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JP6878782B2 - Power control unit and power system - Google Patents

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Description

本発明は、複数の蓄電手段を備える電源システムに適用される電源制御装置、及び電源システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply control device and a power supply system applied to a power supply system including a plurality of power storage means.

従来、複数の蓄電池を備える電源装置において、エンジン運転状態に応じて、複数の蓄電池を並列接続した状態と直列接続した状態とを切り替えるようにした技術が知られている(例えば特許文献1参照)。具体的には、エンジン自動始動システムにおいて、エンジン運転中は、接続切替手段としてのリレーにより各蓄電池を並列接続の状態にして、発電機により各蓄電池を充電する。また、エンジン自動停止後の再始動時には、リレーにより各蓄電池を直列接続の状態に切り替え、始動機への給電を実施する。そして上記構成により、エンジン始動を円滑にし、かつ蓄電池が劣化することを抑制することができるとしていた。 Conventionally, in a power supply device including a plurality of storage batteries, there is known a technique of switching between a state in which a plurality of storage batteries are connected in parallel and a state in which the plurality of storage batteries are connected in series according to an engine operating state (see, for example, Patent Document 1). .. Specifically, in the automatic engine starting system, during engine operation, each storage battery is connected in parallel by a relay as a connection switching means, and each storage battery is charged by a generator. In addition, when restarting after the engine is automatically stopped, each storage battery is switched to the state of being connected in series by a relay to supply power to the starter. The above configuration makes it possible to smoothly start the engine and prevent the storage battery from deteriorating.

特開2003−155968号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-155968

しかしながら、上記のように複数の蓄電池の並列接続と直列接続との切り替えを可能にするシステムでは、複数の蓄電池に通じる各通電経路上にそれぞれリレーやスイッチ等の接続切替手段が設けられていること、直列/並列状態で通電経路上のリレーやスイッチ等の個数に違いが生じることにより、各蓄電池で通電経路の抵抗値に違いが生じる。そのため、複数の蓄電池に流れる充放電電流に差違が生じ、結果として各蓄電池で電気残容量(SOC)にばらつきが生じる。そして、各蓄電池でSOCばらつきが生じると、例えば複数の蓄電池を直列状態から並列状態に切り替えた際に、SOC差に起因して蓄電池間の相互で過電流が流れ、ひいては蓄電池やスイッチ等の破損が懸念される。 However, in the system that enables switching between parallel connection and series connection of a plurality of storage batteries as described above, connection switching means such as relays and switches are provided on each energization path leading to the plurality of storage batteries. , Due to the difference in the number of relays, switches, etc. on the energization path in the series / parallel state, the resistance value of the energization path differs in each storage battery. Therefore, there is a difference in the charge / discharge currents flowing through the plurality of storage batteries, and as a result, the remaining electric capacity (SOC) of each storage battery varies. When SOC variation occurs in each storage battery, for example, when a plurality of storage batteries are switched from a series state to a parallel state, an overcurrent flows between the storage batteries due to the SOC difference, and eventually the storage batteries, switches, etc. are damaged. Is a concern.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、直並列の切り替えが可能な複数の蓄電手段を有するシステムにおいて過剰な電流の発生を抑制し、ひいては蓄電手段やスイッチ等の保護を図ることができる電源制御装置、及び電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to suppress the generation of excessive current in a system having a plurality of storage means capable of series-parallel switching, and eventually, the storage means, a switch, etc. It is an object of the present invention to provide a power supply control device and a power supply system capable of protecting the above.

本発明の電源制御装置は、複数の蓄電手段(12,13)と、前記各蓄電手段に通じる電気経路に設けられた複数のスイッチ手段(21〜25)を含み、前記複数の蓄電手段について互いに並列接続された並列状態と互いに直列接続された直列状態とを切り替える切替部と、を備える電源システムに適用される。そして、電源制御装置は、前記複数のスイッチ手段の状態を示すパラメータとして、前記並列状態又は前記直列状態での前記各蓄電手段の間の経路を含む通電経路に流れる電流の大きさに相関を持つスイッチ状態パラメータを取得する取得部と、前記スイッチ状態パラメータに基づいて、前記並列状態又は前記直列状態で前記通電経路に存在している抵抗可変部の抵抗値を調整する抵抗制御部と、を備えることを特徴とする。 The power supply control device of the present invention includes a plurality of power storage means (12, 13) and a plurality of switch means (21 to 25) provided in an electric path leading to each of the power storage means, and the plurality of power storage means are mutually connected. It is applied to a power supply system including a switching unit for switching between a parallel state connected in parallel and a series state connected in series with each other. Then, the power supply control device has a correlation with the magnitude of the current flowing in the energization path including the path between the storage means in the parallel state or the series state as a parameter indicating the state of the plurality of switch means. It includes an acquisition unit that acquires a switch state parameter, and a resistance control unit that adjusts the resistance value of a resistance variable unit existing in the energization path in the parallel state or the series state based on the switch state parameter. It is characterized by that.

複数の蓄電手段を備え、複数のスイッチ手段のオンオフにより各蓄電手段の並列接続と直列接続との切り替えを可能とする電源システムでは、各蓄電手段でのSOC(電気残容量)等に起因して、例えば各蓄電手段間において容量自己調整による過電流が流れることが懸念される。この点、上記構成では、直並列切り替え用の複数のスイッチ手段の状態を示すパラメータとして、並列状態又は直列状態での各蓄電手段の間の経路を含む通電経路に流れる電流の大きさに相関を持つスイッチ状態パラメータを取得し、そのスイッチ状態パラメータに基づいて、並列状態又は直列状態で通電経路に存在している抵抗可変部の抵抗値を調整するようにした。かかる場合、抵抗可変部の抵抗値の調整により、並列状態又は直列状態で通電経路に流れる電流、すなわち蓄電手段どうしで流れる電流等を制御でき、仮に蓄電手段間でSOCばらつきが生じていても、直並列切り替え用のスイッチ手段に過電流が流れること等が抑制される。その結果、蓄電手段やスイッチ等の保護を図りつつ、各蓄電手段の適正な使用を実現できる。 In a power supply system equipped with a plurality of power storage means and capable of switching between parallel connection and series connection of each power storage means by turning on / off a plurality of switch means, due to SOC (electrical residual capacity) of each power storage means, etc. For example, there is a concern that an overcurrent due to capacity self-adjustment may flow between the storage means. In this regard, in the above configuration, as a parameter indicating the state of the plurality of switch means for series-parallel switching, the magnitude of the current flowing in the energization path including the path between the storage means in the parallel state or the series state is correlated. The switch state parameter to be possessed is acquired, and the resistance value of the resistance variable portion existing in the energization path in the parallel state or the series state is adjusted based on the switch state parameter. In such a case, by adjusting the resistance value of the variable resistance unit, the current flowing in the energization path in the parallel state or the series state, that is, the current flowing between the storage means can be controlled, and even if the SOC varies between the storage means. It is possible to prevent an overcurrent from flowing through the switch means for series-parallel switching. As a result, proper use of each power storage means can be realized while protecting the power storage means, switches, and the like.

なお、複数の蓄電手段(例えばリチウムイオン蓄電池)の直並列の切り替えが行われる構成としては、直並列切り替え可能な2つ以上の蓄電手段を有する構成であればよく、例えば3つ以上の蓄電手段を備える電源システムにおいて、そのうち少なくとも2つの蓄電手段について直並列の切り替えが行われる構成も含まれる。 The configuration in which the series-parallel switching of a plurality of storage means (for example, a lithium ion storage battery) is performed may be a configuration having two or more storage means capable of series-parallel switching, for example, three or more storage means. In the power supply system including the above, a configuration in which at least two of the power storage means are switched in series and parallel is also included.

第1実施形態における電源システムを示す電気回路図。The electric circuit diagram which shows the power supply system in 1st Embodiment. スイッチの具体的構成を示す図。The figure which shows the specific structure of a switch. (a)は各リチウムイオン蓄電池を並列接続した状態を示す図、(b)は各リチウムイオン蓄電池を直列接続した状態を示す図。(A) is a diagram showing a state in which each lithium ion storage battery is connected in parallel, and (b) is a diagram showing a state in which each lithium ion storage battery is connected in series. (a)は並列充電時の電流の流れを示す図、(b)は並列放電時の電流の流れを示す図。(A) is a diagram showing the current flow during parallel charging, and (b) is a diagram showing the current flow during parallel discharging. 直列放電時の電流の流れを示す図。The figure which shows the current flow at the time of series discharge. ゲート電圧とドレインソース間抵抗との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the gate voltage and the resistance between drain sources. リチウムイオン蓄電池の接続状態と充放電電流とを制御する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing procedure which controls the connection state and charge / discharge current of a lithium ion storage battery. 端子電圧の差ΔVとスイッチ抵抗値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the terminal voltage difference ΔV and the switch resistance value. スイッチ温度とスイッチ抵抗値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a switch temperature and a switch resistance value. 端子電圧の差ΔVとスイッチ温度とスイッチ抵抗値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the difference ΔV of a terminal voltage, a switch temperature, and a switch resistance value. リチウムイオン蓄電池の直並列切り替えに伴う抵抗値制御をより具体的に説明するためのタイムチャート。A time chart for more specifically explaining the resistance value control associated with the series-parallel switching of the lithium-ion storage battery. リチウムイオン蓄電池を直列状態から並列状態に切り替える際における通電電流の変化を示すタイムチャート。A time chart showing changes in the energizing current when switching a lithium-ion storage battery from a series state to a parallel state. 通電電流とスイッチ抵抗値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the energizing current and the switch resistance value. 通電電流とスイッチ温度とスイッチ抵抗値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the energizing current, the switch temperature, and the switch resistance value.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、エンジン(内燃機関)を駆動源として走行する車両において当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源装置を具体化するものとしている。また、本電源システムは、蓄電装置として、鉛蓄電池と複数のリチウムイオン蓄電池とを備える、いわゆる2電源システムとなっている。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, in a vehicle traveling with an engine (internal combustion engine) as a drive source, an in-vehicle power supply device that supplies electric power to various devices of the vehicle is embodied. Further, this power supply system is a so-called dual power supply system including a lead storage battery and a plurality of lithium ion storage batteries as a power storage device.

図1に示すように、本電源システムは、鉛蓄電池11と2つのリチウムイオン蓄電池12,13とを有しており、各蓄電池11〜13からは各種の電気負荷14,15と回転電機16への給電が可能となっている。また、各蓄電池11〜13に対しては回転電機16による充電が可能となっている。 As shown in FIG. 1, this power supply system has a lead storage battery 11 and two lithium ion storage batteries 12 and 13, and from each storage battery 11 to 13 to various electric loads 14 and 15 and a rotary electric machine 16. It is possible to supply power. Further, each storage battery 11 to 13 can be charged by the rotary electric machine 16.

鉛蓄電池11は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池12,13は、鉛蓄電池11に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池12,13は、鉛蓄電池11に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、リチウムイオン蓄電池12,13は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池11〜13の定格電圧はいずれも同じであり、例えば12Vである。 The lead storage battery 11 is a well-known general-purpose storage battery. On the other hand, the lithium ion storage batteries 12 and 13 are high-density storage batteries having a smaller power loss during charging / discharging, a higher output density, and a higher energy density than the lead storage batteries 11. The lithium ion storage batteries 12 and 13 are preferably storage batteries having higher energy efficiency during charging and discharging than the lead storage batteries 11. Further, the lithium ion storage batteries 12 and 13 are configured as an assembled battery having a plurality of cell cells, respectively. The rated voltage of each of these storage batteries 11 to 13 is the same, for example, 12V.

図示による詳細な説明は割愛するが、2つのリチウムイオン蓄電池12,13は、収容ケースに収容されて一体の電池ユニットUとして構成されている。電池ユニットUは、2つの出力端子P1,P2を有しており、このうち出力端子P1に鉛蓄電池11と電気負荷14とが接続され、出力端子P2に電気負荷15と回転電機16とが接続されている。 Although detailed description by illustration is omitted, the two lithium ion storage batteries 12 and 13 are housed in a storage case and are configured as an integrated battery unit U. The battery unit U has two output terminals P1 and P2, of which the lead-acid battery 11 and the electric load 14 are connected to the output terminal P1, and the electric load 15 and the rotary electric machine 16 are connected to the output terminal P2. Has been done.

出力端子P1に接続される電気負荷14は、鉛蓄電池11又はリチウムイオン蓄電池12,13からの12V給電に基づいて駆動される12V系負荷である。その電気負荷14には、供給電力の電圧が一定又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷と、定電圧要求負荷以外の一般的な電気負荷とが含まれている。定電圧要求負荷は被保護負荷であって、電源失陥が許容されない負荷である。定電圧要求負荷の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンECU等の各種ECUが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。また、一般的な電気負荷の具体例としては、ヘッドライト等のランプ類やワイパ装置、電動ポンプが挙げられる。 The electric load 14 connected to the output terminal P1 is a 12V system load driven based on a 12V power supply from the lead storage battery 11 or the lithium ion storage batteries 12 and 13. The electric load 14 includes a constant voltage required load that is required to be stable so that the voltage of the supplied power fluctuates within a constant or at least a predetermined range, and a general electric load other than the constant voltage required load. It has been. The constant voltage required load is a protected load and is a load to which power failure is not tolerated. Specific examples of the constant voltage required load include various ECUs such as a navigation device, an audio device, a meter device, and an engine ECU. In this case, by suppressing the voltage fluctuation of the supplied power, unnecessary resets and the like are suppressed in each of the above devices, and stable operation can be realized. Specific examples of general electric loads include lamps such as headlights, wiper devices, and electric pumps.

また、電気負荷15は、例えば車両走行時において一時的に大きな駆動力が要求される、すなわち高電力要求が生じることがある高電圧系の負荷である。具体例としては、電動ステアリング装置が挙げられる。なお、出力端子P1に接続される電気負荷14が低電圧電気負荷に相当し、出力端子P2に接続される電気負荷15及び回転電機16が高電圧電気負荷に相当する。 Further, the electric load 15 is a load of a high voltage system in which a large driving force is temporarily required when the vehicle is running, that is, a high power demand may occur. A specific example is an electric steering device. The electric load 14 connected to the output terminal P1 corresponds to a low-voltage electric load, and the electric load 15 and the rotary electric machine 16 connected to the output terminal P2 correspond to a high-voltage electric load.

回転電機16の回転軸は、図示しないエンジン出力軸に対してベルト等により駆動連結されており、エンジン出力軸の回転によって回転電機16の回転軸が回転する一方、回転電機16の回転軸の回転によってエンジン出力軸が回転する。回転電機16は、MG(Motor Generator)であり、エンジン出力軸や車軸の回転により発電(回生発電)を行う発電機能と、エンジン出力軸に回転力を付与する力行機能とを備えている。回転電機16は、一体又は別体に設けられた電力変換装置としてのインバータにより、発電時の発電電流の調整や力行駆動時のトルク調整が行われるものとなっている。回転電機16の駆動により、エンジンの始動やトルクアシストが行われる。回転電機16は、エンジン出力軸に対して動力を付加する観点から言えば電気負荷であり、しかも電気負荷14との比較で言えば高電力/高電流負荷である。 The rotating shaft of the rotating electric machine 16 is driven and connected to an engine output shaft (not shown) by a belt or the like, and the rotating shaft of the rotating electric machine 16 rotates due to the rotation of the engine output shaft, while the rotating shaft of the rotating electric machine 16 rotates. Rotates the engine output shaft. The rotary electric machine 16 is an MG (Motor Generator), and has a power generation function of generating power (regenerative power generation) by rotating the engine output shaft and the axle, and a power running function of applying a rotational force to the engine output shaft. The rotary electric machine 16 uses an inverter as a power conversion device provided integrally or separately to adjust the generated current at the time of power generation and the torque at the time of power running drive. The engine is started and torque assist is performed by driving the rotary electric machine 16. The rotary electric machine 16 is an electric load from the viewpoint of adding power to the engine output shaft, and is a high power / high current load in comparison with the electric load 14.

電気負荷15と回転電機16との間にはスイッチ17が設けられており、そのスイッチ17のオンオフにより、各蓄電池11〜13や回転電機16と電気負荷15とが電気的に接続又は遮断されるようになっている。 A switch 17 is provided between the electric load 15 and the rotary electric machine 16, and each storage battery 11 to 13 or the rotary electric machine 16 and the electric load 15 are electrically connected or disconnected by turning the switch 17 on and off. It has become like.

次に、電池ユニットUにおける電気的構成を説明する。本実施形態では、2つのリチウムイオン蓄電池12,13について並列接続の状態と直列接続の状態との切り替えを可能としており、その点について詳しく説明する。 Next, the electrical configuration of the battery unit U will be described. In the present embodiment, the two lithium ion storage batteries 12 and 13 can be switched between the parallel connection state and the series connection state, and this point will be described in detail.

電池ユニットUでは、出力端子P1,P2の間の電気経路L1にスイッチ21,22が直列に設けられている。なお、電気経路L1は、本システムにおいて鉛蓄電池11に対して電気負荷14,15や回転電機16が接続される通電経路の一部でもある。そして、スイッチ21,22の間の第1点N1にリチウムイオン蓄電池12の+端子(正極端子)が接続され、スイッチ22と出力端子P2との第2点N2にリチウムイオン蓄電池13の+端子が接続されている。また、各リチウムイオン蓄電池12,13の−端子(負極端子)とグランドとの間には、それぞれスイッチ23,24が設けられている。さらに、第1点N1は、リチウムイオン蓄電池13の−端子とスイッチ24との間の第3点N3に接続されており、その接続経路にスイッチ25が設けられている。スイッチ21〜25が「切替部」に相当する。 In the battery unit U, switches 21 and 22 are provided in series in the electric path L1 between the output terminals P1 and P2. The electric path L1 is also a part of the energization path in which the electric loads 14, 15 and the rotary electric machine 16 are connected to the lead storage battery 11 in this system. Then, the + terminal (positive electrode terminal) of the lithium ion storage battery 12 is connected to the first point N1 between the switches 21 and 22, and the + terminal of the lithium ion storage battery 13 is connected to the second point N2 between the switch 22 and the output terminal P2. It is connected. Further, switches 23 and 24 are provided between the − terminal (negative electrode terminal) of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the ground, respectively. Further, the first point N1 is connected to the third point N3 between the − terminal of the lithium ion storage battery 13 and the switch 24, and the switch 25 is provided in the connection path. Switches 21 to 25 correspond to a "switching unit".

上記の各スイッチ21〜25は、MOSFET、IGBT、バイポーラトランジスタ等の半導体スイッチング素子により構成されている。本実施形態では、各スイッチ21〜25がMOSFETにより構成されており、所定のゲート電圧の印加に応じてスイッチ21〜25のオンオフが切り替えられる。 Each of the above switches 21 to 25 is composed of semiconductor switching elements such as MOSFETs, IGBTs, and bipolar transistors. In the present embodiment, each of the switches 21 to 25 is composed of MOSFETs, and the switches 21 to 25 are switched on and off according to the application of a predetermined gate voltage.

なお、図2に示すように、各スイッチ21〜25をそれぞれ2つ一組のMOSFETを有する構成とし、各一組のMOSFETの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続されているとよい。この互いに逆向きの寄生ダイオードによって、各スイッチ21〜25をオフ状態とした場合にそのスイッチが設けられた経路に流れる電流が完全に遮断される。ただし、各スイッチ21〜25において半導体スイッチング素子を用いた構成は任意でよく、例えばMOSFETの寄生ダイオードが互いに逆向きに配置されていない構成であってもよい。 As shown in FIG. 2, each switch 21 to 25 has a configuration having two sets of MOSFETs, and the parasitic diodes of each set of MOSFETs are connected in series so as to be opposite to each other. Good. The parasitic diodes in opposite directions completely cut off the current flowing in the path provided with the switches when the switches 21 to 25 are turned off. However, the configuration in which the semiconductor switching elements are used in each of the switches 21 to 25 may be arbitrary, and for example, the parasitic diodes of the MOSFETs may not be arranged in opposite directions.

そして、これら各スイッチ21〜25のオンオフを適宜切り替えることにより、各リチウムイオン蓄電池12,13が並列接続された状態と、各リチウムイオン蓄電池12,13が直列接続された状態とが切り替えられるようになっている。 Then, by appropriately switching the on / off of each of these switches 21 to 25, the state in which the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in parallel and the state in which the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in series can be switched. It has become.

図3において(a)には、各リチウムイオン蓄電池12,13を並列接続した状態を示し、(b)には各リチウムイオン蓄電池12,13を直列接続した状態を示している。図3では、理解を容易にするために、スイッチ21〜25についてオン状態のスイッチのみを示し、オフ状態のスイッチの図示を省略している。図3(a)に示された通電経路が「並列通電経路」であり、図3(b)に示された通電経路が「直列通電経路」である。なお、スイッチ17は、並列状態ではオフされ、直列状態では必要に応じてオンされるようになっている。 In FIG. 3, FIG. 3A shows a state in which the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in parallel, and FIG. 3B shows a state in which the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in series. In FIG. 3, for ease of understanding, only the switches in the on state are shown for the switches 21 to 25, and the switches in the off state are not shown. The energization path shown in FIG. 3A is a “parallel energization path”, and the energization path shown in FIG. 3B is a “series energization path”. The switch 17 is turned off in the parallel state and turned on as needed in the series state.

図3(a)では、各スイッチ21〜25のうちスイッチ21〜24がオン、スイッチ25がオフされており、かかる状態では、リチウムイオン蓄電池12,13が並列の関係となっている。この場合、出力端子P1,P2の出力電圧はいずれも概ね12Vとなっている。並列接続状態では、P1側の電気負荷14に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12,13が接続されるとともに、P2側の回転電機16に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12,13が接続されている。並列接続状態では、各リチウムイオン蓄電池12,13の正極どうしを接続する経路上の中間位置(第1点N1)に電気負荷14が接続されるようになっている。 In FIG. 3A, of the switches 21 to 25, the switches 21 to 24 are on and the switch 25 is off. In such a state, the lithium ion storage batteries 12 and 13 are in a parallel relationship. In this case, the output voltages of the output terminals P1 and P2 are both approximately 12V. In the parallel connection state, the lead storage battery 11 and the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in parallel to the electric load 14 on the P1 side, and the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery are connected in parallel to the rotary electric machine 16 on the P2 side. 12 and 13 are connected. In the parallel connection state, the electric load 14 is connected to an intermediate position (first point N1) on the path connecting the positive electrodes of the lithium ion storage batteries 12 and 13.

また、図3(b)では、各スイッチ21〜25のうちスイッチ21,23,25がオン、スイッチ22,24がオフされており、かかる状態では、リチウムイオン蓄電池12,13が直列の関係となっている。この場合、出力端子P1の出力電圧は概ね12V、出力端子P2の出力電圧は概ね24Vとなっている。直列接続状態では、P1側の電気負荷14に対して並列に鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12が接続されている。また、P2側の回転電機16に対して直列にリチウムイオン蓄電池12,13が接続されている。直列接続状態では、各リチウムイオン蓄電池12,13のうち高電圧側の蓄電池13の正極側の位置(第2点N2)に回転電機16が接続されるようになっている。 Further, in FIG. 3B, of the switches 21 to 25, the switches 21, 23, 25 are on and the switches 22 and 24 are off. In such a state, the lithium ion storage batteries 12 and 13 are in series. It has become. In this case, the output voltage of the output terminal P1 is approximately 12V, and the output voltage of the output terminal P2 is approximately 24V. In the series connection state, the lead storage battery 11 and the lithium ion storage battery 12 are connected in parallel with the electric load 14 on the P1 side. Further, the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in series with the rotary electric machine 16 on the P2 side. In the series connection state, the rotary electric machine 16 is connected to the position (second point N2) on the positive electrode side of the storage battery 13 on the high voltage side of the lithium ion storage batteries 12 and 13.

回転電機16は、電源電圧を12Vとする12V力行駆動と、電源電圧を24Vとする24V力行駆動とが可能になっており、リチウムイオン蓄電池12,13が並列接続された状態では回転電機16が12V駆動され、リチウムイオン蓄電池12,13が直列接続された状態では回転電機16が24V駆動される。出力端子P2に接続された電気負荷15は、リチウムイオン蓄電池12,13が直列接続された状態で24V駆動される。 The rotary electric machine 16 can be driven by 12 V power running with a power supply voltage of 12 V and 24 V power running drive with a power supply voltage of 24 V. When the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in parallel, the rotary electric machine 16 can be driven. It is driven by 12V, and the rotary electric machine 16 is driven by 24V in a state where the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in series. The electric load 15 connected to the output terminal P2 is driven by 24 V with the lithium ion storage batteries 12 and 13 connected in series.

また、図1において、電池ユニットUは、電池制御手段を構成する制御部30を有している。制御部30は、電池ユニットU内の各スイッチ21〜25のオンオフ(開閉)の切り替えを実施する。この場合、制御部30は、車両の走行状態や各蓄電池11〜13の蓄電状態に基づいて、各スイッチ21〜25のオンオフを制御する。これにより、鉛蓄電池11とリチウムイオン蓄電池12,13とを選択的に用いて充放電が実施される。各蓄電池11,12の蓄電状態に基づく充放電制御について簡単に説明する。なお、図示は省略するが、各リチウムイオン蓄電池12,13には、蓄電池ごとに端子電圧を検出する電圧センサと、蓄電池ごとに通電電流を検出する電流センサとがそれぞれ設けられており、それら各センサの検出結果は制御部30に入力される。 Further, in FIG. 1, the battery unit U has a control unit 30 that constitutes a battery control means. The control unit 30 switches on / off (opening / closing) each of the switches 21 to 25 in the battery unit U. In this case, the control unit 30 controls the on / off of each switch 21 to 25 based on the traveling state of the vehicle and the electricity storage state of each storage battery 11 to 13. As a result, charging / discharging is performed by selectively using the lead storage battery 11 and the lithium ion storage batteries 12 and 13. The charge / discharge control based on the storage state of each of the storage batteries 11 and 12 will be briefly described. Although not shown, each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is provided with a voltage sensor for detecting the terminal voltage for each storage battery and a current sensor for detecting the energizing current for each storage battery. The detection result of the sensor is input to the control unit 30.

制御部30は、鉛蓄電池11及びリチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧の検出値を逐次取得するとともに、鉛蓄電池11、リチウムイオン蓄電池12,13の通電電流を逐次取得する。そして、これらの取得値に基づいて、鉛蓄電池11、リチウムイオン蓄電池12,13のOCV(開放電圧:Open Circuit Voltage)やSOC(残存容量:State Of Charge)を算出するとともに、そのOCVやSOCが所定の使用範囲内に保持されるようにリチウムイオン蓄電池12,13への充電量及び放電量を制御する。 The control unit 30 sequentially acquires the detected values of the terminal voltages of the lead-acid battery 11 and the lithium-ion storage batteries 12 and 13, and sequentially acquires the energizing currents of the lead-acid battery 11 and the lithium-ion storage batteries 12 and 13. Then, based on these acquired values, the OCV (open circuit voltage) and SOC (residual capacity: State Of Charge) of the lead-acid batteries 11 and the lithium-ion batteries 12 and 13 are calculated, and the OCVs and SOCs are calculated. The charge amount and discharge amount of the lithium ion storage batteries 12 and 13 are controlled so as to be kept within a predetermined range of use.

また、電池ユニットUでは、車両へのメイン電源の投入後において、基本的には各リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態とされ、出力端子P2側における負荷駆動要求や回転電機16に対する高電圧発電の要求に応じて、各リチウムイオン蓄電池12,13が直列状態に切り替えられるようになっている。この場合、制御部30は、例えば電動ステアリング装置(電気負荷15)の駆動要求や、回転電機16によるトルクアシスト要求に基づいて、リチウムイオン蓄電池12,13を一時的に並列状態から直列状態に切り替える制御を実施する。 Further, in the battery unit U, after the main power is turned on to the vehicle, the lithium ion storage batteries 12 and 13 are basically in a parallel state, and the load drive request on the output terminal P2 side and the high voltage power generation for the rotary electric machine 16 are generated. Each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 can be switched to the series state in response to the request of. In this case, the control unit 30 temporarily switches the lithium ion storage batteries 12 and 13 from the parallel state to the series state based on, for example, a drive request of the electric steering device (electric load 15) or a torque assist request by the rotary electric machine 16. Implement control.

制御部30にはECU40が接続されている。制御部30及びECU40は、CAN等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能となっており、制御部30及びECU40に記憶される各種データが互いに共有できるものとなっている。ECU40は、車両のアイドリングストップ制御を実施する機能を有する電子制御装置である。アイドリングストップ制御は、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジンを再始動させるものである。車両においては、アイドリングストップ制御の自動再始動時に回転電機16によりエンジンが始動されるようになっている。 The ECU 40 is connected to the control unit 30. The control unit 30 and the ECU 40 are connected by a communication network such as CAN so that they can communicate with each other, and various data stored in the control unit 30 and the ECU 40 can be shared with each other. The ECU 40 is an electronic control device having a function of performing idling stop control of the vehicle. As is well known, the idling stop control automatically stops the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and restarts the engine when a predetermined restart condition is satisfied under the automatic stop condition. In the vehicle, the engine is started by the rotary electric machine 16 at the time of automatic restart of the idling stop control.

次に、リチウムイオン蓄電池12,13が並列接続された状態で回転電機16からの充電が行われる並列充電時と、リチウムイオン蓄電池12,13が並列接続された状態で電気負荷14への放電が行われる並列放電時とについて説明する。図4(a)には、並列充電時の電流の流れを示し、(b)には、並列放電時の電流の流れを示している。 Next, during parallel charging in which the rotary electric machine 16 is charged while the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in parallel, and when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are connected in parallel, the electric load 14 is discharged. The time of parallel discharge performed will be described. FIG. 4A shows the current flow during parallel charging, and FIG. 4B shows the current flow during parallel discharging.

図4(a)の並列充電時には、回転電機16から発電電流が出力され、その発電電流により鉛蓄電池11及び各リチウムイオン蓄電池12,13の充電や、電気負荷14への給電が行われる。このとき、電池ユニットUにおいて、リチウムイオン蓄電池12の充電経路にはスイッチ22,23が存在しており、そのスイッチ22,23を含む経路抵抗に応じて充電電流Iin1が流れる。また、リチウムイオン蓄電池13への充電経路にはスイッチ24が存在しており、そのスイッチ24を含む経路抵抗に応じて充電電流Iin2が流れる。充電電流Iin1,Iin2を比べると、Iin1≠Iin2となり、特に経路抵抗の違いから「Iin1<Iin2」になることが想定される。 At the time of parallel charging in FIG. 4A, a generated current is output from the rotary electric machine 16, and the generated current is used to charge the lead storage battery 11 and the lithium ion storage batteries 12 and 13 and to supply power to the electric load 14. At this time, in the battery unit U, switches 22 and 23 are present in the charging path of the lithium ion storage battery 12, and the charging current Iin1 flows according to the path resistance including the switches 22 and 23. Further, a switch 24 exists in the charging path to the lithium ion storage battery 13, and the charging current Iin2 flows according to the path resistance including the switch 24. Comparing the charging currents Iin1 and Iin2, it is assumed that Iin1 ≠ Iin2, and in particular, “Iin1 <Iin2” due to the difference in the path resistance.

また、図4(b)の並列放電時には、各リチウムイオン蓄電池12,13から電気負荷14への給電が行われる。このとき、リチウムイオン蓄電池12から電気負荷14への放電経路にはスイッチ21,23が存在しており、そのスイッチ21,23を含む経路抵抗に応じて放電電流Iout1が流れる。また、リチウムイオン蓄電池13から電気負荷14への放電経路にはスイッチ21,22,24が存在しており、そのスイッチ21,22,24を含む経路抵抗に応じて放電電流Iout2が流れる。放電電流Iout1,Iout2を比べると、Iout1≠Iout2となり、特に経路抵抗の違いから「Iout1>Iout2」になることが想定される。 Further, at the time of parallel discharge in FIG. 4B, power is supplied from the lithium ion storage batteries 12 and 13 to the electric load 14. At this time, switches 21 and 23 exist in the discharge path from the lithium ion storage battery 12 to the electric load 14, and the discharge current Iout1 flows according to the path resistance including the switches 21 and 23. Further, switches 21 and 22 and 24 exist in the discharge path from the lithium ion storage battery 13 to the electric load 14, and the discharge current Iout2 flows according to the path resistance including the switches 21 and 22 and 24. Comparing the discharge currents Iout1 and Iout2, it is assumed that Iout1 ≠ Iout2, and in particular, “Iout1> Iout2” due to the difference in the path resistance.

上記のとおり各リチウムイオン蓄電池12,13の並列状態下では、それら各蓄電池12,13に流れる電流の大きさが相違する。そのため、各リチウムイオン蓄電池12,13においてSOC(電気容量)にばらつきが生じることが懸念される。この点についてさらに補足する。上記図4(a)の並列充電状態では、経路抵抗の違いから「Iin1<Iin2」になる一方、上記図4(b)の並列放電状態では、経路抵抗の違いから「Iout1>Iout2」になり、こうした電流の差からリチウムイオン蓄電池13の方がリチウムイオン蓄電池12よりも高SOCになることが想定されるが、その状態から直列接続状態(図3(b)参照)に移行すると、各蓄電池12,13のSOCの差がより大きくなると考えられる。 As described above, under the parallel state of the lithium ion storage batteries 12 and 13, the magnitude of the current flowing through the storage batteries 12 and 13 is different. Therefore, there is a concern that the SOC (electrical capacity) of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 may vary. This point is further supplemented. In the parallel charging state of FIG. 4 (a), “Iin1 <Iin2” is obtained due to the difference in path resistance, while in the parallel discharging state of FIG. 4 (b), “Iout1> Iout2” is obtained due to the difference in path resistance. From such a difference in current, it is assumed that the lithium ion storage battery 13 has a higher SOC than the lithium ion storage battery 12, but when the state is changed to the series connection state (see FIG. 3B), each storage battery It is considered that the difference in SOC between 12 and 13 becomes larger.

つまり、直列放電状態では、図5に示すように、リチウムイオン蓄電池13は、電気負荷15や回転電機16を放電対象として放電を行うのに対し、リチウムイオン蓄電池12は、電気負荷15や回転電機16に加え、電気負荷14を放電対象として放電を行う。ゆえにリチウムイオン蓄電池12の放電電流Iout1が、リチウムイオン蓄電池13の放電電流Iout2よりも大きくなり、これにより各蓄電池12,13のSOC差がさらに大きくなる。各リチウムイオン蓄電池12,13でSOCのばらつきが生じると、それら各蓄電池12,13の使用領域を十分に活用することができないといった不都合を招来する。 That is, in the series discharge state, as shown in FIG. 5, the lithium ion storage battery 13 discharges the electric load 15 and the rotary electric machine 16 as the discharge target, whereas the lithium ion storage battery 12 discharges the electric load 15 and the rotary electric machine. In addition to 16, discharge is performed with the electric load 14 as the discharge target. Therefore, the discharge current Iout1 of the lithium ion storage battery 12 becomes larger than the discharge current Iout2 of the lithium ion storage battery 13, which further increases the SOC difference between the storage batteries 12 and 13. If the SOC varies in each of the lithium ion storage batteries 12 and 13, it causes an inconvenience that the used area of each of the storage batteries 12 and 13 cannot be fully utilized.

ところで、リチウムイオン蓄電池12,13間のSOC差が大きい状態で、直列状態から並列状態への切り替えが行われると、両蓄電池12,13間のSOC差(もしくは電圧差)に起因して容量自己調整電流が流れる。容量自己調整電流は、リチウムイオン蓄電池12,13間のSOC差と経路抵抗値とに応じて流れる電流であり、例えば「I=蓄電池間の出力電圧差×経路抵抗値」として定義される。この場合、蓄電池間において大きな電流が流れ、通電経路上のスイッチや蓄電池に悪影響が及ぶことが懸念される。 By the way, when switching from the series state to the parallel state is performed in a state where the SOC difference between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is large, the capacity self is caused by the SOC difference (or voltage difference) between the two storage batteries 12 and 13. Adjusting current flows. The capacitance self-adjusting current is a current that flows according to the SOC difference between the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the path resistance value, and is defined as, for example, "I = output voltage difference between storage batteries x path resistance value". In this case, there is a concern that a large current will flow between the storage batteries, which will adversely affect the switches and storage batteries on the energization path.

そこで本実施形態では、各リチウムイオン蓄電池12,13間で流れる電流の大きさに相関を持つパラメータを取得し、そのパラメータに基づいて、電流抑制の制御を適宜実施することとしている。ここでは、各リチウムイオン蓄電池12,13間の電流に相関するパラメータとして、各リチウムイオン蓄電池12,13の状態を示す蓄電状態パラメータと、各スイッチ21〜25の状態を示すスイッチ状態パラメータとを取得し、それら各パラメータに基づいて、スイッチ21〜25のいずれかを調整対象としてスイッチ抵抗値を調整する。本実施形態では、各リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態であれば、スイッチ22を調整対象としてスイッチ抵抗値を調整する。また、各リチウムイオン蓄電池12,13が直列状態であれば、スイッチ25を調整対象としてスイッチ抵抗値を調整する。なお、制御部30が「取得部」、「抵抗制御部」に相当する。 Therefore, in the present embodiment, parameters having a correlation with the magnitude of the current flowing between the lithium ion storage batteries 12 and 13 are acquired, and current suppression control is appropriately performed based on the parameters. Here, as parameters that correlate with the current between the lithium ion storage batteries 12 and 13, the storage state parameter indicating the state of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the switch state parameter indicating the state of the switches 21 to 25 are acquired. Then, based on each of these parameters, the switch resistance value is adjusted with any of the switches 21 to 25 as the adjustment target. In the present embodiment, when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are in a parallel state, the switch resistance value is adjusted with the switch 22 as the adjustment target. If the lithium ion storage batteries 12 and 13 are in series, the switch resistance value is adjusted with the switch 25 as the adjustment target. The control unit 30 corresponds to the "acquisition unit" and the "resistance control unit".

蓄電状態パラメータとしては、例えば各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧、SOC、充放電電流の少なくともいずれかが取得される。またこれに加えて、各リチウムイオン蓄電池12,13の温度が取得される。また、スイッチ状態パラメータとしては、例えばスイッチ21〜25の温度が取得される。 As the storage state parameter, for example, at least one of the terminal voltage, SOC, and charge / discharge current of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is acquired. In addition to this, the temperatures of the lithium ion storage batteries 12 and 13 are acquired. Further, as the switch state parameter, for example, the temperature of the switches 21 to 25 is acquired.

制御部30により実施される並列状態での抵抗値制御と、直列状態での抵抗値制御とについて説明する。 The resistance value control in the parallel state and the resistance value control in the series state, which are performed by the control unit 30, will be described.

並列状態では、電池ユニットUにおいて図3(a)に示す通電経路が形成されており、各リチウムイオン蓄電池12,13にSOC差が生じている状況下では、蓄電池12,13間に過電流が流れることが懸念される。そこで、制御部30は、過電流の抑制を図るべく、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータに基づいて、並列状態の通電経路で各蓄電池12,13の間の中間位置に存在しているスイッチ22の抵抗値を大きくする側に調整する。このとき、制御部30は、各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧の差ΔVを取得し、そのΔVに基づいてフィードバック制御を実施することで、スイッチ22の抵抗値を所望の値に制御する。より具体的には、スイッチ22のゲート電圧制御を実施することにより、スイッチ22の抵抗値を制御する。これにより、スイッチ22についてオン状態での抵抗値が大きくなり、それに伴い蓄電池間の電流が低減される。本制御により、蓄電池間の電流が所望の値にフィードバック制御される。 In the parallel state, the energization path shown in FIG. 3A is formed in the battery unit U, and under a situation where there is a SOC difference between the lithium ion storage batteries 12 and 13, an overcurrent occurs between the storage batteries 12 and 13. There is concern that it will flow. Therefore, the control unit 30 exists at an intermediate position between the storage batteries 12 and 13 in the energization path in the parallel state based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 in order to suppress the overcurrent. Adjust to the side where the resistance value of the switch 22 is increased. At this time, the control unit 30 acquires the difference ΔV between the terminal voltages of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and performs feedback control based on the ΔV to control the resistance value of the switch 22 to a desired value. .. More specifically, the resistance value of the switch 22 is controlled by controlling the gate voltage of the switch 22. As a result, the resistance value of the switch 22 in the on state becomes large, and the current between the storage batteries is reduced accordingly. By this control, the current between the storage batteries is feedback-controlled to a desired value.

スイッチ22の抵抗値制御においては、例えば図6に示すゲート電圧Vgとドレインソース間抵抗との関係を用い、ゲート電圧Vgの制御によりドレインソース間抵抗を調整することで、スイッチ22の抵抗値、ひいてはリチウムイオン蓄電池12,13間の経路抵抗値を変更する。図6では、通常オン状態の抵抗値Rminを基準に、ゲート電圧Vgを低下させることでドレインソース間抵抗が増加する関係が定められており、スイッチ抵抗値(ドレインソース間抵抗)がRminよりも大きくする側に可変設定される。 In the resistance value control of the switch 22, for example, the relationship between the gate voltage Vg and the drain-source resistance shown in FIG. 6 is used, and the resistance value of the switch 22 is adjusted by adjusting the drain-source resistance by controlling the gate voltage Vg. As a result, the path resistance value between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is changed. In FIG. 6, a relationship is defined in which the resistance between drain sources increases by lowering the gate voltage Vg based on the resistance value Rmin in the normally on state, and the switch resistance value (resistance between drain sources) is higher than that of Rmin. It is variably set on the side to increase.

なお、蓄電状態パラメータとして、各リチウムイオン蓄電池12,13のSOCや充放電電流を用いて、過電流が流れる状況か否かを判定するとともに、過電流が流れる状況下において、各リチウムイオン蓄電池12,13のSOCや充放電電流に基づいてスイッチ22の抵抗値を制御することも可能である。 The SOC and charge / discharge current of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 are used as the storage state parameters to determine whether or not an overcurrent is flowing, and each lithium ion storage battery 12 is in a situation where an overcurrent is flowing. It is also possible to control the resistance value of the switch 22 based on the SOC of 13 and 13 and the charge / discharge current.

また、本実施形態では、蓄電状態パラメータに加えて、スイッチ状態パラメータを用いて電流抑制の制御を実施することとしている。この場合、制御部30は、並列状態ではスイッチ22を調整対象とし、スイッチ状態パラメータとしてスイッチ22の温度を取得する。そして、蓄電池間の電流を低減させるべく、スイッチ温度に基づいてスイッチ22の抵抗値を大きくする側に調整する。このとき、制御部30は、スイッチ22の温度をフィードバック制御することで、スイッチ22の抵抗値を所望の値に制御する。これにより、スイッチ22についてオン状態での抵抗値が大きくなり、それに伴い蓄電池間の電流が低減される。 Further, in the present embodiment, the current suppression is controlled by using the switch state parameter in addition to the power storage state parameter. In this case, the control unit 30 targets the switch 22 as an adjustment target in the parallel state, and acquires the temperature of the switch 22 as a switch state parameter. Then, in order to reduce the current between the storage batteries, the resistance value of the switch 22 is adjusted to be increased based on the switch temperature. At this time, the control unit 30 controls the resistance value of the switch 22 to a desired value by feedback-controlling the temperature of the switch 22. As a result, the resistance value of the switch 22 in the on state becomes large, and the current between the storage batteries is reduced accordingly.

また、直列状態では、電池ユニットUにおいて図3(b)に示す通電経路が形成されており、両リチウムイオン蓄電池12,13よりなる電源電圧が大きいと、これら蓄電池12,13と電気負荷15又は回転電機16との間の通電経路で過電流が流れることが懸念される。実際には、電気負荷15や回転電機16に設けられた平滑コンデンサを通じて過電流が流れることが懸念される。そこで、制御部30は、過電流の抑制を図るべく、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータに基づいて、直列状態の通電経路で各蓄電池12,13の間の中間位置に存在しているスイッチ25の抵抗値を大きくする側に調整する。このとき、制御部30は、各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧の和により直列電源電圧(合成電圧Vhi)を取得し、そのVhiに基づいてフィードバック制御を実施することで、スイッチ25の抵抗値を所望の値に制御する。より具体的には、スイッチ25のゲート電圧制御を実施することにより、スイッチ25の抵抗値を制御する。これにより、スイッチ25についてオン状態での抵抗値が大きくなり、それに伴い蓄電池間の電流が低減される。本制御により、蓄電池間の電流が所望の値にフィードバック制御される。 Further, in the series state, the energization path shown in FIG. 3B is formed in the battery unit U, and when the power supply voltage consisting of both lithium ion storage batteries 12 and 13 is large, these storage batteries 12 and 13 and the electric load 15 or There is a concern that an overcurrent may flow in the energization path between the rotary electric machine 16 and the electric motor 16. In reality, there is a concern that an overcurrent may flow through the electric load 15 and the smoothing capacitor provided in the rotary electric machine 16. Therefore, the control unit 30 exists at an intermediate position between the storage batteries 12 and 13 in the energization path in the series state based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 in order to suppress the overcurrent. Adjust to the side where the resistance value of the switch 25 is increased. At this time, the control unit 30 acquires the series power supply voltage (combined voltage Vhi) from the sum of the terminal voltages of the lithium ion storage batteries 12 and 13, and performs feedback control based on the Vhi to perform the resistance of the switch 25. Control the value to the desired value. More specifically, the resistance value of the switch 25 is controlled by controlling the gate voltage of the switch 25. As a result, the resistance value of the switch 25 in the on state becomes large, and the current between the storage batteries is reduced accordingly. By this control, the current between the storage batteries is feedback-controlled to a desired value.

直列状態でのスイッチ25の抵抗値制御では、並列状態時と同様に、例えば図6の関係を用い、ゲート電圧Vgの制御によりドレインソース間抵抗を調整することで、スイッチ25の抵抗値、ひいては蓄電池12,13と電気負荷15又は回転電機16との間の通電経路の経路抵抗値を変更する。 In the resistance value control of the switch 25 in the series state, the resistance value of the switch 25, and by extension, by adjusting the resistance between the drain sources by controlling the gate voltage Vg, for example, using the relationship shown in FIG. 6 as in the parallel state. The path resistance value of the energization path between the storage batteries 12 and 13 and the electric load 15 or the rotary electric machine 16 is changed.

また、制御部30は、直列状態ではスイッチ25を調整対象とし、スイッチ状態パラメータとしてスイッチ25の温度を取得する。そして、蓄電池間の電流を低減させるべく、スイッチ温度に基づいてスイッチ25の抵抗値を大きくする側に調整する。このとき、制御部30は、スイッチ25の温度をフィードバック制御することで、スイッチ25の抵抗値を所望の値に制御する。これにより、スイッチ25についてオン状態での抵抗値が大きくなり、それに伴い蓄電池間の電流が低減される。 Further, the control unit 30 targets the switch 25 as an adjustment target in the series state, and acquires the temperature of the switch 25 as a switch state parameter. Then, in order to reduce the current between the storage batteries, the resistance value of the switch 25 is adjusted to be increased based on the switch temperature. At this time, the control unit 30 controls the resistance value of the switch 25 to a desired value by feedback-controlling the temperature of the switch 25. As a result, the resistance value of the switch 25 in the on state becomes large, and the current between the storage batteries is reduced accordingly.

また、各リチウムイオン蓄電池12,13の直並列状態が必要に応じて切り替えられる構成では、直並列の切り替え直後において、接続状態の変化に伴い各蓄電池間の電気経路を通じて過電流が流れることが懸念されるが、特にその切り替え直後はフィードバック制御の遅れに起因して一時的に過電流を抑制できないことが懸念される。 Further, in the configuration in which the series-parallel states of the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched as needed, there is a concern that an overcurrent may flow through the electric path between the storage batteries immediately after the series-parallel switching. However, there is a concern that the overcurrent cannot be temporarily suppressed due to the delay in the feedback control, especially immediately after the switching.

そこで本実施形態では、直並列の切り替え要求が生じた場合に、その要求時から、少なくとも切り替えが完了するまでの所定期間においてフィードフォワード制御を実施することとし、それにより直並列の切り替え直後における過電流の発生を抑制することとしている。このフィードフォワード制御では、直列状態及び並列状態のうち切り替え後の状態を考慮して、当該切り替え後の状態でのパラメータを用いて抵抗値制御を実施する。 Therefore, in the present embodiment, when a series-parallel switching request occurs, feedforward control is performed from the time of the request to at least a predetermined period until the switching is completed, whereby the excess immediately after the series-parallel switching is performed. It is supposed to suppress the generation of electric current. In this feedforward control, the resistance value control is performed by considering the state after switching between the series state and the parallel state and using the parameters in the state after switching.

直列状態から並列状態への切り替え時には、制御部30は、切り替え要求時からの所定期間において、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータと、並列状態での通電経路上に存在する調整対象のスイッチ22の状態パラメータとを取得し、それら各パラメータに基づいてフィードフォワード制御を実施する。 When switching from the series state to the parallel state, the control unit 30 sets the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the adjustment target existing on the energization path in the parallel state in a predetermined period from the time of the switching request. The state parameters of the switch 22 are acquired, and feedforward control is performed based on each of these parameters.

また、並列状態から直列状態への切り替え時には、制御部30は、切り替え要求時からの所定期間において、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータと、直列状態での通電経路上に存在する調整対象のスイッチ25の状態パラメータとを取得し、それら各パラメータに基づいてフィードフォワード制御を実施する。 Further, when switching from the parallel state to the series state, the control unit 30 adjusts the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the adjustments existing on the energization path in the series state for a predetermined period from the time of the switching request. The state parameters of the target switch 25 are acquired, and feedforward control is performed based on each of these parameters.

図7は、各リチウムイオン蓄電池12,13の接続状態と充放電電流とを制御する処理手順を示すフローチャートであり、本処理は制御部30により所定周期で繰り返し実施される。なお、本処理は、各リチウムイオン蓄電池12,13の放電時及び充電時のいずれにおいても実施される。ただし、放電時及び充電時のいずれかのみで実施されるものであってもよい。 FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for controlling the connection state and charge / discharge current of the lithium ion storage batteries 12 and 13, and this processing is repeatedly executed by the control unit 30 at a predetermined cycle. This process is performed both when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are discharged and when they are charged. However, it may be carried out only at the time of discharging or charging.

図7において、ステップS11では、蓄電状態パラメータを取得し、ステップS12では、スイッチ状態パラメータを取得する。本実施形態では、蓄電状態パラメータとして、リチウムイオン蓄電池12,13ごとに検出された充放電電流、端子電圧、SOCの少なくともいずれかを取得する。また、スイッチ状態パラメータとして、リチウムイオン蓄電池12,13の間に設けられたスイッチ22,25の温度を取得する。 In FIG. 7, in step S11, the storage state parameter is acquired, and in step S12, the switch state parameter is acquired. In the present embodiment, at least one of the charge / discharge current, the terminal voltage, and the SOC detected for each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is acquired as the storage state parameter. Further, as a switch state parameter, the temperature of the switches 22 and 25 provided between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is acquired.

その後、ステップS13では、リチウムイオン蓄電池12,13を並列・直列のいずれの状態にするかを指示するための状態フラグが1であるか否かを判定する。状態フラグ=1は並列状態にすることを示し、状態フラグ=0は直列状態にすることを示す。そして、状態フラグ=1であればステップS14に進み、状態フラグ=0であればステップS19に進む。なお、状態フラグ=1である場合には、直列状態から並列状態への切り替え要求時と、その切り替え後の期間とが含まれ、状態フラグ=0である場合には、並列状態から直列状態への切り替え要求時と、その切り替え後の期間とが含まれる。 After that, in step S13, it is determined whether or not the state flag for instructing whether the lithium ion storage batteries 12 and 13 are in parallel or in series is 1. The state flag = 1 indicates that the parallel state is to be set, and the state flag = 0 indicates that the series state is to be set. Then, if the state flag = 1, the process proceeds to step S14, and if the state flag = 0, the process proceeds to step S19. When the state flag = 1, the time when the switching from the series state to the parallel state is requested and the period after the switching are included, and when the state flag = 0, the parallel state is changed to the series state. The time when the switching is requested and the period after the switching are included.

ステップS14では、リチウムイオン蓄電池12,13について直列状態から並列状態への切り替え要求時であるか否か、すなわち状態フラグの「0⇒1」の切り替え時であるか否かを判定する。例えば、電気負荷15や回転電機16の24V駆動が終了される場合に、直列状態から並列状態への切り替え要求が発生する。 In step S14, it is determined whether or not the lithium ion storage batteries 12 and 13 are requested to be switched from the series state to the parallel state, that is, whether or not the state flag “0⇒1” is switched. For example, when the 24V drive of the electric load 15 or the rotary electric machine 16 is terminated, a request for switching from the series state to the parallel state is generated.

そして、切り替え要求時であれば、ステップS15に進み、リチウムイオン蓄電池12,13について直列状態から並列状態への切り替えの実施を指令する。具体的には、電池ユニットUの各スイッチ21〜25のうち、スイッチ22,24を「OFF→ON」に、スイッチ25を「ON→OFF」にそれぞれ切り替える。なお、スイッチ22,24のON切り替えよりも先に、スイッチ25のOFF切り替えを実施するとよい。また、スイッチ22,24のON切り替えは、いずれか一方を先に他方を後に実施してもよい。これら各スイッチ22,24,25のオンオフの切り替えにより、リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態に移行する。 Then, when the switching is requested, the process proceeds to step S15, and the lithium ion storage batteries 12 and 13 are instructed to switch from the series state to the parallel state. Specifically, among the switches 21 to 25 of the battery unit U, the switches 22 and 24 are switched from "OFF to ON", and the switch 25 is switched from "ON to OFF". It is advisable to switch OFF of switches 25 before switching ON of switches 22 and 24. Further, the ON switching of the switches 22 and 24 may be performed with either one first and the other later. By switching the switches 22, 24, and 25 on and off, the lithium ion storage batteries 12 and 13 shift to the parallel state.

ステップS15において並列状態への切り替えが行われた場合、又はステップS14において否定判定がなされた場合にはステップS16に進む。ステップS16では、直列状態から並列状態への切り替え要求から所定時間が経過した後であるか否かを判定する。この所定時間は、直列から並列への状態切り替えに要する所要時間と、フィードバック制御遅れ時間とを加味した時間であり、例えば数〜数10msec程度の時間である。ステップS16がYESであればステップS17に進み、ステップS16がNOであればステップS18に進む。なお、車両起動後において初期状態として並列状態になっている場合にはステップS16が肯定される。 If the switch to the parallel state is performed in step S15, or if a negative determination is made in step S14, the process proceeds to step S16. In step S16, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the request for switching from the series state to the parallel state. This predetermined time is a time that takes into account the time required for switching the state from series to parallel and the feedback control delay time, and is, for example, about several to several tens of msec. If step S16 is YES, the process proceeds to step S17, and if step S16 is NO, the process proceeds to step S18. If the vehicle is in a parallel state as an initial state after the vehicle is started, step S16 is affirmed.

ステップS17では、フィードバック制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の通電経路におけるスイッチ抵抗値の調整処理を実施する。このとき、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータと、並列状態での通電経路上に存在する調整対象のスイッチ22の状態パラメータとに基づいて、フィードバック制御を実施する。これにより、リチウムイオン蓄電池12,13間を流れる電流が所望の値に制御される。なお、制御部30は、デジタルアナログ制御又はPWM制御によりスイッチ抵抗値を調整する(後述のステップS18,S22,S23も同様)。 In step S17, the switch resistance value in the energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by feedback control. At this time, feedback control is performed based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the state parameters of the switch 22 to be adjusted existing on the energization path in the parallel state. As a result, the current flowing between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is controlled to a desired value. The control unit 30 adjusts the switch resistance value by digital analog control or PWM control (the same applies to steps S18, S22, and S23 described later).

具体的には、制御部30は、蓄電状態パラメータとしての各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧を用いて、その端子電圧の差ΔVを算出する。そして、図8の関係を用い、端子電圧の差ΔVに基づいてスイッチ22の調整抵抗値を決定する。図8では、端子電圧の差ΔVが大きいほど、スイッチ22の調整抵抗値が大きい値となる関係が定められている。調整抵抗値は、スイッチ22のフルオン状態での抵抗値(最小値Rmin)に対して大きい値が設定される(後述の図9,図10も同様)。 Specifically, the control unit 30 uses the terminal voltages of the lithium ion storage batteries 12 and 13 as the storage state parameters to calculate the difference ΔV between the terminal voltages. Then, using the relationship shown in FIG. 8, the adjustment resistance value of the switch 22 is determined based on the difference ΔV of the terminal voltage. In FIG. 8, the relationship is defined in which the larger the difference ΔV between the terminal voltages, the larger the adjustment resistance value of the switch 22. The adjustment resistance value is set to a larger value than the resistance value (minimum value Rmin) in the fully on state of the switch 22 (the same applies to FIGS. 9 and 10 described later).

又は、制御部30は、図9の関係を用い、スイッチ状態パラメータとしてのスイッチ22の温度に基づいてスイッチ22の調整抵抗値を決定する。図9では、スイッチ温度が大きいほど、スイッチ22の調整抵抗値が大きい値となる関係が定められている。 Alternatively, the control unit 30 determines the adjustment resistance value of the switch 22 based on the temperature of the switch 22 as the switch state parameter using the relationship shown in FIG. In FIG. 9, the relationship is defined in which the higher the switch temperature, the larger the adjustment resistance value of the switch 22.

上記のとおり、蓄電状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出されるとともに、スイッチ状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出される場合、それらの各々で算出されるスイッチ22の抵抗値のうち大きい方を、今回採用するスイッチ22の調整抵抗値として決定するとよい。例えば、図8の関係を用いて算出される抵抗値がR1、図9の関係を用いて算出される抵抗値がR2であり、R1>R2であれば、抵抗値R1を、今回採用するスイッチ22の調整抵抗値として決定する。これ以外に、蓄電状態パラメータに基づき算出されたスイッチ抵抗値と、スイッチ状態パラメータに基づき算出されたスイッチ抵抗値とのうち小さい方を、今回採用するスイッチ22の調整抵抗値として決定する構成や、各スイッチ抵抗値の平均値を今回採用するスイッチ22の調整抵抗値として決定する構成であってもよい。 As described above, when the switch resistance value is calculated based on the electricity storage state parameter and the switch resistance value is calculated based on the switch state parameter, the larger of the resistance values of the switch 22 calculated by each of them is larger. May be determined as the adjustment resistance value of the switch 22 adopted this time. For example, if the resistance value calculated using the relationship shown in FIG. 8 is R1, the resistance value calculated using the relationship shown in FIG. 9 is R2, and R1> R2, then the resistance value R1 is used as the switch to be adopted this time. It is determined as the adjustment resistance value of 22. In addition to this, a configuration in which the smaller of the switch resistance value calculated based on the power storage state parameter and the switch resistance value calculated based on the switch state parameter is determined as the adjustment resistance value of the switch 22 adopted this time, and The configuration may be such that the average value of each switch resistance value is determined as the adjustment resistance value of the switch 22 adopted this time.

なお、図10の関係を用いて、スイッチ22の調整抵抗値を決定するようにしてもよい。図10では、各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧の差ΔVと、スイッチ22の温度と、スイッチ22の調整抵抗値との関係が定められている。この場合、上記の各パラメータに基づいて、スイッチ22の調整抵抗値が設定される。 The adjustment resistance value of the switch 22 may be determined by using the relationship shown in FIG. In FIG. 10, the relationship between the difference ΔV between the terminal voltages of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the temperature of the switch 22 and the adjustment resistance value of the switch 22 is defined. In this case, the adjustment resistance value of the switch 22 is set based on each of the above parameters.

また、ステップS18では、フィードフォワード制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の並列通電経路におけるスイッチ抵抗値の調整処理を実施する。このとき、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータと、並列状態での通電経路上に存在する調整対象のスイッチ22の状態パラメータとに基づいて、フィードフォワード制御を実施する。 Further, in step S18, the switch resistance value in the parallel energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by feedforward control. At this time, feedforward control is performed based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the state parameters of the switch 22 to be adjusted existing on the energization path in the parallel state.

ここで、直列状態から並列状態への切り替え要求が生じた後で、かつ並列状態への切り替えが完了する以前にはステップS18が実施されるが、この時点では、並列状態への切り替えが未完了であるために並列状態下での蓄電状態パラメータを取得することはできない。そのため、制御部30は、直列状態において、蓄電状態パラメータとしての各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧を取得するとともに、それら各端子電圧に基づいて、各蓄電池12,13の端子電圧の差ΔVを算出する。そして、端子電圧の差ΔVに基づいてスイッチ22の調整抵抗値を決定する。このとき、図8の関係を用いて、スイッチ22の調整抵抗値が設定されるとよい。なお、ステップS18では、直列状態下での蓄電状態パラメータが、並列状態での蓄電状態パラメータとして取得されるようになっている。 Here, step S18 is executed after the request for switching from the series state to the parallel state is generated and before the switching to the parallel state is completed, but at this point, the switching to the parallel state is not completed. Therefore, it is not possible to acquire the storage state parameter in the parallel state. Therefore, the control unit 30 acquires the terminal voltage of each lithium ion storage battery 12 and 13 as a storage state parameter in the series state, and the difference ΔV between the terminal voltage of each storage battery 12 and 13 based on the terminal voltage. Is calculated. Then, the adjustment resistance value of the switch 22 is determined based on the difference ΔV of the terminal voltage. At this time, it is preferable that the adjustment resistance value of the switch 22 is set by using the relationship shown in FIG. In step S18, the electricity storage state parameter in the series state is acquired as the electricity storage state parameter in the parallel state.

又は、制御部30は、スイッチ状態パラメータとして並列通電経路上のスイッチ22の温度を取得し、そのスイッチ温度に基づいてスイッチ22の調整抵抗値を決定する。このとき、図9の関係を用いて、スイッチ22の調整抵抗値が設定されるとよい。 Alternatively, the control unit 30 acquires the temperature of the switch 22 on the parallel energization path as a switch state parameter, and determines the adjustment resistance value of the switch 22 based on the switch temperature. At this time, it is preferable that the adjustment resistance value of the switch 22 is set by using the relationship shown in FIG.

上記のとおり、蓄電状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出されるとともに、スイッチ状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出される場合、例えばステップS17と同様に、それらの各々で算出されるスイッチ22の抵抗値のうち大きい方を、今回採用するスイッチ22の抵抗値として決定するとよい。又は、ステップS17と同様に、図10の関係を用いて、スイッチ22の抵抗値を決定するようにしてもよい。 As described above, when the switch resistance value is calculated based on the electricity storage state parameter and the switch resistance value is calculated based on the switch state parameter, for example, as in step S17, the switch 22 calculated by each of them is performed. The larger of the resistance values of the above may be determined as the resistance value of the switch 22 to be adopted this time. Alternatively, as in step S17, the resistance value of the switch 22 may be determined using the relationship shown in FIG.

また、ステップS13で状態フラグ=0であると判定された場合、すなわち直列状態であると判定された場合、ステップS19では、リチウムイオン蓄電池12,13について並列状態から直列状態への切り替え要求時であるか否か、すなわち状態フラグの「1⇒0」の切り替え時であるか否かを判定する。例えば、電気負荷15や回転電機16の24V駆動が開始される場合に、並列状態から直列状態への切り替え要求が発生する。 Further, when it is determined in step S13 that the state flag = 0, that is, when it is determined that the lithium ion storage batteries are in series state, in step S19, when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are requested to switch from the parallel state to the series state. It is determined whether or not there is, that is, whether or not it is time to switch the state flag "1⇒0". For example, when the 24V drive of the electric load 15 or the rotary electric machine 16 is started, a request for switching from the parallel state to the series state is generated.

そして、切り替え要求時であれば、ステップS20に進み、リチウムイオン蓄電池12,13について並列状態から直列状態への切り替えの実施を指令する。具体的には、電池ユニットUの各スイッチ21〜25のうち、スイッチ22,24を「ON→OFF」に、スイッチ25を「OFF→ON」にそれぞれ切り替える。なおこのとき、スイッチ22,24のOFF切り替えを先に、スイッチ25のON切り替えを後に実施するとよい。また、スイッチ22,24のOFF切り替えは、いずれか一方を先に他方を後に実施してもよい。これら各スイッチ22,24,25のオンオフの切り替えにより、リチウムイオン蓄電池12,13が直列状態に移行する。 Then, when the switching is requested, the process proceeds to step S20, and the lithium ion storage batteries 12 and 13 are instructed to switch from the parallel state to the series state. Specifically, among the switches 21 to 25 of the battery unit U, the switches 22 and 24 are switched from "ON to OFF", and the switch 25 is switched from "OFF to ON", respectively. At this time, the OFF switching of the switches 22 and 24 may be performed first, and the ON switching of the switch 25 may be performed later. Further, the OFF switching of the switches 22 and 24 may be performed with either one first and the other later. By switching the switches 22, 24, and 25 on and off, the lithium ion storage batteries 12 and 13 shift to the series state.

ステップS20において並列状態への切り替えが行われた場合、又はステップS19において否定判定がなされた場合にはステップS21に進む。ステップS21では、並列状態から直列状態への切り替え要求から所定時間が経過した後であるか否かを判定する。この所定時間は、並列から直列への状態切り替えに要する所要時間と、フィードバック制御遅れ時間とを加味した時間であり、例えば数〜数10msec程度の時間である。ステップS21がYESであればステップS22に進み、ステップS21がNOであればステップS23に進む。 If the switch to the parallel state is performed in step S20, or if a negative determination is made in step S19, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the request for switching from the parallel state to the series state. This predetermined time is a time that takes into account the time required for switching the state from parallel to series and the feedback control delay time, and is, for example, about several to several tens of msec. If step S21 is YES, the process proceeds to step S22, and if step S21 is NO, the process proceeds to step S23.

ステップS22では、フィードバック制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の通電経路におけるスイッチ抵抗値の調整処理を実施する。このとき、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータと、直列状態での通電経路上に存在する調整対象のスイッチ25の状態パラメータとに基づいて、フィードバック制御を実施する。これにより、リチウムイオン蓄電池12,13間を流れる電流が所望の値に制御される。 In step S22, the switch resistance value in the energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by feedback control. At this time, feedback control is performed based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the state parameters of the switch 25 to be adjusted existing on the energization path in the series state. As a result, the current flowing between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is controlled to a desired value.

具体的には、制御部30は、蓄電状態パラメータとしての各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧を用いて、直列状態にあるリチウムイオン蓄電池12,13の合成電圧Vhi(すなわち、出力端子P2の電圧値)を算出する。そして、図8の関係(ただし横軸はVhi)を用い、電圧Vhiに基づいてスイッチ25の調整抵抗値を決定する。図8では、電圧Vhiが大きいほど、スイッチ25の調整抵抗値が大きい値となる関係が定められている。又は、制御部30は、図9の関係を用い、スイッチ状態パラメータとしてのスイッチ25の温度に基づいてスイッチ25の調整抵抗値を決定する。 Specifically, the control unit 30 uses the terminal voltage of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 as the storage state parameter, and the combined voltage Vhi of the lithium ion storage batteries 12 and 13 in the series state (that is, the output terminal P2). Voltage value) is calculated. Then, the adjustment resistance value of the switch 25 is determined based on the voltage Vhi using the relationship shown in FIG. 8 (however, the horizontal axis is Vhi). In FIG. 8, the relationship is defined in which the larger the voltage Vhi, the larger the adjustment resistance value of the switch 25. Alternatively, the control unit 30 determines the adjustment resistance value of the switch 25 based on the temperature of the switch 25 as the switch state parameter using the relationship shown in FIG.

上記のとおり、蓄電状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出されるとともに、スイッチ状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出される場合、例えば、それらの各々で算出されるスイッチ25の抵抗値のうち大きい方を、今回採用するスイッチ25の調整抵抗値として決定するとよい。 As described above, when the switch resistance value is calculated based on the electricity storage state parameter and the switch resistance value is calculated based on the switch state parameter, for example, among the resistance values of the switch 25 calculated by each of them. The larger one may be determined as the adjustment resistance value of the switch 25 adopted this time.

なお、図10の関係(ただし横軸はVhi)を用いて、スイッチ25の調整抵抗値を決定するようにしてもよい。図10では、各リチウムイオン蓄電池12,13の合成電圧Vhiと、スイッチ25の温度と、スイッチ25の調整抵抗値との関係が定められている。この場合、上記の各パラメータに基づいて、スイッチ25の調整抵抗値が設定される。 The adjustment resistance value of the switch 25 may be determined by using the relationship shown in FIG. 10 (however, the horizontal axis is Vhi). In FIG. 10, the relationship between the combined voltage Vhi of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13, the temperature of the switch 25, and the adjustment resistance value of the switch 25 is defined. In this case, the adjustment resistance value of the switch 25 is set based on each of the above parameters.

また、ステップS23では、フィードフォワード制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の直列通電経路におけるスイッチ抵抗値の調整処理を実施する。このとき、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータと、直列状態での通電経路上に存在する調整対象のスイッチ25の状態パラメータとに基づいて、フィードフォワード制御を実施する。 Further, in step S23, the switch resistance value in the series energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by feedforward control. At this time, feedforward control is performed based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the state parameters of the switch 25 to be adjusted existing on the energization path in the series state.

ここで、並列状態から直列状態への切り替え要求が生じた後で、かつ直列状態への切り替えが完了する以前にはステップS23が実施されるが、この時点では、直列状態への切り替えが未完了であるために直列状態下での蓄電状態パラメータを取得することはできない。そのため、制御部30は、並列状態において、蓄電状態パラメータとしての各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧を取得するとともに、それら各端子電圧に基づいて、各蓄電池12,13の合成電圧Vhiを算出する。そして、合成電圧Vhiに基づいてスイッチ25の調整抵抗値を決定する。このとき、図8の関係(ただし横軸はVhi)を用いて、スイッチ25の調整抵抗値が設定されるとよい。なお、ステップS23では、並列状態下での蓄電状態パラメータが、直列状態での蓄電状態パラメータとして取得されるようになっている。 Here, step S23 is executed after the request for switching from the parallel state to the series state is generated and before the switching to the series state is completed, but at this point, the switching to the series state is not completed. Therefore, it is not possible to acquire the storage state parameter in the series state. Therefore, the control unit 30 acquires the terminal voltage of each lithium ion storage battery 12 and 13 as a storage state parameter in the parallel state, and calculates the combined voltage Vhi of each storage battery 12 and 13 based on the terminal voltage. To do. Then, the adjustment resistance value of the switch 25 is determined based on the combined voltage Vhi. At this time, it is preferable that the adjustment resistance value of the switch 25 is set by using the relationship shown in FIG. 8 (however, the horizontal axis is Vhi). In step S23, the electricity storage state parameter in the parallel state is acquired as the electricity storage state parameter in the series state.

又は、制御部30は、スイッチ状態パラメータとして直列通電経路上のスイッチ25の温度を取得し、そのスイッチ温度に基づいてスイッチ25の調整抵抗値を決定する。このとき、図9の関係を用いて、スイッチ25の調整抵抗値が設定されるとよい。 Alternatively, the control unit 30 acquires the temperature of the switch 25 on the series energization path as a switch state parameter, and determines the adjustment resistance value of the switch 25 based on the switch temperature. At this time, it is preferable that the adjustment resistance value of the switch 25 is set by using the relationship shown in FIG.

上記のとおり、蓄電状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出されるとともに、スイッチ状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値が算出される場合、例えばステップS22と同様に、それらの各々で算出されるスイッチ25の抵抗値のうち大きい方を、今回採用するスイッチ25の抵抗値として決定するとよい。又は、ステップS22と同様に、図10の関係(ただし横軸はVhi)を用いて、スイッチ25の抵抗値を決定するようにしてもよい。 As described above, when the switch resistance value is calculated based on the electricity storage state parameter and the switch resistance value is calculated based on the switch state parameter, for example, as in step S22, the switch 25 calculated by each of them is performed. The larger of the resistance values of the above may be determined as the resistance value of the switch 25 to be adopted this time. Alternatively, similarly to step S22, the resistance value of the switch 25 may be determined using the relationship shown in FIG. 10 (however, the horizontal axis is Vhi).

図11は、リチウムイオン蓄電池12,13の直並列切り替えに伴う抵抗値制御をより具体的に説明するためのタイムチャートである。 FIG. 11 is a time chart for more specifically explaining the resistance value control associated with the series-parallel switching of the lithium ion storage batteries 12 and 13.

図11では、タイミングt1で直列状態から並列状態への切り替え要求が生じると、t1〜t3の期間では、スイッチ21〜25の切り替え操作により直列状態から並列状態への切り替えが行われる。具体的には、タイミングt2では、電池ユニットUの各スイッチ21〜25のうち先にスイッチ25が「ON→OFF」に切り替えられ、その後のタイミングt3ではスイッチ22,24が「OFF→ON」に切り替えられる。タイミングt3で並列状態への切り替えが完了する。このとき、スイッチ25が先にOFFに切り替えられることにより、各リチウムイオン蓄電池12,13における地絡が抑制されるようになっている。 In FIG. 11, when a request for switching from the series state to the parallel state occurs at the timing t1, switching from the series state to the parallel state is performed by the switching operation of the switches 21 to 25 during the period of t1 to t3. Specifically, at the timing t2, the switch 25 is first switched to “ON → OFF” among the switches 21 to 25 of the battery unit U, and at the subsequent timing t3, the switches 22 and 24 are switched to “OFF → ON”. Can be switched. Switching to the parallel state is completed at timing t3. At this time, by switching the switch 25 to OFF first, the ground fault in each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is suppressed.

また、タイミングt1〜t4では、フィードフォワード制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の通電経路におけるスイッチ抵抗値が調整される。このとき、次に並列状態に移行するのを見越して、並列状態での電池間経路に存在するスイッチ22を調整対象にし、並列状態下においてスイッチ22を介して過大な電流が流れないようにスイッチ抵抗値が調整される。つまり、並列切り替え完了時点であるタイミングt3を含む所定期間「t1〜t4」では、並列状態での各パラメータとして取得された直列状態下でのパラメータを用い、フィードフォワード制御によりスイッチ抵抗値が調整される。 Further, at timings t1 to t4, the switch resistance value in the energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by feedforward control. At this time, in anticipation of the next transition to the parallel state, the switch 22 existing in the inter-battery path in the parallel state is set as the adjustment target, and the switch is switched so that an excessive current does not flow through the switch 22 in the parallel state. The resistance value is adjusted. That is, in the predetermined period "t1 to t4" including the timing t3 when the parallel switching is completed, the switch resistance value is adjusted by feedforward control using the parameters in the series state acquired as each parameter in the parallel state. To.

その後、タイミングt4以降においては、フィードバック制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の通電経路におけるスイッチ抵抗値が調整される。このとき、直前のフィードフォワード制御と同様に、スイッチ22を調整対象にし、そのスイッチ22を介して過大な電流が流れないようにスイッチ抵抗値が調整される。 After that, after the timing t4, the switch resistance value in the energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by the feedback control. At this time, similarly to the feedforward control immediately before, the switch 22 is set as the adjustment target, and the switch resistance value is adjusted so that an excessive current does not flow through the switch 22.

また、タイミングt5で並列状態から直列状態への切り替え要求が生じると、t5〜t7の期間では、スイッチ21〜25の切り替え操作により並列状態から直列状態への切り替えが行われる。具体的には、タイミングt6では、電池ユニットUの各スイッチ21〜25のうち先にスイッチ22,24が「ON→OFF」に切り替えられ、その後のタイミングt7ではスイッチ25が「OFF→ON」に切り替えられる。タイミングt7で直列状態への切り替えが完了する。このとき、スイッチ25が後にONに切り替えられることにより、各リチウムイオン蓄電池12,13における地絡が抑制されるようになっている。 Further, when a request for switching from the parallel state to the series state occurs at the timing t5, the switching from the parallel state to the series state is performed by the switching operation of the switches 21 to 25 during the period of t5 to t7. Specifically, at the timing t6, the switches 22 and 24 of the switches 21 to 25 of the battery unit U are switched to “ON → OFF” first, and at the subsequent timing t7, the switch 25 is switched to “OFF → ON”. Can be switched. Switching to the series state is completed at timing t7. At this time, by switching the switch 25 to ON later, the ground fault in each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is suppressed.

また、タイミングt5〜t8では、フィードフォワード制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の通電経路におけるスイッチ抵抗値が調整される。このとき、次に直列状態に移行するのを見越して、直列状態での電池間経路に存在するスイッチ25を調整対象にし、直列状態下においてスイッチ25を介して過大な電流が流れないようにスイッチ抵抗値が調整される。つまり、直列切り替え完了時点であるタイミングt7を含む所定期間「t5〜t8」では、直列状態での各パラメータとして取得された並列状態下でのパラメータを用い、フィードフォワード制御によりスイッチ抵抗値が調整される。 Further, at timings t5 to t8, the switch resistance value in the energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by feedforward control. At this time, in anticipation of the next transition to the series state, the switch 25 existing in the inter-battery path in the series state is set as the adjustment target, and the switch is switched so that an excessive current does not flow through the switch 25 in the series state. The resistance value is adjusted. That is, in the predetermined period "t5 to t8" including the timing t7 when the series switching is completed, the switch resistance value is adjusted by feedforward control using the parameters in the parallel state acquired as each parameter in the series state. To.

図12は、リチウムイオン蓄電池12,13を直列状態から並列状態に切り替える際における通電電流の変化を示すタイムチャートである。図12に示す通電電流値は、並列状態下でリチウムイオン蓄電池12,13間の通電経路に位置するスイッチ22に流れる電流値であり、実線は本実施形態の制御により得られる電流変化を示し、一点鎖線は本実施形態の制御を実施しない場合の電流変化を示す。 FIG. 12 is a time chart showing changes in the energizing current when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched from the series state to the parallel state. The energizing current value shown in FIG. 12 is the current value flowing through the switch 22 located in the energizing path between the lithium ion storage batteries 12 and 13 in the parallel state, and the solid line indicates the current change obtained by the control of the present embodiment. The alternate long and short dash line indicates the current change when the control of this embodiment is not performed.

図12では、タイミングt11で直列状態から並列状態への切り替え要求が生じ、タイミングt12で各スイッチ21〜25の切り替え操作により直列状態から並列状態への切り替えが完了する。そしてこのタイミングt12を含む期間TX(t11〜t13)でフィードフォワード制御が実施される。このとき、既存の従来技術では、タイミングt12の直後には、並列状態のリチウムイオン蓄電池12,13間、すなわちスイッチ22に、一点鎖線で示すように各リチウムイオン蓄電池12,13でのSOC差に起因する過電流の発生が懸念される。これに対し、本実施形態では、フィードフォワード制御でのスイッチ抵抗値の調整により、電流値の低減が図られている。 In FIG. 12, a request for switching from the series state to the parallel state occurs at the timing t11, and the switching operation from the series state to the parallel state is completed by the switching operation of each switch 21 to 25 at the timing t12. Then, feedforward control is performed during the period TX (t11 to t13) including the timing t12. At this time, in the existing conventional technique, immediately after the timing t12, the SOC difference between the lithium ion storage batteries 12 and 13 in the parallel state, that is, the switch 22 is set to the SOC difference between the lithium ion storage batteries 12 and 13 as shown by the alternate long and short dash line. There is concern about the occurrence of overcurrent due to this. On the other hand, in the present embodiment, the current value is reduced by adjusting the switch resistance value by feedforward control.

また、タイミングt13以降においては、フィードバック制御により、各リチウムイオン蓄電池12,13の通電経路におけるスイッチ抵抗値が調整される。ここでは、例えば各リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧の差ΔVに基づいてスイッチ22の調整抵抗値が決定される。このとき、過電流閾値Thを上限として通電電流値が制御される。タイミングt14において、通電電流値が過電流閾値Th未満になると、スイッチ抵抗値が小さい値(Rmin)となる。以上により、不要なロスの発生が抑制される。 Further, after the timing t13, the switch resistance value in the energization path of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted by the feedback control. Here, for example, the adjustment resistance value of the switch 22 is determined based on the difference ΔV between the terminal voltages of the lithium ion storage batteries 12 and 13. At this time, the energizing current value is controlled with the overcurrent threshold Th as the upper limit. At the timing t14, when the energizing current value becomes less than the overcurrent threshold Th, the switch resistance value becomes a small value (Rmin). As a result, the occurrence of unnecessary loss is suppressed.

図示による説明は省略するが、並列状態から直列状態への切り替えに際しては、フィードフォワード制御の実施により、切り替え直後において電気負荷15や回転電機16への突入電流の発生が抑制される。つまり、リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態から直列状態に切り替えられると、回転電機16等への出力電圧(出力端子P2の電圧)が12Vから24Vに切り替えられ、その電圧差分から例えば回転電機16内の平滑コンデンサに対して突入電流が流れることが懸念される。この点、フィードフォワード制御でのスイッチ抵抗値の調整により突入電流の低減が可能となる。 Although the description by illustration is omitted, when switching from the parallel state to the series state, the generation of the inrush current to the electric load 15 and the rotary electric machine 16 is suppressed immediately after the switching by executing the feedforward control. That is, when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched from the parallel state to the series state, the output voltage to the rotary electric machine 16 and the like (voltage of the output terminal P2) is switched from 12V to 24V, and from the voltage difference, for example, the rotary electric machine 16 There is a concern that an inrush current will flow through the smoothing capacitor inside. In this respect, the inrush current can be reduced by adjusting the switch resistance value by feedforward control.

なお、電気負荷15や回転電機16が平滑コンデンサを有していることを加味すると、直列状態から並列状態への切り替え時にも、平滑コンデンサからの放電による突入電流の発生が懸念される。ただしこの点についても、フィードフォワード制御でのスイッチ抵抗値の調整により突入電流の低減が可能となる。 Considering that the electric load 15 and the rotary electric machine 16 have a smoothing capacitor, there is a concern that an inrush current may be generated due to the discharge from the smoothing capacitor even when switching from the series state to the parallel state. However, also in this respect, the inrush current can be reduced by adjusting the switch resistance value by feedforward control.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the present embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.

上記構成では、直並列切り替え用の複数のスイッチの状態を示すスイッチ状態パラメータを取得し、そのスイッチ状態パラメータに基づいて、並列状態又は直列状態で通電経路に存在しているスイッチの抵抗値を調整するようにした。かかる場合、スイッチ抵抗値の調整により、並列状態又は直列状態で通電経路に流れる電流、すなわちリチウムイオン蓄電池12,13どうしで流れる電流等を制御でき、仮に蓄電池12,13間でSOCばらつきが生じていても、直並列切り替え用のスイッチに過電流が流れること等が抑制される。その結果、リチウムイオン蓄電池12,13やスイッチ等の保護を図りつつ、各リチウムイオン蓄電池12,13の適正な使用を実現できる。 In the above configuration, the switch state parameters indicating the states of a plurality of switches for series-parallel switching are acquired, and the resistance values of the switches existing in the energization path in the parallel state or the series state are adjusted based on the switch state parameters. I tried to do it. In such a case, by adjusting the switch resistance value, the current flowing in the energization path in the parallel state or the series state, that is, the current flowing between the lithium ion storage batteries 12 and 13 can be controlled, and the SOC varies between the storage batteries 12 and 13. However, it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the switch for series-parallel switching. As a result, proper use of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 can be realized while protecting the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the switch.

リチウムイオン蓄電池12,13間における過電流の抑制が可能になれば、過電流に対する設計の余裕度を下げることができる。この場合、過電流抑制に関する設計の省略が可能となり、ひいてはコストの削減が可能となる。また、過電流の発生を見越して、各リチウムイオン蓄電池12,13でのSOCばらつきを抑制すべく出力制限をかけることが不要となる。そのため、蓄電池の能力を制限することが不要となり、蓄電池の能力を十分に活かすことができる。 If the overcurrent between the lithium ion storage batteries 12 and 13 can be suppressed, the design margin for the overcurrent can be reduced. In this case, it is possible to omit the design related to overcurrent suppression, and thus it is possible to reduce the cost. Further, in anticipation of the occurrence of overcurrent, it is not necessary to limit the output in order to suppress the SOC variation in each of the lithium ion storage batteries 12 and 13. Therefore, it is not necessary to limit the capacity of the storage battery, and the capacity of the storage battery can be fully utilized.

電池ユニットU内の並列通電経路又は直列通電経路の経路抵抗値を変更する場合に、並列通電経路上のスイッチ22の抵抗値、又は直列通電経路上のスイッチ25の抵抗値を、大きくする側に変更する構成とした。つまり、各スイッチ22,25のフルオン状態の抵抗値(最小抵抗値Rmin)に対して抵抗値を大きくする側に変更する構成とした。この場合、充放電電流が過剰に大きくなることを抑制でき、各スイッチ21〜25の保護を図る上で好適な構成を実現できる。また、スイッチ22,25をMOSFET等の半導体スイッチング素子により構成することを考えると、その半導体スイッチング素子のゲート電圧制御により容易に抵抗値の調整を実現できる。 When changing the path resistance value of the parallel energization path or the series energization path in the battery unit U, the resistance value of the switch 22 on the parallel energization path or the resistance value of the switch 25 on the series energization path is increased. The configuration was changed. That is, the resistance value is changed to the side where the resistance value is increased with respect to the resistance value (minimum resistance value Rmin) of each of the switches 22 and 25 in the fully on state. In this case, it is possible to prevent the charge / discharge current from becoming excessively large, and it is possible to realize a configuration suitable for protecting the switches 21 to 25. Further, considering that the switches 22 and 25 are composed of semiconductor switching elements such as MOSFETs, the resistance value can be easily adjusted by controlling the gate voltage of the semiconductor switching elements.

電池ユニットU内の通電経路では、その通電経路上に存在するスイッチの状態に応じて、電流抑制の必要性が変わると考えられる。各リチウムイオン蓄電池12,13が直列状態から並列状態に切り替えられる場合には、その切り替えに伴い過電流の発生が懸念される。この点、並列状態下において、スイッチ状態パラメータに基づいて、並列通電経路上のスイッチ22を調整対象として抵抗値を調整するようにしたため、過電流の発生を好適に抑制できる。 In the energization path in the battery unit U, it is considered that the necessity of current suppression changes depending on the state of the switch existing on the energization path. When the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched from the series state to the parallel state, there is a concern that an overcurrent may occur due to the switching. In this respect, under the parallel state, the resistance value is adjusted with the switch 22 on the parallel energization path as the adjustment target based on the switch state parameter, so that the occurrence of overcurrent can be suitably suppressed.

リチウムイオン蓄電池12,13が直列状態から並列状態に切り替えられる際には、接続状態の変化に伴い瞬時電流が流れるが、切り替え完了後にスイッチ抵抗値を調整したのでは瞬時電流への対応が遅れることが考えられる。この点、並列状態への切り替え要求後において切り替え完了前及び切り替え完了後に、スイッチ状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値を調整するようにしたため、並列状態への切り替え完了時における瞬時電流の発生を抑制できる。 When the lithium-ion batteries 12 and 13 are switched from the series state to the parallel state, an instantaneous current flows as the connection state changes, but if the switch resistance value is adjusted after the switching is completed, the response to the instantaneous current will be delayed. Can be considered. In this regard, since the switch resistance value is adjusted based on the switch state parameter before the completion of switching and after the completion of switching after the request for switching to the parallel state, it is possible to suppress the generation of instantaneous current when the switching to the parallel state is completed. ..

リチウムイオン蓄電池12,13が直列状態から並列状態に切り替えられる際に、切り替え完了の時点で並列状態でのスイッチ状態パラメータが取得されていないと、瞬時電流への対応が遅れることが考えられる。この点、並列状態への切り替え要求後において並列切り替え完了前に、並列状態でのスイッチ状態パラメータを取得しておき、フィードフォワード制御によりスイッチ抵抗値を調整するようにしたため、並列状態への切り替え時において瞬時電流への対応をいち早く実施できる。 When the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched from the series state to the parallel state, if the switch state parameter in the parallel state is not acquired at the time of the completion of the switching, it is considered that the correspondence to the instantaneous current is delayed. In this regard, after the request to switch to the parallel state and before the completion of the parallel switching, the switch state parameter in the parallel state is acquired and the switch resistance value is adjusted by feedforward control. It is possible to quickly respond to the instantaneous current in.

並列状態下において、並列通電経路上に存在するスイッチ22〜24のうち、リチウムイオン蓄電池12,13間に存在するスイッチ22について抵抗値を調整するようにした。この場合、各リチウムイオン蓄電池12,13の保護を図る上で好適な構成を実現できる。 In the parallel state, among the switches 22 to 24 existing on the parallel energization path, the resistance value of the switch 22 existing between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted. In this case, a configuration suitable for protecting the lithium ion storage batteries 12 and 13 can be realized.

各リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態から直列状態に切り替えられる場合には、その切り替えに伴い過電流の発生が懸念される。この点、直列状態下において、スイッチ状態パラメータに基づいて、直列通電経路上のスイッチ25を調整対象として抵抗値を調整するようにしたため、過電流の発生を好適に抑制できる。 When the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched from the parallel state to the series state, there is a concern that an overcurrent may occur due to the switching. In this respect, in the series state, the resistance value is adjusted with the switch 25 on the series energization path as the adjustment target based on the switch state parameter, so that the occurrence of overcurrent can be suitably suppressed.

リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態から直列状態に切り替えられる際には、接続状態の変化に伴い瞬時電流(負荷突入電流)が流れるが、切り替え完了後にスイッチ抵抗値を調整したのでは瞬時電流への対応が遅れることが考えられる。この点、直列状態への切り替え要求後において切り替え完了前及び切り替え完了後に、スイッチ状態パラメータに基づいてスイッチ抵抗値を調整するようにしたため、直列状態への切り替え完了時における瞬時電流の発生を抑制できる。 When the lithium-ion batteries 12 and 13 are switched from the parallel state to the series state, an instantaneous current (load inrush current) flows as the connection state changes, but if the switch resistance value is adjusted after the switching is completed, the current will change to an instantaneous current. It is possible that the response will be delayed. In this regard, since the switch resistance value is adjusted based on the switch state parameter before the completion of switching and after the completion of switching after the request for switching to the series state, it is possible to suppress the generation of instantaneous current when the switching to the series state is completed. ..

リチウムイオン蓄電池12,13が並列状態から直列状態に切り替えられる際に、切り替え完了の時点で直列状態でのスイッチ状態パラメータが取得されていないと、瞬時電流への対応が遅れることが考えられる。この点、直列状態への切り替え要求後において直列切り替え完了前に、直列状態でのスイッチ状態パラメータを取得しておき、フィードフォワード制御によりスイッチ抵抗値を調整するようにしたため、直列状態への切り替え時において瞬時電流への対応をいち早く実施できる。 When the lithium ion storage batteries 12 and 13 are switched from the parallel state to the series state, if the switch state parameter in the series state is not acquired at the time of the completion of the switching, it is considered that the correspondence to the instantaneous current is delayed. In this regard, after the request to switch to the series state and before the completion of the series switching, the switch state parameter in the series state is acquired and the switch resistance value is adjusted by feedforward control. It is possible to quickly respond to the instantaneous current in.

直列状態下において、直列通電経路上に存在するスイッチ23,25のうち、リチウムイオン蓄電池12,13間に存在するスイッチ25について抵抗値を調整するようにした。この場合、各リチウムイオン蓄電池12,13の保護を図る上で好適な構成を実現できる。 In the series state, among the switches 23 and 25 existing on the series energization path, the resistance value of the switch 25 existing between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is adjusted. In this case, a configuration suitable for protecting the lithium ion storage batteries 12 and 13 can be realized.

スイッチ状態パラメータとして、スイッチ温度を取得し、その取得結果に基づいてスイッチ抵抗値を調整する構成とした。この場合、スイッチ温度を加味してフィードバック制御を実施することで、各スイッチの保護を図る上でより好適な構成を実現できる。 The switch temperature is acquired as a switch state parameter, and the switch resistance value is adjusted based on the acquisition result. In this case, by performing feedback control in consideration of the switch temperature, a more suitable configuration can be realized in order to protect each switch.

スイッチ状態パラメータとして、いずれかのスイッチの通電電流を取得し、その取得結果に基づいてスイッチ抵抗値を調整する構成とした。この場合、実際のスイッチ状態に則してフィードバック制御を実現できる。 As a switch state parameter, the energization current of one of the switches is acquired, and the switch resistance value is adjusted based on the acquisition result. In this case, feedback control can be realized according to the actual switch state.

並列通電経路又は直列通電経路では、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態に応じてそれら各通電経路を流れる電流の大きさが変わる。この点において、各リチウムイオン蓄電池12,13の蓄電状態パラメータに基づいて、スイッチ抵抗値を調整するようにしたため、各通電経路において適正な電流制御を実施することができる。 In the parallel energization path or the series energization path, the magnitude of the current flowing through each of the energization paths changes according to the storage state of the lithium ion storage batteries 12 and 13. In this respect, since the switch resistance value is adjusted based on the storage state parameters of the lithium ion storage batteries 12 and 13, appropriate current control can be performed in each energization path.

蓄電状態パラメータとして、各リチウムイオン蓄電池12,13の充放電電流、端子電圧、SOCの少なくとも1つを取得し、その取得結果に基づいてスイッチ抵抗値を調整する構成とした。この場合、各リチウムイオン蓄電池12,13の実際の蓄電状態に則してフィードバック制御を実現できる。 At least one of the charge / discharge current, terminal voltage, and SOC of each lithium ion storage battery 12 and 13 is acquired as a storage state parameter, and the switch resistance value is adjusted based on the acquisition result. In this case, feedback control can be realized according to the actual storage state of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13.

蓄電状態パラメータとして、各リチウムイオン蓄電池12,13の温度を取得し、その取得結果に基づいてスイッチ抵抗値を調整する構成とした。この場合、電池温度を加味してフィードバック制御を実施することで、各蓄電池12,13の保護を図る上でより好適な構成を実現できる。 As a storage state parameter, the temperature of each lithium ion storage battery 12 and 13 is acquired, and the switch resistance value is adjusted based on the acquisition result. In this case, by performing feedback control in consideration of the battery temperature, a more suitable configuration can be realized in order to protect the storage batteries 12 and 13.

各リチウムイオン蓄電池12,13の放電時及び充電時の少なくともいずれかで、スイッチ抵抗値を調整する構成とした。これにより、二次電池としてのリチウムイオン蓄電池12,13を有する電池ユニットUにおいて好適なる使用を実現できる。 The switch resistance value is adjusted at least when the lithium ion storage batteries 12 and 13 are discharged or charged. Thereby, suitable use can be realized in the battery unit U having the lithium ion storage batteries 12 and 13 as the secondary battery.

スイッチ21〜25を半導体スイッチング素子により構成したため、MOSFETのゲート電圧制御等により、所望の電流制御を簡易に実施できる。 Since the switches 21 to 25 are composed of semiconductor switching elements, desired current control can be easily performed by controlling the gate voltage of the MOSFET or the like.

スイッチ21〜25として半導体スイッチング素子を用いたことにより、接点切替式のスイッチ(いわゆるメカスイッチ)を用いる場合に比べて、動作信頼性の高いシステムを構築できる。また、半導体スイッチング素子では、メカスイッチに比べて抵抗値を小さくすることができるため、通電経路での損失を低減することができる。 By using a semiconductor switching element as the switches 21 to 25, it is possible to construct a system with high operation reliability as compared with the case of using a contact switching type switch (so-called mechanical switch). Further, since the resistance value of the semiconductor switching element can be made smaller than that of the mechanical switch, the loss in the energization path can be reduced.

各スイッチ21〜25として、2つ一組のMOSFETを用い、それら各MOSFETの寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列に接続される構成を採用した。これにより、各スイッチ21〜25をオフする際において通電経路に流れる電流を好適に遮断することができる。 As each switch 21 to 25, a set of two MOSFETs was used, and a configuration was adopted in which the parasitic diodes of each MOSFET were connected in series so as to be opposite to each other. As a result, when the switches 21 to 25 are turned off, the current flowing in the energization path can be suitably cut off.

直並列切り替え用のスイッチ21〜25を抵抗可変部として用い、スイッチ抵抗値を調整することで電流制御を実施する構成とした。この場合、各スイッチ21〜25でオン抵抗が生じることを利用して電流制御を実施することにより、構成の煩雑化を伴うことなく、各リチウムイオン蓄電池12,13やスイッチに流れる電流を所望のとおりに制御することができる。 The switches 21 to 25 for series-parallel switching are used as the resistance variable unit, and the current control is performed by adjusting the switch resistance value. In this case, by performing current control utilizing the fact that on-resistance is generated in each of the switches 21 to 25, the current flowing through the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the switches can be desired without complicating the configuration. It can be controlled as it is.

抵抗値調整対象の各スイッチ21〜25についてデジタルアナログ制御又はPWM制御によりゲート電圧制御を実施する構成とした。これにより、所望とする抵抗値の調整を容易に実施することができる。PWM制御では、理論的にはデューティオフの時は電流による損失がゼロとなるため、高効率のシステムを実現できる。 The gate voltage is controlled by digital analog control or PWM control for each of the switches 21 to 25 whose resistance value is to be adjusted. Thereby, the desired resistance value can be easily adjusted. In PWM control, theoretically, when the duty is off, the loss due to the current becomes zero, so that a highly efficient system can be realized.

また、電池ユニットUの基本機能として具備されている直並列切り替え用のスイッチと、その切り替え制御を行う制御部30とを用いて経路抵抗値の制御を行うことで、ユニット基本構成に対して何ら素子等の追加を行うこと無く、所望の抵抗値の調整処理を実現できる。 Further, by controlling the path resistance value by using the switch for series-parallel switching provided as the basic function of the battery unit U and the control unit 30 that controls the switching, nothing can be done with respect to the basic configuration of the unit. A desired resistance value adjustment process can be realized without adding an element or the like.

(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be changed as follows, for example.

・上記図7にて実施されるフィードバック制御やフィードフォワード制御において、蓄電状態パラメータとして、リチウムイオン蓄電池12,13の端子電圧に代えて又は加えて、リチウムイオン蓄電池12,13の通電電流、SOCの少なくともいずれかを用いて、上記のフィードバック制御やフィードフォワード制御を実施してもよい。ここで、蓄電状態パラメータとして、充放電電流、端子電圧、SOCのうち2以上を取得し、それらを用いてスイッチ抵抗値の調整を実施する構成であってもよい。この場合、取得パラメータを増やすことで、電流制御の精度向上や、破壊に対するマージンの拡大を図ることができる。 -In the feedback control and feedforward control carried out in FIG. 7, as the storage state parameters, the energizing current of the lithium ion storage batteries 12 and 13 and the SOC of the lithium ion storage batteries 12 and 13 are replaced or added to the terminal voltage of the lithium ion storage batteries 12 and 13. The above-mentioned feedback control or feedforward control may be performed using at least one of them. Here, two or more of the charge / discharge current, the terminal voltage, and the SOC may be acquired as the storage state parameters, and the switch resistance value may be adjusted using them. In this case, by increasing the acquisition parameters, it is possible to improve the accuracy of current control and expand the margin against destruction.

・蓄電状態パラメータとして、各リチウムイオン蓄電池12,13の温度を取得し、その取得結果に基づいてスイッチ抵抗値を調整する構成としてもよい。具体的には、図9又は図10における「温度」を電池温度とした上で、これら図9又は図10の関係に基づいてスイッチ抵抗値を設定するとよい。この場合、電池温度を加味してフィードバック制御やフィードフォワード制御を実施することで、各蓄電池12,13の保護を図る上でより好適な構成を実現できる。電池温度は、充放電電流や端子電圧、SOCといった電気的なパラメータとは異なり、直並列の状態(すなわちスイッチの状態)に関係なく任意のタイミングで取得できるパラメータであり、各リチウムイオン蓄電池12,13の状態を好適に監視できる。 -As a storage state parameter, the temperature of each of the lithium ion storage batteries 12 and 13 may be acquired, and the switch resistance value may be adjusted based on the acquisition result. Specifically, it is preferable to set the switch resistance value based on the relationship of FIGS. 9 or 10 after setting the “temperature” in FIG. 9 or 10 as the battery temperature. In this case, by performing feedback control and feedforward control in consideration of the battery temperature, a more suitable configuration can be realized in order to protect the storage batteries 12 and 13. The battery temperature is a parameter that can be acquired at any timing regardless of the series-parallel state (that is, the switch state), unlike the electrical parameters such as charge / discharge current, terminal voltage, and SOC. The state of 13 can be suitably monitored.

・スイッチ状態パラメータとして、並列通電経路又は直列通電経路に存在しているスイッチの少なくともいずれかの通電電流を取得し、その取得結果に基づいてスイッチ抵抗値を調整する構成としてもよい。具体的には、図13の関係を用い、スイッチ通電電流に基づいてスイッチ抵抗値を設定する。又は、図14の関係を用い、スイッチ通電電流とスイッチ温度とに基づいて、スイッチ抵抗値を設定する。この場合にもやはり、実際のスイッチ状態に則してフィードバック制御を実現できる。 -As the switch state parameter, at least one of the energization currents of the switches existing in the parallel energization path or the series energization path may be acquired, and the switch resistance value may be adjusted based on the acquisition result. Specifically, the switch resistance value is set based on the switch energizing current using the relationship shown in FIG. Alternatively, the switch resistance value is set based on the switch energizing current and the switch temperature using the relationship shown in FIG. In this case as well, feedback control can be realized according to the actual switch state.

・上記実施形態では、蓄電状態パラメータとスイッチ状態パラメータとの両方を用いてスイッチ抵抗値を調整する構成としたが、これを変更し、それら各パラメータのうちいずれか一方のみを用いてスイッチ抵抗値を調整する構成としてもよい。 -In the above embodiment, the switch resistance value is adjusted by using both the power storage state parameter and the switch state parameter, but this is changed and the switch resistance value is used by using only one of each of these parameters. May be configured to adjust.

・上記実施形態は、並列状態においてスイッチ22を調整対象として抵抗値調整を行い、直列状態においてスイッチ25を調整対象として抵抗値調整を行う構成としたが、これを変更してもよい。並列状態において並列通電経路に存在するスイッチ22,23,24の少なくとも1つを調整対象として抵抗値調整を行う構成であればよい。また、直列状態において直列通電経路に存在するスイッチ23,25の少なくとも1つを調整対象として抵抗値調整を行う構成であればよい。 In the above embodiment, the resistance value is adjusted with the switch 22 as the adjustment target in the parallel state, and the resistance value is adjusted with the switch 25 as the adjustment target in the series state. However, this may be changed. The resistance value may be adjusted by targeting at least one of the switches 22, 23, and 24 existing in the parallel energization path in the parallel state. Further, the resistance value may be adjusted by targeting at least one of the switches 23 and 25 existing in the series energization path in the series state as the adjustment target.

・スイッチ状態パラメータを取得するスイッチと、抵抗調整対象のスイッチとが相違する構成であってもよい。例えば、並列状態において並列通電経路に存在するスイッチ22,23,24のうち、スイッチ22についてスイッチ状態パラメータを取得し、スイッチ23,24のいずれかについて抵抗値調整を行う構成とする。また、直列状態において直列通電経路に存在するスイッチ23,25のうち、スイッチ23についてスイッチ状態パラメータを取得し、スイッチ25について抵抗値調整を行う構成とする。 -The switch that acquires the switch status parameter and the switch that is the target of resistance adjustment may have different configurations. For example, among the switches 22, 23, and 24 existing in the parallel energization path in the parallel state, the switch state parameter is acquired for the switch 22, and the resistance value is adjusted for any of the switches 23 and 24. Further, among the switches 23 and 25 existing in the series energization path in the series state, the switch state parameter is acquired for the switch 23, and the resistance value is adjusted for the switch 25.

・リチウムイオン蓄電池12,13間の経路を含む通電経路に過電流が流れたことを判定するための過電流閾値を定めておき、制御部30が、過電流閾値に基づいて過電流の有無を判定する構成としてもよい。かかる場合に、制御部30は、蓄電状態パラメータとしての充放電電流、端子電圧、SOC、電池温度の少なくともいずれかに基づいて過電流閾値を設定する構成とする。このとき、過電流が流れやすい状態であれば、過電流閾値を小さくするとよい。また、スイッチ状態パラメータとしてのスイッチ通電電流、スイッチ温度の少なくともいずれかに基づいて過電流閾値を設定する構成とすることも可能である。 -The overcurrent threshold value for determining that an overcurrent has flowed in the energization path including the path between the lithium ion storage batteries 12 and 13 is set, and the control unit 30 determines the presence or absence of the overcurrent based on the overcurrent threshold value. It may be configured to determine. In such a case, the control unit 30 is configured to set the overcurrent threshold value based on at least one of the charge / discharge current, the terminal voltage, the SOC, and the battery temperature as the storage state parameters. At this time, if the overcurrent is likely to flow, the overcurrent threshold value may be reduced. It is also possible to set the overcurrent threshold value based on at least one of the switch energization current as the switch state parameter and the switch temperature.

・上記実施形態では、複数のリチウムイオン蓄電池が並列接続された状態において、スイッチ抵抗値を大きくする側に変更することによって、各リチウムイオン蓄電池の充放電電流を個々に制御する構成としたが、これを変更し、スイッチ抵抗値を小さくする側に変更することによって、各リチウムイオン蓄電池の充放電電流を個々に制御する構成であってもよい。例えば、スイッチの通常オン時におけるスイッチ抵抗値(初期抵抗値)が最小値でない場合に、スイッチ抵抗値を小さくする側に変更する。 -In the above embodiment, in a state where a plurality of lithium ion storage batteries are connected in parallel, the charge / discharge current of each lithium ion storage battery is individually controlled by changing to the side where the switch resistance value is increased. By changing this to the side where the switch resistance value is reduced, the charge / discharge current of each lithium ion storage battery may be individually controlled. For example, when the switch resistance value (initial resistance value) at the time when the switch is normally turned on is not the minimum value, the switch resistance value is changed to a smaller value.

・複数の蓄電手段として、リチウムイオン蓄電池以外を用いる構成であってもよい。例えば、複数の蓄電手段として、リチウムイオン蓄電池以外の蓄電池を用いる構成や、蓄電池及びコンデンサを用いる構成、複数のコンデンサを用いる構成のいずれかであってもよい。 -A configuration other than the lithium ion storage battery may be used as the plurality of power storage means. For example, the plurality of storage means may be any of a configuration using a storage battery other than a lithium ion storage battery, a configuration using a storage battery and a capacitor, and a configuration using a plurality of capacitors.

・上記実施形態では、複数のリチウムイオン蓄電池の直並列切り替え用のスイッチについてスイッチオン時の抵抗値を調整し、それによりリチウムイオン蓄電池ごとの充放電電流を個々に制御する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、電池ユニットUの通電経路に、直並列切り替え用のスイッチ以外に半導体スイッチング素子からなる別のスイッチを設け、その別のスイッチのオン抵抗値を調整し、それによりリチウムイオン蓄電池ごとの充放電電流を個々に制御する構成としてもよい。 -In the above embodiment, the resistance value at the time of switching on is adjusted for the switch for series-parallel switching of a plurality of lithium ion storage batteries, thereby individually controlling the charge / discharge current of each lithium ion storage battery. May be changed. For example, in the energization path of the battery unit U, another switch composed of a semiconductor switching element is provided in addition to the switch for series-parallel switching, and the on-resistance value of the other switch is adjusted, thereby charging and discharging each lithium ion storage battery. The current may be individually controlled.

・抵抗可変部として半導体スイッチング素子を用いること以外に、可変抵抗器を用いることも可能である。 -In addition to using a semiconductor switching element as the variable resistance unit, it is also possible to use a variable resistor.

12,13…リチウムイオン蓄電池(蓄電手段)、21〜25…スイッチ(スイッチ手段、切替部)、30…制御部(取得部、抵抗制御部)。 12, 13 ... Lithium ion storage battery (storage means), 21 to 25 ... Switch (switch means, switching unit), 30 ... Control unit (acquisition unit, resistance control unit).

Claims (19)

電気負荷に対する通電が各々可能である第1蓄電手段(12)及び第2蓄電手段(13)と、
前記第1蓄電手段及び前記第2蓄電手段の正極どうしを接続して当該各蓄電手段を互いに並列状態とする第1スイッチ(22〜24)と、前記第1蓄電手段の正極及び前記第2蓄電手段の負極を接続して当該各蓄電手段を互いに直列状態とする第2スイッチ(23,25)とを含み、前記並列状態と前記直列状態とを切り替える切替部と、
を備える電源システムに適用される電源制御装置(30)であって、
前記切替部は、切り替え要求に応じて、前記各蓄電手段を直列状態と並列状態とで切り替えるものであり、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの状態を示すパラメータとして、前記並列状態では前記各蓄電手段と前記第1スイッチとを含む並列経路を通電経路とし、前記直列状態では前記各蓄電手段と前記第2スイッチとを含む直列経路を通電経路としてその通電経路に流れる電流の大きさに相関を持つスイッチ状態パラメータを取得する取得部と、
前記スイッチ状態パラメータに基づいて、前記並列状態又は前記直列状態で前記通電経路に存在しかつ当該通電経路の経路抵抗を可変とする抵抗可変部の抵抗値を調整する抵抗制御部と、
を備え、
前記取得部は、前記並列状態では前記第1スイッチの温度又は通電電流を前記スイッチ状態パラメータとして取得するとともに、前記直列状態では前記第2スイッチの温度又は通電電流を前記スイッチ状態パラメータとして取得するものであって、かつ前記直列状態から前記並列状態への切り替え要求が生じた場合に、前記切替部による切り替え完了前及び切り替え完了後においてそれぞれ前記スイッチ状態パラメータを取得し、
前記抵抗制御部は、前記並列状態への切り替え要求後において切り替え完了前及び切り替え完了後に、前記スイッチ状態パラメータに基づいて、前記並列状態で前記通電経路に存在している前記抵抗可変部の抵抗値の調整を実施する電源制御装置。
The first power storage means (12) and the second power storage means (13), which can energize the electric load, respectively,
A first switch (22 to 24) that connects the first storage means and the positive electrodes of the second storage means to put the storage means in parallel with each other, and the positive electrode of the first storage means and the second storage. A switching unit that includes a second switch (23, 25) for connecting the negative electrode of the means to connect the storage means to each other in series , and switching between the parallel state and the series state.
A power control device (30) applied to a power supply system comprising the above.
The switching unit switches each of the power storage means between a series state and a parallel state in response to a switching request.
As a parameter indicating the state of the first switch and the second switch , in the parallel state, the parallel path including the storage means and the first switch is used as the energization path, and in the series state, the power storage means and the first switch are used. An acquisition unit that acquires switch state parameters that correlate with the magnitude of the current flowing through the energization path using a series path including two switches as the energization path.
Based on the switch state parameter, a resistance control unit that adjusts the resistance value of the resistance variable unit that exists in the energization path in the parallel state or the series state and that makes the path resistance of the energization path variable.
With
The acquisition unit acquires the temperature or energization current of the first switch as the switch state parameter in the parallel state, and acquires the temperature or energization current of the second switch as the switch state parameter in the series state. However, when a request for switching from the series state to the parallel state occurs, the switch state parameters are acquired before and after the switching is completed by the switching unit, respectively.
The resistance control unit has a resistance value of the resistance variable unit existing in the energization path in the parallel state based on the switch state parameter before the switching is completed and after the switching is completed after the request for switching to the parallel state. Power control device that performs the adjustment of.
前記取得部は、前記並列状態への切り替え要求後であってかつ並列切り替え完了前に、前記並列状態での前記スイッチ状態パラメータを取得し、
前記抵抗制御部は、前記並列状態への切り替え要求後において並列切り替え完了時点を含む所定期間で、並列切り替え完了前に取得された前記並列状態でのスイッチ状態パラメータを用い、フィードフォワード制御により前記抵抗可変部の抵抗値の調整を実施する請求項1に記載の電源制御装置。
The acquisition unit acquires the switch state parameter in the parallel state after the request for switching to the parallel state and before the completion of the parallel switching.
The resistance control unit uses the switch state parameters in the parallel state acquired before the completion of the parallel switching in a predetermined period including the time when the parallel switching is completed after the request for switching to the parallel state, and the resistance is controlled by feedforward control. The power supply control device according to claim 1, wherein the resistance value of the variable portion is adjusted.
前記抵抗制御部は、前記並列状態での前記通電経路において前記蓄電手段の間に存在している前記抵抗可変部(22)の抵抗値を調整する請求項1又は2に記載の電源制御装置。 The resistance control unit, the power supply control apparatus according to claim 1 or 2 for adjusting the resistance value of the resistance variable unit (22) which is present between the respective storage means in the current path in the parallel state .. 前記取得部は、前記並列状態から前記直列状態への切り替え要求が生じた場合に、前記切替部による切り替え完了前及び切り替え完了後においてそれぞれ前記スイッチ状態パラメータを取得し、
前記抵抗制御部は、前記直列状態への切り替え要求後において切り替え完了前及び切り替え完了後に、前記スイッチ状態パラメータに基づいて、前記直列状態で前記通電経路に存在している前記抵抗可変部の抵抗値の調整を実施する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電源制御装置。
When a request for switching from the parallel state to the series state occurs, the acquisition unit acquires the switch state parameters before and after the switching is completed by the switching unit, respectively.
The resistance control unit is the resistance value of the resistance variable unit existing in the energization path in the series state based on the switch state parameter before the switching is completed and after the switching is completed after the request for switching to the series state. The power supply control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjustment is performed.
前記取得部は、前記直列状態への切り替え要求後であってかつ直列切り替え完了前に、前記直列状態での前記スイッチ状態パラメータを取得し、
前記抵抗制御部は、前記直列状態への切り替え要求後において直列切り替え完了時点を含む所定期間で、直列切り替え完了前に取得された前記直列状態でのスイッチ状態パラメータを用い、フィードフォワード制御により前記抵抗可変部の抵抗値の調整を実施する請求項4に記載の電源制御装置。
The acquisition unit acquires the switch state parameter in the series state after the request for switching to the series state and before the completion of the series switching.
The resistance control unit uses the switch state parameters in the series state acquired before the completion of the series switching in a predetermined period including the time when the series switching is completed after the request for switching to the series state, and feedforward controls the resistance. The power supply control device according to claim 4, wherein the resistance value of the variable portion is adjusted.
前記抵抗制御部は、前記直列状態での前記通電経路において前記蓄電手段の間に存在している前記抵抗可変部(25)の抵抗値を調整する請求項4又は5に記載の電源制御装置。 The resistance control unit, the power supply control apparatus according to claim 4 or 5 for adjusting the resistance value of the resistance variable unit (25) which is present between the respective storage means in said current path in said series with .. 電気負荷に対する通電が各々可能である第1蓄電手段(12)及び第2蓄電手段(13)と、
前記第1蓄電手段及び前記第2蓄電手段の正極どうしを接続して当該各蓄電手段を互いに並列状態とする第1スイッチ(22〜24)と、前記第1蓄電手段の正極及び前記第2蓄電手段の負極を接続して当該各蓄電手段を互いに直列状態とする第2スイッチ(23,25)とを含み、前記並列状態と前記直列状態とを切り替える切替部と、
を備える電源システムに適用される電源制御装置(30)であって、
前記切替部は、切り替え要求に応じて、前記各蓄電手段を直列状態と並列状態とで切り替えるものであり、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの状態を示すパラメータとして、前記並列状態では前記各蓄電手段と前記第1スイッチとを含む並列経路を通電経路とし、前記直列状態では前記各蓄電手段と前記第2スイッチとを含む直列経路を通電経路としてその通電経路に流れる電流の大きさに相関を持つスイッチ状態パラメータを取得する取得部と、
前記スイッチ状態パラメータに基づいて、前記並列状態又は前記直列状態で前記通電経路に存在しかつ当該通電経路の経路抵抗を可変とする抵抗可変部の抵抗値を調整する抵抗制御部と、
を備え、
前記取得部は、前記並列状態では前記第1スイッチの温度又は通電電流を前記スイッチ状態パラメータとして取得するとともに、前記直列状態では前記第2スイッチの温度又は通電電流を前記スイッチ状態パラメータとして取得するものであって、かつ前記並列状態から前記直列状態への切り替え要求が生じた場合に、前記切替部による切り替え完了前及び切り替え完了後においてそれぞれ前記スイッチ状態パラメータを取得し、
前記抵抗制御部は、前記直列状態への切り替え要求後において切り替え完了前及び切り替え完了後に、前記スイッチ状態パラメータに基づいて、前記直列状態で前記通電経路に存在している前記抵抗可変部の抵抗値の調整を実施する電源制御装置。
The first power storage means (12) and the second power storage means (13), which can energize the electric load, respectively,
A first switch (22 to 24) that connects the first storage means and the positive electrodes of the second storage means to put the storage means in parallel with each other, and the positive electrode of the first storage means and the second storage. A switching unit that includes a second switch (23, 25) for connecting the negative electrode of the means to connect the storage means to each other in series , and switching between the parallel state and the series state.
A power control device (30) applied to a power supply system comprising the above.
The switching unit switches each of the power storage means between a series state and a parallel state in response to a switching request.
As a parameter indicating the state of the first switch and the second switch , in the parallel state, the parallel path including the storage means and the first switch is used as the energization path, and in the series state, the power storage means and the first switch are used. An acquisition unit that acquires switch state parameters that correlate with the magnitude of the current flowing through the energization path using a series path including two switches as the energization path.
Based on the switch state parameter, a resistance control unit that adjusts the resistance value of the resistance variable unit that exists in the energization path in the parallel state or the series state and that makes the path resistance of the energization path variable.
With
The acquisition unit acquires the temperature or energization current of the first switch as the switch state parameter in the parallel state, and acquires the temperature or energization current of the second switch as the switch state parameter in the series state. However, when a request for switching from the parallel state to the series state occurs, the switch state parameters are acquired before and after the switching is completed by the switching unit, respectively.
The resistance control unit is the resistance value of the resistance variable unit existing in the energization path in the series state based on the switch state parameter before the switching is completed and after the switching is completed after the request for switching to the series state. Power control device that performs the adjustment of.
前記取得部は、前記直列状態への切り替え要求後であってかつ直列切り替え完了前に、前記直列状態での前記スイッチ状態パラメータを取得し、
前記抵抗制御部は、前記直列状態への切り替え要求後において直列切り替え完了時点を含む所定期間で、直列切り替え完了前に取得された前記直列状態でのスイッチ状態パラメータを用い、フィードフォワード制御により前記抵抗可変部の抵抗値の調整を実施する請求項7に記載の電源制御装置。
The acquisition unit acquires the switch state parameter in the series state after the request for switching to the series state and before the completion of the series switching.
The resistance control unit uses the switch state parameters in the series state acquired before the completion of the series switching in a predetermined period including the time when the series switching is completed after the request for switching to the series state, and feedforward controls the resistance. The power supply control device according to claim 7, wherein the resistance value of the variable portion is adjusted.
前記抵抗制御部は、前記直列状態での前記通電経路において前記蓄電手段の間に存在している前記抵抗可変部(25)の抵抗値を調整する請求項7又は8に記載の電源制御装置。 The resistance control unit, the power supply control apparatus according to claim 7 or 8 for adjusting the resistance value of the resistance variable unit (25) which is present between the respective storage means in said current path in said series with .. 前記抵抗制御部は、前記スイッチ状態パラメータに基づき、前記並列状態又は前記直列状態で前記通電経路において所定値よりも大きい過電流が流れる状況であるとみなされる場合に、前記抵抗可変部の抵抗値を大きくする側に変更する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の電源制御装置。 Based on the switch state parameter, the resistance control unit has a resistance value of the variable resistance unit when it is considered that an overcurrent larger than a predetermined value flows in the energization path in the parallel state or the series state. The power supply control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the power control device is changed to a larger side. 前記蓄電手段の状態を示すパラメータとして、前記並列状態又は前記直列状態で前記通電経路に流れる電流の大きさに相関を持つ蓄電状態パラメータを取得する第2取得部を備え、
前記抵抗制御部は、前記スイッチ状態パラメータと前記蓄電状態パラメータとに基づいて、前記並列状態又は前記直列状態で前記通電経路に存在している抵抗可変部の抵抗値を調整する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の電源制御装置。
As a parameter indicating the state of each storage means, a second acquisition unit for acquiring a storage state parameter having a correlation with the magnitude of the current flowing in the energization path in the parallel state or the series state is provided.
Wherein the resistance control part, based on said switch state parameter and said state of charge parameter, claims 1 to 10 for adjusting the resistance value of the parallel state or the series with existing set of resistance variations at the current path in The power supply control device according to any one of the above items.
前記第2取得部は、前記蓄電状態パラメータとして、前記蓄電手段の少なくともいずれかにおいて充放電電流、端子電圧、電気残容量の少なくとも1つを取得し、
前記抵抗制御部は、前記第2取得部による取得結果に基づいて、前記抵抗可変部の抵抗値を調整する請求項11に記載の電源制御装置。
The second acquisition unit, as the state of charge parameter, at least charge and discharge current in any of the respective storage means, obtains the terminal voltage, at least one of the electric residual capacity,
The power supply control device according to claim 11 , wherein the resistance control unit adjusts the resistance value of the resistance variable unit based on the acquisition result by the second acquisition unit.
前記第2取得部は、前記蓄電状態パラメータとして、前記蓄電手段の少なくともいずれかの温度を取得し、
前記抵抗制御部は、前記第2取得部による取得結果に基づいて、前記抵抗可変部の抵抗値を調整する請求項11又は12に記載の電源制御装置。
The second acquisition unit acquires at least one temperature of each of the electricity storage means as the electricity storage state parameter, and obtains the temperature of at least one of the electricity storage means.
The power supply control device according to claim 11 or 12 , wherein the resistance control unit adjusts the resistance value of the resistance variable unit based on the acquisition result by the second acquisition unit.
前記抵抗制御部は、前記蓄電手段の放電時及び充電時の少なくともいずれかで、前記抵抗可変部の抵抗値を調整する請求項1乃至13のいずれか1項に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to any one of claims 1 to 13 , wherein the resistance control unit adjusts a resistance value of the resistance variable unit at least at least during discharging and charging of each of the power storage means. 前記抵抗可変部は、半導体スイッチング素子により構成されており、
前記抵抗制御部は、前記半導体スイッチング素子のオン状態での抵抗値を調整するものである請求項1乃至14のいずれか1項に記載の電源制御装置。
The variable resistance portion is composed of a semiconductor switching element.
The power supply control device according to any one of claims 1 to 14 , wherein the resistance control unit adjusts a resistance value of the semiconductor switching element in an on state.
前記抵抗制御部は、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチのいずれかを前記抵抗可変部として用い、そのスイッチの抵抗値を調整する請求項1乃至14のいずれか1項に記載の電源制御装置。 Wherein the resistance control part, using one of the first switch and the second switch as the resistance variable unit, the power supply control according to any one of claims 1 to 14 for adjusting the resistance value of the switch apparatus. 前記第1スイッチ及び前記第2スイッチは、半導体スイッチング素子により構成されており、
前記抵抗制御部は、前記半導体スイッチング素子のオン状態での抵抗値を調整するものである請求項16に記載の電源制御装置。
The first switch and the second switch are composed of semiconductor switching elements.
The power supply control device according to claim 16, wherein the resistance control unit adjusts a resistance value of the semiconductor switching element in an on state.
前記抵抗制御部は、デジタルアナログ制御又はPWM制御により前記半導体スイッチング素子の抵抗値を調整する請求項15又は17に記載の電源制御装置。 The power supply control device according to claim 15 or 17 , wherein the resistance control unit adjusts a resistance value of the semiconductor switching element by digital analog control or PWM control. 請求項1乃至18のいずれか1項に記載の電源制御装置と、
前記第1蓄電手段及び前記第2蓄電手段と、
前記切替部と、
を備える電源システム。
The power supply control device according to any one of claims 1 to 18.
The first storage means and the second storage means ,
With the switching part
Power supply system with.
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