WO2019181030A1

WO2019181030A1 - 複合蓄電システム

Info

Publication number: WO2019181030A1
Application number: PCT/JP2018/037899
Authority: WO
Inventors: 大輝小松; 井上　健士; 茂樹牧野; 隆宏荒木; 中村　卓義
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2019-09-26
Also published as: CN111886770A; KR20200120950A; JP7016946B2; JPWO2019181030A1

Abstract

複合蓄電システム１０は、複数のモータジェネレータ１１に直流電力を供給するシステムであって、１つの容量型電池１４と複数のパワー型電池１３とを備えている。複数のパワー型電池１３は、複数のモータジェネレータ１１に対して１対１に設けられている。これにより、容量型電池の負荷を軽減し、容量型電池の発熱及び劣化を抑制することができる。

Description

複合蓄電システム

　本発明は、複合蓄電システムに関する。

　従来から、ハイブリッド車や電気自動車などの車両において、特性の異なった異種電池を並列に接続することで電力の回生量の増加、出力及び容量の最適化を図る複合蓄電システムが知られている。例えば特許文献１には、鉛蓄電池（容量型電池）とリチウムイオン電池（パワー型電池）とが並列に接続される複合蓄電システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いない構成で製造コストを低減しつつ回生量を増加させる手法が開示されている。

特開２０１６－２１３０２５号公報

　しかし、上述の容量型電池とパワー型電池とが並列に接続される複合蓄電システムでは、パワー型電池が１つのみであるので、容量型電池への電力負荷を軽減しきれず、容量型電池が許容電力以上の電力を力行もしくは回生しなければならなかった。これによって、容量型電池は異常に発熱し、急速な劣化をする可能性がある。

　本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、容量型電池の負荷を軽減し、容量型電池の発熱及び劣化を防止できる複合蓄電システムを提供することを目的とする。

　上記課題を解決する本発明の複合蓄電システムは、複数の電力供給対象に直流電力を供給する複合蓄電システムにおいて、１つの容量型電池と複数のパワー型蓄電装置とを備え、前記複数のパワー型蓄電装置は、前記複数の電力供給対象に対して１対１に設けられていることを特徴とする。

　本発明によれば、容量型電池の負荷を軽減し、容量型電池の発熱及び劣化を抑制することができる。

第１実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図。各パワー型電池周辺の回路構成図及び脈流の平滑化を示す模式図。第２実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図。各インバータのスイッチング位相をずらす効果を示す模式図。第３実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図。第１リレーを用いた制御処理を示すフローチャート。第４実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図。第２リレーを用いた制御処理を示すフローチャート。第５実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図。

　以下、図面を参照して本発明に係る複合蓄電システムの実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明を省略する。

　また、以下の説明において、本発明の複合蓄電システムが電気自動車に適用される例とするが、本発明は電気自動車のほか、ハイブリッド車、三輪車、電車、船舶及び航空機などにも適用される。

＜第１実施形態＞
　図１は第１実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図である。図１に示すように、電気自動車１は４つの車輪２を有し、該電気自動車１には複合蓄電システム１０が搭載されている。複合蓄電システム１０は、１つの容量型電池１４と複数（本実施形態では４つ）のパワー型電池１３とを備えており、複数の電力供給対象に対して直流電力を供給する。なお、本実施形態において、複数の電力供給対象は、電気自動車１の車輪２に対して１対１に設けられた４つのモータジェネレータ１１である。

　パワー型電池１３は、容量型電池１４よりも出力密度に優れるが、エネルギー密度及び容量（Ａｈ）は容量型電池１４よりも小さい。言い換えれば、コストを軸とするときに、パワー型電池１３は、エネルギー（ｋＷｈ）当たりのコストが容量型電池１４よりも高いが、出力（ｋＷ）当たりのコストが容量型電池１４よりも安いという特徴を有する。このようなパワー型電池１３としては、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などが挙げられる。

　パワー型電池１３は、特許請求の範囲に記載の「パワー型蓄電装置」に相当するものである。本発明のパワー型蓄電装置は、パワー型電池に加えて、パワー型電池と同様の高出力特性を有するリチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタなどを含むものである。本実施形態及び以下の実施形態では、パワー型蓄電装置としてパワー型電池の例を挙げて説明するが、本発明はリチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタなどにも適用されるのは言うまでもない。

　一方、容量型電池１４は、パワー型電池１３よりも出力密度が劣るが、エネルギー密度に優れ容量（Ａｈ）が大きい。言い換えれば、コストを軸とするときに、容量型電池１４は、出力（ｋＷ）当たりのコストがパワー型電池１３よりも高いが、エネルギー（ｋＷｈ）当たりのコストがパワー型電池１３よりも安いという特徴を有する。このような容量型電池１４としては、リチウムイオン電池、リチウムイオン半固体電池、リチウム固体電池、鉛電池、ニッケル亜鉛電池などが挙げられる。

　図１に示すように、４つのパワー型電池１３は、上述した４つのモータジェネレータ１１に対して１対１に設けられるとともに、それぞれ容量型電池１４と並列に接続されている。そして、各パワー型電池１３は、各モータジェネレータ１１に対応する電力変換装置であるインバータ１２を介して、各モータジェネレータ１１に接続されている。

　モータジェネレータ１１は、力行時には、それに対応するパワー型電池１３又は／及び容量型電池１４から供給された電力を用いて車輪２に駆動力を与える駆動モータとして機能する。また、モータジェネレータ１１は、回生時には、回生制動によって発電された電力を用いてそれに対応するパワー型電池１３又は／及び容量型電池１４を充電するためのジェネレータとして機能する。ここで、モータジェネレータ１１は交流機、例えば、誘導機や同期機である。

　インバータ１２は、パワー型電池１３および容量型電池１４から供給される直流電力を三相交流電力に変換し、モータジェネレータ１１に出力する。モータジェネレータ１１は、インバータ１２から出力される三相交流電力によって、車輪２を回転駆動する。これによって、電気自動車１が走行する。

　インバータ１２、パワー型電池１３及び容量型電池１４は、電気自動車１に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１５によって制御されている。ＥＣＵ１５は、マイクロコンピュータを内蔵しており、記憶されたプログラムの実行によって複合蓄電システム１０を構成する各構成部品に対する制御を行う。

　このように構成された電気自動車１では、例えば電気自動車１の加速などのように容量型電池１４だけではモータジェネレータ１１への供給電力が不足する場合、容量型電池１４に加えてパワー型電池１３からも、インバータ１２を介してモータジェネレータ１１に直流電力が供給される。そして、電気自動車１の減速時あるいは制動時などにおいて、すなわちモータジェネレータ１１の回生時において、モータジェネレータ１１で発電される交流電力は、インバータ１２を整流装置として動作させることにより直流電力に変換され、パワー型電池１３又は／及び容量型電池１４に蓄電される。また、電気自動車１の駐車時には、容量型電池１４又は／及びパワー型電池１３は、図示しない充電装置によって充電される。

　本実施形態の複合蓄電システム１０によれば、パワー型電池１３及び容量型電池１４を併用して、使用する電池全体として電池の容量を確保しながらも電池の出力を高めるといった出力容量性能の最適化と、要求性能（ｋＷｈ、ｋＷ）に対するコストの最適化が可能となる。このような複合蓄電システム１０は、性能の最適化が可能であるため、容量型電池１４のみを使用するのに比べ負荷を軽減することができる。

　また、本実施形態の複合蓄電システム１０では、モータジェネレータ１１に対してパワー型電池１３が１対１で設けられるため、更に容量型電池１４の負荷を軽減でき、容量型電池１４の発熱及び劣化を抑制できる作用効果を奏する。以下、図２を参照してその作用効果を詳細に説明する。

　図２は各パワー型電池周辺の回路構成図及び脈流の平滑化を示す模式図である。図２に示すように、モータジェネレータ１１に対応するインバータ１２の近くには、交流電圧を整流した際の電圧変動を平滑化するためのキャパシタ１６が、パワー型電池１３とインバータ１２との間に並列に接続されている。また、パワー型電池１３を詳細な等価回路モデルで記載すると、ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｖｏｌｔａｇｅ）を表現する電圧源１０１、電解液の抵抗などを表現する直流抵抗を抵抗１０２で、電解液中のイオンの濃度分極などに由来する分極の抵抗成分を抵抗１０３で、分極容量成分をキャパシタ１０４でそれぞれ表現される。なお、本実施形態において、抵抗１０３とキャパシタ１０４との並列回路である分極項を１個としているが、実際には複数個が直列に接続される。ここでは、簡易的に１個とした。

　本実施形態において、モータジェネレータ１１に対してパワー型電池１３が１対１で設けられるので、例えばパワー型電池１３を各モータジェネレータ１１の物理的に近い位置に配置することができ、これによって、パワー型電池１３をインバータ１２に隣接して設けることが可能となる。このため、図２の点線で示すパワー型電池１３からインバータ１２までの配線１０５を短くすることができ、配線１０５の抵抗ｒによって生じる電力損失Ｐを低減することが可能となる。

　すなわち、電力損失Ｐは下記式（１）で求められる。式（１）中のＩは電流値である。そして、電力の供給元であるパワー型電池１３から負荷であるインバータ１２までの物理的な距離が短くなると、配線１０５の抵抗ｒが小さくなるので電力損失Ｐが減少する。

　更に、モータジェネレータ１１に対してパワー型電池１３が１対１で設けられるので、電圧と電流の平滑化を図ることができる。すなわち、通常では、インバータのスイッチングに脈流１０６（図２参照）のような周期的に変動する電圧、電流が電池側に流れ込んでしまう。この状態では電池への負荷が拡大し、発熱が増加してしまう。このような電池の発熱を抑制するために、脈流１０６を平滑化し、安定した電圧、電流を出力する必要がある。

　これに対し、本実施形態では、上述したように、インバータ１２の近くに交流電圧を整流した際の電圧変動を平滑化するためのキャパシタ１６を配置し、該キャパシタ１６を介して脈流１０６を脈流１０７（図２参照）に平滑化することができる。

　加えて、本実施形態のパワー型電池１３は、上述したキャパシタ１０４を有するので、電圧及び電流の平滑化を更に図ることが可能となる。従って、キャパシタ１６で平滑化した脈流１０７は、パワー型電池１３を通す際に脈流１０８（図２参照）まで平滑化される。これによって、容量型電池１４への電流負荷を減少できるとともに、キャパシタ１６が担っていた平滑化の機能をパワー型電池１３に一部負担させることで、キャパシタ１６の容量を減少することができる。そして、キャパシタ１６が担っていた平滑化の機能をパワー型電池１３に全部負担させる場合、キャパシタ１６を省くことができるので、製造コストを削減する効果を奏する。

　このように容量型電池１４側に流れ込む脈流を平滑化することで、容量型電池１４の負荷を軽減することができ、容量型電池１４の発熱及び劣化を抑制することが可能になる。

　なお、本実施形態は、車輪が４つで、車輪毎にモータジェネレータが設けられる例としたが、これらの内容に限定されず、例えば一つのモータジェネレータで２つの車輪を駆動するようにしてもよい。また、車輪の数及びそれに対応するモータジェネレータの数はそれぞれ２以上であれば、任意の数に変更してもよい。更に、本実施形態では、１つの容量型電池１４と４つのパワー型電池１３とを備える例を説明したが、パワー型電池１３の数は４つに限らず、１つの容量型電池とＮ（Ｎ≧２）個のパワー型電池との組み合わせであればよい。

　また、本実施形態では、インホイールモータの構造を採用してもよい。例えば、車輪２のホイール内部にインバータ１２及びパワー型電池１３を配置することが考えられる。このようにインホイールモータの構造を採用することで、電費を向上できるほか、ホイール内のデッドスペースを有効利用することができるので、パワー型電池１３の配置による車両内のスペースへの影響を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
　図３は第２実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図である。本実施形態の複合蓄電システム１０Ａは、複数のインバータ１２が高速通信線２０１で接続される点において上述の第１実施形態と異なっているが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

　図３に示すように、４つのインバータ１２は、高速通信線２０１によって互いに接続されるとともに、該高速通信線２０１を介してＥＣＵ１５と接続されている。ここでの高速通信線２０１は、データを高速に送受信できる通信線であって、例えば通信周期が数１０μsec以下である。そして、高速通信で得られた各インバータ１２の位相情報はＥＣＵ１５に送信される。ＥＣＵ１５は送信された各インバータ１２の位相情報に基づいて各インバータ１２の制御を行う。

　本実施形態の複合蓄電システム１０Ａによれば、上述した第１実施形態と同じ作用効果を得られるほか、各インバータ１２が高速通信線２０１で接続されているので、高速通信線２０１を用いて各モータジェネレータ１１の負荷電流を加味しながら容量型電池１４への電流負荷を軽減することが可能となる。

　より具体的には、現状では、モータジェネレータ１１は１０ｋＨｚ程度の周波数の交流電力で駆動されている。このため、第１実施形態に係る図２で述べた脈流も１０ｋＨｚ程度の周波数の脈流となる。これを平滑化すると脈流１０８（図２参照）のようになるが、それでも容量型電池１４にはある程度の周波数の負荷電流が流れることになる。そして、ＥＣＵ１５がインバータ１２間で互いの状態を鑑みて制御しない場合、各モータジェネレータ１１からの負荷電流は位相が揃った状態となるため、負荷電流は各モータジェネレータ１１の電流の４倍（モータジェネレータ１１が４つの場合）となってしまう。

　また、仮に負荷電流が完全な正弦波の場合、各モータジェネレータ１１からの負荷は下記式（２）で求められ、容量型電池１４への負荷は下記式（３）で求められる。式（２）と式（３）において、Inはいずれかのモータジェネレータ１１から容量型電池１４への負荷電流、ωは周波数、ｔは時間、Ａは振幅である。Itotalは、４つのモータジェネレータ１１からの負荷電流の和であって容量型電池１４にかかる負荷電流である。

　一方、高速通信線２０１によって各インバータ１２の制御電流位相を互いに通信することで、位相を意図的にずらすことが可能となる。各モータジェネレータ１１の位相をφずらす場合、Itotalは下記式（４）で求められることになる。

　そして、φを例えばπ／２とすると、各負荷電流同士が打ち消し合い、Itotalは０となる。すなわち、容量型電池１４への電流負荷はなくなる。

　なお、各モータジェネレータ１１から出力される負荷電流は理想的な正弦波ではないので、完全に各負荷電流同士を打ち消し合わせるのは難しく、負荷の平滑化は図４に示すようになる。図４の矢印より上方の図は各パワー型電池１３に入力される負荷電流のイメージを示す。各脈流は、モータジェネレータ１１の駆動周波数に対応する周期でパワー型電池１３に入力される。この脈流をパワー型電池１３でも平滑化するが、除去しきれない成分は容量型電池１４に入力される。しかし、高速通信によって互いの状態を鑑みて、位相をずらすことで、各脈流を打ち消すことが可能となる。これによって、図４の矢印より下方の図に示すように元の脈流よりも安定した負荷となり、容量型電池１４へ入力されることになるので、容量型電池１４への負荷を軽減することができる。

　また、制御回路としては、位相同期回路を一部改良し、各位相差が目標とするφになるように制御する構成が考えられる。位相同期回路は、本来は各信号の位相を０とするためにフィードバック制御をかけるが、φとなるようにフィードバック制御をかけることで、目標位相差までずらすことが可能となる。

＜第３実施形態＞
　図５は第３実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図である。本実施形態の複合蓄電システム１０Ｂは、複数のパワー型電池１３からなるパワー型電池組１７と容量型電池１４との間に第１リレー３０１が設けられる点において上述の第１実施形態と異なっているが、その他の構成は第１実施形態と同様である。

　具体的には、４つのパワー型電池１３はパワー型電池組１７を構成している。パワー型電池組１７は、特許請求の範囲に記載の「パワー型蓄電装置組」に相当するものである。そして、パワー型電池組１７と容量型電池１４とは、１つの第１リレー３０１によって接続されている。第１リレー３０１は、容量型電池１４を制御するためのリレーであって、そのオン／オフ操作がＥＣＵ１５に制御されている。ＥＣＵ１５は、例えばパワー型電池１３の電圧情報、ＳＯＣ情報、電気自動車１のアクセルペダルアングル情報、電気自動車１の速度情報等を元に第１リレー３０１の制御を行う。

　本実施形態の複合蓄電システム１０Ｂによれば、上述した第１実施形態と同じ作用効果を得られるほか、パワー型電池組１７と容量型電池１４との間に第１リレー３０１が設けられるので、容量型電池１４の負荷を更に軽減することが可能となる。

　より具体的には、例えば１つのパワー型電池１３のエネルギーが１ｋＷｈの場合、現状の電気自動車１が１０ｋｍ/ｋＷｈ程度走行が可能であるため、４つのパワー型電池１３だけで４０ｋｍの走行が可能になる。従って、少しの走行であればこれらのパワー型電池１３だけでの走行も可能であり、第１リレー３０１をオフとしておけば容量型電池１４への負荷は０となる。

　このような制御が可能であるため、例えばパワー型電池１３の電圧やＳＯＣ（State Of Charge）が所定値以下の場合に、第１リレー３０１をオンにして制御処理を行うことに
より容量型電池１４の負荷を軽減することが可能となる。ここでの制御処理は、パワー型電池１３のエネルギーの不足分を容量型電池１４でカバーする制御処理、アクセルペダルが踏まれている場合のみ第１リレー３０１をオンとするアクセル連動制御により回生を全てパワー型電池１３に負担させる制御処理、電気自動車１が完全に停止している場合に第１リレー３０１をオンとすることでパワー型電池１３のエネルギー不足分をカバーする制御処理などが挙げられる。

　以下、図６を参照して第１リレー３０１を用いた制御処理の一例を説明する。当該制御処理は、例えばＥＣＵ１５によって実行される。

　図６に示すように、ステップＳ１００では、制御処理がスタートし、演算が開始される。

　ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１５はアクセルペダルを踏んでいるかを判断する。運転手がアクセルペダルを踏んでいると判断された場合、制御処理はステップＳ１０２に進む。一方、踏んでいないと判断された場合、制御処理はステップＳ１０４に進む。アクセルペダルを踏んでいるか否かは、アクセルペダルアングルの信号を元にＥＣＵ１５が判断する。

　ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１５は、パワー型電池１３の電圧及びＳＯＣが所定範囲外であるかを判断する。ここでの所定範囲は、電池の安全使用範囲を元に決定する制御範囲である。例えばＳＯＣが３０～７０％の使用範囲外では劣化が進行するような電池の場合、その範囲を守るように制御を行う。電圧も同様である。そして、パワー型電池１３の電圧及びＳＯＣが所定範囲外であると判断された場合、制御処理はステップＳ１０３に進む。一方、所定範囲外でないと判断された場合、制御処理はステップＳ１０４に進む。

　ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１５は、第１リレー３０１に制御信号を送信して該第１リレー３０１をオンにする。このため、容量型電池１４とパワー型電池組１７とは、電気的に接続される状態になり、容量型電池１４からパワー型電池１３へ電力が供給される。ステップＳ１０３は、電力負荷が小さい場合若しくはパワー型電池１３が危険水域な場合に対応する。このステップＳ１０３になるタイミングでは、電力負荷の小さなタイミングであって、容量型電池１４からパワー型電池１３へ電力を供給することでエネルギーが不足することを防ぐ。そして、ステップＳ１０３が終了すると、制御処理はステップＳ１０５に進む。

　ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１５は、第１リレー３０１に制御信号を送信して該第１リレー３０１をオフにする。ステップＳ１０４は、電力負荷が大きい場合若しくはパワー型電池１３のみで電力負担が可能な場合に対応する。このステップＳ１０４になるタイミングでは、容量型電池１４への負荷を軽減することができる。そして、ステップＳ１０４が終了すると、制御処理はステップＳ１０５に進む。

　ステップＳ１０５では、演算が終了する。そして、このような制御処理は演算周期毎に繰り返される。

　このように電力負荷の大きなタイミングの場合に、容量型電池１４を接続しないように第１リレー３０１を制御することで、容量型電池１４の負荷を軽減することができる。

＜第４実施形態＞
　図７は第４実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図である。本実施形態の複合蓄電システム１０Ｃは、パワー型電池１３毎に第２リレー４０１が更に設けられる点において上述の第３実施形態と異なっているが、その他の構成は第３実施形態と同様である。

　具体的には、複合蓄電システム１０Ｃは、４つのパワー型電池１３に対して１対１に設けられた４つの第２リレー４０１を更に備えている。各パワー型電池１３は、対応する第２リレー４０１を介して容量型電池１４と接続されている。第２リレー４０１は、パワー型電池１３を制御するためのリレーであって、そのオン／オフ操作がＥＣＵ１５に制御されている。ＥＣＵ１５は、例えばパワー型電池１３の電圧情報、ＳＯＣ情報等を元に第２リレー４０１の制御を行う。

　本実施形態の複合蓄電システム１０Ｃによれば、上述した第３実施形態と同じ作用効果を得られるほか、４つのパワー型電池１３に対して１対１に設けられた４つの第２リレー４０１を更に備え、各パワー型電池１３が第２リレー４０１を介して容量型電池１４と接続されるので、パワー型電池１３からの電力負荷を分散させることができる。

　例えば、上述の第３実施形態では第１リレー３０１のみの制御であるため、各パワー型電池１３からの負荷は全て同時に容量型電池１４に入力することになる。一方、本実施形態の構成にすることで、各パワー型電池１３の負荷を入力するタイミングをずらすことができるので、容量型電池１４からの急激な電力出力を防ぐことができる。

　以下、図８を参照して負荷のタイミングをずらす制御処理を説明する。なお、当該制御処理は、例えばＥＣＵ１５によって行われる。

　図８に示すように、ステップＳ２００では、制御処理がスタートし、演算が開始される。

　ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１５は、１個目のパワー型電池１３の電圧及びＳＯＣがそれに対応する所定範囲外であるかを判断する。ここで、それに対応する所定範囲は、１個目のパワー型電池１３に対応する制御範囲である。従って、２個目のパワー型電池１３に対応する所定範囲は、２個目のパワー型電池１３に対応する制御範囲であり、Ｎ個目のパワー型電池１３に対応する所定範囲は、Ｎ個目のパワー型電池１３に対応する制御範囲である。各パワー型電池１３に対応する所定範囲は、同じ制御範囲であってもよく、異なる制御範囲であってもよい。なお、パワー型電池１３の順番は、決定ルール等がなく、例えば電気自動車１におけるパワー型電池１３の配置位置で適宜に決定されるものである。

　そして、１個目のパワー型電池１３の電圧及びＳＯＣがそれに対応する所定範囲外であると判断された場合、制御処理はステップＳ２０２に進む。一方、所定範囲外でないと判断された場合、制御処理はステップＳ２０３に進む。

　ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１５は、１個目のパワー型電池１３に対応する第２リレー４０１に制御信号を送信して該第２リレー４０１をオンにする。このため、１個目のパワー型電池１３はそれに対応する第２リレー４０１と第１リレー３０１とを介して容量型電池１４と電気的に接続される状態になり、容量型電池１４から１個目のパワー型電池１３へ電力が供給される。一方、ステップＳ２０３では、ＥＣＵ１５は、１個目のパワー型電池１３に対応する第２リレー４０１に制御信号を送信して該第２リレー４０１をオフにする。

　続いて、２個目、３個目のパワー型電池１３に対して同じ制御処理が順次に行われる。そして、ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１５は、Ｎ個目（本実施形態では、４個目）のパワー型電池１３の電圧及びＳＯＣがそれに対応する所定範囲外であるかを判断する。

　そして、Ｎ個目のパワー型電池１３の電圧及びＳＯＣがそれに対応する所定範囲外であると判断された場合、制御処理はステップＳ２０５に進む。一方、所定範囲外でないと判断された場合、制御処理はステップＳ２０６に進む。

　ステップＳ２０５では、ＥＣＵ１５は、Ｎ個目のパワー型電池１３に対応する第２リレー４０１に制御信号を送信して該第２リレー４０１をオンにする。このため、Ｎ個目のパワー型電池１３はそれに対応する第２リレー４０１と第１リレー３０１とを介して容量型電池１４と電気的に接続される状態になり、容量型電池１４からＮ個目のパワー型電池１３へ電力が供給される。そして、ステップＳ２０５が終了すると、制御処理はステップＳ２０７に進む。

　一方、ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１５は、Ｎ個目のパワー型電池１３に対応する第２リレー４０１に制御信号を送信して該第２リレー４０１をオフにする。そして、ステップＳ２０６が終了すると、制御処理はステップＳ２０７に進む。

　ステップＳ２０７では、演算が終了する。そして、このような制御処理は演算周期毎に繰り返される。

　このようにパワー型電池１３によって制御所定範囲Ｎを分けることによって、第２リレー４０１をオンにするタイミングをずらすことができる。例えば、１個目のパワー型電池１３に対応する所定範囲をＳＯＣ３０～７０％とし、Ｎ個目のパワー型電池１３に対応する所定範囲をＳＯＣ３５～７５％と変化させることにより、パワー型電池１３全体のＳＯＣがおよそ３５％になる際に、Ｎ個目のパワー型電池１３に対応する第２リレー４０１をオンにするが、１個目のパワー型電池１３に対応する第２リレー４０１をオフのままにすることができる。そして、上記第３実施形態の構成では全てのパワー型電池１３へ電力供給するので、大電力を供給することになるが、本実施形態の構成を採用することで全体の電力負荷の１／Ｎになるので、容量型電池１４の負荷タイミングをずらすことが可能である。

＜第５実施形態＞
　図９は第５実施形態に係る複合蓄電システムが適用された電気自動車を示す概略図である。本実施形態の複合蓄電システム１０Ｄは、パワー型電池組１７と容量型電池との間にＤＣ／ＤＣコンバータ５０１が設けられる点において、上述の第４実施形態と異なっているが、その他の構成は第４実施形態と同様である。

　すなわち、４つのパワー型電池１３はパワー型電池組１７を構成しており、パワー型電池組１７と容量型電池１４との間には、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ５０１が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５０１は、ＥＣＵ１５によって制御されている。ＥＣＵ１５は、例えばパワー型電池１３の電圧情報、ＳＯＣ情報、電気自動車１のアクセルペダルアングル情報、電気自動車１の速度情報等を元にＤＣ／ＤＣコンバータ５０１の制御を行う。

　本実施形態の複合蓄電システム１０Ｄによれば、上述した第４実施形態と同じ作用効果を得られるほか、パワー型電池組１７と容量型電池１４との間にＤＣ／ＤＣコンバータ５０１が設けられるので、容量型電池１４とパワー型電池１３の電圧が異なっていても複合蓄電システム１０Ｄを構成することが可能となる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０１を設けることで、例えば、容量型電池１４から常に走行を賄うことが可能な電力をパワー型電池１３に供給し続ける制御が可能になるので、容量型電池１４の負荷を更に軽減することができる。

１　電気自動車、２　　車輪、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ　複合蓄電システム、１１　モータジェネレータ、１２　インバータ、１３　パワー型電池、１４　容量型電池、１５　ＥＣＵ、１６　キャパシタ、１７　　パワー型電池組、２０１　　高速通信線、３０１　　第１リレー、４０１　　第２リレー、５０１　　ＤＣ／ＤＣコンバータ

Claims

　複数の電力供給対象に直流電力を供給する複合蓄電システムにおいて、
　１つの容量型電池と複数のパワー型蓄電装置とを備え、
　前記複数のパワー型蓄電装置は、前記複数の電力供給対象に対して１対１に設けられていることを特徴とする複合蓄電システム。
　前記複数の電力供給対象は、車両の車輪に対して１対１に設けられた複数のモータジェネレータである請求項１に記載の複合蓄電システム。
　前記複数のモータジェネレータに対して１対１に設けられた複数のインバータを備え、
　各パワー型蓄電装置は、対応する前記インバータに隣接して設けられている請求項２に記載の複合蓄電システム。
　前記複数のインバータは、高速通信線で接続されている請求項３に記載の複合蓄電システム。
　前記複数のパワー型蓄電装置はパワー型蓄電装置組をなし、
　前記パワー型蓄電装置組と前記容量型電池との間には、第１リレーが設けられている請求項１～４のいずれか一項に記載の複合蓄電システム。
　前記複数のパワー型蓄電装置に対して１対１に設けられた複数の第２リレーを備え、
　各パワー型蓄電装置は、対応する前記第２リレーを介して前記容量型電池と接続されている請求項１～５のいずれか一項に記載の複合蓄電システム。
　前記複数のパワー型蓄電装置はパワー型蓄電装置組をなし、
　前記パワー型蓄電装置組と前記容量型電池との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータが設けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の複合蓄電システム。