蓄電システム及び蓄電システムを搭載した車両の制御装置
【課題】車両に搭載される蓄電システムの商用電力に対する電力供給を優先させてユーザの利便性向上を図る。
【解決手段】本発明は、車両に搭載される蓄電システムであり、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部とを有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行う。
【解決手段】本発明は、車両に搭載される蓄電システムであり、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部とを有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムに関し、より詳しくは、車両走行用電源及び車両内に設けられたコンセントに接続される外部機器に供給する商用交流電源として使用される蓄電システムの出力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、車両の走行用モータや車両に搭載されたエアコンや電子機器等の電力消費機器に電力を供給する電源装置を商用交流電源として併用し、車室内に設けられたコンセントを介して接続される外部機器に交流電力を出力するとともに、電源装置のＳＯＣ及び外部機器の消費電力に基づいて、商用交流電源の出力制限を行っている。
【０００３】
特許文献１では、ＳＯＣが高い状態ではコンセントを介して接続される外部機器への電力供給を所定上限値まで可能としつつ、ＳＯＣが低い状態である場合には外部機器への電力供給を禁止するのではなく、外部機器へ出力される電力の上限値を低くして低電力での供給を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８２８３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６４７２号公報
【特許文献３】特開２００８−３１２３９５号公報
【特許文献４】特開２００９−２２５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、電源装置のＳＯＣが低い状態である場合に外部機器に対する低電力供給を許容して外部機器への電力供給を確保しても、例えば、車両の走行用モータや車両に搭載されたエアコンや電子機器等の電力消費機器に出力する車両要求出力が、電源装置の最大出力と同程度となった場合、言い換えれば、電源装置の最大出力のほとんどが車両要求出力に使用される場合は、外部機器に供給可能な電力を確保できないので、外部機器への電力供給ができない。
【０００６】
つまり、従来は、車両要求出力に対する電力供給を優先しているため、電源装置の最大出力に対する車両要求出力の関係により、外部機器への出力を優先させたい場合でも外部機器への電力供給ができない事態が生じてしまい、商用交流電源の使用が制限されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明である車両に搭載される蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部と、を有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して車両要求出力に対する電力供給制御を行う。
【０００８】
本願第１の発明によれば、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先し、蓄電装置の出力上限値に対して車両要求出力に対する電力供給を抑制して商用電力を確保し、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０００９】
制御部は、蓄電装置の出力上限値と商用電力要求出力との差分を、車両要求出力に対する電力供給の上限値として算出することができる。
【００１０】
ユーザによって操作される外部機器への商用電力の供給を優先するための選択スイッチをさらに備えることができる。
【００１１】
負荷として、蓄電装置からの電力を受けて車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータ・ジェネレータや車両に搭載された蓄電装置からの電力を受けて動作する電力消費機器を用いることができる。
【００１２】
本願第２の発明である蓄電システムを搭載した車両の制御装置は、充放電を行う蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および蓄電装置からの電力を商用電力として受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部を有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して車両要求出力に対する電力供給制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両に搭載される電池システムの構成ブロック図である。
【図２】組電池の最大出力とＳＯＣの関係を示す図である。
【図３】組電池の最大出力と温度の関係を示す図である。
【図４】組電池の最大出力に対する商用電力、車両要求出力の関係を示した図である。
【図５】商用電力を優先させた組電池の最大出力に対する車両要求出力の制限値の算出例を示す図である。
【図６】組電池の最大出力に対する商用電力、制限された車両要求出力の関係を示した図である。
【図７】組電池の電力供給制御を示すフローチャートである。
【図８】車両要求出力を優先させた組電池の最大出力に対する商用電力の制限値の算出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１５】
（実施例１）
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について説明する。図１は、本実施例の電池システムの構成ブロック図である。本実施例の電池システムは、車両走行用電力及び車両内に設けられたコンセントに接続される外部機器の商用交流電力を供給するものであり、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両の動力源として、組電池だけを備えている。
【００１６】
組電池１０は、例えば、直列に接続された複数の単電池で構成することができる。単電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。組電池１０を構成する単電池の数は、要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。また、組電池１０は、並列に接続された複数の単電池を含んでいてもよい。
【００１７】
組電池１０は、接続ラインを介して昇圧コンバータ２３に接続されている。組電池１０の正極端子と昇圧コンバータ２３との間にシステムメインリレー２１が設けられ、組電池１０の負極端子と昇圧コンバータ２３との間にシステムメインリレー２２が設けられている。システムメインリレー２１，２２は、コントローラ５０からの制御信号を受けて、オン（接続状態）およびオフ（遮断状態）の間で切り替わる。
【００１８】
電圧センサ１１は、組電池１０の端子間電圧を検出する。また、組電池１０を構成する直列に接続された各単電池それぞれの電圧を検出することもできる。電圧センサ１１はコントローラ５０に接続され、検出結果をコントローラ５０に出力する。電流センサ１２は、充放電を行う組電池１０の充放電電流を検出してコントローラ５０に検出結果を出力する。また、電流センサ２１は、後述する充電器３０を介して組電池１０に流れる外部充電電流を検出し、コントローラ５０に検出結果を出力する。温度センサ１３は、組電池１０の温度を検出する。温度センサ１３は、コントローラ５０に接続され、検出結果をコントローラ５０に出力する。
【００１９】
昇圧コンバータ２３は、組電池１０の出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ２４に出力する。また、昇圧コンバータ２３は、インバータ２４の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を組電池１０に出力する。昇圧コンバータ２３は、例えば、チョッパ回路で構成することができる。昇圧コンバータ２３は、コントローラ５０からの制御信号を受けて動作する。
【００２０】
インバータ２４は、昇圧コンバータ２３から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２５に出力する。モータ・ジェネレータ２５としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。また、インバータ２４は、モータ・ジェネレータ２５から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を昇圧コンバータ２３に出力する。
【００２１】
モータ・ジェネレータ２５は、インバータ２４からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２５は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ２５によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２５は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。モータ・ジェネレータ２５によって生成された交流電力は、インバータ２４に出力される。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
【００２２】
本実施例の電池システムでは、昇圧コンバータ２３を用いているが、昇圧コンバータ２３を省略することもできる。すなわち、組電池１０をインバータ２４と接続することができる。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、昇圧コンバータ２３と組電池１０との間に接続され、組電池１０の電力を受けて動作する補機２７（電力消費機器）が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、組電池１０から出力される電流電圧を所定の電流電圧に降圧して補機２７に出力する。補機２７は、例えば、車両に搭載された車室空調装置（エアコンのインバータやモータ等）、ＡＶ機器、照明装置等である。組電池１０から補機２７に供給される電力は、コントローラ５０によって制御される。本実施例の電池システムは、負荷として、モータ・ジェネレータ２５や補機２７を含む。
【００２４】
充電器３０は、組電池１０に接続される。充電器３０は、外部電源６０から供給された交流電力を直流電力に変換する不図示のＡＣ／ＤＣコンバータや外部電源６０又はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される外部充電電流（直流電流）を昇圧して組電池１０に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ等を含むことができる。外部電源６０としては、例えば、商用電源を用いることができる。
【００２５】
充電器３０と組電池１０の正極端子との間の電流経路上に充電リレー３１が設けられ、充電器３０と組電池１０の負極端子との間に電流経路上に充電リレー３２が設けられている。充電リレー３１，３２は、コントローラ５０からの制御信号を受けて、オン（接続状態に相当する）およびオフ（遮断状態に相当する）の間で切り替わる。
【００２６】
充電器３０は、本実施例の電池システムを搭載する車両の側部に設けられるインレット３５と接続される。インレット３５には、外部電源６０に連結する接続プラグ６１を有する充電ケーブル６２が接続される。
【００２７】
ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、組電池１０を昇圧コンバータ２３との間に接続され、組電池１０から出力される直流電圧を、外部機器に応じた商用交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）に変換する電力変換器である。ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、車室内に設けられた出力するアクセサリコンセント４１に接続される外部機器４２に、ＡＣ１００Ｖ等の商用電力を出力する。
【００２８】
アクセサリコンセント４１は、外部機器４２に商用電力を出力する出力手段であり、外部機器４２の接続端子（プラグ）と接続される差し込み口である。アクセサリコンセント４１は、乗員が乗降することができる乗車スペース及び荷物等を収納するラゲッジスペース（luggage area）を含む車両内に１つ又は複数設けることができる。
【００２９】
外部機器４２は、車両とは個別に設けられた機器であり、アクセサリコンセント４１を介してＤＣ／ＡＣインバータ４０から出力される商用電力を受けて動作する。外部機器４２としては、例えば、家電製品などがある。
【００３０】
商用電力スイッチ４３は、車両内からユーザが操作するスイッチである。例えば、商用電力スイッチ４３がユーザによってＯＮ操作されることで、ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、アクセサリコンセント４１を介した外部機器４２への商用電力供給を許容し、ＯＦＦ操作されることで、アクセサリコンセント４１を介した外部機器４２への商用電力供給を停止（禁止）する。商用電力スイッチ４３のＯＮ／ＯＦＦ操作の信号は、ＤＣ／ＡＣインバータ４０を介してコントローラ５０に出力され、コントローラ５０は、商用電力スイッチ４３のＯＮ／ＯＦＦに基づいて、ＤＣ／ＡＣインバータ４０を介した商用電力の供給制御を行う。
【００３１】
また、商用電力スイッチ４３は、ユーザが商用電力優先モード（ユーザがアクセサリコンセントを使用する際の商用電力の優先度）を選択するための選択スイッチとして機能する。例えば、商用電力スイッチ４３をユーザがＯＮ操作する際に、長押しすることで、商用電力優先モードをＯＮにすることができる。また、商用電力優先モードをＯＦＦにするときは、商用電力スイッチ４３をユーザがＯＦＦ操作する際に、長押しすることで、商用電力優先モードをＯＦＦにすることができる。商用電力優先モードのＯＮ／ＯＦＦ信号は、商用電力スイッチ４３からＤＣ／ＡＣインバータ４０を介して又は直接に、コントローラ５０に出力される。なお、商用電力スイッチ４３とは別に、商用電力優先モードを選択するスイッチを設けることもできる。
【００３２】
コントローラ５０は、電池システムの入出力制御を行う制御装置である。コントローラ５０は、車両全体で要求される負荷に応じた車両要求出力を算出し、組電池１０に蓄えられた電力を昇圧コンバータ２３及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータ２６に供給する車両要求出力制御と、アクセサリコンセント４１に接続された外部機器４２の消費電力を算出し、組電池１０に蓄えられた電力をＤＣ／ＡＣインバータ４０（外部機器４２）に出力する給電制御とを遂行する。
【００３３】
車両要求出力は、昇圧コンバータ２３を介してモータ・ジェネレータ２５に供給される走行用電力と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を介して補機２７に供給される電力とを含むことができる。なお、コントローラ５０は、充電器３０を介した外部電源６０の電力を組電池１０に充電する外部充電制御を行うこともできる。コントローラ５０は、外部電源６０から延設された接続プラグ６１がインレット３５に接続されたことを検出すると、充電リレー３１，３２をオフからオンに切り替えて充電器３０と組電池１０とを接続し、充電器３０を介した外部充電を行う。
【００３４】
コントローラ５０は、車両要求出力に基づいてモータ・ジェネレータ２５（昇圧コンバータ２３）に組電池１０の電力を出力する放電制御とともに、車両が減速したり、停止したりする際の車両制動時における回生電力を組電池１０に充電する充電制御を行うことができる。なお、ハイブリッド自動車の場合、コントローラ５０は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいてエンジン及び／又は電池システムの出力制御を行う制御装置として構成される。
【００３５】
コントローラ５０は、車両要求出力及び外部機器４２への給電に対する電力供給制御を行うに当たり、組電池１０の最大出力を算出し、算出された組電池１０の最大出力の範囲内で、車両要求出力と外部機器の消費電力それぞれに対する電力分配を行う。
【００３６】
コントローラ５０は、組電池１０のＳＯＣ及び電池温度の少なくとも一方に基づいて、組電池１０の最大出力（出力上限値）を算出することができる。
【００３７】
ＳＯＣ（State of Charge）は、組電池の満充電容量に対する現在充電容量の割合を示すものであり、コントローラ５０は、組電池１０のＳＯＣを管理するために、電圧センサ１１による検出結果を用いて組電池１０のＳＯＣを算出したり特定する処理を行い、ＳＯＣ情報を記憶して管理することができる。
【００３８】
組電池１０のＳＯＣは、組電池１０のＯＣＶ（開放電圧：Open Circuit Voltage）から特定することができる。ＳＯＣ及びＯＣＶは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。組電池１０のＯＣＶは、電圧センサ１１によって検出された組電池１０のＣＣＶ（端子電圧：Closed Circuit Voltage）から算出することができる。一方、電流センサ１２を用いて組電池１０の充放電電流を検出し、組電池１０の充放電の際の電流値を積算することにより、組電池１０のＳＯＣを算出することができる。コントローラ５０は、電圧センサ１１、電流センサ１２の各検出結果を用いて、組電池１０のＳＯＣを算出する。
【００３９】
図２は、組電池１０の最大出力とＳＯＣの関係を示す図である。図２に示すように、組電池１０のＳＯＣが高くなるにつれて最大出力は大きくなり、Ｃ１以上のＳＯＣでは、組電池１０の最大出力は、所定の上限値で一定となっている。一方、Ｃ１よりも低いＳＯＣでは、組電池１０のＳＯＣが低くなればなるほど最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。
【００４０】
図３は、組電池１０の最大出力と温度の関係を示す図である。図３に示すように、組電池１０の電池温度が高くなるにつれて最大出力は大きくなり、温度ｔ１から温度ｔ２の範囲では、組電池１０の最大出力が所定の上限値で一定となっている。一方、温度ｔ１よりも低い電池温度では、組電池１０の最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。また、温度ｔ２よりも高い電池温度でも、組電池１０の最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。
【００４１】
これら図２、図３で示した最大出力とＳＯＣ、電池温度の各関係は、コントローラ５０が組電池１０の最大出力算出マップとして予め保持することができ、コントローラ５０は、コントローラ５０は、算出した組電池１０のＳＯＣや温度センサ１３によって検出された電池温度に基づいて、組電池１０の最大出力を算出することができる。なお、図２、図３の例では、組電池１０のＳＯＣと電池温度とで個別の最大出力算出マップを例示したが、最大出力と組電池１０のＳＯＣ及び電池温度との関係を示す最大出力算出マップを予め保持し、組電池１０のＳＯＣ及び電池温度から組電池１０の最大出力を算出するようにしてもよい。
【００４２】
図４は、組電池１０の最大出力に対する商用電力、車両要求出力の関係を示した図である。出力電力Ｐ３は、車両要求出力Ｐ２及び外部機器４２に供給する商用電力Ｐ１に対する組電池１０の出力値であり、車両要求出力Ｐ２及び商用電力Ｐ１の合計値である。
【００４３】
図４に示すように、コントローラ５０は、算出した最大出力Ｐｘを組電池１０の出力上限値として設定し、出力上限値Ｐｘの範囲内で車両要求出力Ｐ２及び商用電力Ｐ１それぞれに対する電力供給制御を行う。図４に示す例では、コントローラ５０は、車両要求出力Ｐ２及び商用電力Ｐ１全体の出力電力Ｐ３が、組電池１０の出力上限値Ｐｘに範囲内に収まっている組電池１０の出力制御を示している。
【００４４】
図２、図３で示したように、組電池１０のＳＯＣが低い状態や電池温度が低温又は高温の状態では、組電池１０の最大出力が低く制限される。このため、車両要求出力が最大出力と同程度となった場合などでは、車両要求出力と商用電力の合計値が組電池１０の最大出力を上回るので、車両要求出力及び商用電力に対する少なくとも一方又は両方の電力供給量を制限しなければならない。
【００４５】
上述したように従来は、車両要求出力に対する電力供給を優先しており、組電池１０の最大出力のほとんどが車両要求出力に使用されると、外部機器４２に供給可能な電力を確保できないので、外部機器４２への電力供給ができず、商用電力の出力を優先させたい場合でも外部機器４２への電力供給ができない事態が生じてしまい、商用電力の使用が制限されていた。
【００４６】
本実施例では、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先して、車両要求出力に対する電力供給を制限し、外部機器４２への電力供給を優先させたいユーザの利便性を向上させる。
【００４７】
図５は、商用電力を優先させた組電池１０の最大出力に対する車両要求出力の制限値の算出例を示す図である。本実施例では、算出された組電池１０の最大出力のうち商用電力を確保した残りの電力を車両要求出力の制限値として設定し、コントローラ５０は、組電池１０の最大出力ではなく、商用電力を優先させた車両要求出力の制限値を上限値とする範囲内で、車両要求出力に対する電力供給制御を遂行する。
【００４８】
コントローラ５０は、アクセサリコンセント４１に接続された外部機器４２の消費電力を計算し、必要な商用電力（商用電力要求出力）を算出する。コントローラ５０は、図５に示したように組電池１０の最大出力から算出した商用電力を差し引いた電力を、車両要求出力に対する制限値として算出することができる。
【００４９】
図６は、組電池１０の最大出力に対する商用電力及び制限された車両要求出力の関係を示した図である。図６に示すように、コントローラ５０は、商用電力に対する電力供給を制限せずに、車両要求出力が組電池１０の最大出力Ｐｘよりも低い制限値Ｐａの範囲内となるように、車両要求出力に対する電力供給を制限する電力供給制御を行う。
【００５０】
図７は、本実施例の電池システムの電力供給制御のフローチャートを示す図である。電力供給制御は、コントローラ５０によって遂行される。車両のイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わると、電池システムが起動され、コントローラ５０は、電池システムの電力供給制御を開始する。
【００５１】
コントローラ５０は、電池システムの起動に伴い、システムメインリレー２１，２２をＯＦＦからＯＮに切り替えて、組電池１０と昇圧コンバータ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６及びＤＣ／ＡＣインバータ４０とを接続する。本実施例の電力供給制御は、組電池１０から供給される電力によって車両が走行するＥＶ走行中以外にも電池システム起動後の停車中にＤＣ／ＤＣコンバータ２６を介して補機２７に電力を供給する際に遂行される。
【００５２】
ステップＳ１０１において、コントローラ５０は、電圧センサ１１及び電流センサ１２の検出結果から算出した組電池１０のＳＯＣ情報及び／又は温度センサ１３の検出結果を取得する。ステップＳ１０２において、コントローラ５０は、取得したＳＯＣ情報及び／又は電池温度から、組電池１０の最大出力を算出する。
【００５３】
ステップＳ１０３において、コントローラ５０は、商用電力スイッチ７０がＯＮ操作されているか否かを判別する。商用電力スイッチ７０がＯＮである場合、ステップＳ１０４に進み、コントローラ５０は、さらに商用電力優先モードが選択されているか否かを判別する。
【００５４】
ステップＳ１０４において商用電力優先モードが選択されていると判別された場合、ステップＳ１０５に進み、コントローラ５０は、アクセサリコンセント４１に接続されている外部機器４２の消費電力を算出する。
【００５５】
コントローラ５０は、ステップＳ１０６において、算出された外部機器４２に消費電力とステップＳ１０２で算出された組電池１０の最大出力とに基づいて、車両要求出力に対する電力供給量の上限値を算出する。例えば、組電池１０の最大出力から算出した外部機器４２の消費電力を差し引いて車両要求出力に対する電力供給量の上限値を算出することができる。
【００５６】
ステップＳ１０７において、コントローラ５０は、算出した車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、外部機器４２に消費電力（商用電力）を優先した車両要求出力に対する電力供給の制限値として設定する。
【００５７】
コントローラ５０は、ステップＳ１０８において、設定した車両要求出力に対する電力供給制限値の範囲内となるように、車両要求出力に対する電力供給を行いつつ、商用電力に対する電力供給を行う。
【００５８】
なお、ステップ１０３において商用電力スイッチ７０がＯＦＦであると判別された場合、外部機器４２に供給される電力が０なので、コントローラ５０は、ステップＳ１１０に進み、車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、組電池１０の最大出力（出力上限値）に設定する。なお、ステップＳ１０５において、アクセサリコンセント４１に接続されている外部機器４２の消費電力の算出値が０である場合、コントローラ５０は、組電池１０の最大出力が車両要求出力に対する電力供給量の上限値として算出されるので、ステップＳ１１０と同様に、ステップＳ１０７において車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、組電池１０の最大出力（出力上限値）に設定することになる。
【００５９】
また、ステップ１０４において商用電力優先モードが選択されていないと判別された場合、ステップＳ１０９に進み、車両要求出力に対する電力供給を優先して、商用電力に対する電力供給を制限した電力供給制御を行うことができる。
【００６０】
図８は、車両要求出力を優先させた組電池１０の最大出力に対する商用電力の制限値の算出例を示す図である。図８に示すように、組電池１０の最大出力と車両出力要求との差分よりも小さい場合、商用電力は制限され、例えば、車両要求出力がＰａ（Ｐｘ−Ｐ１）を超えて組電池１０の最大出力に近づくにつれて、商用電力が低く制限される。
【００６１】
コントローラ５０は、ステップＳ１０９において、組電池１０の最大出力と車両出力要求との差分を算出し、算出した差分を商用電力の制限値として設定して、設定された制限値を上限値とする範囲内で、商用電力に対する電力供給制御を遂行することができる。
【００６２】
このように本実施例の電力供給制御は、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先し、蓄電装置の出力上限値に対して車両要求出力に対する電力供給を抑制（制限）して商用電力を確保し、ユーザの利便性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 組電池
１１ 電圧センサ
１２ 電流センサ
１３ 温度センサ
２３ 昇圧コンバータ
２４ インバータ
２５ モータ・ジェネレータ（ＭＧ）
２６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２７ 補機
３０ 充電器
４０ ＤＣ／ＡＶインバータ
４１ アクセサリコンセント
４２ 外部機器
５０ コントローラ
６０ 外部電源
７０ 商用電力スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムに関し、より詳しくは、車両走行用電源及び車両内に設けられたコンセントに接続される外部機器に供給する商用交流電源として使用される蓄電システムの出力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、車両の走行用モータや車両に搭載されたエアコンや電子機器等の電力消費機器に電力を供給する電源装置を商用交流電源として併用し、車室内に設けられたコンセントを介して接続される外部機器に交流電力を出力するとともに、電源装置のＳＯＣ及び外部機器の消費電力に基づいて、商用交流電源の出力制限を行っている。
【０００３】
特許文献１では、ＳＯＣが高い状態ではコンセントを介して接続される外部機器への電力供給を所定上限値まで可能としつつ、ＳＯＣが低い状態である場合には外部機器への電力供給を禁止するのではなく、外部機器へ出力される電力の上限値を低くして低電力での供給を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８２８３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６４７２号公報
【特許文献３】特開２００８−３１２３９５号公報
【特許文献４】特開２００９−２２５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、電源装置のＳＯＣが低い状態である場合に外部機器に対する低電力供給を許容して外部機器への電力供給を確保しても、例えば、車両の走行用モータや車両に搭載されたエアコンや電子機器等の電力消費機器に出力する車両要求出力が、電源装置の最大出力と同程度となった場合、言い換えれば、電源装置の最大出力のほとんどが車両要求出力に使用される場合は、外部機器に供給可能な電力を確保できないので、外部機器への電力供給ができない。
【０００６】
つまり、従来は、車両要求出力に対する電力供給を優先しているため、電源装置の最大出力に対する車両要求出力の関係により、外部機器への出力を優先させたい場合でも外部機器への電力供給ができない事態が生じてしまい、商用交流電源の使用が制限されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１の発明である車両に搭載される蓄電システムは、充放電を行う蓄電装置と、蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部と、を有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して車両要求出力に対する電力供給制御を行う。
【０００８】
本願第１の発明によれば、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先し、蓄電装置の出力上限値に対して車両要求出力に対する電力供給を抑制して商用電力を確保し、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０００９】
制御部は、蓄電装置の出力上限値と商用電力要求出力との差分を、車両要求出力に対する電力供給の上限値として算出することができる。
【００１０】
ユーザによって操作される外部機器への商用電力の供給を優先するための選択スイッチをさらに備えることができる。
【００１１】
負荷として、蓄電装置からの電力を受けて車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータ・ジェネレータや車両に搭載された蓄電装置からの電力を受けて動作する電力消費機器を用いることができる。
【００１２】
本願第２の発明である蓄電システムを搭載した車両の制御装置は、充放電を行う蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および蓄電装置からの電力を商用電力として受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部を有する。制御部は、外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、蓄電装置の出力上限値から商用電力要求出力に対する電力供給に応じた車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、算出した上限値に制限して車両要求出力に対する電力供給制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両に搭載される電池システムの構成ブロック図である。
【図２】組電池の最大出力とＳＯＣの関係を示す図である。
【図３】組電池の最大出力と温度の関係を示す図である。
【図４】組電池の最大出力に対する商用電力、車両要求出力の関係を示した図である。
【図５】商用電力を優先させた組電池の最大出力に対する車両要求出力の制限値の算出例を示す図である。
【図６】組電池の最大出力に対する商用電力、制限された車両要求出力の関係を示した図である。
【図７】組電池の電力供給制御を示すフローチャートである。
【図８】車両要求出力を優先させた組電池の最大出力に対する商用電力の制限値の算出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１５】
（実施例１）
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について説明する。図１は、本実施例の電池システムの構成ブロック図である。本実施例の電池システムは、車両走行用電力及び車両内に設けられたコンセントに接続される外部機器の商用交流電力を供給するものであり、車両に搭載することができる。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させるための動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両の動力源として、組電池だけを備えている。
【００１６】
組電池１０は、例えば、直列に接続された複数の単電池で構成することができる。単電池は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。組電池１０を構成する単電池の数は、要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。また、組電池１０は、並列に接続された複数の単電池を含んでいてもよい。
【００１７】
組電池１０は、接続ラインを介して昇圧コンバータ２３に接続されている。組電池１０の正極端子と昇圧コンバータ２３との間にシステムメインリレー２１が設けられ、組電池１０の負極端子と昇圧コンバータ２３との間にシステムメインリレー２２が設けられている。システムメインリレー２１，２２は、コントローラ５０からの制御信号を受けて、オン（接続状態）およびオフ（遮断状態）の間で切り替わる。
【００１８】
電圧センサ１１は、組電池１０の端子間電圧を検出する。また、組電池１０を構成する直列に接続された各単電池それぞれの電圧を検出することもできる。電圧センサ１１はコントローラ５０に接続され、検出結果をコントローラ５０に出力する。電流センサ１２は、充放電を行う組電池１０の充放電電流を検出してコントローラ５０に検出結果を出力する。また、電流センサ２１は、後述する充電器３０を介して組電池１０に流れる外部充電電流を検出し、コントローラ５０に検出結果を出力する。温度センサ１３は、組電池１０の温度を検出する。温度センサ１３は、コントローラ５０に接続され、検出結果をコントローラ５０に出力する。
【００１９】
昇圧コンバータ２３は、組電池１０の出力電圧を昇圧して、昇圧後の電力をインバータ２４に出力する。また、昇圧コンバータ２３は、インバータ２４の出力電圧を降圧して、降圧後の電力を組電池１０に出力する。昇圧コンバータ２３は、例えば、チョッパ回路で構成することができる。昇圧コンバータ２３は、コントローラ５０からの制御信号を受けて動作する。
【００２０】
インバータ２４は、昇圧コンバータ２３から出力された直流電力を交流電力に変換して、交流電力をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２５に出力する。モータ・ジェネレータ２５としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。また、インバータ２４は、モータ・ジェネレータ２５から出力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を昇圧コンバータ２３に出力する。
【００２１】
モータ・ジェネレータ２５は、インバータ２４からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ２５は、車輪と接続されており、モータ・ジェネレータ２５によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ２５は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。モータ・ジェネレータ２５によって生成された交流電力は、インバータ２４に出力される。これにより、回生電力を組電池１０に蓄えることができる。
【００２２】
本実施例の電池システムでは、昇圧コンバータ２３を用いているが、昇圧コンバータ２３を省略することもできる。すなわち、組電池１０をインバータ２４と接続することができる。
【００２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、昇圧コンバータ２３と組電池１０との間に接続され、組電池１０の電力を受けて動作する補機２７（電力消費機器）が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、組電池１０から出力される電流電圧を所定の電流電圧に降圧して補機２７に出力する。補機２７は、例えば、車両に搭載された車室空調装置（エアコンのインバータやモータ等）、ＡＶ機器、照明装置等である。組電池１０から補機２７に供給される電力は、コントローラ５０によって制御される。本実施例の電池システムは、負荷として、モータ・ジェネレータ２５や補機２７を含む。
【００２４】
充電器３０は、組電池１０に接続される。充電器３０は、外部電源６０から供給された交流電力を直流電力に変換する不図示のＡＣ／ＤＣコンバータや外部電源６０又はＡＣ／ＤＣコンバータから出力される外部充電電流（直流電流）を昇圧して組電池１０に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ等を含むことができる。外部電源６０としては、例えば、商用電源を用いることができる。
【００２５】
充電器３０と組電池１０の正極端子との間の電流経路上に充電リレー３１が設けられ、充電器３０と組電池１０の負極端子との間に電流経路上に充電リレー３２が設けられている。充電リレー３１，３２は、コントローラ５０からの制御信号を受けて、オン（接続状態に相当する）およびオフ（遮断状態に相当する）の間で切り替わる。
【００２６】
充電器３０は、本実施例の電池システムを搭載する車両の側部に設けられるインレット３５と接続される。インレット３５には、外部電源６０に連結する接続プラグ６１を有する充電ケーブル６２が接続される。
【００２７】
ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、組電池１０を昇圧コンバータ２３との間に接続され、組電池１０から出力される直流電圧を、外部機器に応じた商用交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）に変換する電力変換器である。ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、車室内に設けられた出力するアクセサリコンセント４１に接続される外部機器４２に、ＡＣ１００Ｖ等の商用電力を出力する。
【００２８】
アクセサリコンセント４１は、外部機器４２に商用電力を出力する出力手段であり、外部機器４２の接続端子（プラグ）と接続される差し込み口である。アクセサリコンセント４１は、乗員が乗降することができる乗車スペース及び荷物等を収納するラゲッジスペース（luggage area）を含む車両内に１つ又は複数設けることができる。
【００２９】
外部機器４２は、車両とは個別に設けられた機器であり、アクセサリコンセント４１を介してＤＣ／ＡＣインバータ４０から出力される商用電力を受けて動作する。外部機器４２としては、例えば、家電製品などがある。
【００３０】
商用電力スイッチ４３は、車両内からユーザが操作するスイッチである。例えば、商用電力スイッチ４３がユーザによってＯＮ操作されることで、ＤＣ／ＡＣインバータ４０は、アクセサリコンセント４１を介した外部機器４２への商用電力供給を許容し、ＯＦＦ操作されることで、アクセサリコンセント４１を介した外部機器４２への商用電力供給を停止（禁止）する。商用電力スイッチ４３のＯＮ／ＯＦＦ操作の信号は、ＤＣ／ＡＣインバータ４０を介してコントローラ５０に出力され、コントローラ５０は、商用電力スイッチ４３のＯＮ／ＯＦＦに基づいて、ＤＣ／ＡＣインバータ４０を介した商用電力の供給制御を行う。
【００３１】
また、商用電力スイッチ４３は、ユーザが商用電力優先モード（ユーザがアクセサリコンセントを使用する際の商用電力の優先度）を選択するための選択スイッチとして機能する。例えば、商用電力スイッチ４３をユーザがＯＮ操作する際に、長押しすることで、商用電力優先モードをＯＮにすることができる。また、商用電力優先モードをＯＦＦにするときは、商用電力スイッチ４３をユーザがＯＦＦ操作する際に、長押しすることで、商用電力優先モードをＯＦＦにすることができる。商用電力優先モードのＯＮ／ＯＦＦ信号は、商用電力スイッチ４３からＤＣ／ＡＣインバータ４０を介して又は直接に、コントローラ５０に出力される。なお、商用電力スイッチ４３とは別に、商用電力優先モードを選択するスイッチを設けることもできる。
【００３２】
コントローラ５０は、電池システムの入出力制御を行う制御装置である。コントローラ５０は、車両全体で要求される負荷に応じた車両要求出力を算出し、組電池１０に蓄えられた電力を昇圧コンバータ２３及び／又はＤＣ／ＤＣコンバータ２６に供給する車両要求出力制御と、アクセサリコンセント４１に接続された外部機器４２の消費電力を算出し、組電池１０に蓄えられた電力をＤＣ／ＡＣインバータ４０（外部機器４２）に出力する給電制御とを遂行する。
【００３３】
車両要求出力は、昇圧コンバータ２３を介してモータ・ジェネレータ２５に供給される走行用電力と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を介して補機２７に供給される電力とを含むことができる。なお、コントローラ５０は、充電器３０を介した外部電源６０の電力を組電池１０に充電する外部充電制御を行うこともできる。コントローラ５０は、外部電源６０から延設された接続プラグ６１がインレット３５に接続されたことを検出すると、充電リレー３１，３２をオフからオンに切り替えて充電器３０と組電池１０とを接続し、充電器３０を介した外部充電を行う。
【００３４】
コントローラ５０は、車両要求出力に基づいてモータ・ジェネレータ２５（昇圧コンバータ２３）に組電池１０の電力を出力する放電制御とともに、車両が減速したり、停止したりする際の車両制動時における回生電力を組電池１０に充電する充電制御を行うことができる。なお、ハイブリッド自動車の場合、コントローラ５０は、車両全体で要求される車両要求出力を算出し、車両要求出力に基づいてエンジン及び／又は電池システムの出力制御を行う制御装置として構成される。
【００３５】
コントローラ５０は、車両要求出力及び外部機器４２への給電に対する電力供給制御を行うに当たり、組電池１０の最大出力を算出し、算出された組電池１０の最大出力の範囲内で、車両要求出力と外部機器の消費電力それぞれに対する電力分配を行う。
【００３６】
コントローラ５０は、組電池１０のＳＯＣ及び電池温度の少なくとも一方に基づいて、組電池１０の最大出力（出力上限値）を算出することができる。
【００３７】
ＳＯＣ（State of Charge）は、組電池の満充電容量に対する現在充電容量の割合を示すものであり、コントローラ５０は、組電池１０のＳＯＣを管理するために、電圧センサ１１による検出結果を用いて組電池１０のＳＯＣを算出したり特定する処理を行い、ＳＯＣ情報を記憶して管理することができる。
【００３８】
組電池１０のＳＯＣは、組電池１０のＯＣＶ（開放電圧：Open Circuit Voltage）から特定することができる。ＳＯＣ及びＯＣＶは対応関係にあるため、この対応関係を予め求めておけば、ＯＣＶからＳＯＣを特定することができる。組電池１０のＯＣＶは、電圧センサ１１によって検出された組電池１０のＣＣＶ（端子電圧：Closed Circuit Voltage）から算出することができる。一方、電流センサ１２を用いて組電池１０の充放電電流を検出し、組電池１０の充放電の際の電流値を積算することにより、組電池１０のＳＯＣを算出することができる。コントローラ５０は、電圧センサ１１、電流センサ１２の各検出結果を用いて、組電池１０のＳＯＣを算出する。
【００３９】
図２は、組電池１０の最大出力とＳＯＣの関係を示す図である。図２に示すように、組電池１０のＳＯＣが高くなるにつれて最大出力は大きくなり、Ｃ１以上のＳＯＣでは、組電池１０の最大出力は、所定の上限値で一定となっている。一方、Ｃ１よりも低いＳＯＣでは、組電池１０のＳＯＣが低くなればなるほど最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。
【００４０】
図３は、組電池１０の最大出力と温度の関係を示す図である。図３に示すように、組電池１０の電池温度が高くなるにつれて最大出力は大きくなり、温度ｔ１から温度ｔ２の範囲では、組電池１０の最大出力が所定の上限値で一定となっている。一方、温度ｔ１よりも低い電池温度では、組電池１０の最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。また、温度ｔ２よりも高い電池温度でも、組電池１０の最大出力が小さくなり、最大出力が制限される。
【００４１】
これら図２、図３で示した最大出力とＳＯＣ、電池温度の各関係は、コントローラ５０が組電池１０の最大出力算出マップとして予め保持することができ、コントローラ５０は、コントローラ５０は、算出した組電池１０のＳＯＣや温度センサ１３によって検出された電池温度に基づいて、組電池１０の最大出力を算出することができる。なお、図２、図３の例では、組電池１０のＳＯＣと電池温度とで個別の最大出力算出マップを例示したが、最大出力と組電池１０のＳＯＣ及び電池温度との関係を示す最大出力算出マップを予め保持し、組電池１０のＳＯＣ及び電池温度から組電池１０の最大出力を算出するようにしてもよい。
【００４２】
図４は、組電池１０の最大出力に対する商用電力、車両要求出力の関係を示した図である。出力電力Ｐ３は、車両要求出力Ｐ２及び外部機器４２に供給する商用電力Ｐ１に対する組電池１０の出力値であり、車両要求出力Ｐ２及び商用電力Ｐ１の合計値である。
【００４３】
図４に示すように、コントローラ５０は、算出した最大出力Ｐｘを組電池１０の出力上限値として設定し、出力上限値Ｐｘの範囲内で車両要求出力Ｐ２及び商用電力Ｐ１それぞれに対する電力供給制御を行う。図４に示す例では、コントローラ５０は、車両要求出力Ｐ２及び商用電力Ｐ１全体の出力電力Ｐ３が、組電池１０の出力上限値Ｐｘに範囲内に収まっている組電池１０の出力制御を示している。
【００４４】
図２、図３で示したように、組電池１０のＳＯＣが低い状態や電池温度が低温又は高温の状態では、組電池１０の最大出力が低く制限される。このため、車両要求出力が最大出力と同程度となった場合などでは、車両要求出力と商用電力の合計値が組電池１０の最大出力を上回るので、車両要求出力及び商用電力に対する少なくとも一方又は両方の電力供給量を制限しなければならない。
【００４５】
上述したように従来は、車両要求出力に対する電力供給を優先しており、組電池１０の最大出力のほとんどが車両要求出力に使用されると、外部機器４２に供給可能な電力を確保できないので、外部機器４２への電力供給ができず、商用電力の出力を優先させたい場合でも外部機器４２への電力供給ができない事態が生じてしまい、商用電力の使用が制限されていた。
【００４６】
本実施例では、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先して、車両要求出力に対する電力供給を制限し、外部機器４２への電力供給を優先させたいユーザの利便性を向上させる。
【００４７】
図５は、商用電力を優先させた組電池１０の最大出力に対する車両要求出力の制限値の算出例を示す図である。本実施例では、算出された組電池１０の最大出力のうち商用電力を確保した残りの電力を車両要求出力の制限値として設定し、コントローラ５０は、組電池１０の最大出力ではなく、商用電力を優先させた車両要求出力の制限値を上限値とする範囲内で、車両要求出力に対する電力供給制御を遂行する。
【００４８】
コントローラ５０は、アクセサリコンセント４１に接続された外部機器４２の消費電力を計算し、必要な商用電力（商用電力要求出力）を算出する。コントローラ５０は、図５に示したように組電池１０の最大出力から算出した商用電力を差し引いた電力を、車両要求出力に対する制限値として算出することができる。
【００４９】
図６は、組電池１０の最大出力に対する商用電力及び制限された車両要求出力の関係を示した図である。図６に示すように、コントローラ５０は、商用電力に対する電力供給を制限せずに、車両要求出力が組電池１０の最大出力Ｐｘよりも低い制限値Ｐａの範囲内となるように、車両要求出力に対する電力供給を制限する電力供給制御を行う。
【００５０】
図７は、本実施例の電池システムの電力供給制御のフローチャートを示す図である。電力供給制御は、コントローラ５０によって遂行される。車両のイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わると、電池システムが起動され、コントローラ５０は、電池システムの電力供給制御を開始する。
【００５１】
コントローラ５０は、電池システムの起動に伴い、システムメインリレー２１，２２をＯＦＦからＯＮに切り替えて、組電池１０と昇圧コンバータ２３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６及びＤＣ／ＡＣインバータ４０とを接続する。本実施例の電力供給制御は、組電池１０から供給される電力によって車両が走行するＥＶ走行中以外にも電池システム起動後の停車中にＤＣ／ＤＣコンバータ２６を介して補機２７に電力を供給する際に遂行される。
【００５２】
ステップＳ１０１において、コントローラ５０は、電圧センサ１１及び電流センサ１２の検出結果から算出した組電池１０のＳＯＣ情報及び／又は温度センサ１３の検出結果を取得する。ステップＳ１０２において、コントローラ５０は、取得したＳＯＣ情報及び／又は電池温度から、組電池１０の最大出力を算出する。
【００５３】
ステップＳ１０３において、コントローラ５０は、商用電力スイッチ７０がＯＮ操作されているか否かを判別する。商用電力スイッチ７０がＯＮである場合、ステップＳ１０４に進み、コントローラ５０は、さらに商用電力優先モードが選択されているか否かを判別する。
【００５４】
ステップＳ１０４において商用電力優先モードが選択されていると判別された場合、ステップＳ１０５に進み、コントローラ５０は、アクセサリコンセント４１に接続されている外部機器４２の消費電力を算出する。
【００５５】
コントローラ５０は、ステップＳ１０６において、算出された外部機器４２に消費電力とステップＳ１０２で算出された組電池１０の最大出力とに基づいて、車両要求出力に対する電力供給量の上限値を算出する。例えば、組電池１０の最大出力から算出した外部機器４２の消費電力を差し引いて車両要求出力に対する電力供給量の上限値を算出することができる。
【００５６】
ステップＳ１０７において、コントローラ５０は、算出した車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、外部機器４２に消費電力（商用電力）を優先した車両要求出力に対する電力供給の制限値として設定する。
【００５７】
コントローラ５０は、ステップＳ１０８において、設定した車両要求出力に対する電力供給制限値の範囲内となるように、車両要求出力に対する電力供給を行いつつ、商用電力に対する電力供給を行う。
【００５８】
なお、ステップ１０３において商用電力スイッチ７０がＯＦＦであると判別された場合、外部機器４２に供給される電力が０なので、コントローラ５０は、ステップＳ１１０に進み、車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、組電池１０の最大出力（出力上限値）に設定する。なお、ステップＳ１０５において、アクセサリコンセント４１に接続されている外部機器４２の消費電力の算出値が０である場合、コントローラ５０は、組電池１０の最大出力が車両要求出力に対する電力供給量の上限値として算出されるので、ステップＳ１１０と同様に、ステップＳ１０７において車両要求出力に対する電力供給量の上限値を、組電池１０の最大出力（出力上限値）に設定することになる。
【００５９】
また、ステップ１０４において商用電力優先モードが選択されていないと判別された場合、ステップＳ１０９に進み、車両要求出力に対する電力供給を優先して、商用電力に対する電力供給を制限した電力供給制御を行うことができる。
【００６０】
図８は、車両要求出力を優先させた組電池１０の最大出力に対する商用電力の制限値の算出例を示す図である。図８に示すように、組電池１０の最大出力と車両出力要求との差分よりも小さい場合、商用電力は制限され、例えば、車両要求出力がＰａ（Ｐｘ−Ｐ１）を超えて組電池１０の最大出力に近づくにつれて、商用電力が低く制限される。
【００６１】
コントローラ５０は、ステップＳ１０９において、組電池１０の最大出力と車両出力要求との差分を算出し、算出した差分を商用電力の制限値として設定して、設定された制限値を上限値とする範囲内で、商用電力に対する電力供給制御を遂行することができる。
【００６２】
このように本実施例の電力供給制御は、ユーザの操作により商用電力優先モードが選択されている場合、商用電力に対する電力供給を優先し、蓄電装置の出力上限値に対して車両要求出力に対する電力供給を抑制（制限）して商用電力を確保し、ユーザの利便性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 組電池
１１ 電圧センサ
１２ 電流センサ
１３ 温度センサ
２３ 昇圧コンバータ
２４ インバータ
２５ モータ・ジェネレータ（ＭＧ）
２６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２７ 補機
３０ 充電器
４０ ＤＣ／ＡＶインバータ
４１ アクセサリコンセント
４２ 外部機器
５０ コントローラ
６０ 外部電源
７０ 商用電力スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される蓄電システムであって、
充放電を行う蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、
前記蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、前記外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、前記蓄電装置の出力上限値から前記商用電力要求出力に対する電力供給に応じた前記車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、前記算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行うことを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記蓄電装置の出力上限値と前記商用電力要求出力との差分を、前記車両要求出力に対する電力供給の上限値として算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
ユーザによって操作される前記外部機器への商用電力の供給を優先するための選択スイッチをさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載に蓄電システム。
【請求項４】
前記負荷は、前記蓄電装置からの電力を受けて車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータ・ジェネレータおよび車両に搭載された前記蓄電装置からの電力を受けて動作する電力消費機器の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項５】
蓄電システムを搭載した車両の制御装置であって、
充放電を行う蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および前記蓄電装置からの電力を商用電力として受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部を有し、
前記制御部は、前記外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、前記蓄電装置の出力上限値から前記商用電力要求出力に対する電力供給に応じた前記車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、前記算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行うことを特徴とする制御装置。
【請求項１】
車両に搭載される蓄電システムであって、
充放電を行う蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を変換して商用電力を出力する電力変換部と、
前記蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および商用電力を受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、前記外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、前記蓄電装置の出力上限値から前記商用電力要求出力に対する電力供給に応じた前記車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、前記算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行うことを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記蓄電装置の出力上限値と前記商用電力要求出力との差分を、前記車両要求出力に対する電力供給の上限値として算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
ユーザによって操作される前記外部機器への商用電力の供給を優先するための選択スイッチをさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載に蓄電システム。
【請求項４】
前記負荷は、前記蓄電装置からの電力を受けて車両の走行に用いられる運動エネルギを生成するモータ・ジェネレータおよび車両に搭載された前記蓄電装置からの電力を受けて動作する電力消費機器の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項５】
蓄電システムを搭載した車両の制御装置であって、
充放電を行う蓄電装置からの電力を受けて動作する負荷に応じた車両要求出力および前記蓄電装置からの電力を商用電力として受けて動作する外部機器に応じた商用電力要求出力それぞれに対する電力供給制御を行う制御部を有し、
前記制御部は、前記外部機器への商用電力の供給を優先させるユーザ操作があった場合に、前記蓄電装置の出力上限値から前記商用電力要求出力に対する電力供給に応じた前記車両要求出力に対する電力供給の上限値を算出し、前記算出した上限値に制限して前記車両要求出力に対する電力供給制御を行うことを特徴とする制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１０９１２（Ｐ２０１３−１１０９１２Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５８８２（Ｐ２０１１−２５５８８２）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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