JP6220904B2

JP6220904B2 - 蓄電装置

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Publication number: JP6220904B2
Application number: JP2016005540A
Authority: JP
Inventors: 雅之川村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2036-01-14
Also published as: CN106972211A; JP2017126502A; US10439405B2; CN106972211B; US20170207638A1

Description

本発明は、２つの蓄電器を備えた蓄電装置に関する。

特許文献１には、車両走行用の蓄電装置のＳＯＣ（残容量、State Of Charge）を推定可能な電動車両が記載されている。当該電動車両では、車両外部の電源から各蓄電装置の充電が要求されると、各蓄電装置の充電に先立ち、蓄電装置間で充放電が実施される。電池ＥＣＵは、この充放電時に収集される各蓄電装置の電圧及び電流に基づいて各蓄電装置の電圧電流特性を算出する。そして、算出された電圧電流特性に基づいて各蓄電装置のＯＣＶが算出され、その算出されたＯＣＶに基づいて各蓄電装置のＳＯＣが推定される。

特開２００８−２２００８０号公報

特許文献１に記載の電動車両では、蓄電装置間の充放電時に収集した各蓄電装置の電圧及び電流に基づいてＳＯＣを推定している。このため、蓄電装置の電圧を検出する電圧センサや、蓄電装置に対して入出力される電流を検出する電流センサの精度は、ＳＯＣの推定精度を大きく左右する。しかし、電圧センサや電流センサの検出値には、図１０に示すオフセット誤差やゲイン誤差等といった多様な誤差が含まれ、当該誤差は、いかに高品質な電流センサでも不可避的に発生する。したがって、蓄電装置のＳＯＣを高精度に推定するためには、電流センサの検出値に含まれる誤差又は複数の電流センサ全体における誤差を低減する必要がある。

本発明の目的は、電流を検出する複数の検出部全体に含まれる誤差に対する補正の要否を精度良く判断し、さらには複数の検出部全体に含まれる誤差の期待値を充分に低減可能な蓄電装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）、及び該第１蓄電器の入出力電流を検出する第１検出部（例えば、後述の実施形態での電流センサ１０３ｅ）を有する第１蓄電モジュール（例えば、後述の実施形態での蓄電モジュール１１１ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）、及び該第２蓄電器の入出力電流を検出する第２検出部（例えば、後述の実施形態での電流センサ１０３ｐ）を有する第２蓄電モジュール（例えば、後述の実施形態での蓄電モジュール１１１ｐ）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０１）と、
前記充放電回路を介した前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間で充放電中の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断する、蓄電装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電には、前記第１蓄電器から前記第２蓄電器の方向に電流が流れる充放電と、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器の方向に電流が流れる充放電と、が含まれる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、
前記充放電回路はインダクタを含み、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電の開始から所定時間経過後の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記所定時間は、前記インダクタのインダクタンスに基づく。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、
前記充放電回路は、前記第１蓄電器の出力電圧及び前記第２蓄電器の出力電圧の少なくとも一方を変換する変換部（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０１）を含み、
前記制御部は、前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値の少なくとも一方を、前記変換部における所定の係数に基づき修正する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記所定の係数は、前記変換部の電圧変換率である。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御部は、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正が必要と判断した場合、前記第１検出部及び前記第２検出部の少なくとも一方を補正する。

請求項８に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御部は、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正が必要と判断した場合、前記第１検出部及び前記第２検出部の双方を補正する。

請求項９に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）、及び該第１蓄電器の入出力電流を検出する第１検出部（例えば、後述の実施形態での電流センサ１０３ｅ）を有する第１蓄電モジュール（例えば、後述の実施形態での蓄電モジュール１１１ｅ）と、
第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）、及び該第２蓄電器の入出力電流を検出する第２検出部（例えば、後述の実施形態での電流センサ１０３ｐ）を有する第２蓄電モジュール（例えば、後述の実施形態での蓄電モジュール１１１ｐ）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０１）と、
前記充放電回路を介した前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間で充放電中の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断し、
前記充放電回路はインダクタを含み、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電の開始から所定時間経過後の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断し、
前記所定時間は、前記インダクタのインダクタンスに基づく、蓄電装置である。

請求項１０に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）、及び該第１蓄電器の入出力電流を検出する第１検出部（例えば、後述の実施形態での電流センサ１０３ｅ）を有する第１蓄電モジュール（例えば、後述の実施形態での蓄電モジュール１１１ｅ）と、
第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）、及び該第２蓄電器の入出力電流を検出する第２検出部（例えば、後述の実施形態での電流センサ１０３ｐ）を有する第２蓄電モジュール（例えば、後述の実施形態での蓄電モジュール１１１ｐ）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０１）と、
前記充放電回路を介した前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間で充放電中の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断し、
前記充放電回路は、前記第１蓄電器の出力電圧及び前記第２蓄電器の出力電圧の少なくとも一方を変換する変換部（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０１）を含み、
前記制御部は、前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値の少なくとも一方を、前記変換部における所定の係数に基づき修正する、蓄電装置である。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、
前記所定の係数は、前記変換部の電圧変換率である。

同一の電気回路における任意の２点間で充放電を行う際、当該２点間での充放電に昇降圧を伴わない場合は、この２点で検出される電流値は、おおよそ等しい値になることが知られている。また、昇降圧を伴う場合であっても、２点で検出される電流値は昇降圧比に基づく相関関係を有することも知られている。この原理を利用して、後述するように２点に設けられた電流センサがそれぞれ検出した値を平均化することで、電流センサの誤差を均等にして、これらの電流センサの全体に含まれる誤差の期待値を低減することができるが、そのためには、２点間に互いに値の異なる複数の電流を流す必要がある。なお、誤差の期待値とは、電流センサに発生する誤差の程度を、その誤差毎の発生確率の重みで平均化した値である。

しかし、既存の単一電源のみ有する蓄電装置では、電源と電力のやりとりを行う負荷（例えば、モータジェネレータ）の状態に、２点間を流れる電流値が束縛されるため、電流センサの誤差を低減することは困難である。

そこで、請求項１の発明、請求項９の発明及び請求項１０の発明によれば、同一の電気回路に設けられた第１検出部及び第２検出部の全体に含まれる誤差に対する補正の要否を、負荷の状態に左右されない第１蓄電器と第２蓄電器の間の充放電時における、当該第１検出部が検出する第１蓄電器の入出力電流と、当該第２検出部が検出する第２蓄電器の入出力電流とに基づき、精度良く判断できる。
また、請求項１の発明によれば、特性の異なる２つの蓄電器を併用する当該蓄電装置において、蓄電器の入出力電流を検出する複数の検出部の全体に含まれる誤差の期待値を補正によって低減できる。

請求項２の発明によれば、第１蓄電器から第２蓄電器の方向に電流が流れる充放電時の第１検出部及び第２検出部の各検出値、並びに、第２蓄電器から第１蓄電器の方向に電流が流れる充放電時の第１検出部及び第２検出部の各検出値を利用することができるため、第１検出部及び第２検出部を補正することによって複数の当該検出値に含まれるオフセット誤差とゲイン誤差をまとめて均等にして、第１検出部及び第２検出部の全体に含まれる誤差の期待値を充分に低減できる。

請求項３の発明によれば、充放電回路がインダクタを含む場合、第１検出部及び第２検出部の各検出値は、充放電の開始から所定時間経過後の当該インダクタの誘導成分による影響が収まった後の値であるため、第１検出部及び第２検出部の全体に含まれる誤差に対する補正の要否判断の精度を向上できる。

請求項４の発明及び請求項９の発明によれば、インダクタのインダクタンスに基づく適切なタイミングで検出された第１検出部及び第２検出部の検出値を、当該第１検出部及び第２検出部の全体に含まれる誤差に対する補正の要否判断に利用できる。

請求項５の発明及び請求項１０の発明によれば、充放電回路が変換部を含む場合であっても、第１検出部の検出値と第２検出部の検出値の少なくとも一方を変換部の係数に基づき修正することによって、第１検出部及び第２検出部の全体に含まれる誤差に対する補正の要否判断を精度良くできる。

請求項６の発明及び請求項１１の発明によれば、変換部の電圧変換率に基づく係数で修正された第１検出部及び第２検出部の検出値を、当該第１検出部及び第２検出部の全体に含まれる誤差に対する補正の要否判断に利用できる。

請求項７の発明及び請求項８の発明によれば、補正の要否判断において補正による誤差の低減が必要と判断した場合には、第１検出部及び第２検出部の検出値を利用して、第１検出部と第２検出部の全体に含まれる誤差の期待値を補正によって低減できる。

本発明に係る一実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。高容量型バッテリ、高出力型バッテリ、ＶＣＵ、ＰＤＵ及びモータジェネレータの関係を示す電気回路図である。ＶＣＵを介した高容量型バッテリと高出力型バッテリの間の充放電を実行した際の電流の流れを示す図である。ＥＣＵが電流センサを補正する際の処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すステップＳ１０３，Ｓ１０７で行われるサブルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。充放電の開始後の充放電電流と所定時間との関係を示す図である。バッテリ間充放電時の各電流センサの電圧−電流特性を示す図である。他の実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。他の実施形態における高容量型バッテリ、高出力型バッテリ、ＶＣＵ、ＰＤＵ及びモータジェネレータの関係を示す電気回路図である。電流センサのオフセット誤差及びゲイン誤差を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線は制御信号を示す。図１に示す１ＭＯＴ型の電動車両は、モータジェネレータ（MG）１１と、ＰＤＵ（Power Drive Unit）１３と、一実施形態の蓄電装置１００とを備える。以下、電動車両が備える各構成要素について説明する。

モータジェネレータ１１は、蓄電装置１００から供給される電力によって駆動され、電動車両が走行するための動力を発生する。モータジェネレータ１１で発生したトルクは、変速段又は固定段を含むギヤボックスＧＢ及びデファレンシャル・ギアＤを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、モータジェネレータ１１は、電動車両の減速時には発電機として動作して、電動車両の制動力を出力する。なお、モータジェネレータ１１を発電機として動作させることで生じた回生電力は、蓄電装置１００が有するバッテリに蓄えられる。

ＰＤＵ１３は、直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータ１１に印加する。また、ＰＤＵ１３は、モータジェネレータ１１の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換する。

蓄電装置１００は、図１に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと、高出力型バッテリＥＳ−Ｐと、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）１０１と、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐと、電圧センサ１０５ｐ，１０５ｅと、スイッチ部１０７と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０９とを備える。なお、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと電流センサ１０３ｅとによって１つの蓄電モジュール１１１ｅが構成され、高出力型バッテリＥＳ−Ｐと電流センサ１０３ｐとによって１つの蓄電モジュール１１１ｐが構成されている。

高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、モータジェネレータ１１に高電圧の電力を供給する。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐも、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、ＶＣＵ１０１を介してモータジェネレータ１１に高電圧の電力を供給する。高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、ＶＣＵ１０１を介して、ＰＤＵ１３に対して高容量型バッテリＥＳ−Ｅと並列に接続されている。また、一般的に、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧よりも低い。したがって、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電力は、ＶＣＵ１０１によって高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧と同レベルまで昇圧された後、ＰＤＵ１３を介してモータジェネレータ１１に供給される。

なお、高容量型バッテリＥＳ−Ｅや高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、前述したニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池に限定される訳ではない。例えば、蓄電可能容量は少ないものの、短時間に大量の電力を充放電可能なコンデンサやキャパシタを高出力型バッテリＥＳ−Ｐとして用いても構わない。

また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの特性と高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性は互いに異なる。高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐよりも、出力重量密度は低いが、エネルギー重量密度は高い。一方、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅよりも、エネルギー重量密度は低いが、出力重量密度は高い。このように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、エネルギー重量密度の点で相対的に優れ、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、出力重量密度の点で相対的に優れる。なお、エネルギー重量密度とは、単位重量あたりの電力量（Ｗｈ／ｋｇ）であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力（Ｗ／ｋｇ）である。したがって、エネルギー重量密度が優れている高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高容量を主目的とした蓄電器であり、出力重量密度が優れている高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高出力を主目的とした蓄電器である。

このような高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性の違いは、例えば電極や活物質、電解質／液といった電池の構成要素の構造や材質等により定まる種々のパラメータに起因するものである。例えば、充放電可能な電気の総量を示すパラメータである蓄電可能容量は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐより高容量型バッテリＥＳ−Ｅの方が優れる、一方、充放電に対する蓄電可能容量の劣化耐性を示すパラメータであるＣレート特性や充放電に対する電気抵抗値を示すパラメータである内部抵抗（インピーダンス）は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅより高出力型バッテリＥＳ−Ｐの方が優れる。

ＶＣＵ１０１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの出力電圧を直流のまま昇圧する。また、ＶＣＵ１０１は、電動車両の減速時にモータジェネレータ１１が発電して直流に変換された電力を降圧する。さらに、ＶＣＵ１０１は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの出力電圧を直流のまま降圧する。ＶＣＵ１０１によって降圧された電力は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに充電される。なお、ＶＣＵ１０１が出力する直流電力の電圧レベル又は電流レベルは、ＥＣＵ１１７によって制御される。

電流センサ１０３ｐは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの入出力電流Ｉｐを検出する。電流センサ１０３ｐが検出した入出力電流Ｉｐを示す信号はＥＣＵ１１７に送られる。電流センサ１０３ｅは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの入出力電流Ｉｅを検出する。電流センサ１０３ｅが検出した入出力電流Ｉｅを示す信号はＥＣＵ１１７に送られる。

電圧センサ１０５ｐは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐを検出する。電圧センサ１０５ｐが検出した電圧Ｖｐを示す信号はＥＣＵ１０９に送られる。電圧センサ１０５ｅは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧Ｖｅを検出する。なお、電圧センサ１０５ｅが検出した電圧Ｖｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧ＶｐをＶＣＵ１０１が昇圧した値に等しい。電圧センサ１０５ｅが検出した電圧Ｖｅを示す信号はＥＣＵ１０９に送られる。

スイッチ部１０７は、高容量型バッテリＥＳ−ＥからＰＤＵ１３又はＶＣＵ１０１までの電流経路を断接するコンタクタＭＣｅと、高出力型バッテリＥＳ−ＰからＶＣＵ１０１までの電流経路を断接するコンタクタＭＣｐとを有する。各コンタクタＭＣｅ，ＭＣｐは、ＥＣＵ１０９の制御によって開閉される。

図２は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅ、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ、ＶＣＵ１０１、ＰＤＵ１３及びモータジェネレータ１１の関係を示す電気回路図である。図２に示すように、ＶＣＵ１０１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの出力電圧を入力電圧として、ハイサイドとローサイドから成る２つのスイッチング素子をオンオフ切換動作することによって、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧を昇圧して出力する。また、ＰＤＵ１３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの出力電圧を入力電圧として６つのスイッチング素子をオンオフ切換動作することによって、直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１１に出力する。

ＥＣＵ１０９が、ＰＤＵ１３の全てのスイッチング素子をオフ制御して、高容量型バッテリＥＳ−Ｅ及び高出力型バッテリＥＳ−Ｐをモータジェネレータ１１から電気系統的に開放し、かつ、ＶＣＵ１０１をスイッチング制御することによって、図３に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−ＰがＶＣＵ１０１を介して互いに充放電可能な状態になる。

ＥＣＵ１０９は、ＰＤＵ１３及びＶＣＵ１０１の制御、並びに、スイッチ部１０７の開閉制御を行う。また、ＥＣＵ１０９は、特性の異なる高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの各々の特性を活かすよう、ＶＣＵ１０１を用いた電力分配制御を行う。この電力分配制御を行えば、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、電動車両の加速走行時に一定の電力をモータジェネレータ１１に電力を供給するよう用いられ、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、電動車両の走行のために大きな駆動力が必要なときに、モータジェネレータ１１に電力を供給するよう用いられる。また、電動車両の減速走行時には、ＥＣＵ１０９は、モータジェネレータ１１が発電した回生電力によって、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの少なくともいずれか一方を充電する。当該電力分配制御が行われる電動車両の停車時には、上記説明したＶＣＵ１０１を介した高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の充放電が可能である。

さらに、ＥＣＵ１０９は、上記説明したＶＣＵ１０１を介した高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の充放電時に電流センサ１０３ｅ，１０３ｐが検出した各入出力電流及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐが検出した各電圧に基づき、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの補正の要否を判断し、当該補正が必要な場合は電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出値を補正する。以下、ＥＣＵ１０９が電流センサ１０３ｅ，１０３ｐを補正する際の処理について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。図４は、ＥＣＵ１０９が電流センサ１０３ｅ，１０３ｐを補正する際の処理の流れを示すフローチャートである。図５は、図４に示すステップＳ１０３，Ｓ１０７で行われるサブルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

図４に示すように、ＥＣＵ１０９は、ＰＤＵ１３の全てのスイッチング素子をオフ制御して、高容量型バッテリＥＳ−Ｅから高出力型バッテリＥＳ−Ｐへの電力供給による充放電を行うようＶＣＵ１０１を制御する（ステップＳ１０１）。次に、ＥＣＵ１０９は、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの各検出値及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐの各検出値を取得する（ステップＳ１０３）。次に、ＥＣＵ１０９は、ＰＤＵ１３の全てのスイッチング素子をオフ制御したまま、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの電力供給による充放電を行うよう、すなわち、充放電電流がステップＳ１０１とは逆向きに流れるようＶＣＵ１０１を制御する（ステップＳ１０５）。次に、ＥＣＵ１０９は、充放電電流がステップＳ１０１とは逆向きに流れるときの電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの各検出値及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐの各検出値を取得する（ステップＳ１０７）。

なお、図４に示すステップＳ１０３，Ｓ１０７で行われるサブルーチンでは、図５に示すように、ＥＣＵ１０９は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の電流経路を構成する充放電回路内にＬＣ回路が含まれるか否かを判断し（ステップＳ２０１）、ＬＣ回路が含まれる場合はステップＳ２０３に進み、ＬＣ回路が含まれない場合はステップＳ２０５に進む。本実施形態では、図１及び図２に示すように、充放電回路内にＶＣＵ１０１が含まれるため、ＬＣ回路が含まれると判断する。ＥＣＵ１０９は、ステップＳ２０３においてバッテリ間の充放電の開始から所定時間が経過するまで待機した後、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの各検出値及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐの各検出値を取得する（ステップＳ２０５）。なお、ステップＳ２０３においてＥＣＵ１０９が待機する所定時間は、充放電回路内に含まれるＬＣ回路の誘導成分（インダクタンス）に基づいて決定される。当該所定時間は、ＬＣ回路のインダクタンスが大きいほど長く設定される。

以下、充放電回路内にＬＣ回路が含まれる場合（ステップＳ２０１でＹＥＳ）に、ステップＳ２０５で電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの各検出値及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐの各検出値を取得するにあたり、ステップＳ２０３を行う理由、すなわち、バッテリ間の充放電の開始から所定時間が経過するまで待機する理由について詳述する。

前述したように、電気回路における２点間で昇降圧を伴う場合、２点間に設けられた電流センサの検出値は、昇降圧比に基づく相関関係を有することが知られている。本発明ではこの相関関係を利用して、２点間に設けられた電流センサの補正を行うが、昇降圧を行うＤＣ−ＤＣコンバータなどにはＬＣ回路が含まれるため、誘導電流の影響により、一般に充放電の開始後の充放電電流と所定時間との関係は、図６のようになる。従って、所定時間が経過して電流センサの検出値（充放電電流値）が飽和した後でないと、正確に電流センサの補正の要否判断および補正を行えない。なお、この電流センサの検出値が飽和するまでに要する時間は、ＬＣ回路のインダクタンス値とキャパシタンス値より定まる時定数τに依存するため、ＬＣ回路のインダクタンス値やキャパシタンス、時定数のいずれかに基づいて所定時間を設定することで、適切に電流センサの補正の要否判断および補正を行える。

ステップＳ２０５を行った後、ＥＣＵ１０９は、充放電回路内に昇降圧器が含まれるか否かを判断し（ステップＳ２０７）、昇降圧器が含まれる場合はステップＳ２０９に進み、昇降圧器が含まれない場合は図４のメインルーチンに戻る。ステップＳ２０９では、ＥＣＵ１０９は、ステップＳ２０５で取得した検出値を昇降圧比に基づき修正した後、図４のメインルーチンに戻る。本実施形態では、図１及び図２に示すように、充放電回路内にＶＣＵ１０１が含まれるため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅから高出力型バッテリＥＳ−Ｐへの充放電時には、ＥＣＵ１０９は、電流センサ１０３ｐの検出値に降圧比を乗算する。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの充放電時には、ＥＣＵ１０９は、電流センサ１０３ｐの検出値に昇圧比の逆数を乗算する。

次に、ＥＣＵ１０９は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０７で取得し、場合によっては修正した各検出値を用いて、図７に示すバッテリ間充放電時の各電流センサの電圧−電流特性を導出する（ステップＳ１０９）。図７に示す例では、電流センサ１０３ｅの電圧−電流特性が「Ｖｅ＝ａＩｅ＋ｂ」と表され、電流センサ１０３ｐの電圧−電流特性が「Ｖｅ＝ｃＩｅ＋ｄ」と表される。

次に、ＥＣＵ１０９は、ステップＳ１０９で導出した電圧−電流特性を表す２本の直線の傾きの平均値（ａ＋ｃ）／２と一方の傾きａとの差分の絶対値（｜（ａ＋ｃ）／２−ａ｜）がしきい値ｔｈ１を超えるか否かを判別することによって電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの補正を行うか否かを判断する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１において、「｜（ａ＋ｃ）／２−ａ｜＞ｔｈ１」であればＥＣＵ１０９は電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの補正を行うと判断してステップＳ１１３に進み、「｜（ａ＋ｃ）／２−ａ｜≦ｔｈ１」であればＥＣＵ１０９は当該補正を行わないと判断して一連の処理を終了する。

ステップＳ１１３では、ＥＣＵ１０９は、バッテリ間充放電時の高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧−電流特性を示す２本の直線の傾きａ，ｃが、これら２つの傾きの平均値（ａ＋ｃ）／２となるよう電流センサ１０３ｅ，１０３ｐを補正することで、当該電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出値に含まれる図１０に示したゲイン誤差を補正し、かつ、２本の直線の切片ｂ，ｄが、これら２つの切片の平均値（ｂ＋ｄ）／２となるよう電流センサ１０３ｅ，１０３ｐを補正することで、当該電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出値に含まれる図１０に示したオフセット誤差を補正する。

ステップＳ１１３で上記補正を行うことによって、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐそれぞれに含まれるゲイン誤差とオフセット誤差を均等化できるため、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの全体に含まれる誤差の期待値を低減できる。なお、バッテリ間充放電に昇降圧を伴わない場合は、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出する電流値は略同一となり、一方、昇降圧を伴う場合は、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出する電流値は昇降圧比に基づく相間関係を有するようになる。従って、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出する電流値を用いた制御の精度を向上できる。

なお、ステップＳ１１１では、ステップＳ１０９で導出した電圧−電流特性を表す２本の直線の傾きに基づき電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの補正の要否を判断しているが、当該２本の直線の切片に基づき当該補正の要否を判断しても良い。この場合、ＥＣＵ１０９は、電圧−電流特性を表す２本の直線の切片の平均値（ｂ＋ｄ）／２と一方の傾きｂとの差分の絶対値（｜（ｂ＋ｄ）／２−ｂ｜）がしきい値ｔｈ２を超えるか否かを判別することによって電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの補正を行うか否かを判断し、「｜（ｂ＋ｄ）／２−ｂ｜＞ｔｈ２」であれば当該補正を行うと判断し、「｜（ｂ＋ｄ）／２−ｂ｜≦ｔｈ２」であれば当該補正を行わないと判断する。

以上説明したように、本実施形態によれば、同一の電気回路に設けられた電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの全体に含まれる誤差に対する補正の要否を、負荷の状態に左右されない高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の充放電時における、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出値及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐの検出値に基づく各電流センサの電圧−電流特性を表す成分の差分に基づき、精度良く判断できる。なお、バッテリ間充放電に昇降圧を伴わない場合は、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出する電流値は略同一となり、一方、昇降圧を伴う場合は、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出する電流値は昇降圧比に基づく相間関係を有するようになる。また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅから高出力型バッテリＥＳ−Ｐへの充放電時の検出値、並びに、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの充放電時の検出値が利用される。このため、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの補正が必要と判断された場合には、当該補正を行うことによって検出値に含まれるオフセット誤差とゲイン誤差をまとめて均等にして、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの全体に含まれる誤差の期待値を充分に低減できる。

また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の充放電回路に誘導成分を含む回路が含まれる場合、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの検出値及び電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐの検出値としては、充放電の開始から所定時間経過後の誘導成分による影響が収まった後の値が用いられるため、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの全体に含まれる誤差に対する補正の要否判断の精度を向上できる。また、充放電回路にＶＣＵ１０１が含まれる場合であっても、検出値がＶＣＵ１０１の昇降圧比に基づき修正されるため、電圧−電流特性を表す２本の直線の傾き及び切片の比較に基づき、電流センサ１０３ｅ，１０３ｐの全体に含まれる誤差に対する補正の要否判断を精度良くできる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記説明した電動車両は、１ＭＯＴ型のＥＶ（Electrical Vehicle）であるが、複数のモータジェネレータを搭載したＥＶであっても、少なくとも１つのモータジェネレータと共に内燃機関を搭載したＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electrical Vehicle）であっても良い。

本実施形態のＶＣＵ１０１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐを昇圧するが、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧Ｖｅが高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐよりも低い場合、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐを降圧するＶＣＵが用いられる。また、双方向に昇降圧が可能なＶＣＵを用いても良い。また、図８に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅ側にもＶＣＵ２０１を設けても良い。２つのＶＣＵを設けることで、モータジェネレータ１１及びＰＤＵ１３に印加される電圧が高容量型バッテリＥＳ−Ｅに束縛されないため、効率が向上する。なお、図８のような２つのＶＣＵ１０１，２０１を有する構成であったとしても、いずれか一方のみのＶＣＵで定電流制御は実行可能である。

なお、図４に示したフローチャートにおいては、先に高容量型バッテリＥＳ−Ｅから高出力型バッテリＥＳ−Ｐへ放電（ステップＳ１０１）し、後に高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅに放電（ステップＳ１０５）しているが、この順番を逆にして、先に高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへ放電し、後に高容量型バッテリＥＳ−Ｅから高出力型バッテリＥＳ−Ｐに放電しても良い。特に、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは自身のＳＯＣに応じて容量維持率に対する劣化影響度が大きくなるため、先に高出力型バッテリＥＳ−Ｐが放電を行うことで、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの劣化影響度が閾値以上に大きくなる場合は、先に高出力型バッテリＥＳ−Ｐが充電を行うことが好ましい。同様に、先に高出力型バッテリＥＳ−Ｐが充電を行うことで、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの劣化影響度が閾値以上に大きくなる場合は、先に高出力型バッテリＥＳ−Ｐが放電を行うことが好ましい。

１１モータジェネレータ
１３ＰＤＵ
１００蓄電装置
１０１ＶＣＵ
１０３ｅ，１０３ｐ電流センサ
１０５ｐ，１０５ｅ電圧センサ
１０７スイッチ部
１０９ＥＣＵ
１１１ｅ，１１１ｐ蓄電モジュール
ＥＳ−Ｅ高容量型バッテリ
ＥＳ−Ｐ高出力型バッテリ
ＭＣｅ，ＭＣｐコンタクタ

Claims

第１蓄電器、及び該第１蓄電器の入出力電流を検出する第１検出部を有する第１蓄電モジュールと、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器、及び該第２蓄電器の入出力電流を検出する第２検出部を有する第２蓄電モジュールと、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、
前記充放電回路を介した前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を制御する制御部を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間で充放電中の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断する、蓄電装置。
請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電には、前記第１蓄電器から前記第２蓄電器の方向に電流が流れる充放電と、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器の方向に電流が流れる充放電と、が含まれる、蓄電装置。
請求項１又は２に記載の蓄電装置であって、
前記充放電回路はインダクタを含み、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電の開始から所定時間経過後の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断する、蓄電装置。
請求項３に記載の蓄電装置であって、
前記所定時間は、前記インダクタのインダクタンスに基づく、蓄電装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記充放電回路は、前記第１蓄電器の出力電圧及び前記第２蓄電器の出力電圧の少なくとも一方を変換する変換部を含み、
前記制御部は、前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値の少なくとも一方を、前記変換部における所定の係数に基づき修正する、蓄電装置。
請求項５に記載の蓄電装置であって、
前記所定の係数は、前記変換部の電圧変換率である、蓄電装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正が必要と判断した場合、前記第１検出部及び前記第２検出部の少なくとも一方を補正する、蓄電装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正が必要と判断した場合、前記第１検出部及び前記第２検出部の双方を補正する、蓄電装置。
第１蓄電器、及び該第１蓄電器の入出力電流を検出する第１検出部を有する第１蓄電モジュールと、
第２蓄電器、及び該第２蓄電器の入出力電流を検出する第２検出部を有する第２蓄電モジュールと、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、
前記充放電回路を介した前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を制御する制御部を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間で充放電中の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断し、
前記充放電回路はインダクタを含み、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電の開始から所定時間経過後の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断し、
前記所定時間は、前記インダクタのインダクタンスに基づく、蓄電装置。
第１蓄電器、及び該第１蓄電器の入出力電流を検出する第１検出部を有する第１蓄電モジュールと、
第２蓄電器、及び該第２蓄電器の入出力電流を検出する第２検出部を有する第２蓄電モジュールと、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、
前記充放電回路を介した前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を制御する制御部を備えた蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間で充放電中の前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値に基づき、前記第１検出部及び前記第２検出部の補正の要否を判断し、
前記充放電回路は、前記第１蓄電器の出力電圧及び前記第２蓄電器の出力電圧の少なくとも一方を変換する変換部を含み、
前記制御部は、前記第１検出部の検出値及び前記第２検出部の検出値の少なくとも一方を、前記変換部における所定の係数に基づき修正する、蓄電装置。
請求項１０に記載の蓄電装置であって、
前記所定の係数は、前記変換部の電圧変換率である、蓄電装置。