は、回生時であれば（ステップＳ１１でＮ、かつ、ステップＳ１５でＹ）、電流測定部６３、６４を用いてバッテリ電流Ｉｂ及びキャパシタ電流Ｉｃを測定する（ステップＳ１６）。

次に、μＣＯＭ６２は、|Ｉｃ|／(|Ｉｂ|＋|Ｉｃ|）が０．６（閾値）より小さいか否か判定する（ステップＳ１７）。|Ｉｃ|／(|Ｉｂ|＋|Ｉｃ|）＜０．６の場合（ステップＳ１７でＹ）、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂに比べてキャパシタ電流Ｉｃの割合が小さいと判断して、キャパシタ側電圧Ｖcapの目標値を例えば一定値だけ上昇させた後（ステップＳ１８）、ステップＳ１１に戻る。一方、|Ｉｃ|／(|Ｉｂ|＋|Ｉｃ|）≧０．６の場合（ステップＳ１７でＮ）、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂに比べてキャパシタ電流Ｉｃの割合が十分に大きいと判断して、直ちにステップＳ１１に戻る。

これにより、キャパシタＣｐの電荷が少ないときは、キャパシタ電流Ｉｃが増大して、|バッテリ電流Ｉｂ|＜|キャパシタ電流Ｉｃ|となり、バッテリ２への電力供給（充電電流）を抑制できる。キャパシタＣｐが充電しきるとキャパシタ電流Ｉｃも０となり、電動モータ５からの電力の全てがバッテリ２に供給される。

また、μＣＯＭ６２は、力行時でも回生時でもなければ（ステップＳ１１でＮ、かつ、ステップＳ１５でＮ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１をオフして（ステップＳ１９）、ステップＳ１１に戻る。

上述した第２実施形態によれば、μＣＯＭ６２は、バッテリ２の放電時にバッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃの和に対するキャパシタ電流Ｉｃの割合が０．６よりも小さいときにインバータ側電圧Ｖinの目標値を上昇させ、バッテリ２の充電時にバッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃの和に対するキャパシタ電流Ｉｃの割合が０．６よりも小さいときにキャパシタ側電圧Ｖcapの目標値を上昇させるように調整する。これにより、より一層、キャパシタ電流Ｉｃを増大させ、バッテリ２の保護の向上を図ることができる。

また、上述した第２実施形態によれば、キャパシタＣａが充電、放電しきらなければ、図５に示すように、電動モータ５への充放電電流ＩＬのうちバッテリ電流Ｉｂの割合を４０％程度（６０％はキャパシタ電流Ｉｃ）にすることができる。なお、上述した閾値（０．６）は任意に設定することができるため、バッテリ電流Ｉｂとキャパシタ電流Ｉｃの割合を任意に設定することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の車両用電源システム１の構成は、第１実施形態と同様のためここでは詳細な説明を省略する。

第３実施形態において、μＣＯＭ６２は、第２実施形態と同様に、力行時にインバータ側電圧Ｖinの測定値及び目標値の偏差を０にするようにＤＣ／ＤＣコンバータ６１のスイッチング制御を行う。また、μＣＯＭ６２は、回生時にキャパシタ側電圧Ｖcapの測定値及び目標値の偏差を０にするようにＤＣ／ＤＣコンバータ６１のスイッチング制御を行う。さらに、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂが充放電上限目標値（所定値）になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ６１のインバータ側電圧Ｖin及びキャパシタ側電圧Ｖcapの目標値を調整する。なお、本実施例では、充放電上限目標値を０として説明する。

次に、上述した構成の車両用電源システム１の動作について図６のフローチャートを参照して説明する。まず、μＣＯＭ６２は、力行時であれば（ステップＳ２１でＹ）、電流測定部６３を用いてバッテリ電流Ｉｂを測定する（ステップＳ２２）。

次に、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂが０（所定値）か否かを判定する（ステップＳ２３）。バッテリ電流Ｉｂ＝０でない場合（ステップＳ２３でＹ）、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂを０にすべく、インバータ側電圧Ｖinの目標値を例えば一定値だけ上昇させた後（ステップＳ２４）、ステップＳ２１に戻る。一方、バッテリ電流Ｉｂ＝０の場合（ステップＳ２３でＮ）、μＣＯＭ６２は、直ちにステップＳ２１に戻る。

これに対して、μＣＯＭ６２は、回生時であれば（ステップＳ２１でＮ、かつ、ステップＳ２５でＹ）、電流測定部６３を用いてバッテリ電流Ｉｂを測定する（ステップＳ２６）。

次に、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂが０（所定値）か否かを判定する（ステップＳ２７）。バッテリ電流Ｉｂ＝０でない場合（ステップＳ２７でＹ）、μＣＯＭ６２は、バッテリ電流Ｉｂを０にすべく、キャパシタ側電圧Ｖcapの目標値を例えば一定値だけ上昇させた後（ステップＳ２８）、ステップＳ２１に戻る。一方、バッテリ電流Ｉｂ＝０の場合（ステップＳ２７でＮ）、μＣＯＭ６２は、直ちにステップＳ２１に戻る。

また、μＣＯＭ６２は、力行時でも回生時でもなければ（ステップＳ２１でＮ、かつ、ステップＳ２５でＮ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１をオフして（ステップＳ２９）、ステップＳ２１に戻る。

上述した第３実施形態によれば、μＣＯＭ６２は、バッテリ２の放電時にバッテリ電流Ｉｂが０になるまでインバータ側電圧Ｖinの目標値を上昇させ、バッテリ２の充電時にバッテリ電流Ｉｂが０になるまでキャパシタ側電圧Ｖcpaの目標値を上昇させるように調整する。これにより、より一層、キャパシタ電流Ｉｃを増大させ、バッテリ２の保護の向上を図ることができる。

また、上述した第３実施形態によれば、図７に示すように、大きい充放電電流が流れたときのみバッテリ電流Ｉｂを流し、放電電流が小さい間は、バッテリ電流Ｉｂを０にすることができる。

また、上述した第３実施形態によれば、第２実施形態に比べて、電流測定部６４が必要なくなる分、コストダウンを図ることができる。

なお、上述した第３実施形態では、μＣＯＭ６２は、充放電上限目標値を０に設定して、バッテリ電流Ｉｂが０になるように（即ち、バッテリ電流Ｉｂの絶対値が０以下になるように）、インバータ側電圧Ｖin及びキャパシタ側電圧Ｖcpaの目標値を調整していたが、これに限ったものではない。充放電上限目標値としては、０より大きい例えば値（例えば１０Ａなど）であってもよく、この場合、μＣＯＭ６２は、|バッテリ電流Ｉｂ|が充放電上限目標値以下になるまでインバータ側電圧Ｖin及びキャパシタ側電圧Ｖcpaの目標値を上昇させる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

２バッテリ
５電動モータ（負荷）
６電源装置
６１ＤＣ／ＤＣコンバータ
６２ μＣＯＭ（調整部、推定部）
６３電流測定部（第１測定部）
６４電流測定部（第２測定部）
Ｃａキャパシタ（蓄電部）
Ｉｂバッテリ電流
Ｉｃキャパシタ電流（蓄電部電流）
ｒ内部抵抗
Ｖａ総電圧
Ｖin インバータ側電圧（負荷側電圧）
Ｖcap キャパシタ側電圧（蓄電部側電圧）
Ｖocv 開回路電圧（バッテリの電圧）

Claims

蓄電部と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、直列接続された前記蓄電部及び前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが、負荷に電源を供給するバッテリに並列に接続される電源装置において、
前記蓄電部の充放電電流が増大するように、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの負荷側電圧の目標値又は蓄電部側電圧の目標値を調整する調整部と、を備えたことを特徴とする電源装置。
前記バッテリの総電圧を推定する推定部を備え、
前記調整部は、前記バッテリの放電時に前記推定部により推定された総電圧が前記負荷側電圧の目標値以上となるように調整し、前記バッテリの充電時に前記推定部により推定された総電圧が前記負荷側電圧の目標値以下となるように調整することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記推定部は、前記バッテリに流れるバッテリ電流の測定値と、前記バッテリの電圧と、予め求められた前記バッテリの内部抵抗と、に基づいて、前記バッテリの総電圧を推定することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
前記バッテリに流れるバッテリ電流を測定する第１測定部と、
前記蓄電部に流れる蓄電部電流を測定する第２測定部と、を備え、
前記調整部は、前記バッテリの放電時に前記バッテリ電流と前記蓄電部電流の和に対する前記蓄電部電流の割合が閾値よりも小さいときに前記負荷側電圧の目標値を上昇させ、前記バッテリの充電時に前記バッテリ電流と前記蓄電部電流の和に対する前記蓄電部電流の割合が閾値よりも小さいときに前記蓄電部側電圧の目標値を上昇させるように調整することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記バッテリに流れるバッテリ電流を測定する第１測定部を備え、
前記調整部は、前記バッテリの放電時に前記バッテリ電流の絶対値が所定値以下になるまで前記負荷側電圧の目標値を上昇させ、前記バッテリの充電時に前記バッテリ電流の絶対値が所定値以下になるまで前記蓄電部側電圧の目標値を上昇させるように調整することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。