WO2017094247A1 - 電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラム - Google Patents

電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラム Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a power supply apparatus, a control method for the power supply apparatus, and a power supply apparatus control program.
  • Patent Documents 1 and 2 include a plurality of power converters that are connected in parallel and that convert input power from a power source into a voltage and output it to a load, and the number of operations of the power converter according to the size of the load A power supply device for switching between the two is disclosed.
  • a power supply apparatus includes a plurality of power converters connected in parallel, converting input power to voltage and outputting the converted power to a load, and a plurality of power converters based on an output amount of the power converter.
  • a control unit that switches the number of operations, and the control unit changes the timing of switching the number of operations of the plurality of power converters according to the load fluctuation rate of the load.
  • a method for controlling a power supply device switches the number of operations of a plurality of power converters connected in parallel and converting input power to voltage and outputting the converted power to a load based on an output amount of the power converter It is a control method of a power supply device, and includes a step of changing timing for switching the number of operations of a plurality of power converters according to a load fluctuation rate of a load.
  • a power supply device control program (or a non-transitory computer readable medium) is connected in parallel, and a plurality of powers that convert input power to voltage and output to a load
  • the computer of the power supply device that switches the number of operations of the converter based on the output amount of the power converter is caused to execute a process of changing the timing of switching the number of operations of the plurality of power converters according to the load fluctuation rate of the load.
  • a graph showing an example of switching from a single operation to a parallel operation due to a load fluctuation according to a conventional power supply device Graph showing another example of switching from single operation to parallel operation due to load fluctuation according to a conventional power supply device
  • the block diagram which shows the structural example of the power supply device which concerns on embodiment of this invention The flowchart which shows the operation example of DSP of the power supply device which concerns on embodiment of this invention
  • the graph which shows an example of the load fluctuation rate which concerns on embodiment of this invention The block diagram which shows the structural example of the power supply device which concerns on the modification of this invention
  • An object of the present disclosure is to provide a power supply device, a power supply device control method, and a power supply device control program (or non-power supply device) capable of preventing overload when a sudden load increase occurs while realizing high efficiency at a low load. It is to provide a temporary recording medium (non-transitory computer readable medium).
  • FIGS. 1A and 1B are graphs showing switching from a single operation to a parallel operation due to load fluctuation (load increase) in a conventional power supply device including two power converters.
  • FIG. 1B shows a case where the rate of load fluctuation (hereinafter referred to as load fluctuation rate) in a predetermined time unit is larger (steep) than in FIG. 1A.
  • the load fluctuation rate is the slope of the straight line L shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the output amount of the power converter (that is, the load size).
  • T1 is a time during which one power converter operates independently (hereinafter referred to as a single operation time)
  • T2 is a time during which two power converters operate simultaneously (hereinafter, parallel operation).
  • ST indicates a time (hereinafter referred to as switching time) required for switching from a single operation in which one power converter operates alone to a parallel operation in which two power converters operate simultaneously.
  • MO indicates the maximum output amount when one power converter operates independently
  • TH1 indicates a threshold value (also referred to as a switching threshold value) for switching from single operation to parallel operation. .
  • the threshold value TH1 is preferably provided in the vicinity of the maximum output amount MO.
  • the load fluctuation rate is the maximum output amount MO It becomes parallel operation before reaching.
  • the load fluctuation rate is large (for example, when the power consumption of the auxiliary device that receives power supply from the power converter is large)
  • the load fluctuation rate is maximum before switching to parallel operation.
  • the output amount MO is exceeded and an overload occurs.
  • the overload for example, an auxiliary machine that receives power supply from the power converter does not operate normally.
  • OT shown in FIG. 1B indicates the time when overload occurs.
  • the present disclosure aims to prevent overload when a sudden load increase occurs while realizing high efficiency at a low load.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the power supply device 1 according to the present embodiment.
  • the power supply device 1, the lithium ion battery 2, the lead battery 3, and the auxiliary machine 4 shown in FIG. 2 are mounted on, for example, a HEV (Hybrid Electric Vehicle).
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • the lithium ion battery 2, the lead battery 3, and the auxiliary machine 4 will be described.
  • the lithium ion battery 2 is electrically connected to the power supply device 1 and outputs power to the power supply device 1.
  • the lithium ion battery 2 has a voltage of about 400V, for example.
  • the lead battery 3 is electrically connected to the power supply device 1 and charges the power reduced by the power supply device 1.
  • the electric power charged in the lead battery 3 is used, for example, for starting the engine or for operating the auxiliary machine 4.
  • the lead battery 3 is illustrated separately from the auxiliary machine 4, but the lead battery 3 may be referred to as an auxiliary machine.
  • the auxiliary machine 4 (an example of a load) is a device that is electrically connected to the power supply device 1 and the lead battery 3 and operates with the electric power stepped down by the power supply device 1.
  • Examples of the auxiliary machine 4 include a wiper, a power window, an electric power steering, a navigation device, an audio device, an air conditioner, lights, a brake actuator, a defogger, an ABS (Antilock Brake System), and the like.
  • FIG. 2 only one auxiliary machine 4 is shown, but a plurality of auxiliary machines 4 may be provided. Further, the auxiliary machine 4 may be operated by electric power supplied from the lead battery 3.
  • the power supply device 1 is electrically connected to the lithium ion battery 2, the lead battery 3, and the auxiliary machine 4. As shown in FIG. 2, the power supply device 1 includes DC / DC converters 11 and 12, ammeters 13 and 14, and a DSP (Digital Signal Processor) 15.
  • the DC / DC converter 11 and the DC / DC converter 12 are connected in parallel.
  • the power input from the lithium ion battery 2 is stepped down to about 12 V, for example, and output to the lead battery 3. .
  • the DC / DC converter 11 and the DC / DC converter 12 are electrically connected to the DSP 15.
  • the DC / DC converter 11 and the DC / DC converter 12 perform step-down based on a control signal output from the DSP 15.
  • the DC / DC converter 11 and the DC / DC converter 12 are turned off.
  • the ammeter 13 measures the output current of the DC / DC converter 11 and outputs a signal indicating the measured output current to the DSP 15.
  • the ammeter 14 measures the output current of the DC / DC converter 12 and outputs a signal indicating the measured output current to the DSP 15.
  • the ammeters 13 and 14 are provided outside the DC / DC converters 11 and 12 for simplification of explanation, but the DC / DC converters 11 and 12 are respectively provided with the ammeter 13. , 14 may be provided.
  • the DSP 15 (an example of a control unit) performs a process of switching the number of operations of the DC / DC converters 11 and 12 (hereinafter referred to as a switching process) by outputting the control signal described above to the DC / DC converters 11 and 12.
  • the DSP 15 operates only the DC / DC converter 11 by outputting a control signal to the DC / DC converter 11 and not outputting a control signal to the DC / DC converter 12 (an example of a single operation).
  • the DSP 15 outputs both a control signal to the DC / DC converter 11 and outputs a control signal to the DC / DC converter 12, thereby operating both the DC / DC converter 11 and the DC / DC converter 12. (Example of parallel operation)
  • the power supply device 1 has been described above.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation example of the DSP 15.
  • FIG. 3 a case where the operation shown in FIG. 3 is performed when only the DC / DC converter 11 is operating will be described as an example.
  • the DSP 15 receives a signal indicating the output current of the DC / DC converter 11 from the ammeter 13 and calculates the load fluctuation rate of the auxiliary machine 4 based on the output current (step S1). For this calculation, for example, time differentiation is used. In parallel operation, the DSP 15 receives a signal indicating the output current from each of the ammeters 13 and 14, and based on the output current of the DC / DC converter 11 and the output current of the DC / DC converter 12, the load fluctuation rate Is calculated.
  • the DSP 15 determines whether or not the calculated load fluctuation rate is equal to or greater than a predetermined threshold for determination (step S2).
  • the determination threshold is set in advance based on a predetermined switching time (a time required for switching from the single operation to the parallel operation) and a predetermined maximum output amount of the DC / DC converter 11.
  • the determination threshold is a load with a slope that does not exceed the maximum output amount of the DC / DC converter 11 at the end of the switching time (at the start of parallel operation) (in other words, a slope that does not cause overload during the switching time). The rate of change.
  • step S2 If, as a result of the determination in step S2, the calculated load fluctuation rate is not equal to or greater than the determination threshold (step S2: NO), the flow proceeds to step S4. Step S4 will be described later.
  • step S2 if the calculated load fluctuation rate is greater than or equal to the determination threshold (step S2: YES), the DSP 15 changes the predetermined switching threshold to a smaller value (step S3). . By changing the switching threshold in this way, the DSP 15 changes the timing for switching the number of operations of the DC / DC converters 11 and 12.
  • the switching threshold is a threshold for switching from single operation to parallel operation.
  • An example of the switching threshold is shown in FIG. In FIG. 4, similarly to FIGS. 1A and 1B, T ⁇ b> 1 indicates a single operation time, T ⁇ b> 2 indicates a parallel operation time, and ST indicates a switching time. 4 is assumed to be the same as the load fluctuation rate shown in FIG. 1B.
  • the switching threshold TH1 before the change is set, for example, in the vicinity of the maximum output amount MO of the DC / DC converter 11 so as not to exceed the maximum output amount MO. Then, for example, when the power consumption of the auxiliary machine 4 increases at the timing T3 shown in FIG. 4 and a sudden load increase occurs, the load fluctuation rate is increased at a predetermined timing after the timing T3 and before the switching time ST. It is determined that the value is equal to or greater than the determination threshold value (steep). Then, the switching threshold TH1 before the change is changed to a predetermined switching threshold TH1 'by the process of step S3. With this change, the timing for switching the number of operations of the DC / DC converters 11 and 12 is changed.
  • the DSP 15 determines whether or not the output amount of the DC / DC converter 11 is greater than or equal to the switching threshold (step S4).
  • the switching threshold value here is the switching threshold value TH before the change when the process of step S3 has not been performed, and the switching threshold value TH 'after the change when the process of step S3 has been performed.
  • step S4 If the result of determination in step S4 is that the output amount of the DC / DC converter 11 is not greater than or equal to the switching threshold (step S4: NO), the flow returns to step S1.
  • step S4 when the output amount of the DC / DC converter 11 is equal to or larger than the switching threshold (step S4: YES), the DSP 15 switches from the single operation to the parallel operation (step S5). Specifically, the DSP 15 outputs a control signal to the DC / DC converter 12.
  • the power supply device 1 achieves high efficiency at a low load by using the switching threshold before the change when the load fluctuation rate is less than the determination threshold.
  • the load fluctuation rate is equal to or greater than the determination threshold, overloading when a sudden load increase occurs can be prevented by changing the timing for switching the number of operations of the DC / DC converters 11 and 12. .
  • Modification 1 For example, in the embodiment, the case where the switching threshold is changed in order to change the timing of switching the number of operations of the DC / DC converters 11 and 12 has been described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • a table in which the load fluctuation rate that can be calculated and the timing of switching the number of operations of the DC / DC converters 11 and 12 are prepared is prepared, and the DSP 15 refers to the table to calculate the calculated load fluctuation rate. You may make it change to the timing matched.
  • Modification 2 For example, in the configuration shown in FIG. 2, for example, a household AC power source may be used instead of the lithium ion battery 2. In that case, two AC / DC converters connected in parallel to the previous stage of the DC / DC converters 11 and 12 may be provided.
  • Modification 3 For example, in the configuration shown in FIG. 2, for example, two AC / DC converters connected in parallel may be provided instead of the DC / DC converters 11 and 12.
  • a table in which the load fluctuation rate that can be calculated and the changed switching threshold value are associated is prepared, and the DSP 15 refers to the table and switches the switching threshold value that is associated with the calculated load fluctuation rate. You may make it change to. It should be noted that all the switching thresholds after change registered in the table are smaller than the switching threshold before change.
  • the DSP 15 may set a switching threshold according to the calculated load fluctuation rate and a predetermined switching time.
  • the switching threshold value calculated here is smaller than the previously set value when the calculated load fluctuation rate is larger than the previously calculated load fluctuation rate.
  • the DSP 15 may calculate the load fluctuation rate based on the output voltage of the DC / DC converter 11 instead of the output current of the DC / DC converter 11.
  • the DSP 15 may receive information indicating the operation status of the auxiliary machine 4 (for example, whether or not it is operating) from the auxiliary machine 4, and calculate the load fluctuation rate based on the information. Thereby, since the load fluctuation rate can be calculated earlier than when the load fluctuation rate is calculated based on the output currents of the DC / DC converters 11 and 12, the switching threshold can be changed earlier.
  • the power supply device 20 is connected to a household outlet 5.
  • the power supply device 20 includes PFCs (Power Factor Correction) 16 and 17 connected in parallel.
  • the PFC 16 is electrically connected to the outlet 5, the DC / DC converter 11, and the DSP 15.
  • the PFC 17 is electrically connected to the outlet 5, the DC / DC converter 12, and the DSP 15.
  • the PFCs 16 and 17 convert the AC voltage of the outlet 5 into a DC voltage.
  • the DSP 15 of the power supply device 20 performs the operation of FIG. 3 described in the embodiment. Therefore, also in this modification, the same effect as the embodiment can be obtained.
  • the function of the power supply device 1 mentioned above may be implement
  • the DSP 15 copies a program stored in a predetermined storage device (not shown) to a RAM (Random Access Memory) (not shown), sequentially reads out the instructions included in the program from the RAM, and executes them.
  • the function of the device 1 is realized.
  • the RAM or the storage device stores information obtained by various processes described in the embodiments and modifications, and is used as appropriate.
  • the present invention is useful for a power supply device mounted on a vehicle, a control method for the power supply device, and a power supply device control program (or a non-transitory computer readable medium).

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Abstract

電源装置は、並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器と、電力変換器の出力量に基づいて、複数の電力変換器の動作数を切り替える制御部とを有する。制御部は、負荷の負荷変動率に応じて複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更する。

Description

電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラム
　本発明は、電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラムに関する。
　例えば、特許文献１、２には、並列に接続され、電源からの入力電力を電圧変換して負荷へ出力する複数の電力変換器を備え、負荷の大きさに応じて電力変換器の動作数を切り替える電源装置が開示されている。
特開平４－３３５２２号公報 特開２００３－１９９２０１号公報
　本開示の一態様に係る電源装置は、並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器と、電力変換器の出力量に基づいて、複数の電力変換器の動作数を切り替える制御部と、を有し、制御部は、負荷の負荷変動率に応じて複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更する。
　本開示の一態様に係る電源装置の制御方法は、並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器の動作数を、電力変換器の出力量に基づいて切り替える電源装置の制御方法であって、負荷の負荷変動率に応じて複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更するステップを有する。
　本開示の一態様に係る電源装置制御プログラム（または非一過性の記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ））は、並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器の動作数を、電力変換器の出力量に基づいて切り替える電源装置のコンピュータに、負荷の負荷変動率に応じて複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更する処理を実行させる。
　本開示によれば、低負荷における高効率を実現しつつ、急峻な負荷上昇が生じた際のオーバーロードを防止することができる。
従来の電源装置に係る負荷変動による単独動作から並列動作への切り替えの一例を示すグラフ 従来の電源装置に係る負荷変動による単独動作から並列動作への切り替えの他の一例を示すグラフ 本発明の実施の形態に係る電源装置の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る電源装置のＤＳＰの動作例を示すフローチャート 本発明の実施の形態に係る負荷変動率の一例を示すグラフ 本発明の変形例に係る電源装置の構成例を示すブロック図
　本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来における問題点を簡単に説明する。上述した電源装置では、低負荷の場合には、高効率を実現するため、例えば１つの電力変換器のみを動作させる。しかしながら、その場合において急峻な負荷上昇（例えば、電力変換器からの電力供給を受ける補機の消費電力量の増加）が生じると、オーバーロード（過負荷）となるおそれがある。オーバーロードが発生すると、例えば、電力変換器から電力供給を受ける機器が正常に動作しなくなる。
　本開示の目的は、低負荷における高効率を実現しつつ、急峻な負荷上昇が生じた際のオーバーロードを防止することができる電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラム（または非一過性の記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ））を提供することである。
　（発明に至った知見）
　発明に至った知見について、図１Ａ、図１Ｂを用いて説明する。図１Ａおよび図１Ｂは、２つの電力変換器を備えた従来の電源装置において、負荷変動（負荷上昇）による単独動作から並列動作への切り替えを示すグラフである。図１Ｂは、図１Ａよりも所定時間単位における負荷変動の割合（以下、負荷変動率という）が大きい（急峻である）場合を示している。負荷変動率は、図１Ａ、図１Ｂに示す直線Ｌの傾きである。
　図１Ａおよび図１Ｂにおいて、横軸は時間、縦軸は電力変換器の出力量（すなわち、負荷の大きさ）を示している。また、図１Ａおよび図１Ｂにおいて、Ｔ１は、１つの電力変換器が単独で動作する時間（以下、単独動作時間という）、Ｔ２は、２つの電力変換器が同時に動作する時間（以下、並列動作時間という）、ＳＴは、１つの電力変換器が単独で動作する単独動作から、２つの電力変換器が同時に動作する並列動作への切り替えにかかる時間（以下、切替時間という）を示す。また、図１Ａおよび図１Ｂにおいて、ＭＯは、１つの電力変換器が単独で動作した際の最大出力量を示し、ＴＨ１は、単独動作から並列動作へ切り替える閾値（切替用閾値ともいう）を示す。
　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、１つの電力変換器の出力量が閾値ＴＨ１を超えた時点から単独動作から並列動作への切り替えが行われる。低負荷での高効率を実現するためには、単独動作時間Ｔ１が長い方がよい。よって、閾値ＴＨ１は、最大出力量ＭＯの近傍に設けることが好ましい。
　図１Ａに示すように、負荷変動率が小さい場合（例えば、電力変換器からの電力供給を受ける補機（負荷の一例）の消費電力量が少ない場合）では、負荷変動率が最大出力量ＭＯに至る前に並列動作となる。しかし、図１Ｂに示すように、負荷変動率が大きい場合（例えば、電力変換器からの電力供給を受ける補機の消費電力量が多い場合）では、並列動作に切り替わる前に負荷変動率が最大出力量ＭＯを超えてしまい、オーバーロードが発生する。オーバーロードが発生すると、例えば、電力変換器から電力供給を受ける補機が正常に動作しなくなる。なお、図１Ｂに示すＯＴは、オーバーロードが発生した時間を示す。
　このように、従来の電源装置では、単独動作の際に急峻な負荷の上昇が生じると、オーバーロード（過負荷）となるおそれがあった。
　そこで、本開示は、低負荷における高効率を実現しつつ、急峻な負荷上昇が生じた際のオーバーロードを防止することを目的とする。
　（実施の形態）
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
　まず、図２を用いて、本実施の形態に係る電源装置１の構成例について説明する。図２は、本実施の形態に係る電源装置１の構成例を示すブロック図である。
　図２に示す電源装置１、リチウムイオンバッテリ２、鉛バッテリ３、および補機４は、例えばＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）に搭載される。
　まず、リチウムイオンバッテリ２、鉛バッテリ３、および補機４について説明する。
　リチウムイオンバッテリ２は、電源装置１と電気的に接続され、電源装置１へ電力を出力する。リチウムイオンバッテリ２は、例えば、４００Ｖ程度の電圧を有する。
　鉛バッテリ３は、電源装置１と電気的に接続され、電源装置１により降圧された電力を充電する。鉛バッテリ３に充電された電力は、例えば、エンジンスタートに使用されたり、補機４の動作に使用されたりする。なお、図２では、鉛バッテリ３は、補機４とは別に図示しているが、鉛バッテリ３を補機と呼んでもよい。
　補機４（負荷の一例）は、電源装置１および鉛バッテリ３と電気的に接続され、電源装置１により降圧された電力により動作する機器である。補機４としては、例えば、ワイパー、パワーウィンドウ、電動パワーステアリング、ナビゲーション装置、オーディオ装置、エアコン装置、灯火類、ブレーキアクチュエータ、デフォッガー、ＡＢＳ（Antilock Brake System）などが挙げられる。なお、図２では、補機４を１つだけ図示しているが、補機４は複数あってもよい。また、補機４は、鉛バッテリ３から供給される電力により動作してもよい。
　以上、リチウムイオンバッテリ２、鉛バッテリ３、および補機４について説明した。
　次に、電源装置１について説明する。
　電源装置１は、リチウムイオンバッテリ２、鉛バッテリ３、および補機４と電気的に接続されている。図２に示すように、電源装置１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２、電流計１３、１４、およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）１５を有する。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ１１とＤＣ／ＤＣコンバータ１２（電力変換器の一例）は、並列に接続されており、リチウムイオンバッテリ２から入力した電力を、例えば１２Ｖ程度に降圧し、鉛バッテリ３へ出力する。
　また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ＤＳＰ１５と電気的に接続されている。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１およびＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ＤＳＰ１５から出力される制御信号に基づいて降圧を行う。なお、ＤＳＰ１５から制御信号が出力されていない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２はオフ状態となる。
　電流計１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電流を計測し、計測した出力電流を示す信号をＤＳＰ１５へ出力する。
　電流計１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流を計測し、計測した出力電流を示す信号をＤＳＰ１５へ出力する。なお、図１Ａ、図１Ｂでは、説明の簡素化のため、電流計１３、１４をＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の外部に設ける構成としたが、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２がそれぞれ電流計１３、１４を備える構成であってもよい。
　ＤＳＰ１５（制御部の一例）は、上述した制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２へ出力することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の動作数を切り替える処理（以下、切替処理という）を行う。
　例えば、ＤＳＰ１５は、制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１へ出力し、かつ、制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ出力しないことで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のみを動作させる（単独動作の一例）。
　または、例えば、ＤＳＰ１５は、制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１へ出力し、かつ、制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ出力することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１とＤＣ／ＤＣコンバータ１２の両方を動作させる（並列動作の一例）。
　上記切替処理を含むＤＳＰ１５の処理の具体例については、図３のフローチャートを用いて後述する。
　以上、電源装置１について説明した。
　次に、図３を用いて、電源装置１のＤＳＰ１５の動作例について説明する。図３は、ＤＳＰ１５の動作例を示すフローチャートである。以下では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のみが動作しているときに図３に示す動作が行われる場合を例に挙げて説明する。
　まず、ＤＳＰ１５は、電流計１３からＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電流を示す信号を受け取り、その出力電流に基づいて補機４の負荷変動率を算出する（ステップＳ１）。この算出には、例えば、時間微分が用いられる。なお、並列動作中の場合、ＤＳＰ１５は、電流計１３、１４のそれぞれから出力電流を示す信号を受け取り、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電流とＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流に基づいて負荷変動率を算出する。
　次に、ＤＳＰ１５は、算出した負荷変動率が予め定められた判定用閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
　判定用閾値は、予め定められた切替時間（単独動作から並列動作への切り替えにかかる時間）と、予め定められたＤＣ／ＤＣコンバータ１１の最大出力量とに基づいて、予め設定される。例えば、判定用閾値は、切替時間の終了時（並列動作の開始時）にＤＣ／ＤＣコンバータ１１の最大出力量を超えない傾き（換言すれば、切替時間にオーバーロードが発生しない傾き）の負荷変動率である。
　ステップＳ２の判定の結果、算出した負荷変動率が判定用閾値以上ではない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、フローはステップＳ４へ進む。ステップＳ４については後述する。
　一方、ステップＳ２の判定の結果、算出した負荷変動率が判定用閾値以上である場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＤＳＰ１５は、予め定められた切替用閾値をより小さい値に変更する（ステップＳ３）。このように切替用閾値を変更することにより、ＤＳＰ１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の動作数を切り替えるタイミングを変更する。
　切替用閾値は、単独動作から並列動作へ切り替える閾値である。切替用閾値の一例を図４に示す。図４において、図１Ａおよび図１Ｂと同様に、Ｔ１は単独動作時間、Ｔ２は並列動作時間、ＳＴは切替時間を示す。また、図４に示した負荷変動率（直線Ｌの傾き）は、図１Ｂに示した負荷変動率と同じであるとする。
　図４に示すように、変更前の切替用閾値ＴＨ１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の最大出力量ＭＯの近傍において、その最大出力量ＭＯを超えないように設定される。そして、例えば、図４に示すＴ３のタイミングで補機４の消費電力量が増加して急な負荷上昇が生じた場合、タイミングＴ３以降かつ切替時間ＳＴの前の所定のタイミングにおいて負荷変動率が判定用閾値以上である（急峻である）と判定される。そして、変更前の切替用閾値ＴＨ１は、ステップＳ３の処理によって、予め定められた切替用閾値ＴＨ１’に変更される。この変更により、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の動作数を切り替えるタイミングが変更される。
　次に、ＤＳＰ１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力量が切替用閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここでの切替用閾値は、ステップＳ３の処理を経ていない場合、変更前の切替用閾値ＴＨであり、ステップＳ３の処理を経た場合、変更後の切替用閾値ＴＨ’である。
　ステップＳ４の判定の結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力量が切替用閾値以上ではない場合（ステップＳ４：ＮＯ）、フローはステップＳ１へ戻る。
　一方、ステップＳ４の判定の結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力量が切替用閾値以上である場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ＤＳＰ１５は、単独動作から並列動作に切り替える（ステップＳ５）。具体的には、ＤＳＰ１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２に対して、制御信号を出力する。
　これにより、図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力量が変更後の切替用閾値ＴＨ１’を超えた時点から単独動作から並列動作への切り替えが行われ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１とＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力量が最大出力量ＭＯに到達した時点で並列動作への切り替えが完了する。
　以上、電源装置１のＤＳＰ１５の動作例について説明した。
　以上説明したように、本実施の形態の電源装置１は、負荷変動率が判定用閾値未満である場合には変更前の切替用閾値を用いることで低負荷における高効率を実現する。そして、負荷変動率が判定用閾値以上である場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の動作数を切り替えるタイミングを変更することで急峻な負荷上昇が生じた際のオーバーロードを防止することができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
　（変形例１）
　例えば、実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の動作数を切り替えるタイミングを変更するために、切替用閾値を変更する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、算出されうる負荷変動率と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の動作数を切り替えるタイミングとが対応付けられたテーブルを用意し、ＤＳＰ１５が、そのテーブルを参照して、算出した負荷変動率に対応付けられたタイミングに変更するようにしてもよい。
　（変形例２）
　例えば、図２に示した構成において、リチウムイオンバッテリ２の代わりとして、例えば、家庭用交流電源を用いてもよい。その場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の前段に並列に接続された２つのＡＣ／ＤＣコンバータを備えてもよい。
　（変形例３）
　例えば、図２に示した構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の代わりとして、例えば、並列に接続された２つのＡＣ／ＤＣコンバータを備えてもよい。
　（変形例４）
　実施の形態では、ＤＳＰ１５が、算出した負荷変動率が判定用閾値以上であるときに切替用閾値を変更する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
　例えば、算出されうる負荷変動率と、変更後の切替用閾値とが対応付けられたテーブルを用意し、ＤＳＰ１５が、そのテーブルを参照して、算出した負荷変動率に対応付けられた切替用閾値に変更するようにしてもよい。なお、テーブルに登録される変更後の切替用閾値はいずれも、変更前の切替用閾値よりも小さい値である。
　または、例えば、ＤＳＰ１５は、算出した負荷変動率と、予め定められた切替時間とに応じて、切替用閾値を設定してもよい。ここで算出される切替用閾値は、算出した負荷変動率が前回算出した負荷変動率よりも大きいと、前回設定された値よりも小さい値となる。
　（変形例５）
　例えば、ＤＳＰ１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電流の代わりに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力電圧に基づいて負荷変動率を算出してもよい。
　（変形例６）
　例えば、ＤＳＰ１５は、補機４から、補機４の動作状況（例えば、動作してるか否か）を示す情報を受け取り、その情報に基づいて負荷変動率を算出してもよい。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、１２の出力電流に基づいて負荷変動率を算出する場合よりも早く負荷変動率を算出できるため、切替用閾値を早く変更することができる。
　（変形例７）
　実施の形態では、電源装置１が例えばＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）に搭載される場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。以下、ＥＶ（Electric Vehicle）またはＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）に搭載される電源装置２０について、図５を用いて説明する。なお、図５において、図２と同じ構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
　図５に示すように、電源装置２０は、家庭用のコンセント５と接続される。また、電源装置２０は、図１Ａ、図１Ｂに示した構成要素に加えて、並列に接続されたＰＦＣ（Power Factor Correction）１６、１７を有する。ＰＦＣ１６は、コンセント５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、ＤＳＰ１５と電気的に接続されている。また、ＰＦＣ１７は、コンセント５、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、ＤＳＰ１５と電気的に接続されている。ＰＦＣ１６、１７は、コンセント５の交流電圧を直流電圧に変換する。
　電源装置２０のＤＳＰ１５は、実施の形態で説明した図３の動作を行う。よって、本変形例においても、実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
　以上、変形例について説明した。上述した変形例は、適宜組み合わせてもよい。
　以上、本発明の実施の形態および変形例について図面を参照して詳述してきたが、上述した電源装置１の機能は、コンピュータプログラムにより実現されうる。例えば、ＤＳＰ１５は、所定の記憶装置（図示略）に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory。図示略）にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、電源装置１の機能が実現される。また、プログラムを実行する際、ＲＡＭまたは記憶装置には、実施の形態および変形例で述べた各種処理で得られた情報が記憶され、適宜利用される。
　本発明は、車両に搭載される電源装置、電源装置の制御方法、および電源装置制御プログラム（または非一過性の記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ））に有用である。
　１，２０　電源装置
　２　リチウムイオンバッテリ
　３　鉛バッテリ
　４　補機
　５　コンセント
　１１，１２　ＤＣ／ＤＣコンバータ
　１３，１４　電流計
　１５　ＤＳＰ
　１６，１７　ＰＦＣ

Claims (9)

  1. 　並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器と、
    　前記電力変換器の出力量に基づいて、前記複数の電力変換器の動作数を切り替える制御部と、を有し、
    　前記制御部は、
    　前記負荷の負荷変動率に応じて前記複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更する、
    　電源装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記電力変換器の出力量と切替用閾値とに基づいて、前記複数の電力変換器の動作数を切り替え、
    　前記負荷の負荷変動率に応じて前記切替用閾値を変更することにより前記複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更する、
    　請求項１に記載の電源装置。
  3. 　前記負荷は補機であり、
    　前記補機は、少なくとも鉛バッテリを含み、
    　前記複数の電力変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、リチウムイオンバッテリからの入力電力を電圧変換して前記鉛バッテリに出力する、
    　請求項１に記載の電源装置。
  4. 　前記制御部は、
    　前記負荷変動率が判定用閾値以上である場合、前記切替用閾値をより小さい値に変更する、
    　請求項２に記載の電源装置。
  5. 　前記制御部は、
    　前記負荷変動率と、前記動作数の切り替えにかかる切替時間とに応じて、前記切替用閾値を設定する、
    　請求項２又は４に記載の電源装置。
  6. 　前記制御部は、
    　前記複数の電力変換器のうち動作中の電力変換器の出力電流に基づいて前記負荷変動率を算出する、
    　請求項１に記載の電源装置。
  7. 　前記制御部は、
    　前記補機から、前記補機の動作状況を示す情報を受け取り、
    　前記情報に基づいて前記負荷変動率を算出する、
    　請求項３に記載の電源装置。
  8. 　並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器の動作数を、前記電力変換器の出力量に基づいて切り替える電源装置の制御方法であって、
    　前記負荷の負荷変動率に応じて前記複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更するステップを有する、
    　電源装置の制御方法。
  9. 　並列に接続され、入力電力を電圧変換して負荷に出力する複数の電力変換器の動作数を、前記電力変換器の出力量に基づいて切り替える電源装置のコンピュータに、
    　前記負荷の負荷変動率に応じて前記複数の電力変換器の動作数を切り替えるタイミングを変更する処理を実行させる、
    　電源装置制御プログラム。
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