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JP2013192278A - Electric vehicle - Google Patents

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Publication number
JP2013192278A
JP2013192278A JP2012054441A JP2012054441A JP2013192278A JP 2013192278 A JP2013192278 A JP 2013192278A JP 2012054441 A JP2012054441 A JP 2012054441A JP 2012054441 A JP2012054441 A JP 2012054441A JP 2013192278 A JP2013192278 A JP 2013192278A
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JP
Japan
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power storage
power
connection
voltage
storage device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012054441A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyohito Machida
清仁 町田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012054441A priority Critical patent/JP2013192278A/en
Publication of JP2013192278A publication Critical patent/JP2013192278A/en
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

【課題】電流経路の各部品を発熱から適切に保護しつつ、電動車両の運転性能を損なうことがないよう、蓄電装置の充放電を制御する。
【解決手段】電動車両５は、車両駆動用の電動機ＭＧ２と、電動機ＭＧ２との間で電力を入出力するように構成された、複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２と、電動機ＭＧ２に対する複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の接続を、直列接続と並列接続との間で切替え可能に構成された開閉器ＲＬ１〜ＲＬ５と、複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２に入出力される電流の経路上に設けられた部品の温度に対する評価関数が判定値以上となったときに、電動機ＭＧ２に対する複数の蓄電装置Ｂ１，Ｂ２の接続を、直列接続から並列接続に切替えるための制御装置３００とを備える。
【選択図】図１Charge / discharge of a power storage device is controlled so as not to impair driving performance of an electric vehicle while appropriately protecting each component of a current path from heat generation.
An electric vehicle 5 includes a plurality of power storage devices B1 and B2 configured to input and output electric power between a motor MG2 for driving the vehicle and the motor MG2, and a plurality of power storage devices for the motor MG2. Switches RL1 to RL5 configured to be able to switch the connection of B1 and B2 between a serial connection and a parallel connection, and components provided on a current path input / output to / from the plurality of power storage devices B1 and B2 And a control device 300 for switching the connection of the plurality of power storage devices B1 and B2 to the electric motor MG2 from the serial connection to the parallel connection when the evaluation function for the temperature becomes equal to or higher than the determination value.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、電動車両に関し、より特定的には、電動車両に搭載され、複数の蓄電部から構成された車載蓄電装置の充放電制御に関する。   The present invention relates to an electric vehicle, and more specifically to charge / discharge control of an in-vehicle power storage device that is mounted on an electric vehicle and includes a plurality of power storage units.

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（代表的には、二次電池）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて電動機から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。このような電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、電動機の出力による走行による車両の航続距離を延ばすために、これらの車両に搭載される蓄電装置を、車両外部の電源によって充電する技術が提案されている。   2. Description of the Related Art In recent years, as an environmentally-friendly vehicle, an electric vehicle equipped with a power storage device (typically, a secondary battery) and traveling using driving force generated from an electric motor using electric power stored in the power storage device has attracted attention. ing. Such electric vehicles include, for example, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like. And in order to extend the cruising distance of the vehicle by the driving | running | working by the output of an electric motor, the technique which charges the electrical storage apparatus mounted in these vehicles with the power supply outside a vehicle is proposed.

たとえば、特開２００１−１１９８１３号公報（特許文献１）には、２個の車載バッテリと、これらの車載バッテリから電力供給を受けて走行用のＤＣブラシレスモータを通電制御するインバータ回路と、アクセルの踏込み量に応じてインバータ回路を通電制御する制御回路と、上記２個の車載バッテリの接続状態を切替える切替スイッチとを備える電気自動車が記載されている。この特許文献１によれば、高速走行が要求される高速道路では、２個の車載バッテリが直列接続されるように切替スイッチを切替える。その一方で、低速走行が要求される狭い道や車庫入れでは、２個の車載バッテリが並列接続されるように切替スイッチを切替える。このように、車両走行条件に応じて２個の車載バッテリの接続状態を切替えることによって、車両走行状態に適したアクセルの操作レスポンスが得られる。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-198113 (Patent Document 1), two in-vehicle batteries, an inverter circuit that receives power supply from these in-vehicle batteries and controls energization of a DC brushless motor for traveling, An electric vehicle is described that includes a control circuit that controls energization of an inverter circuit according to the amount of depression, and a changeover switch that switches the connection state of the two in-vehicle batteries. According to Patent Document 1, on an expressway that requires high-speed travel, the changeover switch is switched so that two in-vehicle batteries are connected in series. On the other hand, in a narrow road or a garage where low speed traveling is required, the changeover switch is switched so that two in-vehicle batteries are connected in parallel. In this way, by switching the connection state of the two in-vehicle batteries according to the vehicle traveling condition, an accelerator operation response suitable for the vehicle traveling state can be obtained.

特開２００１−１１９８１３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-119813

一方、電動車両においては、蓄電装置に入出力される電流が流れる電流経路に設けられた部品の過度の発熱を抑制する必要がある。部品の発熱に対する保護対策としては、部品の耐熱仕様のレベルを上げずに、部品に流れる電流を制限することによって発熱自体を抑制する手法を採ることができる。   On the other hand, in an electric vehicle, it is necessary to suppress excessive heat generation of components provided in a current path through which a current input / output to / from the power storage device flows. As a protection measure against the heat generation of the component, a method of suppressing the heat generation itself by limiting the current flowing through the component without increasing the level of the heat resistance specification of the component can be adopted.

しかしながら、このような電流制限する手法を上記の特許文献１に記載される構成に適用した場合には、２個の車載バッテリを直列接続したときに電流制限にかかりやすくなる。そのため、高速走行時に所望の出力が確保できなくなって、電動車両の運転性を低下させる可能性がある。また、電動車両の回生制動時においては、電動機が発電した電力による蓄電装置の充電が制限されることによって、電動機の出力による走行による航続距離を延ばすことが出来なくなる虞がある。   However, when such a current limiting method is applied to the configuration described in Patent Document 1 described above, current limitation is likely to occur when two in-vehicle batteries are connected in series. Therefore, a desired output cannot be ensured during high-speed traveling, and the drivability of the electric vehicle may be reduced. Further, at the time of regenerative braking of the electric vehicle, charging of the power storage device by the electric power generated by the electric motor is restricted, so that the cruising distance due to traveling by the output of the electric motor may not be extended.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電流経路の各部品を発熱から適切に保護しつつ、電動車両の運転性能を損なうことがないよう、蓄電装置の充放電を制御することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and its purpose is to appropriately protect each component of the current path from heat generation, while not impairing the driving performance of the electric vehicle. Controlling charging / discharging of the power storage device.

この発明のある局面では、電動車両は、車両駆動用の電動機と、電動機との間で電力を入出力するように構成された、複数の蓄電装置と、電動機に対する複数の蓄電装置の接続を、直列接続と並列接続との間で切替え可能に構成された開閉器と、複数の蓄電装置に入出力される電流の経路上に設けられた部品の温度に対する評価関数が判定値以上となったときに、電動機に対する複数の蓄電装置の接続を、直列接続から並列接続に切替えるための制御装置とを備える。   In one aspect of the present invention, an electric vehicle includes a plurality of power storage devices configured to input and output electric power between a motor for driving the vehicle and the motor, and connection of the plurality of power storage devices to the motor. When the evaluation function with respect to the temperature of the switch provided to be switchable between series connection and parallel connection and the temperature of components provided on the path of the current input / output to / from the plurality of power storage devices exceeds the judgment value And a control device for switching the connection of the plurality of power storage devices to the electric motor from the serial connection to the parallel connection.

好ましくは、制御装置は、評価関数が判定値以上となったときには、所定の切替実行条件が成立した場合に、開閉器の開閉動作を制御するように構成される。所定の切替実行条件は、電動車両の車速が閾値以下であることを含む。   Preferably, the control device is configured to control the opening / closing operation of the switch when a predetermined switching execution condition is satisfied when the evaluation function is equal to or greater than the determination value. The predetermined switching execution condition includes that the vehicle speed of the electric vehicle is equal to or less than a threshold value.

好ましくは、所定の切替実行条件は、複数の蓄電装置に入出力される電流が閾値以下であること、複数の蓄電装置の間の電圧差が閾値以下であること、および、複数の蓄電装置の状態値を検出するためのセンサが正常であること、をさらに含む。   Preferably, the predetermined switching execution condition is that currents input to and output from the plurality of power storage devices are less than or equal to a threshold value, a voltage difference between the plurality of power storage devices is less than or equal to a threshold value, and It further includes that the sensor for detecting the state value is normal.

この発明の別の局面では、電動車両は、車両駆動用電動機と、第１の蓄電装置と、複数の蓄電部を含んで構成された第２の蓄電装置と、車両駆動用電動機に対して入出力される電力を伝達するための電力線と、第１の蓄電装置と電力線との間で双方向の直流電圧変換を実行するためのコンバータと、電力線に対する複数の蓄電部の接続を、直列接続と並列接続との間で切替え可能に構成された開閉器と、複数の蓄電部に入出力される電流の経路上に設けられた部品の温度に対する評価関数が判定値以上となったときには、電力線に対する複数の蓄電装置の接続を、直列接続から並列接続に切替えるように開閉器を制御する制御装置とを備える。   In another aspect of the present invention, an electric vehicle enters a vehicle driving motor, a first power storage device, a second power storage device including a plurality of power storage units, and a vehicle drive motor. A power line for transmitting output power, a converter for performing bidirectional DC voltage conversion between the first power storage device and the power line, and connection of a plurality of power storage units to the power line are connected in series. When the evaluation function for the temperature of components provided on the path of the current input / output to / from the plurality of power storage units is equal to or higher than the judgment value, the switch configured to be switchable between the parallel connection and the power line And a control device that controls the switch so that the connection of the plurality of power storage devices is switched from the serial connection to the parallel connection.

この発明によれば、電流経路の各部品を発熱から適切に保護しつつ、電動車両の運転性能を損なうことがないよう、蓄電装置の充放電を制御することができる。   According to the present invention, charging / discharging of the power storage device can be controlled so as not to impair the driving performance of the electric vehicle while appropriately protecting each component of the current path from heat generation.

本発明の実施の形態による電動車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. システム電圧とモータジェネレータの動作可能領域との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between a system voltage and the operation possible area | region of a motor generator. 本発明の実施の形態による電動車両における電源システムの制御処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control processing of the power supply system in the electric vehicle by embodiment of this invention. ある部品について電流を流した場合の、部品温度の時間的変化の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the time change of components temperature when an electric current was sent about a certain component. 本実施の形態における充放電電力制限値の修正制御の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the correction control of the charging / discharging electric power limit value in this Embodiment. 本発明の実施の形態による制御装置により実行される蓄電装置の直列／並列切替制御の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the series / parallel switching control of the electrical storage apparatus performed by the control apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による制御装置により実行される蓄電装置の直列／並列切替制御の処理手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process sequence of the serial / parallel switching control of the electrical storage apparatus performed by the control apparatus by embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明が繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、本発明の実施の形態による電動車両の概略構成図である。
図１を参照して、本発明の実施の形態による電動車両５は、代表的にハイブリッド車両であり、内燃機関（エンジン）２２０と電動機（ＭＧ：Motor Generator）とを搭載し、それぞれからの駆動力を最適な比率に制御して走行する。電動車両５は、このモータジェネレータに電力を供給するための複数（たとえば２個）の蓄電装置１００，１５０を搭載する。これらの蓄電装置１００，１５０は、電動車両５のシステム起動状態において、エンジン２２０の作動により生じる動力を受けて充電可能であるとともに、電動車両５のシステム停止中において、図示しない接続部を介して車両外部の電源と電気的に接続されて充電可能である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, an electric vehicle 5 according to an embodiment of the present invention is typically a hybrid vehicle, and is equipped with an internal combustion engine (engine) 220 and an electric motor (MG: Motor Generator), and is driven from each. Drive with optimal force ratio. Electric vehicle 5 includes a plurality (for example, two) of power storage devices 100 and 150 for supplying electric power to the motor generator. These power storage devices 100 and 150 can be charged by receiving power generated by the operation of the engine 220 when the electric vehicle 5 is in a system starting state, and are connected via a connection unit (not shown) while the system of the electric vehicle 5 is stopped. It can be charged by being electrically connected to a power source outside the vehicle.

なお、本実施の形態においては、電動車両５が２つのモータジェネレータおよびそれに対応するインバータを備える例について説明するが、１つのモータジェネレータおよびインバータを備える場合でも、３つ以上のモータジェネレータおよびインバータを備える場合でも本発明を適用可能である。   In the present embodiment, an example in which electric vehicle 5 includes two motor generators and corresponding inverters will be described. However, even when one motor generator and inverter are included, three or more motor generators and inverters are included. The present invention can be applied even when provided.

電動車両５は、負荷１０と、電源システム２０と、制御装置３００とを備える。負荷１０は、インバータ１２０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構２５０と、エンジン２２０と、駆動輪２６０とを含む。   The electric vehicle 5 includes a load 10, a power supply system 20, and a control device 300. Load 10 includes an inverter 120, motor generators MG1 and MG2, a power split mechanism 250, an engine 220, and drive wheels 260.

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータと中性点でＹ結線された三相コイルを有するステータとを備える永久磁石型同期電動機である。   Motor generators MG1 and MG2 are AC rotating electric machines, for example, permanent magnet type synchronous motors including a rotor having a permanent magnet embedded therein and a stator having a three-phase coil Y-connected at a neutral point.

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の出力トルクは、動力分割機構２５０を介して駆動輪２６０に伝達されて、電動車両５を走行させる。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、電動車両５の回生制動時には、駆動輪２６０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、コンバータ１１０およびインバータ１２０によって蓄電装置１００および／または１５０の充電電力に変換される。   Output torques of motor generators MG1 and MG2 are transmitted to drive wheels 260 through power split mechanism 250 to cause electric vehicle 5 to travel. Motor generators MG <b> 1 and MG <b> 2 can generate electric power using the rotational force of drive wheels 260 during regenerative braking of electric vehicle 5. Then, the generated power is converted into charging power for power storage device 100 and / or 150 by converter 110 and inverter 120.

また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、動力分割機構２５０を介してエンジン２２０とも結合される。そして、制御装置３００により、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２２０が協働的に運転されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、エンジン２２０の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１００および／または１５０を充電することができる。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータＭＧ２を主として駆動輪２６０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータＭＧ１を主としてエンジン２２０により駆動される発電機として用いるものとする。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、車両駆動力を発生するための「電動機」に対応する。   Motor generators MG 1 and MG 2 are also coupled to engine 220 via power split mechanism 250. Control device 300 operates motor generators MG1 and MG2 and engine 220 in cooperation to generate a necessary vehicle driving force. Further, motor generators MG1 and MG2 can generate electric power by rotating engine 220, and can use this generated electric power to charge power storage devices 100 and / or 150. In the present embodiment, motor generator MG2 is mainly used as an electric motor for driving drive wheels 260, and motor generator MG1 is mainly used as a generator driven by engine 220. That is, motor generator MG2 corresponds to an “electric motor” for generating vehicle driving force.

動力分割機構２５０は、エンジン２２０の動力を、駆動輪２６０とモータジェネレータＭＧ１とに振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリギヤ）を含んで構成される。   Power split mechanism 250 includes a planetary gear mechanism (planetary gear) in order to distribute the power of engine 220 to drive wheels 260 and motor generator MG1.

電流センサ２３０，２４０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ流れるモータ電流（すなわち、インバータ出力電流）ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ検出し、その検出したモータ電流を制御装置３００へ出力する。なお、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの瞬時値の和は零であるので、電流センサ２３０，２４０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のうちの２相分のモータ電流（たとえば、Ｖ相電流ｉｖおよびＷ相電流ｉｗ）を検出するように配置すれば足りる。   Current sensors 230 and 240 detect motor currents (that is, inverter output currents) MCRT1 and MCRT2 flowing in motor generators MG1 and MG2, respectively, and output the detected motor currents to control device 300. Since the sum of the instantaneous values of the currents iu, iv, and iw in the U, V, and W phases is zero, the current sensors 230 and 240 are motor currents for two phases of the U, V, and W phases ( For example, it is sufficient to arrange to detect the V-phase current iv and the W-phase current iw).

回転角センサ（たとえば、レゾルバ）２７０，２８０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２をそれぞれ検出し、その検出した回転角θ１，θ２を制御装置３００へ送出する。制御装置３００では、回転角θ１，θ２に基づきモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転速度および角速度が算出できる。なお、回転角センサ２７０，２８０については、回転角θ１，θ２を制御装置３００にてモータ電圧や電流から直接演算することによって、配置を省略してもよい。   Rotation angle sensors (for example, resolvers) 270 and 280 detect rotation angles θ1 and θ2 of motor generators MG1 and MG2, respectively, and send the detected rotation angles θ1 and θ2 to control device 300. Control device 300 can calculate the rotational speed and angular speed of motor generators MG1, MG2 based on rotational angles θ1, θ2. The rotation angle sensors 270 and 280 may be omitted by directly calculating the rotation angles θ1 and θ2 from the motor voltage and current in the control device 300.

インバータ１２０は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１間の直流電力と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に入出力される交流電力との間で双方向の電力変換を行なう。インバータ１２０は、図示は省略するが、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための第１インバータと、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための第２インバータとを含む。主として、第１インバータは、制御装置３００からの制御信号ＰＷＩに応じて、エンジン２２０の出力によってモータジェネレータＭＧ１が発生する交流電力を直流電力に変換し、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１へ供給する。このとき、コンバータ１１０は、降圧回路として動作するように制御装置３００によって制御される。これにより、車両走行中も、エンジン２２０の出力によって蓄電装置１００および／または１５０を能動的に充電できる。   Inverter 120 performs bidirectional power conversion between DC power between power line PL2 and ground line NL1 and AC power input / output to / from motor generators MG1 and MG2. Although not shown, inverter 120 includes a first inverter for driving motor generator MG1 and a second inverter for driving motor generator MG2. Mainly, in accordance with control signal PWI from control device 300, the first inverter converts AC power generated by motor generator MG1 by the output of engine 220 into DC power and supplies it to power line PL2 and ground line NL1. At this time, converter 110 is controlled by control device 300 so as to operate as a step-down circuit. Thus, power storage device 100 and / or 150 can be actively charged by the output of engine 220 even while the vehicle is traveling.

また、第１インバータは、エンジン２２０の始動時には、制御装置３００からの制御信号ＰＷＩに応じて、蓄電装置１００および／または１５０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１へ供給する。これにより、エンジン２２０は、モータジェネレータＭＧ１をスタータとして始動することができる。   In addition, when starting engine 220, first inverter converts DC power from power storage devices 100 and / or 150 into AC power in accordance with control signal PWI from control device 300, and supplies the AC power to motor generator MG1. . Thus, engine 220 can be started using motor generator MG1 as a starter.

第２インバータは、制御装置３００からの制御信号ＰＷＩに応じて、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１を介して供給される直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ２へ供給する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、電動車両５の駆動力を発生する。   The second inverter converts DC power supplied via power line PL2 and ground line NL1 into AC power in accordance with control signal PWI from control device 300, and supplies the AC power to motor generator MG2. Thereby, motor generator MG2 generates the driving force of electric vehicle 5.

一方、電動車両５の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪２６０の減速に伴なって交流電力を発電する。このとき、第２インバータは、制御装置３００からの制御信号ＰＷＩに応じて、モータジェネレータＭＧ２が発生する交流電力を直流電力に変換し、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１へ供給する。これにより、減速時や降坂走行時に蓄電装置１００および／または蓄電装置１５０が充電される。   On the other hand, at the time of regenerative braking of electric vehicle 5, motor generator MG2 generates AC power as drive wheel 260 is decelerated. At this time, the second inverter converts AC power generated by motor generator MG2 into DC power in accordance with control signal PWI from control device 300, and supplies the DC power to power line PL2 and ground line NL1. As a result, power storage device 100 and / or power storage device 150 are charged during deceleration or downhill travel.

電源システム２０は、「第１の蓄電装置」に対応する蓄電装置１００と、「第２の蓄電装置」に対応する蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲと、コンバータ１１０と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。   Power supply system 20 includes power storage device 100 corresponding to “first power storage device”, power storage device 150 corresponding to “second power storage device”, system main relay SMR, converter 110, and smoothing capacitors C1, C2. Including.

蓄電装置１００は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が適用される。ただし、電気二重層キャパシタなどの電池以外の電力貯蔵要素、あるいは電池以外の電力貯蔵要素とバッテリとの組合せによって、蓄電装置１００を構成してもよい。   The power storage device 100 is a rechargeable power storage element, and typically, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery is applied. However, power storage device 100 may be configured by a power storage element other than a battery, such as an electric double layer capacitor, or a combination of a power storage element other than a battery and a battery.

蓄電装置１００は、直列接続された複数の電池セルによって構成される。すなわち、蓄電装置１００の出力電圧の定格値は、直列接続される電池セルの個数に依存する。蓄電装置１００には、蓄電装置１００の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂおよび温度Ｔｂを検出するための電池センサ１０５が設けられる。電池センサ１０５による検出値は、制御装置３００へ伝達される。   The power storage device 100 includes a plurality of battery cells connected in series. That is, the rated value of the output voltage of power storage device 100 depends on the number of battery cells connected in series. Power storage device 100 is provided with battery sensor 105 for detecting voltage Vb, current Ib, and temperature Tb of power storage device 100. The value detected by the battery sensor 105 is transmitted to the control device 300.

システムメインリレーＳＭＲは、リレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３および抵抗Ｒ１を含む。リレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。リレーＳＭＲ３は、リレーＳＭＲ２に対して並列に、かつ抵抗Ｒ１に対して直列に接続される。すなわち、リレーＳＭＲ３と抵抗Ｒ１とが直列に接続された回路が、リレーＳＭＲ２に対して並列に接続される。リレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ３は、制御装置３００から与えられるリレー制御信号ＳＥ１〜ＳＥ３に応じてオン（閉成）／オフ（開放）が制御される。   System main relay SMR includes relays SMR1 to SMR3 and a resistor R1. Relays SMR1 and SMR2 are inserted in power line PL1 and ground line NL1, respectively. Relay SMR3 is connected in parallel with relay SMR2 and in series with resistor R1. That is, a circuit in which the relay SMR3 and the resistor R1 are connected in series is connected in parallel to the relay SMR2. Relays SMR1 to SMR3 are controlled to be turned on (closed) / off (opened) in accordance with relay control signals SE1 to SE3 given from control device 300.

コンバータ１１０は、電力線ＰＬ２と、蓄電装置１００との間で双方向の直流電圧変換を実行するように構成される。たとえば、図１の構成例では、コンバータ１１０は、非絶縁型チョッパ回路の構成を有する。   Converter 110 is configured to perform bidirectional DC voltage conversion between power line PL <b> 2 and power storage device 100. For example, in the configuration example of FIG. 1, converter 110 has a configuration of a non-insulated chopper circuit.

具体的には、コンバータ１１０は、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、リアクトルＬ１とを含む。本実施の形態において、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を例示する。ただし、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、もしくはＧＴＯ（Gate Turn Off Thyristor）等、オンオフ制御が可能な任意の素子を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ配置されている。   Specifically, converter 110 includes power semiconductor switching elements Q1, Q2 and a reactor L1. In the present embodiment, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is exemplified as a power semiconductor switching element (hereinafter also simply referred to as “switching element”). However, any element capable of on / off control, such as a bipolar transistor, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), or a GTO (Gate Turn Off Thyristor) can be used. Anti-parallel diodes D1 and D2 are arranged for switching elements Q1 and Q2, respectively.

リアクトルＬ１は、電力線ＰＬ１およびノードＮ１の間に接続される。スイッチング素子Ｑ１は、電力線ＰＬ２およびノードＮ１の間に接続される。スイッチング素子Ｑ２は、ノードＮ１および接地線ＮＬ１の間に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフは、制御装置３００からの制御信号ＰＷＣによって制御される。   Reactor L1 is connected between power line PL1 and node N1. Switching element Q1 is connected between power line PL2 and node N1. Switching element Q2 is connected between node N1 and ground line NL1. Switching elements Q1 and Q2 are turned on / off by a control signal PWC from control device 300.

平滑コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１の間に接続される。電圧センサ１７０は、電力線ＰＬ１の直流電圧ＶＬを検出する。平滑コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に接続される。電圧センサ１８０は、電力線ＰＬ２の直流電圧ＶＨを検出する。電圧センサ１７０，１８０の検出値ＶＬ，ＶＨは、制御装置３００へ伝達される。以下では、電力線ＰＬ２の直流電圧（すなわち、インバータ１２０の直流側電圧）ＶＨを、「システム電圧ＶＨ」とも称する。   Smoothing capacitor C1 is connected between power line PL1 and ground line NL1. Voltage sensor 170 detects DC voltage VL of power line PL1. Smoothing capacitor C2 is connected between power line PL2 and ground line NL1. Voltage sensor 180 detects DC voltage VH of power line PL2. Detection values VL and VH of voltage sensors 170 and 180 are transmitted to control device 300. Hereinafter, the DC voltage (that is, the DC voltage of inverter 120) VH of power line PL2 is also referred to as “system voltage VH”.

コンバータ１１０は、スイッチング素子Ｑ１および／またはＱ２のオンオフ制御により、電力線ＰＬ１の直流電圧ＶＬと、電力線ＰＬ２のシステム電圧ＶＨとの電圧変換比（ＶＨ／ＶＬ）を制御する。具体的には、システム電圧ＶＨが電圧指令値ＶＨｒに一致するように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティ比が制御される。なお、システム電圧ＶＨを直流電圧ＶＬから昇圧する必要がない場合には、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２をオンおよびオフにそれぞれ固定することにより、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。   Converter 110 controls a voltage conversion ratio (VH / VL) between DC voltage VL of power line PL1 and system voltage VH of power line PL2 by on / off control of switching elements Q1 and / or Q2. Specifically, the duty ratio of switching elements Q1 and Q2 is controlled so that system voltage VH matches voltage command value VHr. When it is not necessary to boost system voltage VH from DC voltage VL, VH = VL (voltage conversion ratio = 1.0) is set by fixing switching elements Q1 and Q2 to on and off, respectively. You can also.

コンバータ１１０では、基本的に各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１およびＱ２が相補的かつ交互にオンオフするように制御される。このようにすると、電流方向に応じて特に制御動作を切替えることなく、蓄電装置１００の充電および放電のいずれにも対応して、システム電圧ＶＨを電圧指令値ＶＨｒに制御することができる。   In converter 110, basically, switching elements Q1 and Q2 are controlled to be turned on and off in a complementary manner in each switching period. In this way, system voltage VH can be controlled to voltage command value VHr in accordance with both charging and discharging of power storage device 100 without particularly switching the control operation according to the current direction.

蓄電装置１５０は、平滑コンデンサＣ２とインバータ１２０との間において、平滑コンデンサＣ２と並列に接続される。蓄電装置１５０は、複数の蓄電部Ｂ１，Ｂ２と、複数のリレーＲＬ１〜ＲＬ５とを含む。図１では、一例として、蓄電装置１５０は、２個の蓄電部Ｂ１，Ｂ２を含む。なお、蓄電部の個数は２個に限定されない。電動車両５に要求される走行性能などに応じて、２個以上の蓄電部を搭載する構成を採用することができる。   Power storage device 150 is connected in parallel with smoothing capacitor C2 between smoothing capacitor C2 and inverter 120. Power storage device 150 includes a plurality of power storage units B1 and B2 and a plurality of relays RL1 to RL5. In FIG. 1, as an example, power storage device 150 includes two power storage units B1 and B2. Note that the number of power storage units is not limited to two. A configuration in which two or more power storage units are mounted can be employed in accordance with traveling performance required for the electric vehicle 5.

第１蓄電部Ｂ１および第２蓄電部Ｂ２は、いずれも再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池、もしくは電気二重層キャパシタなどの電池以外の電力貯蔵要素、あるいは電池以外の電力貯蔵要素とバッテリとの組合せによって構成される。   Each of the first power storage unit B1 and the second power storage unit B2 is a rechargeable power storage element, typically a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydride battery, or a battery other than a battery such as an electric double layer capacitor. Or a combination of a power storage element other than a battery and a battery.

リレーＲＬ１は、第１蓄電部Ｂ１の正極端子と電力線ＰＬ２との間に電気的に接続される。リレーＲＬ２は、第２蓄電部Ｂ２の正極端子と電力線ＰＬ２との間に電気的に接続される。リレーＲＬ３は、第１蓄電部Ｂ１の負極端子と第２蓄電部Ｂ２の正極端子との間に電気的に接続される。なお、リレーＲＬ３は、リレー制御信号ＳＲ３に応じて、第１蓄電部Ｂ１の負極端子をリレーＲＬ４に接続する経路（Ｉ側）と、第１蓄電部Ｂ１の負極端子を第２蓄電部Ｂ２の正極端子に接続する経路（ＩＩ側）とを選択可能に構成される。   Relay RL1 is electrically connected between the positive terminal of first power storage unit B1 and power line PL2. Relay RL2 is electrically connected between the positive terminal of second power storage unit B2 and power line PL2. Relay RL3 is electrically connected between the negative terminal of first power storage unit B1 and the positive terminal of second power storage unit B2. Relay RL3 has a path (I side) for connecting the negative terminal of first power storage unit B1 to relay RL4 in response to relay control signal SR3, and the negative terminal of first power storage unit B1 is connected to second power storage unit B2. A path (II side) connected to the positive terminal is selectable.

リレーＲＬ４は、蓄電部Ｂ１およびＢ２の負極端子と接地線ＮＬ１との間に電気的に接続される。リレーＲＬ５は、リレーＲＬ４に対して並列に、かつ抵抗Ｒ２に対して直列に接続される。すなわち、リレーＲＬ５および抵抗Ｒ２の直列回路が、リレーＲＬ４に対して並列に接続される。   Relay RL4 is electrically connected between negative terminals of power storage units B1 and B2 and ground line NL1. Relay RL5 is connected in parallel with relay RL4 and in series with resistor R2. That is, a series circuit of relay RL5 and resistor R2 is connected in parallel to relay RL4.

リレーＲＬ１〜ＲＬ５は、制御装置３００から与えられるリレー制御信号ＳＲ１〜ＳＲ５に応じてオン（閉成）／オフ（開放）が制御される。図１のようにリレーＲＬ１〜ＲＬ５を配置することにより、後述するように、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、「直列接続」と「並列接続」との間で切替えることができる。すなわち、リレーＲＬ１〜ＲＬ５は、電力線ＰＬ２に対する複数の蓄電部の接続を、直列接続と並列接続との間で切替えるための「開閉器」に対応する。   Relays RL1 to RL5 are controlled to be turned on (closed) / off (opened) in accordance with relay control signals SR1 to SR5 given from control device 300. By arranging relays RL1 to RL5 as shown in FIG. 1, the connection of power storage units B1 and B2 can be switched between “series connection” and “parallel connection” as will be described later. In other words, relays RL1 to RL5 correspond to “switches” for switching the connection of the plurality of power storage units to power line PL2 between the series connection and the parallel connection.

蓄電装置１５０には、第１蓄電部Ｂ１の電圧Ｖｂ１、電流Ｉｂ１および温度Ｔｂ１を検出するための電池センサ１１１と、第２蓄電部Ｂ２の電圧Ｖｂ２、電流Ｉｂ２および温度Ｔｂ２を検出するための電池センサ１１２が設けられる。さらに、蓄電装置１５０には、蓄電部全体（蓄電部Ｂ１およびＢ２）に流れる電流Ｉｂ０を検出するための電流センサ１５５が設けられる。電池センサ１１１，１１２および電流センサ１５５による検出値は、制御装置３００へ伝達される。   The power storage device 150 includes a battery sensor 111 for detecting the voltage Vb1, current Ib1 and temperature Tb1 of the first power storage unit B1, and a battery for detecting the voltage Vb2, current Ib2 and temperature Tb2 of the second power storage unit B2. A sensor 112 is provided. Furthermore, power storage device 150 is provided with a current sensor 155 for detecting current Ib0 flowing through the entire power storage unit (power storage units B1 and B2). The detection values from the battery sensors 111 and 112 and the current sensor 155 are transmitted to the control device 300.

制御装置３００は、代表的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリ領域と、入出力インターフェイスとを主体として構成された電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）により構成される。そして、制御装置３００は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読み出して実行することによって、車両走行および充放電に係る制御を実行する。なお、ＥＣＵの少なくとも一部を、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。   The control device 300 is typically an electronic control device mainly composed of a CPU (Central Processing Unit), a memory area such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), and an input / output interface. (ECU: Electronic Control Unit). And the control apparatus 300 performs control which concerns on vehicle driving | running | working and charging / discharging, when CPU reads the program previously stored in ROM etc. to RAM, and performs it. It is also possible to construct and process at least a part of the ECU with dedicated hardware (electronic circuit).

制御装置３００は、電流センサ２３０，２４０によって検出されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のそれぞれに流れるモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、および回転角センサ２７０，２８０によって検出されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角θ１，θ２に基づいて、インバータ１２０を駆動するための制御信号ＰＷＩを生成する。   Control device 300 includes motor currents MCRT1 and MCRT2 flowing in motor generators MG1 and MG2 detected by current sensors 230 and 240, and rotation angles θ1 and MG2 of motor generators MG1 and MG2 detected by rotation angle sensors 270 and 280, respectively. Based on θ2, a control signal PWI for driving the inverter 120 is generated.

また、制御装置３００は、電源システム２０を適切に動作させるために、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の動作状態および各センサの検出値に基づいて、リレー制御信号ＳＥ１〜ＳＥ３、コンバータ１１０の制御信号ＰＷＣ、およびリレー制御信号ＳＲ１〜ＳＲ５を生成する。   In addition, in order to properly operate power supply system 20, control device 300 performs relay control signals SE1 to SE3, control signal PWC for converter 110, based on the operating states of motor generators MG1 and MG2 and the detection values of each sensor, And relay control signals SR1-SR5 are generated.

具体的には、制御装置３００は、図示しないイグニッションスイッチのオン／オフ状態を示すイグニッション信号ＩＧに基づいて、リレー制御信号ＳＥ１〜ＳＥ３を生成する。   Specifically, control device 300 generates relay control signals SE1 to SE3 based on an ignition signal IG indicating an on / off state of an ignition switch (not shown).

また、制御装置３００は、電力線ＰＬ１の直流電圧ＶＬおよび電力線ＰＬ２の直流電圧（システム電圧）ＶＨに基づいて、コンバータ１１０の制御信号ＰＷＣを生成する。そして、制御装置３００は、制御信号ＰＷＣによってコンバータ１１０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動することにより、コンバータ１１０に昇圧動作または降圧動作を行なわせる。   Control device 300 generates a control signal PWC for converter 110 based on DC voltage VL on power line PL1 and DC voltage (system voltage) VH on power line PL2. Controller 300 causes converter 110 to perform a step-up operation or a step-down operation by driving switching elements Q1 and Q2 of converter 110 by control signal PWC.

制御装置３００は、さらに、蓄電装置１５０に入出力される電流の電流経路に備えられる部品の発熱状態に基づいて、リレー制御信号ＳＲ１〜ＳＲ５を生成する。具体的には、制御装置３００は、後述する方法によって、当該電流経路に設けれる部品の発熱状態を表す評価関数を生成する。そして、評価関数の出力値に基づいて、蓄電装置１５０に設けられたリレーＲＬ１〜ＲＬ５のオンオフを制御することにより、第１蓄電部Ｂ１および第２蓄電部Ｂ２の接続を、直列接続と並列接続とで切替える。このようにすることで、蓄電装置１５０に入出力される電流を、部品の発熱状態に応じて変更することができる。   Control device 300 further generates relay control signals SR <b> 1 to SR <b> 5 based on the heat generation state of components provided in the current path of the current input / output to / from power storage device 150. Specifically, the control device 300 generates an evaluation function representing a heat generation state of a component provided in the current path by a method described later. Then, based on the output value of the evaluation function, by controlling on / off of relays RL1 to RL5 provided in power storage device 150, the connection of first power storage unit B1 and second power storage unit B2 is connected in series and in parallel Switch with. Thus, the current input / output to / from power storage device 150 can be changed according to the heat generation state of the component.

さらに、電源システム２０は、外部交流電源４００から蓄電装置１００および１５０を充電するための構成として、充電器２９０と、充電リレーＣＨＲと、接続部２９５とをさらに含む。外部交流電源４００としては、一般家庭の電源や充電ステーションなどが考えられ、その電圧は、たとえば、１００Ｖまたは２００Ｖである。   Further, power supply system 20 further includes a charger 290, a charging relay CHR, and a connection unit 295 as a configuration for charging power storage devices 100 and 150 from external AC power supply 400. As the external AC power supply 400, a general household power supply, a charging station, and the like are conceivable, and the voltage is, for example, 100V or 200V.

接続部２９５は、外部交流電源４００からの電力を受けるために、電動車両５のボディに設けられる。接続部２９５には、充電ケーブルの充電コネクタ４１０が接続される。そして、図示されないが、充電ケーブルの電源プラグが、外部交流電源４００のコンセントに接続されることによって、外部交流電源４００からの電力が電動車両５に伝達される。   Connection unit 295 is provided on the body of electrically powered vehicle 5 to receive power from external AC power supply 400. Charging connector 410 of a charging cable is connected to connecting portion 295. Then, although not shown, the power plug of the charging cable is connected to the outlet of the external AC power supply 400, whereby the electric power from the external AC power supply 400 is transmitted to the electric vehicle 5.

充電器２９０は、電力線を介して接続部２９５に接続される。また、充電器２９０は、充電リレーＣＨＲを介して電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１に接続される。充電器２９０は、制御装置３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、外部交流電源４００から供給される交流電力を、蓄電装置１００および１５０を充電可能な直流電力に変換する。   Charger 290 is connected to connection unit 295 via a power line. Charger 290 is connected to power line PL1 and ground line NL1 via charging relay CHR. Based on control signal PWD from control device 300, charger 290 converts AC power supplied from external AC power supply 400 into DC power that can charge power storage devices 100 and 150.

充電リレーＣＨＲに含まれるリレーの一方端は、電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ接続される。充電リレーＣＨＲに含まれるリレーの他方端は、充電器２９０に接続される。充電リレーＣＨＲは、制御装置３００から与えられるリレー制御信号ＳＥＣに応じてオン（閉成）／オフ（開放）が制御される。   One end of the relay included in charging relay CHR is connected to power line PL1 and ground line NL1, respectively. The other end of the relay included in charging relay CHR is connected to charger 290. The charging relay CHR is controlled to be turned on (closed) / off (opened) in accordance with a relay control signal SEC given from the control device 300.

なお、図１に示す構成に代えて、外部交流電源４００と電動車両５とを非接触のまま電磁的に結合して電力を供給する構成、具体的には外部交流電源４００側に一次コイルを設けるとともに、電動車両５側に二次コイルを設け、一次コイルと二次コイルとの間の相互インダクタンスを利用して電力供給を行なう構成により、外部交流電源４００からの電力を受け入れてもよい。   Instead of the configuration shown in FIG. 1, a configuration in which the external AC power source 400 and the electric vehicle 5 are electromagnetically coupled in a non-contact manner to supply electric power, specifically, a primary coil is provided on the external AC power source 400 side. In addition, a secondary coil may be provided on the electric vehicle 5 side, and power may be supplied using the mutual inductance between the primary coil and the secondary coil to receive power from the external AC power supply 400.

制御装置３００は、外部充電時には、ユーザの指示等によって充電時間や充電量が制限される場合を除き、基本的には蓄電装置１００および１５０を満充電レベルまで充電する。この際に、制御装置３００は、蓄電装置１００および１５０の過充電や充電器２９０での過大電圧・電流の発生を防止するように、制御信号ＰＷＤを生成する。   At the time of external charging, control device 300 basically charges power storage devices 100 and 150 to a fully charged level except when the charging time and the amount of charge are limited by a user instruction or the like. At this time, control device 300 generates control signal PWD so as to prevent overcharging of power storage devices 100 and 150 and generation of an excessive voltage / current in charger 290.

このように、本発明の実施の形態による電動車両５では、電源システム２０は、複数の蓄電装置１００および１５０を含んで構成される。そして、蓄電装置１５０は、コンバータを介することなく、直接、電力線ＰＬ２に接続される。したがって、システム電圧ＶＨを、蓄電装置１５０の電圧よりも高くすることができない。なお、システム電圧ＶＨは、蓄電部Ｂ１およびＢ２が、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に直列接続されているときには、第１蓄電部Ｂ１の電圧Ｖｂ１および第２蓄電部Ｂ２の電圧Ｖｂ２の合計値となる（ＶＨ＝Ｖｂ１＋Ｖｂ２）。一方、蓄電部Ｂ１およびＢ２が電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に並列接続されているときには、システム電圧ＶＨは、蓄電部１個分の電圧となる（ＶＨ＝Ｖｂ１＝Ｖｂ２）。   Thus, in electrically powered vehicle 5 according to the embodiment of the present invention, power supply system 20 includes a plurality of power storage devices 100 and 150. Power storage device 150 is directly connected to power line PL2 without going through a converter. Therefore, system voltage VH cannot be made higher than the voltage of power storage device 150. System voltage VH is the sum of voltage Vb1 of first power storage unit B1 and voltage Vb2 of second power storage unit B2 when power storage units B1 and B2 are connected in series between power line PL2 and ground line NL1. (VH = Vb1 + Vb2). On the other hand, when power storage units B1 and B2 are connected in parallel between power line PL2 and ground line NL1, system voltage VH is equal to one power storage unit (VH = Vb1 = Vb2).

これに対して、蓄電装置１００は、コンバータ１１０を介して、電力線ＰＬ２に接続される。したがって、蓄電装置１００の電圧Ｖｂがシステム電圧ＶＨよりも低い状態でも、蓄電装置１００から電力線ＰＬ２へ電力を供給できるとともに、電力線ＰＬ２の電力によって蓄電装置１００を充電することができる。   In contrast, power storage device 100 is connected to power line PL <b> 2 via converter 110. Therefore, even when voltage Vb of power storage device 100 is lower than system voltage VH, power can be supplied from power storage device 100 to power line PL2, and power storage device 100 can be charged by the power of power line PL2.

このため、蓄電装置１００の電圧Ｖｂの定格値は、蓄電部Ｂ１，Ｂ２の電圧Ｖｂ１，Ｖｂ２の定格値よりも低くすることが好ましい。このようにすると、蓄電装置１００での直列接続される電池セル数を少なくして、蓄電装置１００，１５０を並列に使用することができる。   For this reason, it is preferable that the rated value of voltage Vb of power storage device 100 be lower than the rated values of voltages Vb1 and Vb2 of power storage units B1 and B2. Thus, the number of battery cells connected in series in power storage device 100 can be reduced, and power storage devices 100 and 150 can be used in parallel.

ここで、モータジェネレータＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２を総括的に表記するもの、以下同じ）を円滑に駆動するためには、モータジェネレータＭＧの動作点、具体的には、回転数およびトルクに応じて、システム電圧ＶＨを適切に設定する必要がある。   Here, in order to smoothly drive motor generator MG (generally representing MG1 and MG2; hereinafter the same), according to the operating point of motor generator MG, specifically, the rotational speed and torque, It is necessary to set the system voltage VH appropriately.

図２は、システム電圧ＶＨとモータジェネレータＭＧの動作可能領域との関係を示す概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between system voltage VH and the operable region of motor generator MG.

図２を参照して、モータジェネレータＭＧの動作領域および動作点は、回転数およびトルクの組合せによって示される。最大出力線２００は、システム電圧ＶＨ＝ＶＨｍａｘ（上限電圧）であるときの動作可能領域の限界を示すものである。最大出力線２００は、トルクＴ＜Ｔｍａｘ（最大トルク）かつ回転数Ｎ＜Ｎｍａｘ（最高回転数）であっても、出力電力に相当するＴ×Ｎによって制限される部分を有する。システム電圧ＶＨが低下すると、動作可能領域は狭くなっていく。この図２に示した、システム電圧ＶＨと動作領域の限界線との関係に基づいて、モータジェネレータＭＧの各動作点（回転数、トルク）における、システム電圧ＶＨの下限値（必要最低電圧ＶＨｍｉｎ）を求めることができる。   Referring to FIG. 2, the operating region and operating point of motor generator MG are indicated by a combination of rotational speed and torque. The maximum output line 200 shows the limit of the operable region when the system voltage VH = VHmax (upper limit voltage). The maximum output line 200 has a portion limited by T × N corresponding to the output power even if the torque T <Tmax (maximum torque) and the rotational speed N <Nmax (maximum rotational speed). As the system voltage VH decreases, the operable area becomes narrower. Based on the relationship between the system voltage VH and the operating region limit line shown in FIG. 2, the lower limit value (required minimum voltage VHmin) of the system voltage VH at each operating point (rotation speed, torque) of the motor generator MG. Can be requested.

また、モータジェネレータＭＧには、回転数に比例した誘起電圧が発生する。この誘起電圧がシステム電圧ＶＨよりも高くなると、モータジェネレータＭＧの電流を制御できなくなる。したがって、モータジェネレータＭＧの回転速度が高くなる電動車両５の高速走行時には、システム電圧ＶＨの必要最低電圧ＶＨｍｉｎが上昇する。   In addition, an induced voltage proportional to the rotation speed is generated in motor generator MG. When this induced voltage becomes higher than system voltage VH, the current of motor generator MG cannot be controlled. Therefore, at the time of electric vehicle 5 traveling at a high speed where the rotational speed of motor generator MG is high, required minimum voltage VHmin of system voltage VH increases.

図３は、本発明の実施の形態による電動車両における電源システムの制御処理を説明するフローチャートである。図３に示すフローチャートによる一連の制御処理は、制御装置３００によって所定周期ごとに実行される。   FIG. 3 is a flowchart illustrating control processing of the power supply system in the electric vehicle according to the embodiment of the present invention. A series of control processing according to the flowchart shown in FIG. 3 is executed by the control device 300 at predetermined intervals.

図３を参照して、制御装置３００は、ステップ１００により、モータジェネレータＭＧの動作点に対応させて、当該動作点に従った出力を確保するための必要最低電圧ＶＨｍｉｎを算出する。そして、制御装置３００は、ステップＳ１００では、必要最低電圧ＶＨｍｉｎを考慮して、電圧指令値ＶＨｒを設定する。   Referring to FIG. 3, in step 100, control device 300 calculates the minimum voltage VHmin required to ensure the output according to the operating point in correspondence with the operating point of motor generator MG. In step S100, control device 300 sets voltage command value VHr in consideration of necessary minimum voltage VHmin.

電圧指令値ＶＨｒは、ＶＨｒ＝ＶＨｍｉｎまたはＶＨｒ＞ＶＨｍｉｎに設定される。たとえば、ＶＨ＞ＶＨｍｉｎの領域で、ＶＨ＝ＶＨｍｉｎのときよりも、電源システム２０および負荷１０での損失が最小となる電圧が存在するときは、燃費優先の観点から、電圧指令値ＶＨｒを当該電圧に設定することが好ましい。一方、蓄電装置１５０を積極的に使用したい場合には、電圧指令値ＶＨｒが低い方が好ましいので、ＶＨｒ＝ＶＨｍｉｎに設定してもよい。   Voltage command value VHr is set to VHr = VHmin or VHr> VHmin. For example, in the region of VH> VHmin, when there is a voltage with a minimum loss in the power supply system 20 and the load 10 compared to when VH = VHmin, the voltage command value VHr is set to the voltage from the viewpoint of fuel efficiency priority. It is preferable to set to. On the other hand, when it is desired to use power storage device 150 positively, it is preferable that voltage command value VHr is low, so VHr = VHmin may be set.

このように、電圧指令値ＶＨｒは、必要最低電圧ＶＨｍｉｎを考慮した上で、モータジェネレータＭＧの動作点に対応して算出できる。このため、モータジェネレータＭＧの動作点に対応させて、当該動作点に従った電圧指令値ＶＨｒを算出するためのマップ（電圧指令値マップ）を予め作成することが可能である。電圧指令値マップは、制御装置３００の図示しないメモリに記憶される。このように、本実施の形態による電動車両では、モータジェネレータＭＧを円滑かつ効率的に駆動するために、システム電圧ＶＨを可変制御している。すなわち、モータジェネレータＭＧへ印加される電圧振幅（パルス電圧振幅）が、モータジェネレータＭＧの動作状態（回転数・トルク）に応じて可変制御される。   Thus, the voltage command value VHr can be calculated in accordance with the operating point of the motor generator MG in consideration of the necessary minimum voltage VHmin. Therefore, a map (voltage command value map) for calculating voltage command value VHr in accordance with the operating point of motor generator MG can be created in advance. The voltage command value map is stored in a memory (not shown) of the control device 300. Thus, in the electric vehicle according to the present embodiment, system voltage VH is variably controlled in order to drive motor generator MG smoothly and efficiently. That is, the voltage amplitude (pulse voltage amplitude) applied to motor generator MG is variably controlled in accordance with the operating state (rotation speed / torque) of motor generator MG.

制御装置３００は、ステップＳ１１０では、図１に示した電池センサ１０５，１１１，１１２に検出値に基づいて、蓄電装置１００および１５０の電池情報を読み込む。さらに、ステップＳ１１０では、蓄電部Ｂ１およびＢ２を直列接続したときの蓄電装置１５０の電圧Ｖｂ０（＝Ｖｂ１＋Ｖｂ２）が取得される。   In step S110, control device 300 reads battery information of power storage devices 100 and 150 into battery sensors 105, 111, and 112 shown in FIG. 1 based on the detected values. Further, in step S110, voltage Vb0 (= Vb1 + Vb2) of power storage device 150 when power storage units B1 and B2 are connected in series is acquired.

制御装置３００は、ステップＳ１２０により、蓄電装置１５０の電圧Ｖｂ０（＝Ｖｂ１＋Ｖｂ２）と、ステップＳ１００で設定された電圧指令値ＶＨｒとを比較する。Ｖｂ０≧ＶＨｒのとき（ステップＳ１２０のＹＥＳ判定時）には、制御装置３００は、ステップＳ１３０に処理を進めて、蓄電部Ｂ１およびＢ２が、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に直列接続されるように、リレーＲＬ１〜ＲＬ５のオンオフを制御する。   In step S120, control device 300 compares voltage Vb0 (= Vb1 + Vb2) of power storage device 150 with voltage command value VHr set in step S100. When Vb0 ≧ VHr (YES in step S120), control device 300 proceeds to step S130 so that power storage units B1 and B2 are connected in series between power line PL2 and ground line NL1. The relays RL1 to RL5 are controlled on and off.

具体的には、制御装置３００は、まず、リレーＲＬ１，ＲＬ２，Ｒ４，Ｒ５をオフにした状態で、リレーＲＬ３によりＩＩ側の経路を選択する。次に、制御装置３００は、リレーＲＬ２，ＲＬ４をオフ状態のまま、リレーＲＬ１およびＲＬ５をオンする。このとき、抵抗Ｒ２により一部の電流が消費されて平滑コンデンサＣ２へ流れ込む電流を小さくできるので、平滑コンデンサＣ２への突入電流を防止できる。その後、平滑コンデンサＣ２のプリチャージが完了すると、リレーＲＬ４がオンされて、リレーＲＬ５がオフされる。   Specifically, control device 300 first selects the path on the II side by relay RL3 with relays RL1, RL2, R4, and R5 turned off. Next, control device 300 turns on relays RL1 and RL5 while keeping relays RL2 and RL4 in the off state. At this time, since a part of current is consumed by the resistor R2 and the current flowing into the smoothing capacitor C2 can be reduced, inrush current to the smoothing capacitor C2 can be prevented. Thereafter, when the precharge of the smoothing capacitor C2 is completed, the relay RL4 is turned on and the relay RL5 is turned off.

コンバータ１１０は、システム電圧ＶＨを電圧指令値ＶＨｒと一致させるように、蓄電装置１００の充放電を制御する。これにより、蓄電装置１００，１５０を並列に用いて、負荷１０に対する充放電を制御することが可能となる。この状態で、電動車両５が回生制動を行なうと、蓄電装置１００，１５０を並列に充電することができる。   Converter 110 controls charging / discharging of power storage device 100 so that system voltage VH matches voltage command value VHr. Thereby, it becomes possible to control charging / discharging with respect to the load 10 using the power storage devices 100 and 150 in parallel. When electric vehicle 5 performs regenerative braking in this state, power storage devices 100 and 150 can be charged in parallel.

一方、Ｖｂ０＜ＶＨｒのとき（ステップＳ１２０のＮＯ判定時）には、制御装置３００は、ステップＳ１４０に処理を進めて、蓄電装置１５０を電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１から切り離すように、リレーＲＬ１〜ＲＬ５のオンオフを制御する。なお、上述のように、ＶＨｒ≧ＶＨｍｉｎであるから、ステップＳ１２０の判定によって、少なくとも、Ｖｂ０＜ＶＨｍｉｎのときには蓄電装置１５０は電力線ＰＬ２から切り離される。   On the other hand, when Vb0 <VHr (NO in step S120), control device 300 proceeds to step S140 and relays RL1 to RL5 so as to disconnect power storage device 150 from power line PL2 and ground line NL1. Controls on / off. Since VHr ≧ VHmin as described above, power storage device 150 is disconnected from power line PL2 at least when Vb0 <VHmin as determined in step S120.

このとき、コンバータ１１０を介して、蓄電装置１００のみを用いて、負荷１０に対する充放電が制御される。この状態で、電動車両５が回生制動を行なうと、蓄電装置１００のみが充電される。   At this time, charging / discharging with respect to the load 10 is controlled using only the power storage device 100 via the converter 110. In this state, when electric vehicle 5 performs regenerative braking, only power storage device 100 is charged.

このように、本実施の形態による電動車両５では、複数の蓄電装置１００，１５０を備えた電源システム２０において、蓄電装置１００のみにコンバータを設ける構成としても、モータジェネレータＭＧの動作状態に応じたシステム電圧ＶＨの可変制御を実現することができる。この結果、複数の蓄電装置１００，１５０の電力によりモータジェネレータＭＧ２の出力による走行距離を拡大することができる電源システムを、簡素かつ効率的に構成できる。   Thus, in electric powered vehicle 5 according to the present embodiment, in power supply system 20 including a plurality of power storage devices 100 and 150, a configuration in which a converter is provided only for power storage device 100 corresponds to the operating state of motor generator MG. Variable control of the system voltage VH can be realized. As a result, it is possible to simply and efficiently configure a power supply system that can extend the travel distance by the output of motor generator MG2 by the electric power of power storage devices 100 and 150.

特に、車両加速時等に対応したシステム電圧ＶＨの高電圧領域に対しては、電圧指令値（必要最低電圧）ＶＨｒよりも出力電圧が低い蓄電装置１５０を電力線ＰＬ２から切り離すとともに、蓄電装置１００の出力電圧をコンバータ１１０によって昇圧することで対応できる。また、蓄電装置１５０の出力電圧が、電圧指令値（必要最低電圧）ＶＨｒよりも高く、蓄電装置１５０が使用可能であるときには、蓄電装置１００，１５０を並列に使用することができる。このように、複数の蓄電装置１００，１５０を有効に活用して、モータジェネレータＭＧ２の出力による走行のための電力を供給することができるので、電源システムを小型かつ低コストで効率的に構成することが可能となる。   In particular, for a high voltage region of system voltage VH corresponding to vehicle acceleration, etc., power storage device 150 having an output voltage lower than voltage command value (required minimum voltage) VHr is disconnected from power line PL2, and power storage device 100 This can be dealt with by boosting the output voltage by the converter 110. Further, when the output voltage of power storage device 150 is higher than voltage command value (required minimum voltage) VHr and power storage device 150 can be used, power storage devices 100 and 150 can be used in parallel. As described above, since a plurality of power storage devices 100 and 150 can be effectively used to supply power for traveling by the output of the motor generator MG2, the power supply system can be made compact and efficient at low cost. It becomes possible.

なお、蓄電装置１００，１５０の出力電圧については、上述のように、コンバータ１１０が設けられた蓄電装置１００の出力電圧定格値を、蓄電装置１５０の出力電圧定格値よりも低くすることができる。このようにすると、蓄電装置１００での直列接続される電池セル数を抑制できる。同様に、蓄電装置１５０の出力電圧定格値（Ｖｂ１＋Ｖｂ２）を、システム電圧ＶＨの上限電圧ＶＨｍａｘよりも低い範囲で適切に設計することにより、蓄電装置１５０で直列接続される蓄電部Ｂ１およびＢ２を構成する電池セル数を抑制できる。   Note that, regarding the output voltage of power storage devices 100 and 150, as described above, the output voltage rated value of power storage device 100 provided with converter 110 can be made lower than the output voltage rated value of power storage device 150. Thus, the number of battery cells connected in series in power storage device 100 can be suppressed. Similarly, power storage units B1 and B2 connected in series with power storage device 150 are configured by appropriately designing the output voltage rated value (Vb1 + Vb2) of power storage device 150 within a range lower than upper limit voltage VHmax of system voltage VH. The number of battery cells to be performed can be suppressed.

また、蓄電装置１５０は、電動車両５の加速や高速走行によってモータジェネレータＭＧ２に高パワーが要求されるとき（すなわち、電圧指令値ＶＨｒが高いとき）には、不使用とされる。したがって、蓄電装置１５０は、モータジェネレータＭＧの出力パワーが比較的低い領域で使用される。このため、蓄電装置１５０については、エネルギ密度が高く、パワー密度が小さい、高エネルギ型の蓄電装置を適用することが好ましい。これにより、電動車両５では、モータジェネレータＭＧ２のみを用いた、いわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行での航続距離を延ばすことができる。   Power storage device 150 is not used when motor generator MG2 requires high power due to acceleration of electric vehicle 5 or high-speed travel (that is, when voltage command value VHr is high). Therefore, power storage device 150 is used in a region where the output power of motor generator MG is relatively low. Therefore, as the power storage device 150, it is preferable to apply a high energy power storage device that has high energy density and low power density. Thereby, in electric vehicle 5, the cruising distance in what is called EV (Electric Vehicle) running using only motor generator MG2 can be extended.

一方、蓄電装置１００は、モータジェネレータＭＧ２が高パワーを出力する場面での電力供給に対応する必要がある。したがって、蓄電装置１００については、パワー密度が高くエネルギ密度が低い蓄電装置を用いることが好ましい。   On the other hand, power storage device 100 needs to cope with power supply when motor generator MG2 outputs high power. Therefore, for power storage device 100, a power storage device with high power density and low energy density is preferably used.

本実施の形態による電動車両の電源システムにおいては、出力定格電圧の高い蓄電装置１５０が、コンバータを介することなく、直接、電力線ＰＬ２に接続される。そのため、蓄電装置１５０に入出力される電流の電流経路に備えられた部品には大きな電流が流れる。このとき、当該部品には電流値のほぼ二乗に比例した熱が発生する。そのため、部品の発熱に対する保護対策が必要となる。なお、保護が必要とされる対象部品には、リレーＲＬ１〜ＲＬ５および電力線ＰＬ２などが含まれる。対象部品に流れる電流の大きさは、電流センサ１５５で検出される電流Ｉｂ０である。   In the power supply system for an electric vehicle according to the present embodiment, power storage device 150 having a high output rated voltage is directly connected to power line PL2 without going through a converter. Therefore, a large current flows through the components provided in the current path of the current input / output to / from power storage device 150. At this time, heat is generated in the component in proportion to the square of the current value. Therefore, it is necessary to take protective measures against heat generation of parts. The target parts that need to be protected include relays RL1 to RL5, power line PL2, and the like. The magnitude of the current flowing through the target component is the current Ib0 detected by the current sensor 155.

本実施の形態では、部品の保護対策として、部品に流れる電流と通電時間とに基づいて当該部品の発熱状態を表す評価関数を生成し、評価関数の出力値に基づいて、蓄電装置への充放電電力の制限値を修正する。すなわち、部品の発熱状態に応じて、当該部品に流れる電流を制限する。   In this embodiment, as a protection measure for a component, an evaluation function representing a heat generation state of the component is generated based on the current flowing through the component and the energization time, and charging to the power storage device is performed based on the output value of the evaluation function. Correct the discharge power limit. That is, the current flowing through the component is limited according to the heat generation state of the component.

一般的に、部品の発熱は、部品に流れる電流値の二乗に比例することが知られており、また、部品からの放熱については、一次遅れ系で近似できることが知られている。この関係を評価関数Ｆとして表すと、たとえば式（１）のようになる。   In general, it is known that the heat generation of a component is proportional to the square of the current value flowing through the component, and it is known that the heat radiation from the component can be approximated by a first-order lag system. When this relationship is expressed as an evaluation function F, for example, the equation (1) is obtained.

Ｆ（ｎ＋１）＝｛（Ｋ（ｎ）−１）×Ｆ（ｎ）＋Ｉ（ｎ）２｝／Ｋ（ｎ） …（１）
ここで、ｎは制御開始からの制御周期の回数、すなわち経過時間を表す。また、Ｉ（ｎ）は制御周期回数ｎのときの部品に流れる電流値を表し、Ｋ（ｎ）は一次遅れ近似を行なうための係数、すなわち時定数に相当する係数である。この係数Ｋ（ｎ）は、部品ごとに異なる値を有しており、予め実験等に定められたマップ等によって設定される。また、係数Ｋ（ｎ）は、電流の増加時および減少時によって、異なる値を持つようにしてもよい。 F (n + 1) = {(K (n) −1) × F (n) + I (n) 2 } / K (n) (1)
Here, n represents the number of control cycles from the start of control, that is, the elapsed time. In addition, I (n) represents the value of the current flowing through the component at the control cycle number n, and K (n) is a coefficient for performing first-order delay approximation, that is, a coefficient corresponding to a time constant. The coefficient K (n) has a different value for each part, and is set by a map or the like determined in advance by an experiment or the like. The coefficient K (n) may have different values depending on when the current increases and decreases.

図４は、ある部品について電流を流した場合の、部品温度の時間的変化の一例を示した図である。図４においては、時刻ｔ０のとき初期温度Ｔ０であった部品に、時刻ｔ０からｔ１までの間、電流を流した場合の部品温度の時間的変化が示されている。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a temporal change in component temperature when a current is passed through a certain component. FIG. 4 shows a temporal change in the component temperature when a current is supplied to the component having the initial temperature T0 at time t0 from time t0 to t1.

図４を参照して、通電開始後、部品の温度は、時間に対してほぼ一次遅れの曲線で上昇する。そして、時刻ｔ１で通電を停止すると、それ以降は、時刻ｔ１における温度を初期値として、一次遅れ系の曲線で部品温度が低下する。   Referring to FIG. 4, after energization starts, the temperature of the component rises with a curve with a first order delay with respect to time. Then, when the energization is stopped at time t1, the temperature of the component is reduced by a first-order lag curve with the temperature at time t1 as an initial value thereafter.

また、図４には、部品に流れる電流を変化させた場合の曲線が曲線Ｗ１〜Ｗ４で示されるが、電流Ｉが大きくなるほど部品温度が高くなっており、電流Ｉの二乗値（Ｉ２）に比例して大きくなる。 FIG. 4 shows curves W1 to W4 when the current flowing through the component is changed. The component temperature increases as the current I increases, and the square value of the current I (I 2 ). Increases in proportion to

保護対象となる部品に対して、実験によって、図４に示されたような曲線をそれぞれ求め、その曲線に適合するように式（１）の評価関数Ｆの係数Ｋを定める。これにより、通電電流と通電時間とに基づいて部品の発熱を推定することができる。そして、各部品に対して、評価関数Ｆの出力値が当該部品の耐熱限界から定まる閾値を超えないように電流を調整することで、部品の発熱を抑制することができる。   With respect to the parts to be protected, curves such as those shown in FIG. 4 are obtained by experiments, and the coefficient K of the evaluation function F of Expression (1) is determined so as to fit the curves. Thereby, the heat_generation | fever of components can be estimated based on an energization current and energization time. For each component, heat generation of the component can be suppressed by adjusting the current so that the output value of the evaluation function F does not exceed the threshold value determined from the heat resistance limit of the component.

図５は、本実施の形態における充放電電力制限値の修正制御の概要を説明するための図である。図５においては、横軸に時間が示され、縦軸に蓄電装置１５０の電流経路上の部品についての評価関数の出力値、蓄電装置１５０の充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、および当該部品の温度が示される。なお、本実施の形態においては、充放電電力については、放電電力を正値で表し、充電電力を負値で表すものとする。   FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the correction control of the charge / discharge power limit value in the present embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the output value of the evaluation function for the components on the current path of the power storage device 150, the charge / discharge power limit values Win and Wout of the power storage device 150, and The temperature is indicated. In the present embodiment, with respect to charge / discharge power, discharge power is represented by a positive value and charge power is represented by a negative value.

図５を参照して、時刻ｔ２０から部品への通電を開始すると、時間とともに徐々に部品温度が上昇する。また、当該部品についての評価関数Ｆの出力値も、部品温度に対応して、同じように増加する。時刻ｔ２０からｔ２１までの間の充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて定められる制限値Ｓｗｉｎ，Ｓｗｏｕｔに設定される。   Referring to FIG. 5, when energization of a component is started from time t20, the component temperature gradually increases with time. In addition, the output value of the evaluation function F for the part also increases correspondingly with the part temperature. Charging / discharging power limit values Win, Wout between time t20 and t21 are set to limit values Swin, Swout determined based on the SOC of power storage device 150.

なお、蓄電装置１５０の充放電電力制限値Ｓｗｉｎ，Ｓｗｏｕｔは、第１蓄電部Ｂ１単体での充電電力制限値Ｗｉｎ１および放電電力制限値Ｗｏｕｔ２、ならびに、第２蓄電部Ｂ２単体での充電電力制限値Ｗｉｎ２および放電電力制限値Ｗｏｕｔ２に基づいて、設定される。詳細には、制御装置３００は、第１蓄電部Ｂ１の電圧Ｖｂ１，電流Ｉｂ１および温度Ｔｂ１に基づいて、第１蓄電部Ｂ１のＷｉｎ１，Ｗｏｕｔ１を算出する。同様に、制御装置３００は、第２蓄電部Ｂ１の電圧Ｖｂ２，電流Ｉｂ２および温度Ｔｂ２に基づいて、第２蓄電部Ｂ２のＷｉｎ２、Ｗｏｕｔ２を算出する。各蓄電部のＷｉｎ，Ｗｏｕｔの算出については、公知の任意の手法を適用できるので、詳細な説明は省略する。そして、制御装置３００は、第１蓄電部Ｂ１のＷｉｎ１および第２蓄電部Ｂ２のＷｉｎ２を合計した値から電力線ＰＬ１、リレーＲＬ１〜ＲＬ５およびコンバータ１１０などで生じる電力損失を差し引いた値を、蓄電装置１５０の充電電力制限値Ｓｗｉｎに設定する。同様に、制御装置３００は、第１蓄電部Ｂ１のＷｏｕｔ１および第２蓄電部Ｂ２のＷｏｕｔ２を合計した値から電力線ＰＬ１、リレーＲＬ１〜ＲＬ５およびコンバータ１１０などで生じる電力損失を差し引いた値を、蓄電装置１５０の放電電力制限値Ｓｗｏｕｔに設定する。   It should be noted that charge / discharge power limit values Swin and Swout of power storage device 150 are charge power limit value Win1 and discharge power limit value Wout2 for first power storage unit B1 alone, and charge power limit value for second power storage unit B2 alone. It is set based on Win2 and discharge power limit value Wout2. Specifically, control device 300 calculates Win1, Wout1 of first power storage unit B1 based on voltage Vb1, current Ib1 and temperature Tb1 of first power storage unit B1. Similarly, control device 300 calculates Win2 and Wout2 of second power storage unit B2 based on voltage Vb2, current Ib2 and temperature Tb2 of second power storage unit B1. Since any known method can be applied to the calculation of Win and Wout of each power storage unit, detailed description thereof is omitted. Control device 300 then subtracts the power loss generated in power line PL1, relays RL1 to RL5, converter 110, etc. from the sum of Win1 of first power storage unit B1 and Win2 of second power storage unit B2, and The charging power limit value Swin is set to 150. Similarly, control device 300 stores the value obtained by subtracting the power loss generated in power line PL1, relays RL1 to RL5, converter 110, and the like from the sum of Wout1 of first power storage unit B1 and Wout2 of second power storage unit B2. The discharge power limit value Swout of the device 150 is set.

評価関数Ｆの出力値が閾値ＴＨ１となる時刻ｔ２１となったときに、充電電力がさらに制限されるように、充電電力制限値Ｗｉｎの値がＭｗｉｎに修正される。なお、上述のように、充電電力は負値で表されているため、「充電電力が制限される」とは、その大きさ（絶対値に相当）が小さくされることを意味する（すなわち、｜Ｓｗｉｎ｜＞｜Ｍｗｉｎ｜）。これにより、たとえば長い下り坂が継続するような走行時において、モータジェネレータＭＧ２による回生制動によって発電された充電電力が長時間回路に流れる場合においても、評価関数Ｆの出力値が閾値ＴＨ１を上回るときには、コンバータ１１０やインバータ１２０などの電力変換装置の効率を低下させる等の処理によって、該当部品への電流を低減するようにしてもよい。   At time t21 when the output value of the evaluation function F becomes the threshold value TH1, the charging power limit value Win is corrected to Mwin so that the charging power is further limited. As described above, since the charging power is represented by a negative value, “the charging power is limited” means that the magnitude (corresponding to the absolute value) is reduced (ie, | Swin |> | Mwin |). As a result, for example, when the running power continues for a long downhill, even when the charging power generated by the regenerative braking by the motor generator MG2 flows through the circuit for a long time, the output value of the evaluation function F exceeds the threshold value TH1. The current to the corresponding component may be reduced by processing such as reducing the efficiency of the power conversion device such as the converter 110 or the inverter 120.

次に、評価関数Ｆの出力値が閾値ＴＨ２となる時刻ｔ２２になると、放電電力制限値Ｗｏｕｔの値がＭｗｏｕｔに修正される。これによって、制限された放電電力制限値に基づいて、負荷１０に供給される電力が設定（低減）されるので、部品の発熱が抑制される。   Next, at time t22 when the output value of the evaluation function F becomes the threshold value TH2, the value of the discharge power limit value Wout is corrected to Mwout. Accordingly, since the power supplied to the load 10 is set (reduced) based on the limited discharge power limit value, heat generation of the components is suppressed.

このようにして、制限された充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて、充電動作および放電動作が行なわれるため、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までは部品温度の上昇が抑えられる。その後、通電が停止され、評価関数Ｆの出力値が閾値を下回ると、それに応じて充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが、ＳＯＣに基づいて定められる制限値Ｓｗｉｎ，Ｓｗｏｕｔに戻される。   In this way, since the charging operation and the discharging operation are performed based on the limited charge / discharge power limit values Win and Wout, an increase in the component temperature is suppressed from time t22 to time t23. Thereafter, when energization is stopped and the output value of the evaluation function F falls below the threshold value, the charge / discharge power limit values Win and Wout are returned to the limit values Swin and Swout determined based on the SOC accordingly.

なお、図５においては、充電電力制限値Ｗｉｎについての閾値ＴＨ１が、放電電力制限値Ｗｏｕｔについての閾値ＴＨ２より小さく設定されているが（ＴＨ１＜ＴＨ２）、これは一例であって、部品に応じて、充電電力制限値Ｗｉｎについての閾値ＴＨ１が、放電電力制限値Ｗｏｕｔについての閾値ＴＨ２より大きく設定されるようにしてもよい。   In FIG. 5, the threshold value TH1 for the charging power limit value Win is set to be smaller than the threshold value TH2 for the discharging power limit value Wout (TH1 <TH2). Thus, the threshold value TH1 for the charging power limit value Win may be set larger than the threshold value TH2 for the discharging power limit value Wout.

以上説明したように、本実施の形態による電動車両５では、部品についての評価関数Ｆの出力値に応じて図５に示した充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの修正制御を行なうことによって、当該部品の発熱が抑制される。しかしながら、その一方で、放電電力制限値Ｗｏｕｔが制限されると、蓄電装置１５０の出力可能な電力が低下する。そのため、蓄電装置１５０の過放電を防止するためには、蓄電装置１５０の出力電圧（Ｖｂ０＝Ｖｂ１＋Ｖｂ２）が電圧指令値（必要最低電圧）よりも高い場合であっても、蓄電装置１５０を電力線ＰＬ２から切り離す必要がある。これにより、蓄電装置１００，１５０を並列に使用することが出来なくなる。   As described above, in electric powered vehicle 5 according to the present embodiment, by performing correction control of charge / discharge power limit values Win and Wout shown in FIG. 5 in accordance with the output value of evaluation function F for the component, Heat generation of parts is suppressed. On the other hand, when discharge power limit value Wout is limited, the power that can be output from power storage device 150 decreases. Therefore, in order to prevent overdischarge of power storage device 150, power storage device 150 is connected to power line PL2 even when the output voltage (Vb0 = Vb1 + Vb2) of power storage device 150 is higher than the voltage command value (required minimum voltage). Need to be separated from As a result, power storage devices 100 and 150 cannot be used in parallel.

また、充電電力制限値Ｗｉｎが制限されると、蓄電装置１５０に入力可能な電力が低下する。そのため、高エネルギ型の蓄電装置を適用したにも拘わらず、電動車両５の回生制動時において、蓄電装置１５０で回収可能な電力が制限されてしまう虞がある。これにより、ＥＶ走行での航続距離を延ばすことが出来なくなる虞がある。   In addition, when charging power limit value Win is limited, the power that can be input to power storage device 150 decreases. Therefore, there is a possibility that the electric power that can be collected by the power storage device 150 may be limited during the regenerative braking of the electric vehicle 5 even though the high energy type power storage device is applied. Thereby, there is a possibility that the cruising distance in EV traveling cannot be extended.

そこで、本実施の形態では、評価関数Ｆの出力値が判定値ＴＨＰを上回ったときには、蓄電装置１５０において、電力線ＰＬ２に対する蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続に切替える。蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続に切替えることによって、蓄電装置１５０に入出力される電流Ｉｂ０がほぼ１／２に減少する。これにより、部品に流れる電流もほぼ１／２に低減されるため、当該部品についての評価関数Ｆの出力値も低減する。   Therefore, in the present embodiment, when the output value of evaluation function F exceeds determination value THP, in power storage device 150, connection of power storage units B1 and B2 to power line PL2 is switched from the serial connection to the parallel connection. By switching the connection of power storage units B1 and B2 from the serial connection to the parallel connection, current Ib0 input / output to / from power storage device 150 is reduced to approximately ½. As a result, the current flowing through the component is also reduced to almost ½, so the output value of the evaluation function F for the component is also reduced.

図６には、蓄電装置１５０において、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を直列接続から並列接続に切替えた場合の、電流Ｉｂ０の電流経路の部品についての評価関数Ｆの出力値、および蓄電装置１５０の充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが示される。図６を用いて、本発明の実施の形態による制御装置３００により実行される蓄電装置１５０の直列／並列切替制御について説明する。   6, in the power storage device 150, when the connection of the power storage units B1 and B2 is switched from the series connection to the parallel connection, the output value of the evaluation function F for the current path component of the current Ib0, and the power storage device 150 Charge / discharge power limit values Win and Wout are shown. The series / parallel switching control of power storage device 150 executed by control device 300 according to the embodiment of the present invention will be described using FIG.

図６を参照して、時刻ｔ１０から部品への通電を開始すると、時間とともに徐々に部品温度が上昇する。時刻ｔ１０からｔ１１までの間の充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて定められる制限値Ｓｗｉｎ，Ｓｗｏｕｔにそれぞれ設定される。   Referring to FIG. 6, when energization of a component is started from time t <b> 10, the component temperature gradually increases with time. Charging / discharging power limit values Win and Wout between time t10 and t11 are set to limit values Swin and Swout determined based on the SOC of power storage device 150, respectively.

制御装置３００は、評価関数Ｆの出力値に基づく切替条件に従って、蓄電装置１５０における蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続に切替える。具体的には、制御装置３００は、評価関数Ｆの出力値が判定値ＴＨＰに達すると（時刻ｔ１１）、切替条件が成立したと判定する。なお、判定値ＴＨＰは、上述した充放電電力制限値の修正制御が実行される可能性があるか否かを判別するための閾値であり、部品の耐熱限界から定まる閾値ＴＨ１，ＴＨ２に対してマージンを有するように設定される。   Control device 300 switches the connection of power storage units B1 and B2 in power storage device 150 from the series connection to the parallel connection according to the switching condition based on the output value of evaluation function F. Specifically, the control device 300 determines that the switching condition is satisfied when the output value of the evaluation function F reaches the determination value THP (time t11). The determination value THP is a threshold value for determining whether or not the above-described correction control of the charge / discharge power limit value is likely to be executed, and is relative to the threshold values TH1 and TH2 determined from the heat limit of the component. It is set to have a margin.

制御装置３００は、切替条件が成立したと判定された場合には、さらに、所定の切替実行条件が成立しているか否かを判定する。この切替実行条件は、直列接続および並列接続の間の切替え処理の実行可否を判定するための条件であり、車両運転性の確保およびリレーの保護の観点から、以下のように定められる。   When it is determined that the switching condition is satisfied, the control device 300 further determines whether or not a predetermined switching execution condition is satisfied. This switching execution condition is a condition for determining whether or not the switching process between the series connection and the parallel connection can be executed, and is determined as follows from the viewpoint of ensuring vehicle drivability and protecting the relay.

第一に、切替実行条件は、電動車両５の車速が所定の閾値Ｖｔｈ以下であることを含む。上述のように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数が高くなる電動車両５の高速走行時には、システム電圧ＶＨの必要最低電圧ＶＨｍｉｎが上昇する。この高速走行中に、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続に切替えると、システム電圧ＶＨがほぼ１／２に低減するため、システム電圧ＶＨが必要最低電圧ＶＨｍｉｎよりも低くなる可能性がある。このような事態となると、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の電流を制御できなくなる虞がある。また、システム電圧ＶＨが必要最低電圧ＶＨｍｉｎ以上であっても、モータジェネレータＭＧ２の出力が急に低下することにより、車両運転性が低下する虞がある。このような不具合を防止するために、一例として、所定の閾値Ｖｔｈは、ほぼ零に設定される。   First, the switching execution condition includes that the vehicle speed of the electric vehicle 5 is equal to or less than a predetermined threshold value Vth. As described above, the minimum required voltage VHmin of the system voltage VH increases when the electric vehicle 5 travels at a high speed where the rotational speeds of the motor generators MG1 and MG2 are high. If the connection of the power storage units B1 and B2 is switched from the series connection to the parallel connection during this high speed traveling, the system voltage VH is reduced to almost ½, so that the system voltage VH can be lower than the necessary minimum voltage VHmin. There is sex. In such a situation, there is a possibility that the currents of motor generators MG1 and MG2 cannot be controlled. Further, even if the system voltage VH is equal to or higher than the necessary minimum voltage VHmin, the output of the motor generator MG2 may suddenly decrease, which may reduce vehicle drivability. In order to prevent such a problem, as an example, the predetermined threshold value Vth is set to substantially zero.

切替実行条件は、さらに、蓄電装置１５０に入出力される電流Ｉｂ０が所定の閾値Ｉｔｈ以下であること、および、第１蓄電部Ｂ１の電圧Ｖｂ１と第２蓄電部Ｂ２の電圧Ｖｂ２との電圧差（｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜）が所定値ΔＶｂｔｈ以下であることを含む。蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続へ切替えるためには、リレーＲＬ１〜ＲＬ５のオンオフ制御が実行される。比較的大きな電流が蓄電装置１５０に流れている状態で、リレーＲＬ１〜ＲＬ５がオンまたはオフされると、リレーＲＬ１〜ＲＬ５は、瞬間的に発生するアーク熱により接点部分が溶けて固着された状態（溶着状態）になる虞があるためである。同様に、第１蓄電部Ｂ１および第２蓄電部Ｂ２の間の電圧差｜Ｖｂ１−ＶＢ２｜が比較的大きい状態で、リレーＲＬ１〜ＲＬ５がオンまたはオフされた場合においても、その電圧差に応じた電流がリレーＲＬ１〜ＲＬ５に流れることによって、リレーＲＬ１〜ＲＬ５が溶着状態になる虞があるためである。   The switching execution condition further includes that current Ib0 input / output to / from power storage device 150 is equal to or less than a predetermined threshold value Ith, and a voltage difference between voltage Vb1 of first power storage unit B1 and voltage Vb2 of second power storage unit B2. (| Vb1-Vb2 |) is less than or equal to a predetermined value ΔVbth. In order to switch the connection of power storage units B1 and B2 from the series connection to the parallel connection, on / off control of relays RL1 to RL5 is executed. When relays RL1 to RL5 are turned on or off in a state where a relatively large current is flowing to power storage device 150, relays RL1 to RL5 are in a state in which contact portions are melted and fixed by arc heat generated instantaneously. It is because there exists a possibility of becoming (welding state). Similarly, even when relays RL1 to RL5 are turned on or off in a state where voltage difference | Vb1-VB2 | between first power storage unit B1 and second power storage unit B2 is relatively large, the voltage difference depends on the voltage difference. This is because the relays RL <b> 1 to RL <b> 5 may be in a welded state due to the current flowing through the relays RL <b> 1 to RL <b> 5.

また、切替実行条件は、上記の電流値または電圧値に基づく判定の精度を保つ観点から、電池センサ１１１，１１２および電流センサ１５５が正常であることを含む。   The switching execution condition includes that the battery sensors 111 and 112 and the current sensor 155 are normal from the viewpoint of maintaining the accuracy of the determination based on the current value or the voltage value.

制御装置３００は、切替条件が成立した時刻ｔ１１以降において、上記の切替実行条件の成否を判定する。時刻ｔ１１から切替実行条件が成立する時刻ｔ１４までの間、評価関数Ｆの出力値に基づいて、充放電電力制限値の修正制御が実行される。図３に示すように、評価関数Ｆの出力値が閾値ＴＨ１となる時刻ｔ１２となったときに、充電電力制限値Ｗｉｎの値がＭｗｉｎに修正される。さらに、評価関数Ｆの出力値が閾値ＴＨ２となる時刻ｔ１３となると、放電電力制限値Ｗｏｕｔの値がＭｗｏｕｔに修正される。これにより、制限された充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔに基づいて、充電動作および放電動作が行なわれるため、部品温度の上昇が抑えられる。   The control device 300 determines whether or not the switching execution condition is satisfied after time t11 when the switching condition is satisfied. From time t11 to time t14 when the switching execution condition is satisfied, correction control of the charge / discharge power limit value is executed based on the output value of the evaluation function F. As shown in FIG. 3, when the output value of the evaluation function F reaches time t12 when the threshold value TH1 is reached, the charging power limit value Win is corrected to Mwin. Further, at time t13 when the output value of the evaluation function F becomes the threshold value TH2, the value of the discharge power limit value Wout is corrected to Mwout. As a result, the charging operation and the discharging operation are performed based on the limited charge / discharge power limit values Win and Wout, so that an increase in the component temperature is suppressed.

そして、上記の切替実行条件が成立したと判定されると（時刻ｔ１４）、制御装置３００は、リレーＲＬ１〜ＲＬ５のオンオフを制御することにより、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続に切替える。蓄電部Ｂ１およびＢ２が並列接続に切替えられたことによって部品に流れる電流が小さくなると、評価関数Ｆの出力値も低下する。そして、評価関数Ｆの出力値が閾値ＴＨ１，ＴＨ２を下回ると（時刻ｔ１５，ｔ１６）、それに応じて充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが、ＳＯＣに基づいて定められる制限値Ｓｗｉｎ，Ｓｗｏｕｔに戻される。すなわち、充放電電力制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの制限が解除される。   When it is determined that the above switching execution condition is satisfied (time t14), control device 300 controls connection of power storage units B1 and B2 in parallel from series connection by controlling ON / OFF of relays RL1 to RL5. Switch to connection. When the current flowing through the component is reduced by switching the power storage units B1 and B2 to the parallel connection, the output value of the evaluation function F is also reduced. When the output value of the evaluation function F falls below the thresholds TH1 and TH2 (time t15 and t16), the charge / discharge power limit values Win and Wout are returned to the limit values Swin and Swout determined based on the SOC accordingly. . That is, the restrictions on the charge / discharge power limit values Win and Wout are released.

なお、時刻ｔ１５以降においては、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に蓄電部Ｂ１，Ｂ２が並列に接続されるため、システム電圧ＶＨを蓄電部Ｂ１，Ｂ２の出力電圧よりも高くすることができない。そのため、電圧指令値ＶＨｒが蓄電部Ｂ１，Ｂ２の出力電圧を上回る場合には、蓄電部Ｂ１およびＢ２を電力線ＰＬ２から切り離すとともに、蓄電装置１００の出力電圧をコンバータ１１０によって昇圧することで対応できる。なお、蓄電部Ｂ１，Ｂ２の出力電圧が、電圧指令値ＶＨｒよりも高い場合には、蓄電装置１００，１５０を並列に使用することができる。   After time t15, power storage units B1, B2 are connected in parallel between power line PL2 and ground line NL1, and therefore system voltage VH cannot be made higher than the output voltage of power storage units B1, B2. Therefore, when voltage command value VHr exceeds the output voltage of power storage units B 1 and B 2, power storage units B 1 and B 2 can be disconnected from power line PL 2 and the output voltage of power storage device 100 can be boosted by converter 110. When the output voltage of power storage units B1 and B2 is higher than voltage command value VHr, power storage devices 100 and 150 can be used in parallel.

図７は、本発明の実施の形態による制御装置により実行される蓄電装置１５０の直列／並列切替制御の処理手順を説明するフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure for series / parallel switching control of power storage device 150 executed by the control device according to the embodiment of the present invention.

図７を参照して、制御装置３００は、ステップＳ０１により、電池センサ１１１からの第１蓄電部Ｂ１の電圧Ｖｂ１、電池センサ１１２からの第２蓄電部Ｂ２の電圧Ｖｂ２、および、電流センサ１５５からの蓄電装置１５０全体の電流Ｉｂ０を取得する。制御装置３００はさらに、図示しない車速センサからの車速Ｖを取得する。そして、制御装置３００は、ステップＳ０２により、保護対象となる部品についての評価関数を生成すると、電流センサ１５５からの電流値Ｉｂ０に基づいて、当該部品の評価関数Ｆの出力値を演算する。   Referring to FIG. 7, in step S <b> 01, control device 300 determines voltage Vb <b> 1 of first power storage unit B <b> 1 from battery sensor 111, voltage Vb <b> 2 of second power storage unit B <b> 2 from battery sensor 112, and current sensor 155. Current Ib0 of the entire power storage device 150 is acquired. The control device 300 further acquires a vehicle speed V from a vehicle speed sensor (not shown). Then, when the control device 300 generates an evaluation function for the component to be protected in step S02, the control device 300 calculates the output value of the evaluation function F of the component based on the current value Ib0 from the current sensor 155.

次に、制御装置３００は、蓄電装置１５０についての切替実行条件の成否を判定する。具体的には、まず、制御装置３００は、ステップＳ０３により、車速Ｖと閾値Ｖｔｈとを比較する。そして、制御装置３００は、車速Ｖが閾値Ｖｔｈを上回る場合（ステップＳ０３のＮＯ判定時）には、切替実行条件が成立していないと判定する。制御装置３００は、ステップＳ０４により、現在の蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続状態を維持する。   Next, control device 300 determines whether the switching execution condition for power storage device 150 is successful. Specifically, first, control device 300 compares vehicle speed V with threshold value Vth in step S03. Then, control device 300 determines that the switching execution condition is not satisfied when vehicle speed V exceeds threshold value Vth (NO in step S03). In step S04, control device 300 maintains the current connection state of power storage units B1 and B2.

一方、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以下となる場合（ステップＳ０３のＹＥＳ判定時）には、制御装置３００は、ステップＳ０５に進み、蓄電装置１５０の電流Ｉｂ０と閾値Ｉｔｈとを比較する。制御装置３００はさらに、蓄電部Ｂ１およびＢ２の電圧差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜と閾値ΔＶｂｔｈとを比較する。また、制御装置３００は、電池センサ１１１，１１２および電流センサ１５５が正常であるか否かを判定する。   On the other hand, when vehicle speed V is equal to or lower than threshold value Vth (when YES is determined in step S03), control device 300 proceeds to step S05 and compares current Ib0 of power storage device 150 with threshold value Ith. Control device 300 further compares voltage difference | Vb1-Vb2 | between power storage units B1 and B2 with threshold value ΔVbth. Control device 300 determines whether battery sensors 111 and 112 and current sensor 155 are normal.

電流Ｉｂ０の大きさが閾値Ｉｔｈより大きい場合、電圧差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｂｔｈより大きい場合、または、電池センサ１１１，１１２および電流センサ１５５のいずれかが異常である場合（ステップＳ０５のＮＯ判定時）には、制御装置３００は、切替実行条件が成立していないと判定する。そして、制御装置３００は、ステップＳ０４により、現在の蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続状態を維持する。   When the magnitude of the current Ib0 is larger than the threshold value Ith, when the voltage difference | Vb1-Vb2 | is larger than the threshold value ΔVbth, or when one of the battery sensors 111 and 112 and the current sensor 155 is abnormal (NO in step S05) At the time of determination), the control device 300 determines that the switching execution condition is not satisfied. Then, control device 300 maintains the current connection state of power storage units B1 and B2 in step S04.

これに対して、電流Ｉｂ０の大きさが閾値Ｉｔｈ以下であって、電圧差｜Ｖｂ１−Ｖｂ２｜が閾値ΔＶｂｔｈ以下であり、かつ、電池センサ１１１，１１２および電流センサ１５５が正常である場合（ステップＳ０５のＹＥＳ判定時）には、制御装置３００は、切替実行条件が成立していると判定する。そして、制御装置３００は、ステップＳ０６により、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続状態が直列接続状態であるか否かを判定する。蓄電部Ｂ１，Ｂ２が直列接続状態である場合（ステップＳ０６のＹＥＳ判定時）には、制御装置３００は、ステップＳ０７に進み、評価関数Ｆの出力値と判定値ＴＨＰとを比較する。すなわち、制御装置３００は、直列接続から並列接続へ切替えるための切替条件の成否を判定する。   On the other hand, when the magnitude of the current Ib0 is equal to or smaller than the threshold value Ith, the voltage difference | Vb1−Vb2 | is equal to or smaller than the threshold value ΔVbth, and the battery sensors 111 and 112 and the current sensor 155 are normal (step At the time of YES determination in S05, control device 300 determines that the switching execution condition is satisfied. Then, in step S06, control device 300 determines whether or not the connection state of power storage units B1 and B2 is a serial connection state. When power storage units B1 and B2 are in a series connection state (when YES is determined in step S06), control device 300 proceeds to step S07 and compares the output value of evaluation function F with determination value THP. That is, the control device 300 determines whether a switching condition for switching from serial connection to parallel connection is successful.

評価関数Ｆの出力値が判定値ＴＨＰより小さい場合（ステップＳ０７のＮＯ判定時）には、制御装置３００は、一連の切替え処理を実行せず、ステップＳ０４により、現在の接続状態（直列接続状態）を維持する。   When the output value of the evaluation function F is smaller than the determination value THP (when NO is determined in step S07), the control device 300 does not execute a series of switching processes, and the current connection state (series connection state) is determined in step S04. ).

一方、評価関数Ｆの出力値が判定値ＴＨＰ以上である場合（ステップＳ０７のＹＥＳ判定時）には、制御装置３００は、ステップＳ０９〜Ｓ１４により、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続状態の切替え処理を実行する。   On the other hand, when the output value of evaluation function F is greater than or equal to determination value THP (when YES is determined in step S07), control device 300 performs a process of switching the connection state of power storage units B1 and B2 in steps S09 to S14. Run.

具体的には、制御装置３００は、最初にステップＳ０９により、リレーＲＬ４をオフする。このとき、制御装置３００は、ステップＳ１０により、リレーＲＬ４の溶着の有無を判定する。たとえば、制御装置３００は、リレーＲＬ４のオフ指令の出力中における電流センサ１５５の検出値Ｉｂ０が所定の閾値を超えている場合には、リレーＲＬ４が溶着していると判定し、そうでない場合には、リレーＲＬ４が正常である（溶着していない）と判定する。   Specifically, control device 300 first turns off relay RL4 in step S09. At this time, control device 300 determines whether or not relay RL4 is welded in step S10. For example, control device 300 determines that relay RL4 is welded when detection value Ib0 of current sensor 155 during the output of an OFF command for relay RL4 exceeds a predetermined threshold, and otherwise. Determines that relay RL4 is normal (not welded).

リレーＲＬ４が正常であると判定されると（ステップＳ１０のＹＥＳ判定時）、制御装置３００は、ステップＳ１１により、リレーＲＬ１をオン状態のまま、リレーＲＬ２をオンする。さらに、リレーＲＬ３によりＩ側の経路を選択する。これにより、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、直列接続から並列接続へ切替える。   When it is determined that relay RL4 is normal (when YES is determined in step S10), control device 300 turns on relay RL2 while relay RL1 is in the on state in step S11. Further, the route on the I side is selected by the relay RL3. Thereby, connection of electrical storage part B1 and B2 is switched from a serial connection to a parallel connection.

そして、制御装置３００は、ステップＳ１２により、リレーＲＬ４をオフ状態のまま、リレーＲＬ５をオンする。抵抗Ｒ２により一部の電流が消費されるため、平滑コンデンサＣ２から蓄電装置１５０に流れ込む電流を小さくできる。その後、平滑コンデンサＣ２のディスチャージが完了すると、制御装置３００は、ステップＳ１３によりリレーＲＬ４をオンするとともに、ステップＳ１４によりリレーＲＬ５をオフする。これにより、蓄電部Ｂ１およびＢ２は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ１の間に並列接続される。   Then, in step S12, control device 300 turns on relay RL5 while keeping relay RL4 in the off state. Since a part of current is consumed by the resistor R2, the current flowing from the smoothing capacitor C2 into the power storage device 150 can be reduced. After that, when discharging of the smoothing capacitor C2 is completed, the control device 300 turns on the relay RL4 in step S13 and turns off the relay RL5 in step S14. Thereby, power storage units B1 and B2 are connected in parallel between power line PL2 and ground line NL1.

これに対して、ステップＳ０６において蓄電部Ｂ１およびＢ２が並列接続状態であると判定された場合（ステップＳ０６のＮＯ判定時）には、制御装置３００は、ステップＳ０８に進み、評価関数Ｆの出力値と判定値ＴＨＳとを比較する。この判定値ＴＨＳは、蓄電部Ｂ１およびＢ２を並列接続から直列接続に切替え可能か否かを判別するための閾値である。すなわち、制御装置３００は、並列続から直列接続へ切替えるための切替条件の成否を判定する。   On the other hand, when it is determined in step S06 that power storage units B1 and B2 are in the parallel connection state (NO determination in step S06), control device 300 proceeds to step S08 and outputs evaluation function F. The value is compared with the determination value THS. This determination value THS is a threshold value for determining whether or not power storage units B1 and B2 can be switched from parallel connection to series connection. That is, the control device 300 determines whether or not a switching condition for switching from parallel connection to serial connection is satisfied.

なお、判定値ＴＨＳは、ステップＳ０７における判定値ＴＨＰと等しい値としてもよい。あるいは、評価関数Ｆの変動を受けて蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続が、直列接続と並列接続との間で頻繁に切り替わるのを防止するために、判定値ＴＨＳと判定値ＴＨＰとの間にヒステリシスを設けてもよい。   The determination value THS may be equal to the determination value THP in step S07. Alternatively, in order to prevent the connection of the power storage units B1 and B2 from being frequently switched between the series connection and the parallel connection in response to the fluctuation of the evaluation function F, a hysteresis is provided between the determination value THS and the determination value THP. May be provided.

評価関数Ｆの出力値が判定値ＴＨＳより大きい場合（ステップＳ０８のＮＯ判定時）には、制御装置３００は、一連の切替え処理を実行せず、ステップＳ０４により、現在の接続状態（直列接続状態）を維持する。   When the output value of the evaluation function F is larger than the determination value THS (NO determination in step S08), the control device 300 does not execute a series of switching processes, and the current connection state (series connection state) is determined in step S04. ).

一方、評価関数Ｆの出力値が判定値ＴＨＳ以下である場合（ステップＳ０８のＹＥＳ判定時）には、制御装置３００は、上述したステップＳ０９〜Ｓ１４により、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続状態の切替え処理を実行する。なお、ステップＳ１１の処理については、制御装置３００は、リレーＲＬ１をオン状態のまま、リレーＲＬ２をオフするとともに、リレーＲＬ３によりＩＩ側の経路を選択する。これにより、蓄電部Ｂ１およびＢ２の接続を、並列接続から直列接続へ切替える。   On the other hand, when the output value of evaluation function F is equal to or smaller than determination value THS (when YES is determined in step S08), control device 300 switches the connection state of power storage units B1 and B2 through steps S09 to S14 described above. Execute the process. Regarding the processing in step S11, control device 300 turns off relay RL2 while relay RL1 is on, and selects the path on the II side by relay RL3. Thereby, connection of electrical storage part B1 and B2 is switched from parallel connection to series connection.

このように、本発明の実施の形態による電動車両によれば、複数の蓄電部からなる蓄電装置において、当該蓄電装置に入出力される電流の電流経路に設けられた部品の発熱状態に応じて、複数の蓄電部の接続を、直列接続から並列接続に切替えることにより、部品保護のための充放電電力の制限にかかりにくくすることができる。これにより、電動車両の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２が発生した電力を蓄電装置で回収することができる。また、部品の発熱状態が比較的小さく、充放電電力の制限が不要である場合には、複数の蓄電部の接続を直列接続に切替えることにより、システム電圧ＶＨの高電圧領域においても、蓄電装置を有効に活用して、モータジェネレータＭＧ２の出力による走行のための電力を供給することができる。この結果、蓄電装置からの出力電力を確保できるので、電動車両の運転性を向上できるとともに、ＥＶ走行での航続可能距離を拡大することができる。   As described above, according to the electric vehicle according to the embodiment of the present invention, in the power storage device including the plurality of power storage units, according to the heat generation state of the components provided in the current path of the current input to and output from the power storage device. By switching the connection of the plurality of power storage units from the series connection to the parallel connection, it is possible to make it difficult to limit the charge / discharge power for protecting the parts. Thus, during regenerative braking of the electric vehicle, the electric power generated by motor generator MG2 can be recovered by the power storage device. Further, when the heat generation state of the component is relatively small and it is not necessary to limit the charge / discharge power, the power storage device can be used even in the high voltage region of the system voltage VH by switching the connection of the plurality of power storage units to the series connection. Can be effectively utilized to supply power for traveling by the output of the motor generator MG2. As a result, the output power from the power storage device can be secured, so that the drivability of the electric vehicle can be improved and the cruising distance in EV traveling can be increased.

なお、上述の実施の形態では、電動車両の一例として、モータジェネレータＭＧ２およびエンジン２２０を駆動力源として搭載したハイブリッド車両について説明した。しかしながら、本発明の適用はこのような電動車両に限定されるものではない。具体的には、複数の蓄電部から構成され、車両駆動用電動機との間で電力を入出力するように構成された蓄電装置が搭載されていれば、本発明を適用することが可能である点について確認的に記載する。たとえば、図１とは異なるハイブリッド構成のハイブリッド車両や、燃料電池自動車についても本発明は適用可能である。   In the above-described embodiment, a hybrid vehicle in which motor generator MG2 and engine 220 are mounted as driving force sources has been described as an example of an electric vehicle. However, the application of the present invention is not limited to such an electric vehicle. Specifically, the present invention can be applied as long as a power storage device that includes a plurality of power storage units and is configured to input and output electric power to and from the vehicle drive motor is mounted. The point is described in a confirming manner. For example, the present invention can be applied to a hybrid vehicle having a hybrid configuration different from that shown in FIG. 1 and a fuel cell vehicle.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

５ 電動車両、１０ 負荷、２０ 電源システム、１００，１５０ 蓄電装置、１０５，１１１，１１２ 電池センサ、１１０ コンバータ、１２０ インバータ、１７０，１８０ 電圧センサ、２２０ エンジン、１６０，２３０，２４０ 電流センサ、２６０ 駆動輪、２７０，２８０ 回転角センサ、２９０ 充電器、２９５ 接続部、３００ 制御装置、４００ 外部交流電源、４１０ 充電コネクタ、Ｂ１，Ｂ２ 蓄電部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＳＭＲ システムメインリレー、ＣＨＲ 充電リレー、ＲＬ１〜ＲＬ５ リレー。   5 Electric vehicle, 10 load, 20 power supply system, 100, 150 power storage device, 105, 111, 112 battery sensor, 110 converter, 120 inverter, 170, 180 voltage sensor, 220 engine, 160, 230, 240 current sensor, 260 drive Wheel, 270, 280 rotation angle sensor, 290 charger, 295 connection unit, 300 control unit, 400 external AC power supply, 410 charging connector, B1, B2 power storage unit, MG1, MG2 motor generator, SMR system main relay, CHR charging relay , RL1-RL5 relay.

Claims (4)

車両駆動用の電動機と、
前記電動機との間で電力を入出力するように構成された、複数の蓄電装置と、
前記電動機に対する前記複数の蓄電装置の接続を、直列接続と並列接続との間で切替え可能に構成された開閉器と、
前記複数の蓄電装置に入出力される電流の経路上に設けられた部品の温度に対する評価関数が判定値以上となったときに、前記電動機に対する複数の蓄電装置の接続を、直列接続から並列接続に切替えるための制御装置とを備える、電動車両。 An electric motor for driving the vehicle;
A plurality of power storage devices configured to input and output power to and from the motor; and
A switch configured to switch the connection of the plurality of power storage devices to the electric motor between a serial connection and a parallel connection;
The connection of the plurality of power storage devices to the electric motor is connected in parallel from the series connection when the evaluation function for the temperature of the component provided on the path of the current input / output to / from the plurality of power storage devices is equal to or higher than a determination value. An electric vehicle comprising a control device for switching to a vehicle. 前記制御装置は、前記評価関数が前記判定値以上となったときには、所定の切替実行条件が成立した場合に、前記開閉器の開閉動作を制御するように構成され、
前記所定の切替実行条件は、前記電動車両の車速が閾値以下であることを含む、請求項１に記載の電動車両。 The control device is configured to control an opening / closing operation of the switch when a predetermined switching execution condition is satisfied when the evaluation function is equal to or greater than the determination value,
The electric vehicle according to claim 1, wherein the predetermined switching execution condition includes that a vehicle speed of the electric vehicle is equal to or less than a threshold value. 前記所定の切替実行条件は、前記複数の蓄電装置に入出力される電流が閾値以下であること、前記複数の蓄電装置の間の電圧差が閾値以下であること、および、前記複数の蓄電装置の状態値を検出するためのセンサが正常であること、をさらに含む、請求項２に記載の電動車両。   The predetermined switching execution condition is that currents input to and output from the plurality of power storage devices are less than or equal to a threshold, a voltage difference between the plurality of power storage devices is less than or equal to a threshold, and the plurality of power storage devices The electric vehicle according to claim 2, further comprising: a sensor for detecting a state value of the normal being normal. 車両駆動用電動機と、
第１の蓄電装置と、
複数の蓄電部を含んで構成された第２の蓄電装置と、
前記車両駆動用電動機に対して入出力される電力を伝達するための電力線と、
前記第１の蓄電装置と前記電力線との間で双方向の直流電圧変換を実行するためのコンバータと、
前記電力線に対する前記複数の蓄電部の接続を、直列接続と並列接続との間で切替え可能に構成された開閉器と、
前記複数の蓄電部に入出力される電流の経路上に設けられた部品の温度に対する評価関数が判定値以上となったときには、前記電力線に対する前記複数の蓄電装置の接続を、直列接続から並列接続に切替えるように前記開閉器を制御する制御装置とを備える、電動車両。 An electric motor for driving the vehicle;
A first power storage device;
A second power storage device configured to include a plurality of power storage units;
A power line for transmitting power to and from the vehicle drive motor; and
A converter for performing bidirectional DC voltage conversion between the first power storage device and the power line;
A switch configured to switch the connection of the plurality of power storage units to the power line between series connection and parallel connection;
When the evaluation function for the temperature of the components provided on the path of the current input / output to / from the plurality of power storage units is equal to or higher than a determination value, the connection of the plurality of power storage devices to the power line is changed from series connection to parallel connection. An electric vehicle comprising: a control device that controls the switch so as to switch to
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