JP6260065B2 - Power supply device, control method for power supply device, and control device - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、電源装置の制御方法、および制御装置に関する。 The present invention relates to a power supply apparatus, a control method for the power supply apparatus, and a control apparatus.
駆動電源として交換可能なバッテリを備えた輸送機器が開発されている。例えば、特許文献１には、電気自動車の車体に備えられたメインバッテリと、交換可能なサブバッテリとを備えた電源システムにおいて、メインバッテリとサブバッテリとを順次に放電させる方法が記載されている。 Transportation devices with replaceable batteries have been developed as drive power sources. For example, Patent Document 1 describes a method of sequentially discharging a main battery and a sub battery in a power supply system including a main battery provided on a body of an electric vehicle and a replaceable sub battery. .
特許文献１に記載された電源システムにおいては、メインバッテリやサブバッテリの充電方法については、プラグイン充電のみしか考慮されておらず、インバータなどの車載充電器が輸送機器側の必須の構成となってしまっている。 In the power supply system described in Patent Document 1, only the plug-in charging is considered for the charging method of the main battery and the sub battery, and an in-vehicle charger such as an inverter is an essential configuration on the transportation equipment side. It has been.
しかしながら、車載充電器を設置することでコストが増大し、車両におけるスペースおよび重量が増大する場合がある。従って、特に、二輪自動車、原付四輪車、超小型モビリティなどのコスト、スペース、重量の制約が大きな電動車両においては、車載充電器の設置が開発や実用化の妨げとなる場合がある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、複数のサブバッテリを用いた電源設備において、設備構成を簡素化することが可能な電源装置、電源装置の制御方法、および制御装置を提供することを目的の一つとする。
However, the installation of the on-board charger increases the cost and may increase the space and weight in the vehicle. Therefore, in particular, in an electric vehicle having a large cost, space, and weight restrictions such as a two-wheeled vehicle, a moped four-wheeled vehicle, and an ultra-compact mobility, the installation of the in-vehicle charger may hinder development and practical application.
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in a power supply facility using a plurality of sub-batteries, a power supply device capable of simplifying the equipment configuration, a control method for the power supply device, and control One object is to provide a device.
請求項１に記載の発明は、輸送機器の駆動装置に電力を供給する、前記輸送機器に備え付けられた第１電源（例えば、実施形態における主電源２）と、前記駆動装置または前記第１電源に電力を供給し、前記輸送機器に脱着可能な第２電源（例えば、実施形態における補助電源３）と、前記輸送機器の動作状態に基づいて、複数の前記第２電源の電力を、前記駆動装置または前記第１電源に出力させる制御装置（例えば、実施形態における制御装置１０）とを備え、前記制御装置は、前記輸送機器の移動中に、前記第２電源の電力を、前記第１電源に出力させ、前記第２電源は、複数の第２電源を備え、前記制御装置は、前記輸送機器が移動中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数を、前記輸送機器が停止中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数より小さくする、電源装置（例えば、実施形態における電源装置５）である。
The invention according to claim 1 is a first power source (for example,
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電源装置において、前記第２電源は、複数の第２電源（例えば、実施形態における第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎ）を備え、複数の前記第２電源の各々と、前記第１電源との間を導通状態または遮断状態にするスイッチ（例えば、実施形態におけるメインスイッチ４０）をさらに備え、前記制御装置は、前記スイッチの状態を制御するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device according to the first aspect , the second power source includes a plurality of second power sources (for example, the first auxiliary power source 3-1 to the nth auxiliary power source 3- in the embodiment). n), and further includes a switch (for example, the
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電源装置において、前記輸送機器の移動中において、前記制御装置は、複数の前記第２電源のうち一部の電源から供給される電力を前記第１電源に出力し、複数の前記第２電源のうち残りの一部の電源から供給される電力を前記駆動装置に出力するように前記スイッチを制御するものである。 According to a third aspect of the present invention, in the power supply device according to the second aspect , during the movement of the transport equipment, the control device generates power supplied from a part of the plurality of second power supplies. The switch is controlled so as to output to the first power source and to output power supplied from the remaining part of the plurality of second power sources to the driving device.
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源装置において、前記制御装置は、前記第１電源および前記第２電源の温度を取得し、前記第１電源の温度が第１閾値以下であり、かつ、前記第２電源の温度が第２閾値以下である制御条件が満たされる場合、前記制御条件が満たされない場合と比べて、前記第２電源から前記第１電源に出力される電力量を増大させるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the power supply device according to any one of the first to third aspects, the control device obtains temperatures of the first power source and the second power source, and the first power source. and the temperature of less than or equal to the first threshold, and, if the temperature of the second power source control condition is less than or equal to the second threshold value is met, compared to the case where the control condition is not satisfied, the from the second power supply first The amount of power output to one power source is increased.
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電源装置において、前記第１閾値は、前記第２閾値より小さいものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the power supply device according to the fourth aspect , the first threshold value is smaller than the second threshold value.
請求項６に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置において、前記第２電源は、少なくとも２つの第２電源（例えば、実施形態における第１補助電源３−１および第２補助電源３−２）を含み、前記制御装置は、２つの前記第２電源のうち、電圧が高い前記第２電源の電力を前記駆動装置に出力し、電圧が低い前記第２電源の電力を前記第１電源に出力するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the power supply device according to any one of the first to fourth aspects, the second power source includes at least two second power sources (for example, the first auxiliary power source 3- in the embodiment). 1 and a second auxiliary power source 3-2), and the control device outputs power of the second power source having a high voltage to the driving device among the two second power sources, and the second voltage having a low voltage. The power of the power source is output to the first power source.
請求項７に記載の発明は、輸送機器の駆動装置に電力を供給する、前記輸送機器に備え付けられた第１電源（例えば、実施形態における主電源２）と、前記駆動装置または前記第１電源に電力を供給する前記輸送機器に脱着可能な第２電源（例えば、実施形態における補助電源３）と、を備えた電源装置（例えば、実施形態における電源装置５）の制御方法であって、前記輸送機器の動作状態を取得し、前記輸送機器の動作状態に基づいて、前記第２電源の電力を、前記駆動装置または前記第１電源に出力させ、前記輸送機器の移動中に、前記第２電源の電力を、前記第１電源に出力させ、前記第２電源は、複数の第２電源を備え、前記輸送機器が移動中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数を、前記輸送機器が停止中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数より小さくする、電源装置の制御方法である。
The invention according to
請求項８記載の発明は、輸送機器の駆動装置に電力を供給する、前記輸送機器に備え付けられた第１電源（例えば、実施形態における主電源２）と、前記駆動装置または前記第１電源に電力を供給する前記輸送機器に脱着可能な第２電源（例えば、実施形態における補助電源３）とを制御する制御装置（例えば、実施形態における電源装置５）であって、前記輸送機器の動作状態に基づいて、前記第２電源の電力を、前記駆動装置または前記第１電源に出力させ、前記輸送機器の移動中に、前記第２電源の電力を、前記第１電源に出力させ、前記第２電源は、複数の第２電源を備え、前記輸送機器が移動中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数を、前記輸送機器が停止中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数より小さくする、制御装置である。
According to an eighth aspect of the present invention, a first power source (for example, the
請求項１、７、８に記載の発明によれば、輸送機器の動作状態に基づいて、第２電源の電力を駆動装置または第１電源に出力させることによって、車載充電器を省略することができる。これにより、システム構成を簡素化でき、低コスト化、省スペース化、軽量化を達成することができる。 According to the first, seventh, and eighth aspects of the present invention, it is possible to omit the on-vehicle charger by outputting the power of the second power source to the driving device or the first power source based on the operation state of the transport device. it can. Thereby, the system configuration can be simplified, and cost reduction, space saving, and weight reduction can be achieved.
請求項１、７、８に記載の発明によれば、輸送機器の移動中に、第２電源の電力を、第１電源に出力させることによって、輸送機器の移動中においても、第１電源の充電を行うことができる。従って、第１電源の充電のために、輸送機器を長時間停めておく必要がないため、輸送機器の利便性を格別に向上できる。
According to the invention described in
請求項１、７、８に記載の発明によれば、輸送機器が移動中に第１電源に電力を出力する第２電源の数を、輸送機器が停止中に第１電源に電力を出力する第２電源の数より小さくすることで、輸送機器が停止中における第１電源の充電速度を、輸送機器が移動中における充電速度よりも早くすることができる。その結果、第２電源を用いてより多くの電力で、第１電源の充電を行える。また、第２電源を適宜に取り替えれば、第１電源の充電を継続できるため、車載充電器が無くても、第１電源の充電を早期に完了できる。 According to the first, seventh, and eighth aspects of the invention, the number of second power supplies that output power to the first power source while the transport device is moving is output to the first power source when the transport device is stopped. By making it smaller than the number of the second power sources, the charging speed of the first power source when the transportation device is stopped can be made faster than the charging speed when the transportation device is moving. As a result, the first power source can be charged with more power using the second power source. Further, if the second power source is appropriately replaced, the charging of the first power source can be continued, so that the charging of the first power source can be completed at an early stage without an on-vehicle charger.
請求項２に記載の発明によれば、複数の第２電源の各々と、第１電源との間を導通状態または遮断状態にするスイッチを備えることで、複数の第２電源の各々から出力される電力による第１電源の充電を制御することができる。 According to the second aspect of the present invention, by providing a switch for connecting or disconnecting each of the plurality of second power sources and the first power source, the signals are output from each of the plurality of second power sources. It is possible to control the charging of the first power supply by the electric power.
請求項３に記載の発明によれば、複数の第２電源のうち一部の電力を第１電源に出力し、残りの一部の電力を駆動装置に出力することで、複数の第２電源の各々から出力される電力の出力先を制御することができる。 According to the third aspect of the present invention, a part of the plurality of second power sources is output to the first power source, and the remaining part of the power is output to the driving device, whereby the plurality of second power sources are output. It is possible to control the output destination of the power output from each of the above.
請求項４に記載の発明によれば、第１電源および第２電源の温度を基づいて、第２電源から１電源に出力される電力量を制御することで、第１電源および第２電源の状態に応じた充電制御を行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the amount of power output from the second power source to the one power source is controlled based on the temperatures of the first power source and the second power source, whereby the first power source and the second power source are controlled. Charging control according to the state can be performed.
輸送機器に脱着可能な第２電源に対して、第１電源は輸送機器に備え付けられている。換言すれば、第２電源が交換を前提とした電源である点に対し、第１電源は交換を前提としない電源である。即ち、これら各種電源の特徴に鑑みて、第１電源は第２電源よりの劣化しないように、用いられることが好ましい。請求項５に記載の発明によれば、第１閾値を、第２閾値より小さいものとすることで、第１電源が充電時において高温状態に陥ることによる劣化を抑制しつつ、第１電源および第２電源の温度に基づく充電制御を安全かつ適切に行うことができる。
In contrast to the second power source that can be attached to and detached from the transportation device, the first power source is provided in the transportation device. In other words, the first power supply is a power supply that is not premised on replacement, whereas the second power supply is a power supply premised on replacement. That is, in view of the characteristics of these various power sources, the first power source is preferably used so as not to deteriorate from the second power source. According to the invention described in
一般に広く知られているように、蓄電された電力または発電された電力を他の電気負荷または蓄電装置に移す際には、不可避の電力の損失が存在する。電力を移す回数が多いほどこの不可避の電力の損失は大きくなる傾向がある。したがって、第２電源が蓄えた電力を第１電源に充電という形で移し、第１電源がこの第２電源から移された電力を用いて電気負荷である駆動装置に給電する場合より、第２電源が蓄えた電力を駆動装置に給電した場合の方が、電力の損失を小さくできる。請求項６に記載の発明によれば、２つの第２電源のうち、電圧が高い第２電源の電力を駆動装置に出力し、電圧が低い第２電源の電力を第１電源に出力することで、第２電源から出力される電力の損失を最小化することができる。換言すれば輸送機器として使用可能な電力量を最大化できる。 As is generally known, there is an unavoidable loss of power when transferring stored power or generated power to another electrical load or power storage device. This inevitable power loss tends to increase as the number of times of power transfer increases. Therefore, the power stored in the second power source is transferred to the first power source in the form of charging, and the first power source uses the power transferred from the second power source to supply power to the driving device that is an electric load. When the power stored in the power source is supplied to the drive device, the power loss can be reduced. According to the sixth aspect of the present invention, the power of the second power source having a higher voltage is output to the driving device, and the power of the second power source having a lower voltage is output to the first power source. Thus, the loss of power output from the second power source can be minimized. In other words, the amount of power that can be used as a transport device can be maximized.
以下、図面を参照し、本発明のいくつかの実施形態における電源装置、輸送機器、電源制御方法、制御装置、および蓄電モジュールについて説明する。 Hereinafter, a power supply device, a transport device, a power supply control method, a control device, and a power storage module according to some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における、電源装置を備えた輸送機器の一例を示す図である。図１では、電源装置を備えた輸送機器の一例として、車両（例えば、電気自動車）１を示しているが、本発明の電源装置は、二輪自動車、三輪自動車、原付四輪車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車などの任意の車両、船舶、航空機などに適用可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of transportation equipment including a power supply device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a vehicle (for example, an electric vehicle) 1 is shown as an example of transportation equipment including a power supply device. However, the power supply device of the present invention is a two-wheeled vehicle, a three-wheeled vehicle, a moped four-wheeled vehicle, an internal combustion engine, and the like. The present invention can be applied to any vehicle such as a hybrid vehicle that also has an electric motor, a ship, an aircraft, and the like.
車両１は、電源として、例えば、車体の底部に備え付けられた１つのメインバッテリ（主電源）２と、車体の後方に脱着可能に設けられた複数のサブバッテリ（補助電源）３とを備えている。図１においては、２つの補助電源３を図示しているが、３つ以上の補助電源が車両１に設置されてもよい。
The vehicle 1 includes, as power sources, for example, one main battery (main power source) 2 provided at the bottom of the vehicle body and a plurality of sub-batteries (auxiliary power sources) 3 detachably provided at the rear of the vehicle body. Yes. In FIG. 1, two
図２は、本実施形態における、電源装置の一例を示す図である。本実施形態の電源装置５は、例えば、主電源２（第１電源）と、補助電源３（第２電源、蓄電モジュール）と、制御装置１０と、充電装置１４とを備えている。主電源２と、補助電源３と、制御装置１０と、充電装置１４とは、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網などによって互いに接続される。また、駆動装置１２は、電源装置５と接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a power supply device according to the present embodiment. The
主電源２は、車両１の車体に備え付けられており、車両１の駆動装置１２の基本的な出力要求を満たす。主電源２は、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池などの二次電池である。
The
補助電源３は、車両１の車体への設置および取り外しが可能な脱着式電源である。補助電源３は、車両１の航続距離の延長といった利用者のニーズに応じて使用される。補助電源３は、第１補助電源３−１、・・・第ｎ補助電源３−ｎの複数の補助電源を備えている（ｎは２以上の整数）。補助電源３は、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池などの二次電池である。第１補助電源３−１、・・・第ｎ補助電源３−ｎは基本的には同様な電池構成を有するものであるが、互いに異なる構成を有していてもよい。また、補助電源３の重量は利用者が持ち運びしやすいように、好ましくは８ｋｇ以下で、より好ましくは７ｋｇ以下である。
The
制御装置１０は、主電源２、補助電源３、および充電装置１４の動作を制御する。制御装置１０は、主電源２および補助電源３から供給された電力を、駆動装置１２に提供する。制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリなどの記憶装置、通信ポートなどがバスを介して接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）である。
The
充電装置１４は、外部装置からの給電を受けて主電源２および／または補助電源３を充電する。充電装置１４は、例えば、外部の給電装置などに接続されるコネクタと、供給された電力を主電源２および／または補助電源３に供給する供給部とを備える。
The charging
駆動装置１２は、車両１を駆動させるための動力を提供する。駆動装置１２は、例えば、走行用モータと、走行用モータを制御するモータＥＣＵとを備える。駆動装置１２は、主電源２および／または補助電源３から供給される電力を使用して、車両１を駆動させるための動力を提供する。
The
図３は、本実施形態における、補助電源３の一例（第１補助電源３−１）を示す図である。第１補助電源３−１は、例えば、蓄電部２０と、ＢＭＵ（Battery Management Unit）２２（制御部）と、スイッチ２４と、電流計２６と、ＣＡＮドライバ２８（受信部）とを備える。第１補助電源３−１は、駆動装置１２と接続された正極線Ｌ１および負極線Ｌ２、ならびに、主電源２および他の補助電源３と接続された通信線Ｌ３を備える。第１補助電源３−１は、正極線Ｌ１および負極線Ｌ２を介して、駆動装置１２に対して給電を行う。また、第１補助電源３−１は、通信線Ｌ３を介して、制御装置１０および他の補助電源と各種信号のやり取りを行う。なお、第１補助電源３−１は、電圧変換装置などを介さずに、駆動装置１２に接続される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example (first auxiliary power source 3-1) of the
蓄電部２０は、例えば、互いに直列に接続された複数の蓄電池を備える。複数の蓄電池は、例えば、それぞれ同じ構成を有する。複数の蓄電池の各々は、充放電可能な二次電池である。なお、蓄電部２０は、互いに並列に接続された複数の蓄電池ユニット（各蓄電池ユニットは、直列に接続された複数の蓄電池を含む）を備えてもよい。
The
ＢＭＵ２２は、蓄電部２０、スイッチ２４、電流計２６、およびＣＡＮドライバ２８の動作を制御する。具体的に、ＢＭＵ２２は、蓄電部２０に備えられる複数の蓄電池の各々の電圧を検知する。また、ＢＭＵ２２は、蓄電部２０に設けられた温度計（図示しない）から蓄電部２０の温度を取得する。また、ＢＭＵ２２は、複数の蓄電池の各々の電圧値および電流計２６からに入力された電流値に基づいて、蓄電部２０のＳＯＣ（State Of Charge；充電率）を算出する。また、ＢＭＵ２２は、ＣＡＮドライバ２８を介して制御装置１０から入力された制御信号に基づいて、スイッチ２４の導通状態および遮断状態（ＯＮおよびＯＦＦ）を制御する。ＢＭＵ２２の各機能は、ＣＰＵなどのプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。
The
スイッチ２４は、蓄電部２０と駆動装置１２との間を導通状態または遮断状態にする。スイッチ２４は、例えば、電界効果トランジスタ、各種コンタクタなどを備える。スイッチ２４は、例えば、蓄電部２０と、駆動装置１２とを結ぶ正極線Ｌ１上に設けられる。
The
電流計２６は、第１補助電源３−１を流れる電流を測定し、測定結果をＢＭＵ２２に出力する。電流計２６は、例えば、蓄電部２０と、駆動装置１２とを結ぶ負極線Ｌ２に設けられる。
The
ＣＡＮドライバ２８は、通信線Ｌ３を介して、制御装置１０および他の補助電源のＣＡＮドライバと接続されている。ＣＡＮドライバ２８は、ＢＭＵ２２から入力された蓄電部２０の電圧値およびＳＯＣを、通信線Ｌ３を介して、制御装置１０に出力する。また、ＣＡＮドライバ２８は、制御装置１０から入力された制御信号をＢＭＵ２２に出力する。
The
本実施形態の電源装置５は、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎの各々の電圧およびＳＯＣの少なくとも１つに基づいて、補助電源の放電制御を行う。電源装置５は、例えば、複数の補助電源３−１から３−ｎの各々の電圧およびＳＯＣに基づいて、図４から６に示すような放電制御を行う。
The
図４は、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎの各々の電圧に基づいて、放電を行う補助電源を決定する３つの放電モード（第１から第３モード）を示す。図５は、第１から第３モードにおける補助電源の放電制御状態を示す。図６は、補助電源のＳＯＣに基づいて、補助電源の出力電流を変化させる３つの領域（領域１から領域３）を示す。理解を容易にするため、以下においては、２つの補助電源（第１補助電源３−１、第２補助電源３−２）を用いる場合を例に挙げて説明する。 FIG. 4 shows three discharge modes (first to third modes) for determining the auxiliary power source for discharging based on the voltages of the first auxiliary power source 3-1 to the n-th auxiliary power source 3-n. FIG. 5 shows the discharge control state of the auxiliary power supply in the first to third modes. FIG. 6 shows three regions (region 1 to region 3) in which the output current of the auxiliary power source is changed based on the SOC of the auxiliary power source. In order to facilitate understanding, a case where two auxiliary power sources (first auxiliary power source 3-1 and second auxiliary power source 3-2) are used will be described below as an example.
（第１モード）
第１モードは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のうち、出力電圧が高い補助電源のみが放電を行うシリーズ出力モードである。第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の電圧差が所定の閾値（第１閾値）よりも大きい場合、電源装置５は、この第１モードで動作する。また、この第１モードは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣに応じて、図６に示すＳＯＣ領域１またはＳＯＣ領域２における通常使用の出力電流（最大Ａ１）で放電を行う。
(First mode)
The first mode is a series output mode in which only the auxiliary power source having a high output voltage out of the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 discharges. When the voltage difference between the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 is larger than a predetermined threshold value (first threshold value), the
ＳＯＣ領域１は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣが予め定められた第１範囲（１００からＳ１％）である領域を示す。このＳ１は、１００＞Ｓ１を満たす任意の正の数値であり、電源装置５の構成などを考慮して予め定められる。このＳＯＣ領域１において、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣが減少するにつれて、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の出力電圧は、Ｖ１からＶ２まで減少する（Ｖ１＞Ｖ２）。
The SOC region 1 indicates a region where the SOCs of the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 are in a predetermined first range (100 to S1%). This S1 is an arbitrary positive numerical value satisfying 100> S1, and is determined in advance in consideration of the configuration of the
ＳＯＣ領域２は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣが予め定められた第２範囲（Ｓ１からＳ２％）である領域を示す。このＳ２は、Ｓ１＞Ｓ２を満たす任意の正の数値であり、電源装置５の構成などを考慮して予め定められる。このＳＯＣ領域２において、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣが減少するにつれて、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の出力電圧は、Ｖ２からＶ３まで減少する（Ｖ２＞Ｖ３）。
The
補助電源２本使用時には、ＳＯＣ領域１およびＳＯＣ領域２のいずれにおいても、通常使用の出力電流（最大Ａ１）で放電を行う。なお、補助電源１本使用の場合には、ＳＯＣ領域１においては、通常使用の出力電流で放電を行い、ＳＯＣ領域２においては、通常使用よりも出力電流が小さい省電力使用１の出力電流（最大Ａ２、Ａ２＜Ａ１）で放電を行う。また、補助電源４本使用の場合には、補助電源２本使用時と同様に、ＳＯＣ領域１およびＳＯＣ領域２のいずれにおいても、通常使用の出力電流（最大Ａ１）で放電を行う。
When two auxiliary power supplies are used, both the SOC region 1 and the
この第１モードでは、出力電圧が高い補助電源のみが放電を行うように制御することで、２つの補助電源の電圧差を縮小させることができる。これにより、複数の補助電源を接続した際の電力差による回り込み電流を抑えることができる。また、電池は電圧が高い状態で維持されると劣化が増大する傾向があるため、電圧の高い補助電源から放電を行うことで、電池の劣化を抑えることができる。 In this first mode, the voltage difference between the two auxiliary power supplies can be reduced by controlling so that only the auxiliary power supply having a high output voltage discharges. Thereby, the sneak current by the power difference at the time of connecting a some auxiliary power supply can be suppressed. Further, since the battery tends to deteriorate when the battery is maintained at a high voltage, the battery deterioration can be suppressed by discharging from the auxiliary power source having a high voltage.
（第２モード）
第２モードは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２が並列して放電を行うパラレル出力モードである。第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の電圧差が所定の閾値（第１閾値）以下である場合、電源装置５は、この第２モードで動作する。また、この第２モードは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣに応じて、図６に示すＳＯＣ領域１またはＳＯＣ領域２における通常使用の出力電流で放電を行う。この第２モードでは、２つの補助電源が並列して放電を行うように制御することで、２つの補助電源の電圧差を並列した放電が継続できる所定の閾値以下に維持することができる。また、この第２モードは、電池に対する負荷が軽減された状態であるため、電池の劣化を抑えることができる。
(Second mode)
The second mode is a parallel output mode in which the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 discharge in parallel. When the voltage difference between the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 is equal to or smaller than a predetermined threshold (first threshold), the
（第３モード）
第３モードは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２が並列して放電を行うパラレル出力モードである。第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の電圧差が所定の閾値（第１閾値）以下であり、かつ第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の電圧がいずれも所定の閾値（第２閾値）以下である場合、電源装置５は、この第３モードで動作する。また、この第３モードは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣに応じて、図６に示すＳＯＣ領域３における省電力使用１の出力電流（最大Ａ２）で放電を行う。このＳＯＣ領域３において、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のＳＯＣが減少するにつれて、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の出力電圧は、Ｖ３からＶ４まで減少する（Ｖ３＞Ｖ４）。
(Third mode)
The third mode is a parallel output mode in which the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 discharge in parallel. The voltage difference between the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 is equal to or less than a predetermined threshold (first threshold), and the voltages of the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 are When both are below a predetermined threshold (second threshold), the
第３モードでは、２つの補助電源が並列して省電力で放電を行うように制御することで、放電終止電圧まである程度の出力を維持することができる。なお、補助電源１本使用の場合には、ＳＯＣ領域３においては、省電力使用１よりも出力電流が小さい省電力使用２の出力電流（最大Ａ３、Ａ３＜Ａ２））で放電を行う。また、補助電源４本使用の場合には、ＳＯＣ領域３においても、通常使用の出力電流で放電を行う。
In the third mode, it is possible to maintain a certain level of output up to the end-of-discharge voltage by controlling the two auxiliary power supplies to discharge in a power-saving manner in parallel. In the case of using one auxiliary power source, in the
次に、本実施形態における電源装置５の動作について説明する。図７は、本実施形態における、電源制御の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
まず、制御装置１０は、放電を休止している（すなわち、スイッチ２４が遮断状態にある）第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々の開回路電圧（Open Circuit Voltage：ＯＣＶ）を取得する。具体的に、制御装置１０は、通信線Ｌ３を介して、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々のＣＡＮドライバ２８に、開回路電圧を要求する信号を出力する。次に、ＣＡＮドライバ２８は、開回路電圧を要求する信号をＢＭＵ２２に出力する。ＢＭＵ２２は、蓄電部２０の開回路電圧を測定し、ＣＡＮドライバ２８および通信線Ｌ３を介して、測定結果を、制御装置１０に出力する（ステップＳ１０１）。
First, the
次に、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の開回路電圧の電圧差Ｖｄが所定の閾値（第１閾値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
Next, the
電圧差Ｖｄが第１閾値よりも大きい場合、制御装置１０は、補助電源３を第１モードで動作させる。すなわち、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のうち、電圧が高い補助電源が放電を行うように制御する（第１モード）（ステップＳ１０７）。例えば、第１補助電源３−１の開回路電圧が、第２補助電源３−２の開回路電圧よりも高い場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１のＢＭＵ２２に対して、スイッチ２４を導通状態にする信号を出力する。この信号に基づき、第１補助電源３−１のＢＭＵ２２は、スイッチ２４を導通状態とし、蓄電部２０に放電処理を行わせる。一方、制御装置１０は、第２補助電源３−２のＢＭＵ２２に対して、スイッチ２４を遮断状態にする信号を出力する。この信号に基づき、第２補助電源３−２のＢＭＵ２２は、スイッチ２４を遮断状態とし（あるいは、遮断状態を維持し）、第２補助電源３−２の蓄電部２０は放電処理を行わない。
When the voltage difference Vd is larger than the first threshold value, the
次に、第１補助電源３−１のＢＭＵ２２は、蓄電部２０の閉回路電圧（Closed Circuit Voltage：ＣＣＶ）、電流計２６によって測定された電流、および蓄電部２０の温度に基づいて、開回路電圧を推定し、制御装置１０に出力する。以後、制御装置１０は、再度、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。
Next, the
一方、電圧差Ｖｄが第１閾値以下である場合、制御装置１０は、駆動装置１２からの高電流出力の要求があるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。高電流出力の要求が無い場合、制御装置１０は、第１モードで放電を行うように補助電源を制御する（ステップＳ１０７）。高電流出力の要求が無く、わずかな電流出力のみが要求されている場合には、補助電源間の電圧差の拡大に対する影響が少ないため、第１モードでの放電処理を行う。なお、このステップＳ１０５の処理は行わずに、高電流出力の要求が無い場合であっても並列出力を行うようにしてもよい。
On the other hand, when the voltage difference Vd is equal to or smaller than the first threshold value, the
高電流出力の要求がある場合、制御装置１０は、補助電源を第２モードで動作させる。すなわち、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方が放電を行うように制御する（第２モード）（ステップＳ１１１）。具体的に、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方に対して、スイッチ２４を導通状態にする信号を出力する。第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々のＢＭＵ２２は、スイッチ２４を導通状態とし、蓄電部２０に放電処理を行わせる。
When there is a request for high current output, the
次に、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方の電圧が、所定の閾値（第２閾値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１３）。
Next, the
第１補助電源３−１および第２補助電源３−２から入力された電圧の双方が、第２閾値以下でない場合、制御装置１０は、補助電源において第２モードでの動作（ステップＳ１１１）を継続させる。
When both the voltages input from the first auxiliary power supply 3-1 and the second auxiliary power supply 3-2 are not equal to or less than the second threshold, the
一方、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２から入力された電圧の双方が、第２閾値以下である場合、制御装置１０は、補助電源を第３モードで動作させる。すなわち、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方が放電を行うが、省電力使用１の出力電力で放電するように制御する（ステップＳ１１５）。
On the other hand, when both the voltages input from the first auxiliary power source 3-1 and the second auxiliary power source 3-2 are equal to or lower than the second threshold, the
次に、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のいずれか一方のＳＯＣが０％になったか否かを判断する（ステップＳ１１７）。第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のいずれか一方のＳＯＣが０％になった場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の放電処理を停止し、本フローチャートの処理を終了する。一方、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のいずれか一方のＳＯＣが０％になっていない場合、制御装置１０は、補助電源において第３モードでの動作（ステップＳ１１５）を継続させる。
Next, the
なお、図８に示すようなメーターパネル３０（表示装置）を車両１の運転席に設けることで、運転者が電源装置の使用状況を確認できるようにしてもよい。例えば、このメーターパネル３０は、電源装置５から最大出力が可能か否かを表示する第１表示部３２を備えてよい。例えば、第１表示部３２は、電源装置５から最大出力が可能である場合（例えば、上記の「通常使用」の最大電流Ａ１が出力可能である場合）にランプを点灯し、電源装置５から最大出力が可能でない場合（例えば、上記の「省電力使用１」の最大電流Ａ２または「省電力使用２」の最大電流Ａ３に制限されている場合）にランプを消灯する。これにより、運転者は、電源装置の使用状況、および出力制限の要否を容易に確認できる。
A meter panel 30 (display device) as shown in FIG. 8 may be provided in the driver's seat of the vehicle 1 so that the driver can check the usage status of the power supply device. For example, the
また、上記の第１から第３モードのいずれの状態であるか（同時に放電を行う蓄電モジュールの数が複数か否か）を運転者が理解できるように、第１表示部３２のランプの色を変化させてもよい。例えば、第一モードの場合、メーターパネル内のランプを青色に点灯させ、第二モードの場合、ランプを緑色に点灯させ、第三モードの場合、ランプを赤色に点灯させてよい。また、メーターパネル３０は、現在の出力可能な電力量を表示する第２表示部３４をさらに備えてもよい。これにより、運転者は、電源装置のより詳細な使用状況を確認できる。
In addition, the color of the lamp of the
上記の第１の実施形態の電源装置によれば、補助電源３の電圧および充電率の少なくとも一方に基づいて複数の補助電源３の各々のスイッチ２４の状態を制御することによって、これらの複数の補助電源３間における電圧または充電状態の差を考慮した上で、複数の補助電源３が同時に放電を行う機会を増加させ、出力特性を向上させることができる。また、電圧変換器などによる電圧変換を行わない為にシステム構成を簡素化でき、低コスト化、省スペース化、軽量化を達成することができる。また、電圧変換を行わないため、電子デバイス駆動などの変換ロスを回避することができる。また、補助電源３間の回り込み電流を回避した上で、複数の補助電源３から放電を行うことができる。
According to the power supply device of the first embodiment described above, by controlling the state of each
なお、上記においては、補助電源３の放電制御として、３つの放電モード（第１から第３モード）および３つのＳＯＣ領域（ＳＯＣ領域１から３）を用いる例を説明したが、電池の構成に応じて、他の放電モードおよびＳＯＣ領域を使用することも可能である。また、上記においては、３つの放電モードを、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎの各々の電圧（電圧差）に基づいて決定する例を説明したが、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎの各々の充電率（充電率差）に基づいて放電モードを決定してもよい。
In the above description, an example in which three discharge modes (first to third modes) and three SOC regions (SOC regions 1 to 3) are used as discharge control of the
なお、上記においては、２つの補助電源（第１補助電源３−１、第２補助電源３−２）を用いる場合を例に挙げて説明したが、３つ以上の補助電源を用いる場合にも、上記の放電制御を同様に適用することができる。例えば、３つ以上の補助電源を含む場合には、電圧および充電率に応じて２つのグループ（少なくとも１以上の第１補助電源および少なくとも１以上の第２補助電源）に分け、第１補助電源における電圧および充電率の少なくとも１つの平均値と、第２補助電源における電圧および充電率の少なくとも１つの平均値とを比較して放電制御を行うようにしてもよい。または、第１補助電源における電圧および充電率の少なくとも１つの代表値（最大値、または最小値）と、第２補助電源における電圧および充電率の少なくとも１つの代表値（最大値、または最小値）とを比較するようにしてもよい。 In the above description, the case where two auxiliary power sources (first auxiliary power source 3-1 and second auxiliary power source 3-2) are used has been described as an example, but the case where three or more auxiliary power sources are used is also described. The above discharge control can be similarly applied. For example, when three or more auxiliary power supplies are included, the first auxiliary power supply is divided into two groups (at least one first auxiliary power supply and at least one second auxiliary power supply) according to the voltage and the charging rate. The discharge control may be performed by comparing at least one average value of the voltage and the charging rate in the battery and at least one average value of the voltage and the charging rate in the second auxiliary power supply. Alternatively, at least one representative value (maximum value or minimum value) of the voltage and charging rate in the first auxiliary power supply and at least one representative value (maximum value or minimum value) of the voltage and charging rate in the second auxiliary power supply And may be compared.
なお、上記の第１および第２モードにおいて、駆動装置１２からの回生電力を受け入れる場合には、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のうち、電圧が低い補助電源に回生電力が入力されるように制御してもよい。これにより、電圧差を一定範囲内に維持することが可能となり並列出力時間を長くすることができる。
In the first and second modes, when regenerative power from the
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図９を用いて説明する。第１の実施形態では、蓄電部２０の電圧および充電率の少なくとも１つに基づいて、複数の補助電源の放電処理を制御する例を説明した。しかしながら、抵抗値の低い電源の方が、抵抗値の高い電源よりも出力電力が大きくなる傾向があるため、各補助電源の抵抗値に差がある場合、蓄電部２０の電圧および充電率に基づいた制御だけでは、複数の補助電源のＳＯＣ差が増大する場合がある。そこで、本実施形態では、複数の補助電源の抵抗値およびＳＯＣに基づいて、放電処理を制御する例を説明する。第２の実施形態の説明において、上記の第１実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。また、理解を容易にするため、以下においては、２つの補助電源（第１補助電源３−１、第２補助電源３−２）を用いる場合を例に挙げて説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the example in which the discharge processing of the plurality of auxiliary power supplies is controlled based on at least one of the voltage of the
まず、制御装置１０は、放電を休止している（すなわち、スイッチ２４が遮断状態にある）第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々の蓄電部２０のＳＯＣおよび抵抗値を取得する。具体的に、制御装置１０は、通信線Ｌ３を介して、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々のＣＡＮドライバ２８に、ＳＯＣおよび抵抗値を要求する信号を出力する。次に、ＣＡＮドライバ２８は、ＳＯＣおよび抵抗値を要求する信号をＢＭＵ２２に出力する。ＢＭＵ２２は、例えば、蓄電部２０の開回路電圧よりＳＯＣを算出する。また、ＢＭＵ２２は、例えば、蓄電部２０の充電時ログなどにより抵抗値（内部抵抗、インピーダンス）を算出する。ＢＭＵ２２は、算出したＳＯＣおよび抵抗値を、ＣＡＮドライバ２８および通信線Ｌ３を介して、制御装置１０に出力する（ステップＳ２０１）。
First, the
次に、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のうち、ＳＯＣが高い補助電源の抵抗値から、ＳＯＣが低い補助電源の抵抗値を引いた抵抗差Ｒｄを算出し、この抵抗差Ｒｄが所定の閾値（第１閾値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。
Next, the
抵抗差Ｒｄが第１閾値よりも大きい場合、制御装置１０は、抵抗差に基づく放電の調整が必要である旨を示す調整フラグＦＧを設定する（例えば、調整フラグＦＧ＝１）。一方、抵抗差Ｒｄが第１閾値以下である場合、制御装置１０は、調整フラグＦＧを設定しない。または調整フラグＦＧ＝０とする。
When the resistance difference Rd is larger than the first threshold value, the
次に、制御装置１０は、所定の閾値（第２閾値）以下のＳＯＣを有する補助電源が存在するか否かを判断する（ステップＳ２０７）。
Next, the
第２閾値以下のＳＯＣを有する補助電源が存在しない場合、制御装置１０は、調整フラグＦＧが設定されているか否かを判断する（ステップＳ２０９）。調整フラグＦＧが設定されていない場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方が放電を行うように（並列出力）制御を行う（ステップＳ２１３）。その後、電流積算などにより、ＳＯＣの更新を行い（ステップＳ２１７）、再度、ステップＳ２０７に戻り、第２閾値以下のＳＯＣを有する補助電源が存在するか否かを判断する処理を行う。
When there is no auxiliary power having an SOC equal to or lower than the second threshold, the
一方、調整フラグＦＧが設定されている場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の蓄電部２０のＳＯＣ差Ｓｄが所定の閾値（第３閾値）以上でありかつ駆動装置１２からの高電力出力の要求が存在するか否かを判断する（ステップＳ２１１）。ＳＯＣ差Ｓｄが第３閾値以上でありかつ駆動装置１２からの高電力出力の要求が存在しないという条件が満たされていない場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方が放電を行うように（並列出力）制御を行う（ステップＳ２１３）。一方、ＳＯＣ差Ｓｄが第３閾値以上でありかつ駆動装置１２からの高電力出力の要求が存在しないという条件が満たされている場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の蓄電部２０のうち、ＳＯＣが高い補助電源が放電を行うように制御を行う（ステップＳ２１５）。その後、電流積算などにより、ＳＯＣの更新を行い（ステップＳ２１７）、再度、ステップＳ２０７に戻り、第２閾値以下のＳＯＣを有する補助電源が存在するか否かを判断する。
On the other hand, when the adjustment flag FG is set, the
ステップＳ２０７において、第２閾値以下のＳＯＣを有する補助電源が存在すると判断された場合、制御装置１０は、全ての補助電源のＳＯＣが、所定の閾値（第２閾値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１９）。全ての補助電源のＳＯＣが第２閾値以下ではないと判断した場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のうち、蓄電部２０のＳＯＣが高い補助電源が放電を行うように制御を行う（ステップＳ２１５）。一方、全ての補助電源のＳＯＣが第２閾値以下であると判断した場合、制御装置１０は、本フローチャートの処理を終了する。
When it is determined in step S207 that there is an auxiliary power supply having an SOC equal to or lower than the second threshold, the
図１０は、本実施形態において、補助電源の蓄電部の正極にリン酸鉄を用いた開回路電圧ＯＣＶと充電率ＳＯＣの相関関係であるＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示す図である。正極にリン酸鉄を用いた蓄電部はＳＯＣの変動に対してＯＣＶの変動が小さいというプラトー特性を有する。従って、各補助電源の蓄電部の正極にはリン酸鉄を用いることが好ましい。このような補助電源を採用すれば、各補助電源のＳＯＣが多少異なっても、その電圧が同程度であるため、電圧変換器を必要とせずに電流の入出力が可能であり、低コストでスペース効率の高い、軽量な電源システムを実現できる。正極にリン酸鉄を用いた蓄電部は、満充電に近い状態では電圧が極端に上昇していく、また全放電に近い状態では電圧が極端に低下していく。通常の使用時にはこの変化を読み取って電圧の上限値、下限値でオンオフ制御を実施する。これにより、新たに部品を追加することが無いために低コスト、スペース効率の高い、軽量な電源システムが可能となる。 FIG. 10 is a diagram showing an SOC-OCV characteristic that is a correlation between the open circuit voltage OCV using iron phosphate as the positive electrode of the power storage unit of the auxiliary power supply and the charging rate SOC in the present embodiment. A power storage unit using iron phosphate as a positive electrode has a plateau characteristic that OCV variation is small relative to SOC variation. Therefore, it is preferable to use iron phosphate for the positive electrode of the power storage unit of each auxiliary power source. If such an auxiliary power supply is adopted, even if the SOC of each auxiliary power supply is slightly different, the voltage is almost the same, so current can be input and output without the need for a voltage converter, and at low cost. A space-efficient and lightweight power supply system can be realized. In the power storage unit using iron phosphate as the positive electrode, the voltage extremely increases in a state close to full charge, and the voltage extremely decreases in a state close to full discharge. During normal use, this change is read and on / off control is performed with the upper and lower voltage limits. As a result, since no new parts are added, a low-cost, space-efficient and lightweight power supply system can be realized.
上記の第２の実施形態の電源装置によれば、蓄電部２０の充電率の偏差の増減傾向を算出し、この増減傾向に基づき、複数の補助電源３の各々のスイッチ２４の状態を制御する。具体的に、複数の補助電源３の抵抗値およびＳＯＣに基づいて、放電処理を制御する。これにより、各補助電源の抵抗値に差がある場合であっても、複数の補助電源３が同時に放電を行う機会を増加させ、出力特性を向上させることができる。なお、上記においては、蓄電部２０の充電率の偏差の増減傾向を算出する例を説明したが、蓄電部２０の出力電圧の偏差の増減傾向を算出して、この増減傾向に基づき、複数の補助電源３の各々のスイッチ２４の状態を制御してもよい。
According to the power supply device of the second embodiment, the increase / decrease tendency of the deviation of the charging rate of the
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について図１１と図１２を用いて説明する。上記の第１の実施形態と比較して、本実施形態は、充電装置１４を省略し、補助電源３から出力される電力により主電源２の充電を行う点が異なる。従って、本実施形態の説明において、上記の第１実施形態と同様の部分には同じ参照番号を付与し、その説明を省略あるいは簡略化する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Compared with the first embodiment described above, the present embodiment is different in that the charging
図１１は、第３の実施形態における、電源装置５Ａの一例を示す図である。電源装置５Ａは、図２に示す電源装置５において、充電装置１４を省略し、メインスイッチ４０と、複数のコンバータ（第１コンバータ４２−１から第ｎコンバータ４２−ｎ）とをさらに追加した構成を有する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the
メインスイッチ４０は、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎの各々と、駆動装置１２および主電源２との間を導通状態または遮断状態とする。例えば、複数の補助電源３が、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２を含む場合、第２補助電源３−２と、主電源２とを接続する経路上にメインスイッチ４０が設けられる。このメインスイッチ４０の状態を制御することで、第２補助電源３−２と、主電源２との断接を制御することができる。また、第１補助電源３−１と、主電源２とを接続する経路上にメインスイッチ４０が設けられてもよい。このメインスイッチ４０の状態の制御を行うことで、第１補助電源３−１と、主電源２との断接を制御することができる。あるいは、第１補助電源３−１または第２補助電源３−２と、駆動装置１２とを接続する経路上にメインスイッチ４０が設けられてもよい。このメインスイッチ４０の状態の制御を行うことで、第１補助電源３−１または第２補助電源３−２と、駆動装置１２との断接を制御することができる。
The
第１コンバータ４２−１から第ｎコンバータ４２−ｎは、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎの各々の出力電圧を、所望の電圧値に変換する。第１コンバータ４２−１から第ｎコンバータ４２−ｎは、第１補助電源３−１から第ｎ補助電源３−ｎとそれぞれ接続される。 The first converter 42-1 to the n-th converter 42-n convert each output voltage of the first auxiliary power source 3-1 to the n-th auxiliary power source 3-n into a desired voltage value. The first converter 42-1 to the n-th converter 42-n are connected to the first auxiliary power source 3-1 to the n-th auxiliary power source 3-n, respectively.
次に、本実施形態における電源装置５Ａの動作について説明する。図１２は、本実施形態における、充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、理解を容易にするため、以下においては、２つの補助電源（第１補助電源３−１、第２補助電源３−２）を用いる場合を例に挙げて説明する。
Next, the operation of the
まず、制御装置１０は、車両１のパワースイッチがＯＮされているか否かを判断する（ステップＳ３０１）。車両１のパワースイッチがＯＮされていないと判断した場合、制御装置１０は、充電処理を行わず（ステップＳ３２１）、本フローチャートの処理を終了する。
First, the
次に、車両１のパワースイッチがＯＮされていると判断した場合、制御装置１０は、補助電源３が接続されてかつ車両１にロックされたか否かを判断する（ステップＳ３０３）。補助電源３が接続されてかつ車両１にロックされたという条件を満たさないと判断した場合、制御装置１０は、充電処理を行わず（ステップＳ３２１）、本フローチャートの処理を終了する。
Next, when determining that the power switch of the vehicle 1 is turned on, the
次に、補助電源が接続されてかつ車両１にロックされたと判断した場合、制御装置１０は、車両１の車両モード（動作状態）が走行モードであるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。この走行モードとは、車両１が走行中であることを示す。
Next, when it is determined that the auxiliary power source is connected and locked to the vehicle 1, the
車両１が走行モードであると判断した場合、制御装置１０は、メインスイッチ４０の開閉制御を行い（ステップＳ３０７）、２つの補助電源（第１補助電源３−１、第２補助電源３−２）を充電走行モードで動作させる制御を行う（ステップＳ３０９）。具体的に、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の一方の電力を駆動装置１２に出力し、他方の電力を主電源２に出力する制御を行う。すなわち、車両１の移動中において、制御装置１０は、複数の補助電源３のうち一部の電力を主電源２に出力し、複数の補助電源３のうち残りの一部の電力を駆動装置１２に出力するようにメインスイッチ４０を制御する。ここで、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２のうち、電圧が高い補助電源の電力を駆動装置１２に出力し、電圧が低い補助電源の電力を主電源２に出力する制御を行ってもよい。
When it is determined that the vehicle 1 is in the traveling mode, the
車両１の車両モードが走行モードではないと判断した場合（例えば、車両１が停止中であることを示す停止モードである場合）、制御装置１０は、メインスイッチ４０の開閉制御を行い、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の双方の電力が主電源２に出力されるように制御する（ステップＳ３１１）。すなわち、制御装置１０は、車両１が移動中に主電源２に電力を出力する補助電源３の数を、車両１が停止中に主電源２に電力を出力する補助電源３の数より小さくする。
When it is determined that the vehicle mode of the vehicle 1 is not the travel mode (for example, when the vehicle 1 is in the stop mode indicating that the vehicle 1 is stopped), the
次に、制御装置１０は、主電源２の温度が所定の閾値（第１閾値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１３）。主電源２の温度が第１閾値よりも大きい場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２を通常充電モードで動作させる制御を行う（ステップＳ３１９）。この通常充電モードでは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々の出力電圧が所定の第１電圧範囲となるように、第１および第２コンバータ４２−１および４２−２が制御される。
Next, the
一方、主電源２の温度が第１閾値以下である場合、制御装置１０は、補助電源３の温度が所定の閾値（第２閾値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１５）。補助電源３の温度が第２閾値よりも大きい場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２を通常充電モードで動作させる制御を行う（ステップＳ３１９）。一方、補助電源３の温度が第２閾値以下である場合、制御装置１０は、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２を急速充電モードで動作させる制御を行う（ステップＳ３１７）。この急速充電モードでは、第１補助電源３−１および第２補助電源３−２の各々の出力電圧が上記の第１電圧範囲よりも高い第２電圧範囲となるように、第１および第２コンバータ４２−１および４２−２が制御される。第１閾値の温度は、第２閾値の温度よりも小さくてよい。
On the other hand, when the temperature of the
上記の第３の実施形態の電源装置によれば、複数の補助電源を用いて、主電源の充電を行う構成とすることで、充電装置を省略することができる。さらには、走行中においても主電源２の充電が行えるため、運転者が適宜に補助電源３を交換することで、充電のための停車が不要になる。これにより、システム構成を簡素化でき、低コスト化、省スペース化、軽量化を達成することができる。
According to the power supply device of the third embodiment, the charging device can be omitted by adopting a configuration in which the main power supply is charged using a plurality of auxiliary power supplies. Furthermore, since the
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using embodiment, this invention is not limited to such embodiment at all, and various deformation | transformation and substitution are within the range which does not deviate from the summary of this invention. Can be added.
１…車両（輸送機器）、２…主電源（第１電源）、３…補助電源（蓄電モジュール、第２電源）、５…電源装置、１０…制御装置、１２…駆動装置、２０…蓄電部、２４…スイッチ、２８…ＣＡＮドライバ（受信部）、３０…メーターパネル（表示装置） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle (transport equipment), 2 ... Main power supply (1st power supply), 3 ... Auxiliary power supply (electric storage module, 2nd power supply), 5 ... Power supply device, 10 ... Control apparatus, 12 ... Drive apparatus, 20 ... Power storage part , 24 ... switch, 28 ... CAN driver (receiver), 30 ... meter panel (display device)
Claims (8)
前記駆動装置または前記第１電源に電力を供給し、前記輸送機器に脱着可能な第２電源と、
前記輸送機器の動作状態に基づいて、複数の前記第２電源の電力を、前記駆動装置または前記第１電源に出力させる制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記輸送機器の移動中に、前記第２電源の電力を、前記第１電源に出力させ、
前記第２電源は、複数の第２電源を備え、
前記制御装置は、前記輸送機器が移動中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数を、前記輸送機器が停止中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数より小さくする、
電源装置。 A first power source provided in the transport device for supplying power to a drive device of the transport device;
A second power source that supplies power to the driving device or the first power source and is detachable from the transport device;
A control device that outputs a plurality of power of the second power source to the driving device or the first power source based on an operating state of the transportation device ;
The control device causes the power of the second power source to be output to the first power source during movement of the transport device,
The second power source includes a plurality of second power sources,
The controller controls the number of the second power sources that output power to the first power source while the transport device is moving, and the second power source that outputs power to the first power source while the transport device is stopped. Smaller than the number,
Power supply.
複数の前記第２電源の各々と、前記第１電源との間を導通状態または遮断状態にするスイッチをさらに備え、
前記制御装置は、前記スイッチの状態を制御する、請求項１に記載の電源装置。 The second power source includes a plurality of second power sources,
A switch for connecting or disconnecting each of the plurality of second power supplies and the first power supply;
The power supply device according to claim 1 , wherein the control device controls a state of the switch.
前記第１電源および前記第２電源の温度を取得し、
前記第１電源の温度が第１閾値以下であり、かつ、前記第２電源の温度が第２閾値以下である制御条件が満たされる場合、前記制御条件が満たされない場合と比べて、前記第２電源から前記第１電源に出力される電力量を増大させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源装置。 The controller is
Obtaining temperatures of the first power source and the second power source;
When the control condition in which the temperature of the first power supply is equal to or lower than the first threshold value and the temperature of the second power supply is equal to or lower than the second threshold value is satisfied, the second condition is compared with the case where the control condition is not satisfied. power increases the amount of power output to the first power supply from the power supply apparatus according to any of claims 1 3.
前記制御装置は、２つの前記第２電源のうち、電圧が高い前記第２電源の電力を前記駆動装置に出力し、電圧が低い前記第２電源の電力を前記第１電源に出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置。 The second power source includes at least two second power sources,
Said control device, of the two said second power supply outputs a power of higher voltage second power supply to the drive unit, and outputs a power voltage is lower the second power source to said first power supply, wherein Item 5. The power supply device according to any one of Items 1 to 4 .
前記輸送機器の動作状態を取得し、
前記輸送機器の動作状態に基づいて、前記第２電源の電力を、前記駆動装置または前記第１電源に出力させ、
前記輸送機器の移動中に、前記第２電源の電力を、前記第１電源に出力させ、
前記第２電源は、複数の第２電源を備え、
前記輸送機器が移動中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数を、前記輸送機器が停止中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数より小さくする、
電源装置の制御方法。 A first power source provided in the transport device for supplying power to a drive device of the transport device; and a second power source removable from the transport device for supplying power to the drive device or the first power source. A method of controlling the power supply device,
Obtaining the operating status of the transport equipment;
Based on the operating state of the transport device, the power of the second power source is output to the driving device or the first power source ,
While the transport device is moving, the power of the second power source is output to the first power source,
The second power source includes a plurality of second power sources,
The number of the second power supplies that output power to the first power supply while the transport device is moving is smaller than the number of the second power supplies that output power to the first power supply while the transport device is stopped.
Control method of power supply.
前記輸送機器の動作状態に基づいて、前記第２電源の電力を、前記駆動装置または前記第１電源に出力させ、
前記輸送機器の移動中に、前記第２電源の電力を、前記第１電源に出力させ、
前記第２電源は、複数の第２電源を備え、
前記輸送機器が移動中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数を、前記輸送機器が停止中に前記第１電源に電力を出力する前記第２電源の数より小さくする、
制御装置。 Controlling a first power source provided in the transport device for supplying power to a drive device of the transport device and a second power source detachable from the transport device for supplying power to the drive device or the first power source A control device,
Based on the operating state of the transport device, the power of the second power source is output to the driving device or the first power source ,
While the transport device is moving, the power of the second power source is output to the first power source,
The second power source includes a plurality of second power sources,
The number of the second power supplies that output power to the first power supply while the transport device is moving is smaller than the number of the second power supplies that output power to the first power supply while the transport device is stopped.
Control device.
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