WO2021100799A1 - 電源システム及びその制御方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a power supply system in which a plurality of charge / discharge charge storage units are connected in parallel to each other via a voltage converter, and a control method thereof.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-25791 discloses a power supply system in which a plurality of rechargeable and dischargeable batteries (storage units) are connected in parallel to each other via a voltage converter.
  • the present invention has been made in consideration of such a problem, and is a power supply system capable of equalizing the voltage or SOC of a plurality of power storage units connected in parallel with each other while avoiding deterioration of the power storage units.
  • An object of the present invention is to provide a control method thereof.
  • a plurality of charge / dischargeable power storage units an input side is connected to the plurality of power storage units, an output side is connected in parallel to each other, and voltages of the plurality of power storage units connected to the input side are applied.
  • a plurality of voltage converters that are converted at an arbitrary transformation rate and output the converted voltage to the output side, and are connected to the input sides of the plurality of voltage converters and flow from the plurality of storage units to the input side.
  • the present invention relates to a power supply system including a plurality of current measuring instruments for measuring current, and a control method thereof.
  • the determination unit and the current difference determination unit that determines the current difference between the current flowing from the residual storage unit and the current flowing from the reference storage unit based on the currents measured by the plurality of current measuring instruments. Further, it is provided with a transformation rate determining unit that determines the transformation rate of the voltage converter connected to the residual storage unit based on the current difference.
  • the power storage unit determination unit is used to determine at least one of the power storage units as the reference power storage unit on the charging side, and discharge the remaining power storage unit.
  • the current flowing from the residual storage unit and the current flowing from the reference storage unit based on the currents measured by the plurality of current measuring instruments using the step of determining the residual power storage unit on the side and the current difference determination unit. It has a step of determining the current difference from the current and a step of determining the transformation rate of the voltage converter connected to the residual storage unit based on the determined current difference using the transformation rate determining unit. ..
  • the current difference between the current flowing from the residual storage unit and the current flowing from the reference storage unit is fed back, and the transformation rate of the voltage converter connected to the residual storage unit is set so that the current difference becomes small. decide.
  • the voltage or SOC of the plurality of power storage units connected in parallel can be equalized while avoiding deterioration of the power storage units. it can.
  • FIG. 2A is a circuit diagram of a step-down or buck-boost type voltage converter
  • FIG. 2B is a circuit diagram of a step-down voltage converter
  • FIG. 2C is a circuit diagram of a buck-boost type voltage converter. .. It is a timing chart which shows the buck-boost operation.
  • FIG. 5A is a timing chart of each current when the control method of the present embodiment is not used
  • FIG. 5B is a timing chart of each current when the control method of the present embodiment is used. It is a figure which shows the list of the charge / discharge state classification of each battery.
  • FIG. 9A is an explanatory diagram of a process of adjusting each battery voltage to a reference voltage
  • FIG. 9B is an explanatory diagram of an actual control process.
  • It is a timing chart which illustrated the discharge process.
  • It is a block diagram which schematically illustrated the equalization unit.
  • It is a block diagram which illustrated the control method which concerns on this embodiment.
  • It is a timing chart which illustrated the relationship between the target current and the 2nd current.
  • It is a timing chart which shows the time change of each battery voltage, each current, and each step-down rate.
  • 16A to 16D are explanatory views showing problems when control using the current difference is not performed. It is a timing chart which shows the vehicle speed of an electric vehicle, each current, and time change of each SOC.
  • the power supply system 10 includes a plurality of batteries 12a to 12d (storage units), an equalization unit 14, a control device 16, and a motor generator ECU (MG-ECU) 18. , Power drive unit (PDU) 20 and the like.
  • FIG. 1 illustrates a case where four batteries 12a to 12d (hereinafter, also referred to as first to fourth batteries 12a to 12d) are arranged.
  • the power supply system 10 is applied to the power supply system of an electric vehicle 22 such as a two-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle, for example.
  • the plurality of batteries 12a to 12d are power storage units that can be attached to and detached from the power supply system 10 and can be charged and discharged.
  • the plurality of batteries 12a to 12d are each housed in a battery pack (not shown) including a battery management system (BMU) that monitors the batteries 12a to 12d, and by attaching and detaching the battery pack to and from the power supply system 10, the power supply system It is removable with respect to 10.
  • BMU battery management system
  • at least one of the plurality of batteries 12a to 12d may be detachable from the power supply system 10.
  • each battery pack, equalization unit 14, control device 16, MG-ECU 18, and PDU 20 can transmit and receive signals or information via a communication line (not shown) constituting the Controller Area Network (CAN). ..
  • the equalization unit 14 includes a plurality of voltage converters 24a to 24d, a plurality of current measuring instruments 26a to 26d, a plurality of input side voltage measuring instruments (voltage measuring instruments) 28a to 28d, and an output side voltage measuring instrument 30. , With a plurality of temperature sensors 32.
  • the plurality of voltage converters 24a to 24d are, for example, DC / DC converters having an input side 34 on the primary side and an output side 36 on the secondary side, respectively, and the battery 12a connected to the input side 34.
  • Converted voltage (output voltage V0) by converting a voltage of ⁇ 12d (battery voltages V1 to V4) with an arbitrary transformation rate Tr (step-up rate Tru or step-down rate Trd (hereinafter, also referred to as step-down rate R)). Is output to the output side 36.
  • Tr step-up rate Tru or step-down rate Trd
  • R step-down rate
  • four voltage converters 24a to 24d correspond to the first to fourth batteries 12a to 12d in the equalization unit 14.
  • the first to fourth voltage converters 24a to 24d step down the battery voltages V1 to V4 of the first to fourth batteries 12a to 12d at arbitrary step-down rates R1 to R4, and the stepped-down battery voltages V1 to V1 to A case where V4 is output to the output side 36 as an output voltage V0 will be described.
  • the input side 34 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d is connected to one of the first to fourth batteries 12a to 12d, the batteries 12a to 12d. That is, the positive electrode terminals of the first to fourth batteries 12a to 12d and the positive electrode terminals 38p of the input side 34 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d are connected, and the negative electrodes of the first to fourth batteries 12a to 12d are connected. The terminal and the negative electrode terminal 38m on the input side 34 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d are connected. Further, the output sides 36 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d are connected in parallel to the PDU 20 by being connected in parallel to each other.
  • the positive electrode terminal 40p on the output side 36 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d is connected to the positive electrode terminal of the PDU 20, and the negative electrode terminal 40m on the output side 36 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d. Is connected to the negative electrode terminal of the PDU 20.
  • the plurality of input side voltage measuring instruments 28a to 28d are the input side 34 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d, and the first to fourth voltage measuring instruments 28a to 24d. It is a voltage sensor connected between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the fourth battery 12a to 12d.
  • the plurality of current measuring instruments 26a to 26d (hereinafter, also referred to as the first to fourth current measuring instruments 26a to 26d) are the input sides 34 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d, and the first to fourth current measuring instruments 26a to 26d.
  • This is a current sensor connected between the positive electrode terminals of the fourth batteries 12a to 12d and the positive electrode terminals 38p of the first to fourth voltage converters 24a to 24d.
  • the output side voltage measuring instrument 30 is a voltage sensor connected between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the PDU 20 on the output side 36 of the first to fourth voltage converters 24a to 24d.
  • the plurality of temperature sensors 32 detect the temperatures of the switching elements 42H and 42L (see FIGS. 2A to 2C) constituting the first to fourth voltage converters 24a to 24d, respectively. Note that FIG. 1 illustrates a case where two temperature sensors 32 are provided.
  • the PDU 20 includes a three-phase bridge type inverter.
  • the first to fourth voltage converters 24a to 24d are connected in parallel to the input side of the PDU 20.
  • a three-phase AC motor 44 which is a load of the power supply system 10, is electrically connected to the output side of the PDU 20.
  • the PDU 20 converts DC power into three-phase AC power and supplies it to the motor 44.
  • the motor 44 can be driven and the electric vehicle 22 can be driven.
  • the PDU 20 converts the AC power generated by the motor 44 into DC power.
  • the first to fourth batteries 12a to 12d can be charged with DC power via the first to fourth voltage converters 24a to 24d.
  • the MG-ECU 18 (storage unit determination unit) is an ECU (electronic control device) for controlling the PDU 20 and the motor 44, and can send and receive signals or information between the control device 16 and the PDU 20. That is, the MG-ECU 18 supplies a control signal (a signal indicating a torque command value) for operating the switching elements 42H and 42L constituting the PDU 20. On the other hand, the PDU 20 transmits the status of the PDU 20 and the like. The motor 44 transmits the state of the motor 44 and the like. The MG-ECU 18 calculates the required output of the motor 44 based on the information transmitted from the PDU 20 and the motor 44, and transmits the calculated requested output to the control device 16.
  • a control signal a signal indicating a torque command value
  • the control device 16 is an ECU for controlling the equalization unit 14, and has a control unit 46 (storage unit determination unit, current difference determination unit, transformation rate determination unit), a command unit 48, and a table 50.
  • the control unit 46 has the battery voltages V1 to V4 of the first to fourth batteries 12a to 12d measured by the first to fourth voltage measuring instruments 28a to 28d, and the first to fourth current measuring instruments 26a to 26d measured by the first to fourth current measuring instruments 26a to 26d.
  • the 1st to 4th currents I1 to I4 the output voltage V0 (load voltage) measured by the output side voltage measuring instrument 30, and the temperatures of the 1st to 4th voltage converters 24a to 24d measured by the plurality of temperature sensors 32. get.
  • control unit 46 calculates (determines) the transformation rate Tr and the like based on the request output from the MG-ECU 18 and the target value (target current Itar) of the current flowing through the input side 34 stored in the table 50. Do.
  • the command unit 48 outputs a command signal (gate signal supplied to the switching elements 42H and 42L of the first to fourth voltage converters 24a to 24d) based on the transformation rate Tr determined by the control unit 46 to the equalization unit 14. To do. The details of the processing of the control device 16 and the MG-ECU 18 will be described later.
  • FIGS. 2A to 2C are circuit diagrams showing specific examples of the first to fourth voltage converters 24a to 24d of FIG.
  • the first to fourth voltage converters 24a to 24d are, for example, a step-down type or buck-boost type (see FIG. 2A), a step-down type (see FIG. 2B), or a buck-boost type (see FIG. 2C) DC / DC converter. .. Since the configurations and operations of these DC / DC converters are well known, the connection relationship of each component in the circuit diagrams of FIGS. 2A to 2C will be briefly described here.
  • a capacitor 52 is connected between the positive electrode terminal 38p and the negative electrode terminal 38m on the input side 34.
  • Two sets of circuits which are a set of two switching elements 42H and 42L connected in series and a coil 54, are connected in parallel to the capacitor 52.
  • one switching element 42H is a high-side switching element connected to the positive electrode terminal 38p side of the capacitor 52.
  • the other switching element 42L is a low-side switching element connected to the negative electrode terminal 38m side of the capacitor 52 and the negative electrode terminal 40m on the output side 36.
  • One end of the coil 54 is connected to the midpoint of the two switching elements 42H and 42L. The other end of the coil 54 is connected to the positive electrode terminal 40p on the output side 36.
  • a capacitor 56 is connected between the positive electrode terminal 40p and the negative electrode terminal 40m on the output side 36.
  • the switching elements 42H and 42L are configured by connecting a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 58 and a Zener diode 60 which is a parasitic diode in parallel.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • a capacitor 52 is connected between the positive electrode terminal 38p and the negative electrode terminal 38m on the input side 34.
  • Two switching elements 42H and 42L connected in series are connected in parallel to the capacitor 52.
  • One switching element 42H is a high-side switching element connected to the positive electrode terminal 38p side of the capacitor 52.
  • the other switching element 42L is a low-side switching element connected to the negative electrode terminal 38m side of the capacitor 52 and the negative electrode terminal 40m on the output side 36.
  • a series circuit of the coil 54 and the resistor 62 is connected between the midpoint of the two switching elements 42H and 42L and the positive electrode terminal 40p on the output side 36.
  • a capacitor 56 is connected between the positive electrode terminal 40p and the negative electrode terminal 40m on the output side 36.
  • a capacitor 52 is connected between the positive electrode terminal 38p and the negative electrode terminal 38m on the input side 34.
  • the positive electrode terminal 38p side of the capacitor 52 is connected to the midpoint of the two switching elements 42H and 42L connected in series via a series circuit of the coil 64 and the resistor 66.
  • Capacitors 68 are connected in parallel to the two switching elements 42H and 42L. Further, a circuit having the same configuration as that shown in FIG. 2B is connected in parallel to the output side 36 of the capacitor 68.
  • the transformation rate Tr in FIG. 2A, step-up rate Tru or step-down rate R, FIG. 2B
  • FIG. 3 shows, as an example, a timing chart of gate signals supplied to the gate terminals of the switching elements 42H and 42L in the step-down circuit of FIG. 2B.
  • the period of the gate signal is T
  • the high level time of the gate signal (“Hi side duty” in FIG. 3) supplied to the high side switching element 42H is U
  • the gate supplied to the low side switching element 42L is expressed by the following equation (1).
  • T U + D + Td ⁇ 2
  • step-down rate R is expressed by the following equation (2), where Vin is the voltage on the input side 34 (battery voltages V1 to V4) and Vout is the voltage on the output side 36 (output voltage V0).
  • Vin is the voltage on the input side 34 (battery voltages V1 to V4) and Vout is the voltage on the output side 36 (output voltage V0).
  • Vout is the voltage on the output side 36 (output voltage V0).
  • the step-down rate R is specified by the control unit 46, and the command unit 48 supplies the gate signal corresponding to the step-down rate R to the equalization unit 14 to drive the first to fourth voltage converters 24a to 24d.
  • the desired output voltage V0 can be obtained.
  • the characteristic function of the present embodiment is that the first to fourth batteries 12a to 12d having different voltages or SOCs are connected in parallel to each other, and the first to fourth batteries 12a to 12d have the same voltage or SOC.
  • the first to fourth currents I1 to I4 are passed between them for charging and discharging, the first to fourth currents I1 to I4 flowing from the first to fourth batteries 12a to 12d to the input side 34 are sent to the control device 16.
  • control unit 46 of the control device 16 determines the current difference between the current flowing from the charging side battery (reference storage unit) and the current flowing from the discharging side battery (residual storage unit), and then determines the determined current.
  • the control unit 46 of the control device 16 determines the current difference between the current flowing from the charging side battery (reference storage unit) and the current flowing from the discharging side battery (residual storage unit), and then determines the determined current.
  • step-down rate R such that the difference becomes small and controlling the first to fourth voltage converters 24a to 24d with the determined step-down rate R, deterioration of each battery 12a to 12d is avoided, and each battery is used.
  • the purpose is to equalize the voltage or SOC of 12a to 12d.
  • FIG. 4 is a schematic circuit diagram of the power supply system 10 of FIG.
  • the equalization unit 14 and the like are not shown, and the resistors showing the internal resistances (resistance value r) of the first to fourth batteries 12a to 12d and the first to fourth batteries 12a to 12d are omitted.
  • a series circuit with the devices 70a to 70d (hereinafter, also referred to as the first to fourth resistors 70a to 70d) is connected in parallel, and the load 72 (motor 44) is on the positive side of the first to fourth batteries 12a to 12d. Is illustrated.
  • the current flowing through the load 72 is defined as It (hereinafter, also referred to as load current).
  • the voltage difference between the positive side of the series circuit of the first battery 12a and the first resistor 70a and the positive side of the series circuit of the second battery 12b and the second resistor 70b is Vd1, the first battery 12a and the first resistor.
  • the voltage difference between the positive side of the series circuit of the device 70a and the positive side of the series circuit of the third battery 12c and the third resistor 70c is Vd2, and the positive side of the series circuit of the first battery 12a and the first resistor 70a and the first. 4
  • Vd3 be the voltage difference between the battery 12d and the fourth resistor 70d on the positive side of the series circuit.
  • the series circuit of the first battery 12a and the first resistor 70a and the series circuit of the second battery 12b and the second resistor 70b are connected in parallel.
  • the first current I1 and the second current I2 are represented by the following equations (5) and (6) based on Kirchhoff's law.
  • I1 It / 2 + Vd1 / (4 ⁇ r)
  • I2 It / 2-Vd1 / (4 ⁇ r) (6)
  • the first to third currents I1 to I3 are represented by the following equations (7) to (9) based on Kirchhoff's law.
  • I1 It / 3 + (Vd1 + Vd2) / (6 ⁇ r) (7)
  • I2 It / 3 + (-2 ⁇ Vd1 + Vd2) / (6 ⁇ r) (8)
  • I3 It / 3 + (Vd1-2 ⁇ Vd2) / (6 ⁇ r) (9)
  • I1 It / 4 + (Vd1 + Vd2 + Vd3) / (8 ⁇ r) (10)
  • I2 It / 4 + (-3 ⁇ Vd1 + Vd2 + Vd3) / (8 ⁇ r) (11)
  • I3 It / 4 + (Vd1-3 ⁇ Vd2 + Vd3) / (8 ⁇ r) (12)
  • I4 It / 4 + (Vd1 + Vd2-3 ⁇ Vd3) / (8 ⁇ r) (13)
  • the first to fourth currents I1 to I4 include voltage differences Vd1 to Vd3. Therefore, theoretically, if the first to fourth currents I1 to I4 are measured by the first to fourth current measuring instruments 26a to 26d and the measured first to fourth currents I1 to I4 are fed back to the control device 16, It is possible to adjust the desired voltage difference Vd1 to Vd3 based on the first to fourth currents I1 to I4.
  • FIG. 5A and 5B are timing charts showing an example of time changes of the first current I1, the second current I2, and the load current It.
  • FIG. 5A shows a case where the feedback of the first current I1 and the second current I2 is not performed.
  • FIG. 5B shows a case where feedback of the first current I1 and the second current I2 is performed.
  • the voltage difference Vd1 causes a current difference of 2 ⁇ A between the first current I1 and the second current I2.
  • the first current I1 becomes a negative current, that is, a charging current
  • the second current I2 becomes a positive current, that is, a discharging current. That is, since the load 72 does not exist, the second current I2 flowing from the second battery 12b flows into the first battery 12a as the first current I1 and charges the first battery 12a.
  • the load 72 in the time zone from the time point t1 to the time point t2, the load 72 is in a power running state, and due to the voltage difference Vd1, the first current I1 and the second current I2 have a current of 2 ⁇ B. There is a difference. In this time zone, both the first current I1 and the second current I2 become discharge currents. That is, the first current I1 and the second current I2 flowing from the first battery 12a and the second battery 12b flow to the load 72 as the load current It.
  • the load 72 in the time zone from the time point t2 to the time point t3, the load 72 is in the regenerative state, and the load 72 charges the first battery 12a and the second battery 12b.
  • the voltage difference Vd1 causes a current difference of 2 ⁇ C between the first current I1 and the second current I2.
  • both the first current I1 and the second current I2 become charging currents. That is, the load current It splits into the first current I1 and the second current I2, and flows into the first battery 12a and the second battery 12b.
  • the first current I1 and the second current I2 are fed back to the control device 16, and the voltage difference is reduced so that the current difference between the fed-back first current I1 and the second current I2 becomes small.
  • the current difference gradually decreases and changes to 0, that is, the first current I1 and the second current I2 have the same current values as the load current It. To do.
  • a constant current difference occurs between the time zone from t0 to t1 in which the load 72 does not exist and the time zone after t3.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a charging / discharging method for the first to fourth batteries 12a to 12d (see FIGS. 1 and 4) in the present embodiment.
  • the charging / discharging method in No. 2 (first and second batteries 12a, 12b) will be described.
  • MPP1 to MPP4 indicate the first to fourth batteries 12a to 12d.
  • symbols such as “3H1L” are the number of batteries (residual storage unit) on the discharging side (the number indicated before “H") and the number of batteries (reference storage unit) on the charging side. (The number written before the “L”).
  • the target values (target current Itar) of the first to fourth currents I1 to I4 are shown below the graphic symbols (denoted by batteries) indicating the first to fourth batteries 12a to 12d. ..
  • the target current Itar of the battery on the discharge side is indicated by a symbol such as “Id”.
  • the target current Itar indicates the target value of the current flowing from the battery on the discharging side, and the target current of the battery on the charging side is set to 0 [A]. Therefore, the actual current value (actual current) flowing from the first to fourth batteries 12a to 12d may differ from the target current.
  • the target currents of the first to fourth currents I1 to I4 are 3.0 ⁇ Id [A], 0.0 [A], 0.0 [A]. , 0.0 [A].
  • the actual currents of the first to fourth currents I1 to I4 are +2.25 ⁇ Id [A], ⁇ 0.75 ⁇ Id [A], ⁇ 0.75 ⁇ Id [A], ⁇ 0. It becomes .75 ⁇ Id [A].
  • the positive and negative codes attached to the first to fourth currents I1 to I4 are positive (+) in the direction of flow from the first to fourth batteries 12a to 12d to the first to fourth voltage converters 24a to 24d.
  • the direction in which the first to fourth voltage converters 24a to 24d flow into the first to fourth batteries 12a to 12d is negative ( ⁇ ).
  • the target current Itar is preset in Table 50 (see FIG. 1).
  • the control unit 46 has a target current according to the number of batteries (reference storage unit) on the charging side, the number of batteries (residual storage unit) on the discharging side, the total current flowing from the plurality of batteries 12a to 12d, and the like, which will be described later. Change Itar. In this case, by changing the number of batteries on the charging side and the number of batteries on the discharging side in order from the upper side to the lower side of the list of FIG. 6, more specifically, the number of batteries on the discharging side Is sequentially reduced to charge and discharge the first to fourth batteries 12a to 12d.
  • the charging side battery is charged by passing a current from the discharging side battery to the charging side battery while maintaining the voltage difference with the side battery.
  • the step-down rate R of the voltage converter connected to the battery on the discharging side is set to be relatively lower than the step-down rate R of the voltage converter connected to the battery on the charging side.
  • the step-down rate R of the voltage converter connected to the battery on the discharge side reaches the maximum step-down rate before reaching the maximum step-down rate, from the upper side to the lower side in FIG.
  • a specific charge / discharge control method will be described later.
  • FIG. 7 shows the first to fourth batteries 12a to the case where the power supply system 10 according to the present embodiment is applied to the electric vehicle 22, and more specifically, the motor 44 is used as a drive source for the wheels of the electric vehicle 22.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the equalization unit 14 and the control device 16 in the charge / discharge control of FIG. 7.
  • charge / discharge control is performed when the battery voltage V1 of the first battery 12a is the lowest and the battery voltages V1 to V4 are higher in the order of the first to fourth batteries 12a to 12d. explain.
  • step S2 the overall flow of charge / discharge control will be described with reference to FIG. 7.
  • the MG-ECU 18 issues an activation command for each BMU in step S1.
  • each BMU is activated based on the activation command from the MG-ECU 18.
  • the MG-ECU 18 also executes a numbering process for setting the four batteries 12a to 12d to the first to fourth batteries 12a to 12d for each BMU. As a result, the four batteries 12a to 12d are assigned to any of the first to fourth batteries 12a to 12d.
  • the MG-ECU 18 notifies the control unit 46 of the control device 16 of the result of the numbering process.
  • capacitors 52, 56 and 68 are present in the first to fourth voltage converters 24a to 24d (see FIGS. 2A to 2C). Therefore, as shown in FIG. 10, even if the electric vehicle 22 is stopped and the ignition switch is turned off at the time point t4, the electric charges accumulated in the capacitors 52, 56, 68, more specifically, the equalization unit 14 and the PDU 20 A constant voltage is generated by the electric charge stored between and. Therefore, for example, in the time zone from the time point t5 to the time point t6 when the ignition switch is turned on, the control unit 46 of the control device 16 drives the switching elements 42H and 42L to the command unit 48 in step S3.
  • step S4 the command unit 48 turns on the switching elements 42H and 42L by supplying the gate signal to the equalization unit 14 based on the instruction from the control unit 46.
  • the electric charges of the capacitors 52, 56, and 68 are discharged in the time zone from the time point t5 to the time point t6, and the output voltage V0 can be lowered to the vicinity of 0 [V].
  • the discharge process of steps S3 and S4 is executed after step S2.
  • the discharge process may be executed after the ignition switch is turned on (time point t5 in FIG. 10) and before the process of step S9 (time point t7) described later.
  • step S5 a voltage sensor (not shown) in the battery pack detects the voltage of the first to fourth batteries 12a to 12d (battery voltages V1 to V4). As a result, in step S6, the equalization unit 14 can grasp each battery voltage V1 to V4. In FIG. 9A, the battery voltage detected by each voltage sensor is shown as V1can to V4can. Further, the detection result of the voltage sensor is transmitted from each battery pack to the control device 16. The control device 16 transfers the detection result to the MG-ECU 18.
  • the fourth batteries 12b to 12d are the batteries (residual storage unit) on the discharge side. Then, the MG-ECU 18 instructs the control device 16 to start charge / discharge control for the first to fourth batteries 12a to 12d.
  • step S8 the control unit 46 of the control device 16 executes the control process for charge / discharge control based on the instruction from the MG-ECU 18, and instructs the command unit 48 to output the gate signal.
  • the command unit 48 starts supplying the gate signal to the equalization unit 14 based on the instruction from the control unit 46.
  • step S9 in the equalization unit 14, the switching elements 42H and 42L are driven based on the supplied gate signal, so that charge / discharge control (equalization control) is started from the time point t7. That is, in the time zone of t5 to t7 of FIG. 10, the process of steps S1 to S8 of FIG. 7 is executed as the initial process for charge / discharge control.
  • step S10 the MG-ECU 18 instructs each battery pack to execute a precharge process for charging a capacitor (not shown) in the battery pack.
  • step S11 each battery pack charges the capacitor based on the instruction from the MG-ECU 18.
  • steps S10 and S11 the capacitors 52, 56, and 68 of the voltage converters 24a to 24d may also be charged. Further, in the present embodiment, the processes of steps S10 and S11 may be included in the initial process.
  • step S12 the MG-ECU 18 instructs each battery pack to turn on a switching element (not shown) in the battery pack.
  • step S13 each battery pack turns on the switching element at the time point t8 in FIG. 10 based on the instruction from the MG-ECU 18.
  • the first to fourth batteries 12a to 12d and the first to fourth voltage converters 24a to 24d are electrically connected.
  • step S15 charge / discharge control (equalization control) is also stopped.
  • the control device 16 may be responsible for the processing of steps S1, S7, S11, and S13.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a specific method of equalization control of FIG. 7. That is, the flowchart of FIG. 8 illustrates the flow of operations of the control device 16 and the equalization unit 14 in the time zone from step S9 to step S15.
  • step S21 the MG-ECU 18 or the control unit 46 determines the battery having the lowest battery voltage among the first to fourth batteries 12a to 12d as the charging side battery (reference storage unit). As shown in FIG. 9A, since the battery voltage V1 (V1can) of the first battery 12a is the lowest, the control unit 46 determines the first battery 12a as the battery on the charging side. Since the switching elements of the battery packs are off in steps S9 to S12 of FIG. 7, the first to fourth batteries 12a to 12d and the first to fourth voltage converters 24a to 24d are electrically connected. Not connected to.
  • the MG-ECU 18 or the control unit 46 is the first based on the battery voltages V1 to V4 (V1can to V4can) of the first to fourth batteries 12a to 12d detected by the voltage sensors (not shown) in each battery pack.
  • the battery 12a may be determined as the battery on the charging side.
  • the control unit 46 sets the reference voltage Vref based on the battery voltage V1 of the first battery 12a.
  • the control unit 46 sets the values (initial values) of the battery voltages V1 to V4 of the first to fourth batteries 12a to 12d used in the charging / discharging process to the reference voltage Vref, and the values of the respective battery voltages V1 to V4. Align. As a result, the voltage difference between the first to fourth batteries 12a to 12d becomes 0 [V] once.
  • the first to fourth batteries 12a to 12d and the first to fourth voltage converters 24a to 24d are electrically connected, and the first to fourth voltage measuring instruments 28a are connected. It is possible to measure the battery voltages V1 to V4 of the first to fourth batteries 12a to 12d by 28d and the first to fourth currents I1 to I4 by the first to fourth current measuring instruments 26a to 26d. If so, in step S22, the control unit 46 acquires the battery voltages V1 to V4 of the first to fourth batteries 12a to 12d from the first to fourth voltage measuring instruments 28a to 28d, and the first to fourth currents. The first to fourth currents I1 to I4 are acquired from the measuring instruments 26a to 26d.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically showing the equalization unit 14
  • FIG. 12 is a block diagram showing charge / discharge control in the control device 16 and the equalization unit 14.
  • the “control target” is the power supply system 10 including the equalization unit 14.
  • “s” in each block of “kp + kds” and “1 / s” is a complex number variable in the Laplace transform.
  • control unit 46 uses the first battery 12a as the charging side battery (reference storage unit) and the second to fourth batteries 12b to 12d as the discharging side battery (residual storage unit). Therefore, the control unit 46 subtracts the second to fourth currents I2 to I4 from the first current I1.
  • the control unit 46 determines which state in FIG. 6 the current charge / discharge state corresponds to based on the acquired battery voltages V1 to V4. In this case, the control unit 46 determines that the state is "3H1L" in FIG.
  • the control unit 46 adds the target currents Itar2 to Itar4 to the current difference subtracted in step S23 as in the following equations (15) to (17), so that the first current I1 and the second current
  • the current difference from the fourth currents I2 to I4 is calculated.
  • the current differences ⁇ I2 to ⁇ I4 in the equations (15) to (17) are target currents (target operating currents) for actually controlling the first to fourth voltage converters 24a to 24d. That is, the control unit 46 can set each target operating current ⁇ I2 to ⁇ I4 by adding the target currents Itar2 to Itar4 to each current difference.
  • ⁇ I2 I1-I2 + Itar2
  • ⁇ I3 I1-I3 + Itar3 (16)
  • ⁇ I4 I1-I4 + Itar4 (17)
  • the control unit 46 uses the target operating currents (current difference) ⁇ I2 to ⁇ I4 calculated in step S24 as in the following equations (18) to (20), and uses the first battery 12a.
  • the voltage difference Vd1 to Vd3 between the battery voltage V1 and the battery voltages V2 to V4 of the second to fourth batteries 12b to 12d is calculated.
  • " ⁇ " is an integration symbol.
  • kp and kd are fixed coefficients in feedback control.
  • ⁇ I2p to ⁇ I4p are the previous target operating currents.
  • Vd1 ⁇ ⁇ kp ⁇ ⁇ I2 + kd ⁇ ( ⁇ I2- ⁇ I2p) ⁇ (18)
  • Vd2 ⁇ ⁇ kp ⁇ ⁇ I3 + kd ⁇ ( ⁇ I3- ⁇ I3p) ⁇ (19)
  • Vd3 ⁇ ⁇ kp ⁇ ⁇ I4 + kd ⁇ ( ⁇ I4- ⁇ I4p) ⁇ (20)
  • step S26 the control unit 46 calculates the step-down rates R2 to R4 using the calculated voltage differences Vd1 to Vd3.
  • step S27 the command unit 48 outputs a gate signal based on the step-down rates R1 to R4 to the equalization unit 14.
  • the switching elements 42H and 42L of the first to fourth voltage converters 24a to 24d are driven based on the supplied gate signal.
  • step S28 the current values of the first to fourth currents I1 to I4 change depending on the voltage differences Vd1 to Vd3 as shown in FIG. 9B.
  • step S29 the control unit 46 determines whether to stop the equalization control. If the step S15 has not been reached, the control unit 46 determines to continue the equalization control (step S29: NO), returns to step S22, and executes the processes of steps S22 to S29 again. Therefore, each time the processes of steps S22 to S29 are repeatedly executed, the states of the first to fourth batteries 12a to 12d are sequentially changed from "3H1L” to "2H2L", “1H3L", and "0H4L” in FIG. Switch. After that, when the step S15 is reached, the control unit 46 stops the equalization control (step S29: YES).
  • FIG. 13 is a timing chart showing the effect of the control process of FIG.
  • the target current Itar is set at the time point t9, and the switching elements 42H and 42L are driven by the voltage difference Vd1 based on the target current Itar, so that the second current I2 becomes the target current Itar with the passage of time after the time point t9. It rises rapidly toward.
  • the time for the second current I2 to converge to the target current Itar can be shortened.
  • the difference between the target current Itar and the second current I2 at an arbitrary time point t10 is the target operating current (current difference) ⁇ I2.
  • the area of the portion between the time point t9 and the time point t10 surrounded by the target current Itar and the second current I2 indicates the voltage difference Vd1.
  • FIG. 14 is a timing chart showing time changes of the first to fourth currents I1 to I4, the battery voltages V1 to V4, and the step-down rates R1 to R4 in the charge / discharge control in the present embodiment.
  • N 4
  • the battery and charge on the discharge side are charged in the order of “3H1L” ⁇ “2H2L” ⁇ “1H3L” ⁇ “0H4L”. The case where the battery on the side is switched will be described.
  • the battery on the initial charging side is the fourth battery 12d
  • the first to third currents I1 to I3 are discharge currents (positive currents), and the fourth current I4 is charge currents (negative currents).
  • the step-down rates R1 to R3 of the first to third voltage converters 24a to 24c increase with the passage of time.
  • the step-down rates R2 and R3 of the second and third voltage converters 24b and 24c reach the vicinity of 0.96 (the upper limit of the settable step-down rate)
  • the value changes from "3H1L" to "2H2L". Switch.
  • the first and third batteries 12a and 12c are switched to the discharge side battery, and the second and fourth batteries 12b and 12d are switched to the charge side battery. That is, the first and third currents I1 and I3 become discharge currents, and the second and fourth currents I2 and I4 become charge currents.
  • the step-down rates R1 and R3 of the first and third voltage converters 24a and 24c increase with the passage of time.
  • the step-down rate R2 of the second voltage converter 24b is reduced to the step-down rate R4 (0.91) of the fourth voltage converter 24d.
  • the step-down rate R3 of the third voltage converter 24c reaches the vicinity of 0.96, the voltage is switched from "2H2L" to "1H3L".
  • the first battery 12a is switched to the discharging side battery, and the second to fourth batteries 12b to 12d are switched to the charging side battery. That is, the first current I1 becomes the discharge current, and the second to fourth currents I2 to I4 become the charging current.
  • the step-down rate R1 of the first voltage converter 24a increases with the passage of time.
  • the step-down rate R3 of the third voltage converter 24c is the step-down rate R2, R4 (0.91) of the second and fourth voltage converters 24b, 24d. It drops to.
  • the battery voltages V1 to V4 in the fully charged state of the first to fourth batteries 12a to 12d are set to Vi [V]
  • the step-down rates R1 to R4 corresponding to the dead time Td are set to Vi [V]. It is set to 0.31.
  • the charging is performed by passing a current from the discharging side battery to the charging side battery while maintaining the voltage difference between the reference charging side battery and the discharging side battery.
  • Charge the side battery As an example, in FIG. 16A, in the state of "1H3L", the first battery 12a is the battery on the discharging side, and the second to fourth batteries 12b to 12d are the batteries on the charging side. Therefore, the initial step-down rate R1 of the first voltage converter 24a is set to 0.81, and the step-down rates R2 to R4 of the second to fourth voltage converters 24b to 24d are set (fixed) to 0.94. There is. Further, the voltage difference between the first battery 12a and the second to fourth batteries 12b to 12d is set to Vd [V].
  • FIG. 17 is a timing chart showing time changes in vehicle speed, current, and SOC when the power supply system 10 according to the present embodiment is mounted on the electric vehicle 22.
  • the electric vehicle 22 started in the time zone before the time point t15 stops in the time zone from the time point t15 to the time point t16, and then accelerates from the time point t16. After that, the electric vehicle 22 cruises from the time point t17, changes from the time point t18 to the deceleration running, and stops at the time point t19.
  • the electric vehicle 22 is stopped (time zone from t15 to t16, time zone after time point t19) and during cruise running (a part of t17 to t18). During this time period), charging and discharging are performed between the battery on the discharging side and the battery on the charging side.
  • FIG. 17 the current and SOC flowing from the battery on the discharging side are shown by a broken line, and the current and SOC flowing into the battery on the charging side are shown by a solid line.
  • the plurality of rechargeable batteries 12a to 12d storage unit
  • the input side 34 are connected to the plurality of batteries 12a to 12d
  • the output side 36 are connected in parallel with each other.
  • a plurality of voltage converters 24a to 24d that convert the voltages V1 to V4 of the plurality of batteries 12a to 12d connected to the input side 34 with an arbitrary transformation rate Tr and output the converted voltage V0 to the output side 36.
  • a power supply system 10 which is connected to the input side 34 of a plurality of voltage converters 24a to 24d and includes a plurality of current measuring instruments 26a to 26d for measuring currents I1 to I4 flowing from the plurality of batteries 12a to 12d to the input side 34. And the control method.
  • the power supply system 10 determines at least one of the plurality of batteries 12a to 12d as the charging side battery (reference storage unit) and the remaining battery as the discharging side battery (residual storage unit). Based on the currents I1 to I4 measured by the power storage unit determination unit (MG-ECU 18, control unit 46) and the plurality of current measuring instruments 26a to 26d, the current flowing from the discharge side battery and the current flowing from the charging side battery A current difference determination unit (control unit 46) that determines the current difference between the two, and a transformation rate determination unit (control) that determines the transformation rate Tr of the voltage converter connected to the battery on the discharge side based on the determined current difference. It has a part 46) and.
  • At least one of the plurality of batteries 12a to 12d is determined to be the battery on the charging side by using the MG-ECU 18 or the control unit 46, and the remaining battery is the battery on the discharging side.
  • the step of determining the battery step S7
  • the currents I1 to I4 measured by the plurality of current measuring instruments 26a to 26d using the control unit 46 the current flowing from the battery on the discharging side and the battery on the charging side
  • a step of determining the current difference from the flowing current steps S23 and S24
  • a step of determining the transformation rate Tr of the voltage converter connected to the battery on the discharging side based on the determined current difference by the control unit 46.
  • the MG-ECU 18 or the control unit 46 determines the battery having the lowest voltage among the plurality of batteries 12a to 12d as the battery on the charging side, and the remaining battery as the battery on the discharging side. Thereby, the battery on the discharging side and the battery on the charging side can be efficiently determined.
  • the control unit 46 subtracts the current flowing from the battery on the charging side by the current flowing from the battery on the discharging side, and calculates the current difference by adding the subtracted current and the target current Itar. By such feedback control, charge / discharge control can be performed while avoiding an excessive current flowing from each of the batteries 12a to 12d.
  • the target current Itar is a current value set according to the number of the plurality of batteries 12a to 12d, the number of batteries on the charging side, or the total current flowing from the plurality of batteries 12a to 12d. Thereby, the target current can be appropriately set according to the number of batteries 12a to 12d.
  • control unit 46 calculates the voltage difference between the battery voltage of the battery on the charging side and the battery voltage of the battery on the discharging side based on the current difference, and connects to the battery on the discharging side using the calculated voltage difference.
  • the transformation rate Tr of the voltage converter to be used is determined. In this way, since the transformation rate Tr is determined using the voltage difference reflecting the current difference, it is possible to prevent the current flowing from each of the batteries 12a to 12d from becoming excessive, and the deterioration of the batteries 12a to 12d occurs. Can be suppressed efficiently.

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Abstract

電源システム（１０）及びその制御方法では、複数のバッテリ（１２ａ～１２ｄ）のうち、少なくとも１つのバッテリを充電側のバッテリに決定し、残余のバッテリを放電側のバッテリに決定する。次に、複数の電流計測器（２６ａ～２６ｄ）が計測した電流（Ｉ１～Ｉ４）に基づき、放電側のバッテリから流れる電流と充電側のバッテリに流れ込む電流との電流差を決定する。次に、決定した電流差に基づき、放電側のバッテリに接続される電圧変換器の変圧率（Ｔｒ）を決定する。

Description

電源システム及びその制御方法
　本発明は、充放電可能な複数の蓄電部が電圧変換器を介して互いに並列接続される電源システム及びその制御方法に関する。
　充放電可能な複数のバッテリ（蓄電部）が電圧変換器を介して互いに並列接続される電源システムが、例えば、特開２０１６－２５７９１号公報に開示されている。
　ところで、電圧又はＳＯＣの異なる複数の蓄電部を互いに並列接続する場合、複数の蓄電部の間では、電圧又はＳＯＣが互いに均等になるように、各蓄電部の電圧差に比例して電流が流れる充放電が行われる。この場合、複数の蓄電部を単純に結線した際、無視できるほど小さな電圧差であれば、各蓄電部を直接、並列接続しても問題はない。
　しかしながら、電圧差の大きな複数の蓄電部を並列接続すると、当該電圧差に起因して大電流が流れる。また、このような状態では、複数の蓄電部が電圧変換器を介して互いに並列接続される場合においても、電圧変換器のスイッチング素子をオンにした瞬間に大電流が流れ、一方で、オフにした瞬間に配線のインダクタンス成分に起因する高電圧が発生する。このような大電流又は高電圧の発生に起因して蓄電部が劣化するおそれがある。
　本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、蓄電部の劣化を回避しつつ、互いに並列接続される複数の蓄電部の電圧又はＳＯＣを均等化することができる電源システム及びその制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の態様は、充放電可能な複数の蓄電部と、入力側が複数の前記蓄電部に接続され、出力側が互いに並列接続され、前記入力側に接続されている複数の前記蓄電部の電圧を任意の変圧率で変換し、変換した前記電圧を前記出力側に出力する複数の電圧変換器と、複数の前記電圧変換器の入力側に接続され、複数の前記蓄電部から前記入力側に流れる電流を計測する複数の電流計測器とを備える電源システム、及び、その制御方法に関する。
　この場合、前記電源システムは、複数の前記蓄電部のうち、少なくとも１つの前記蓄電部を充電側の基準蓄電部に決定し、残余の前記蓄電部を放電側の残余蓄電部に決定する蓄電部決定部と、複数の前記電流計測器が計測した前記電流に基づいて、前記残余蓄電部から流れる前記電流と前記基準蓄電部から流れる前記電流との電流差を決定する電流差決定部と、決定した前記電流差に基づいて、前記残余蓄電部に接続される前記電圧変換器の変圧率を決定する変圧率決定部とをさらに備える。
　また、前記電源システムの制御方法では、蓄電部決定部を用いて、複数の前記蓄電部のうち、少なくとも１つの前記蓄電部を充電側の基準蓄電部に決定し、残余の前記蓄電部を放電側の残余蓄電部に決定するステップと、電流差決定部を用いて、複数の前記電流計測器が計測した前記電流に基づいて、前記残余蓄電部から流れる前記電流と前記基準蓄電部から流れる前記電流との電流差を決定するステップと、変圧率決定部を用いて、決定した前記電流差に基づいて、前記残余蓄電部に接続される前記電圧変換器の変圧率を決定するステップとを有する。
　本発明によれば、残余蓄電部から流れる電流と基準蓄電部から流れる電流との電流差をフィードバックし、該電流差が小さくなるように、残余蓄電部に接続される電圧変換器の変圧率を決定する。これにより、複数の蓄電部が電圧変換器を介して互いに並列接続される場合に、蓄電部の劣化を回避しつつ、互いに並列接続される複数の蓄電部の電圧又はＳＯＣを均等化することができる。
本実施形態に係る電源システムの構成図である。 図２Ａは、降圧型又は昇降圧型の電圧変換器の回路図であり、図２Ｂは、降圧型の電圧変換器の回路図であり、図２Ｃは、昇降圧型の電圧変換器の回路図である。 昇降圧動作を示すタイミングチャートである。 図１の電源システムを模式的に図示した回路図である。 図５Ａは、本実施形態の制御手法を用いない場合の各電流のタイミングチャートであり、図５Ｂは、本実施形態の制御手法を用いた場合の各電流のタイミングチャートである。 各バッテリの充放電状態の分類の一覧を示す図である。 本実施形態に係る制御方法のシーケンス図である。 図７の制御方法の一部を図示したフローチャートである。 図９Ａは、各バッテリ電圧を基準電圧に合わせる処理の説明図であり、図９Ｂは、実際の制御処理の説明図である。 ディスチャージ処理を図示したタイミングチャートである。 均等化ユニットを模式的に図示したブロック図である。 本実施形態に係る制御方法を図示したブロック線図である。 目標電流と第２電流との関係を図示したタイミングチャートである。 各バッテリ電圧、各電流及び各降圧率の時間変化を示すタイミングチャートである。 降圧率の設定可能範囲を示す説明図である。 図１６Ａ～図１６Ｄは、電流差を用いた制御を行わない場合の問題点を示す説明図である。 電動車両の車速、各電流及び各ＳＯＣの時間変化を示すタイミングチャートである。
　以下、本発明に係る電源システム及びその制御方法について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
［１．本実施形態の概略構成］
　本実施形態に係る電源システム１０は、図１に示すように、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄ（蓄電部）と、均等化ユニット１４と、制御装置１６と、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ－ＥＣＵ）１８と、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２０とを有する。なお、図１では、４個のバッテリ１２ａ～１２ｄ（以下、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄともいう。）が配置される場合を図示している。電源システム１０では、少なくとも２個のバッテリが配置されていればよい。また、電源システム１０は、例えば、二輪車、四輪車等の電動車両２２の電源システムに適用される。
　複数のバッテリ１２ａ～１２ｄは、電源システム１０に対して着脱可能で、且つ、充放電可能な蓄電部である。複数のバッテリ１２ａ～１２ｄは、該バッテリ１２ａ～１２ｄを監視するバッテリマネジメントシステム（ＢＭＵ）を含む不図示のバッテリパックにそれぞれ収容され、電源システム１０に対してバッテリパックを着脱することで、電源システム１０に対して着脱可能である。なお、本実施形態では、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄのうち、少なくとも１つのバッテリが電源システム１０に対して着脱可能であればよい。また、各バッテリパック、均等化ユニット１４、制御装置１６、ＭＧ－ＥＣＵ１８及びＰＤＵ２０は、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）を構成する不図示の通信線等を介して、信号又は情報の送受信が可能である。
　均等化ユニット１４は、複数の電圧変換器２４ａ～２４ｄと、複数の電流計測器２６ａ～２６ｄと、複数の入力側電圧計測器（電圧計測器）２８ａ～２８ｄと、出力側電圧計測器３０と、複数の温度センサ３２とを有する。
　複数の電圧変換器２４ａ～２４ｄは、例えば、１次側である入力側３４と２次側である出力側３６とをそれぞれ有するＤＣ／ＤＣコンバータであって、入力側３４に接続されるバッテリ１２ａ～１２ｄの電圧（バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４）を任意の変圧率Ｔｒ（昇圧率Ｔｒｕ又は降圧率Ｔｒｄ（以下、降圧率Ｒともいう。））で変換することにより、変換した電圧（出力電圧Ｖ０）を出力側３６に出力する。図１では、均等化ユニット１４内に、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対応して、４個の電圧変換器２４ａ～２４ｄ（以下、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄともいう。）が配置される場合を図示している。以下の説明では、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄが任意の降圧率Ｒ１～Ｒ４で第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４を降圧し、降圧したバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４を出力電圧Ｖ０として出力側３６に出力する場合について説明する。
　第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの入力側３４は、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのうち、いずれか１つのバッテリ１２ａ～１２ｄに接続されている。すなわち、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの正極端子と第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの入力側３４の正極端子３８ｐとが接続され、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの負極端子と第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの入力側３４の負極端子３８ｍとが接続されている。また、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの出力側３６は、互いに並列接続されることで、ＰＤＵ２０に並列に接続される。この場合、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの出力側３６の正極端子４０ｐがＰＤＵ２０の正極端子に接続され、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの出力側３６の負極端子４０ｍがＰＤＵ２０の負極端子に接続されている。
　複数の入力側電圧計測器２８ａ～２８ｄ（以下、第１～第４電圧計測器２８ａ～２８ｄともいう。）は、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの入力側３４で、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの正極端子と負極端子との間に接続された電圧センサである。また、複数の電流計測器２６ａ～２６ｄ（以下、第１～第４電流計測器２６ａ～２６ｄともいう。）は、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの入力側３４で、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの正極端子と第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの正極端子３８ｐとの間に接続された電流センサである。出力側電圧計測器３０は、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの出力側３６で、ＰＤＵ２０の正極端子と負極端子との間に接続された電圧センサである。
　複数の温度センサ３２は、それぞれ、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄを構成するスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌ（図２Ａ～図２Ｃ参照）の温度を検出する。なお、図１では、２つの温度センサ３２を設けた場合を図示している。
　ＰＤＵ２０は、三相ブリッジ型のインバータを含み構成される。ＰＤＵ２０の入力側には、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄが並列に接続されている。ＰＤＵ２０の出力側には、電源システム１０の負荷である三相交流のモータ４４が電気的に接続されている。力行時には、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄから第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄを介してＰＤＵ２０に直流電力が供給される。ＰＤＵ２０は、直流電力を三相の交流電力に変換してモータ４４に供給する。これにより、モータ４４を駆動させ、電動車両２２を走行させることができる。一方、回生時には、ＰＤＵ２０は、モータ４４が発電した交流電力を直流電力に変換する。これにより、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄを介して第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに直流電力を充電することができる。
　ＭＧ－ＥＣＵ１８（蓄電部決定部）は、ＰＤＵ２０及びモータ４４を制御するためのＥＣＵ（電子制御装置）であり、制御装置１６及びＰＤＵ２０との間で信号又は情報の送受信が可能である。すなわち、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、ＰＤＵ２０を構成するスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌを動作させるための制御信号（トルクの指令値を示す信号）を供給する。一方、ＰＤＵ２０は、ＰＤＵ２０の状態等を送信する。モータ４４は、該モータ４４の状態等を送信する。ＭＧ－ＥＣＵ１８は、ＰＤＵ２０及びモータ４４から送信された情報等に基づいて、モータ４４の要求出力を算出し、算出した要求出力を、制御装置１６に送信する。
　制御装置１６は、均等化ユニット１４を制御するためのＥＣＵであり、制御部４６（蓄電部決定部、電流差決定部、変圧率決定部）、指令部４８及びテーブル５０を有する。制御部４６は、第１～第４電圧計測器２８ａ～２８ｄが計測した第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４、第１～第４電流計測器２６ａ～２６ｄが計測した第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４、出力側電圧計測器３０が計測した出力電圧Ｖ０（負荷電圧）、及び、複数の温度センサ３２が計測した第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの温度を取得する。また、制御部４６は、ＭＧ－ＥＣＵ１８からの要求出力や、テーブル５０に格納された入力側３４を流れる電流の目標値（目標電流Ｉｔａｒ）に基づいて、変圧率Ｔｒ等の算出（決定）を行う。指令部４８は、制御部４６が決定した変圧率Ｔｒに基づく指令信号（第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌに供給するゲート信号）を、均等化ユニット１４に出力する。なお、制御装置１６及びＭＧ－ＥＣＵ１８の処理の詳細は、後述する。
［２．第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの具体例］
　図２Ａ～図２Ｃは、図１の第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの具体例を示す回路図である。第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄは、例えば、降圧型若しくは昇降圧型（図２Ａ参照）、降圧型（図２Ｂ参照）、又は、昇降圧型（図２Ｃ参照）のＤＣ／ＤＣコンバータである。これらのＤＣ／ＤＣコンバータの構成及び動作は、周知であるため、ここでは、図２Ａ～図２Ｃの回路図における各構成要素の接続関係について簡単に説明する。
　図２Ａにおいて、入力側３４の正極端子３８ｐと負極端子３８ｍとの間には、コンデンサ５２が接続されている。コンデンサ５２には、直列接続された２つのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌとコイル５４とを組とする２組の回路が並列接続されている。それぞれの組において、一方のスイッチング素子４２Ｈは、コンデンサ５２の正極端子３８ｐ側に接続されるハイサイドのスイッチング素子である。他方のスイッチング素子４２Ｌは、コンデンサ５２の負極端子３８ｍ側と出力側３６の負極端子４０ｍとに接続されるローサイドのスイッチング素子である。２つのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌの中点には、コイル５４の一端が接続されている。コイル５４の他端は、出力側３６の正極端子４０ｐに接続されている。また、出力側３６の正極端子４０ｐと負極端子４０ｍとの間には、コンデンサ５６が接続されている。なお、スイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５８と、寄生ダイオードであるツェナダイオード６０とが並列に接続されて構成される。
　図２Ｂにおいて、入力側３４の正極端子３８ｐと負極端子３８ｍとの間には、コンデンサ５２が接続されている。コンデンサ５２には、直列接続された２つのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌが並列接続されている。一方のスイッチング素子４２Ｈは、コンデンサ５２の正極端子３８ｐ側に接続されるハイサイドのスイッチング素子である。他方のスイッチング素子４２Ｌは、コンデンサ５２の負極端子３８ｍ側と出力側３６の負極端子４０ｍとに接続されるローサイドのスイッチング素子である。２つのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌの中点と出力側３６の正極端子４０ｐとの間には、コイル５４及び抵抗器６２の直列回路が接続されている。また、出力側３６の正極端子４０ｐと負極端子４０ｍとの間には、コンデンサ５６が接続されている。
　図２Ｃにおいて、入力側３４の正極端子３８ｐと負極端子３８ｍとの間には、コンデンサ５２が接続されている。コンデンサ５２の正極端子３８ｐ側には、コイル６４及び抵抗器６６の直列回路を介して、直列接続された２つのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌの中点に接続されている。２つのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌには、コンデンサ６８が並列に接続されている。また、このコンデンサ６８の出力側３６には、図２Ｂと同じ構成の回路が並列に接続されている。
　いずれの回路構成においても、各スイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌ（ＭＯＳＦＥＴ５８）のゲート端子に供給されるゲート信号のデューティを変更することで、変圧率Ｔｒ（図２Ａでは昇圧率Ｔｒｕ又は降圧率Ｒ、図２Ｂでは降圧率Ｒ、図２Ｃでは昇圧率Ｔｒｕ又は降圧率Ｒ）を変化させることができる。
　図３は、一例として、図２Ｂの降圧型の回路における各スイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌのゲート端子に供給されるゲート信号のタイミングチャートを示す。ここで、ゲート信号の周期をＴ、ハイサイドのスイッチング素子４２Ｈに供給されるゲート信号（図３の「Ｈｉ側デューティ」）のハイレベルの時間をＵ、ローサイドのスイッチング素子４２Ｌに供給されるゲート信号（図３の「Ｌｏ側デューティ」）のハイレベルの時間をＤ、時間Ｕと時間Ｄとの間隔であるデッドタイムをＴｄとすると、周期Ｔは、下記の（１）式で表わされる。
　　　Ｔ＝Ｕ＋Ｄ＋Ｔｄ×２　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　また、降圧率Ｒは、入力側３４の電圧（バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４）をＶｉｎ、出力側３６の電圧（出力電圧Ｖ０）をＶｏｕｔとすると、下記の（２）式で表わされる。
　　　Ｒ＝Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
　さらに、時間Ｕ、Ｄは、下記の（３）式及び（４）式でそれぞれ表わされる。
　　　Ｕ＝Ｔ×Ｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
　　　Ｄ＝Ｔ×（１－Ｒ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
　従って、制御部４６で降圧率Ｒを指定し、指令部４８から均等化ユニット１４に降圧率Ｒに応じたゲート信号を供給して第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄを駆動させることにより、所望の出力電圧Ｖ０を得ることができる。
［３．本実施形態の特徴的な機能］
＜３．１　本実施形態の充放電の手法の概要＞
　次に、本実施形態に係る電源システム１０及びその制御方法の特徴的な機能（以下、本実施形態の特徴的な機能ともいう。）について、図４～図１７を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な機能とは、電圧又はＳＯＣの異なる第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄを互いに並列接続し、電圧又はＳＯＣが互いに均等となるように第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄ間に第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４を流して充放電を行う場合に、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄから入力側３４に流れる第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４を制御装置１６にフィードバックし、制御装置１６の制御部４６が、充電側のバッテリ（基準蓄電部）から流れる電流と、放電側のバッテリ（残余蓄電部）から流れる電流との電流差を決定した後、決定した電流差が小さくなるような降圧率Ｒを決定し、決定した降圧率Ｒで第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄを制御することにより、各バッテリ１２ａ～１２ｄの劣化を回避しつつ、各バッテリ１２ａ～１２ｄの電圧又はＳＯＣの均等化を図るというものである。
　図４は、図１の電源システム１０を模式化した回路図である。図４の回路図では、均等化ユニット１４等の図示を省略し、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄと、該第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの内部抵抗（抵抗値ｒ）を示す抵抗器７０ａ～７０ｄ（以下、第１～第４抵抗器７０ａ～７０ｄともいう。）との直列回路が並列に接続され、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの正極側に負荷７２（モータ４４）が接続される場合を図示している。
　ここで、負荷７２に流れる電流をＩｔ（以下、負荷電流ともいう。）とする。また、第１バッテリ１２ａ及び第１抵抗器７０ａの直列回路の正極側と第２バッテリ１２ｂ及び第２抵抗器７０ｂの直列回路の正極側との電圧差をＶｄ１、第１バッテリ１２ａ及び第１抵抗器７０ａの直列回路の正極側と第３バッテリ１２ｃ及び第３抵抗器７０ｃの直列回路の正極側との電圧差をＶｄ２、第１バッテリ１２ａ及び第１抵抗器７０ａの直列回路の正極側と第４バッテリ１２ｄ及び第４抵抗器７０ｄの直列回路の正極側との電圧差をＶｄ３とする。
　先ず、図４中、左下側の回路図のように、第１バッテリ１２ａ及び第１抵抗器７０ａの直列回路と、第２バッテリ１２ｂ及び第２抵抗器７０ｂの直列回路とを並列接続して構成される閉回路において、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２は、キルヒホッフの法則に基づき、下記の（５）式及び（６）式で表わされる。
　　　Ｉ１＝Ｉｔ／２＋Ｖｄ１／（４×ｒ）　　　　　　　　　（５）
　　　Ｉ２＝Ｉｔ／２－Ｖｄ１／（４×ｒ）　　　　　　　　　（６）
　また、第１バッテリ１２ａ及び第１抵抗器７０ａの直列回路と、第２バッテリ１２ｂ及び第２抵抗器７０ｂの直列回路と、第３バッテリ１２ｃ及び第３抵抗器７０ｃの直列回路とを並列接続して構成される閉回路において、第１～第３電流Ｉ１～Ｉ３は、キルヒホッフの法則に基づき、下記の（７）式～（９）式で表わされる。
　　　Ｉ１＝Ｉｔ／３＋（Ｖｄ１＋Ｖｄ２）／（６×ｒ）　　　（７）
　　　Ｉ２＝Ｉｔ／３＋（－２×Ｖｄ１＋Ｖｄ２）／（６×ｒ）（８）
　　　Ｉ３＝Ｉｔ／３＋（Ｖｄ１－２×Ｖｄ２）／（６×ｒ）　（９）
　さらに、図４中、上側の回路図において、負荷７２が接続されていない閉回路の場合、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４は、キルヒホッフの法則に基づき、下記の（１０）式～（１３）式で表わされる。
　　　Ｉ１＝Ｉｔ／４＋（Ｖｄ１＋Ｖｄ２＋Ｖｄ３）／（８×ｒ）
（１０）
　　　Ｉ２＝Ｉｔ／４＋（－３×Ｖｄ１＋Ｖｄ２＋Ｖｄ３）／（８×ｒ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１１）
　　　Ｉ３＝Ｉｔ／４＋（Ｖｄ１－３×Ｖｄ２＋Ｖｄ３）／（８×ｒ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１２）
　　　Ｉ４＝Ｉｔ／４＋（Ｖｄ１＋Ｖｄ２－３×Ｖｄ３）／（８×ｒ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１３）
　このように、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４には、電圧差Ｖｄ１～Ｖｄ３が含まれている。そのため、理論上、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４を第１～第４電流計測器２６ａ～２６ｄで計測し、計測した第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４を制御装置１６にフィードバックすれば、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４に基づき、所望の電圧差Ｖｄ１～Ｖｄ３に調整することが可能となる。
　図５Ａ及び図５Ｂは、第１電流Ｉ１、第２電流Ｉ２及び負荷電流Ｉｔの時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図５Ａは、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２のフィードバックを行わない場合を示している。図５Ｂは、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２のフィードバックを行う場合を示している。
　図５Ａにおいて、時点ｔ０から時点ｔ１までの時間帯では、負荷７２（図４参照）が存在しない状態であり、Ｉｔ＝０となる。この場合、電圧差Ｖｄ１によって、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２とには、２×Ａの電流差が発生する。この時間帯では、第１電流Ｉ１は、負電流、すなわち、充電電流となり、一方で、第２電流Ｉ２は、正電流、すなわち、放電電流となる。つまり、負荷７２が存在しないため、第２バッテリ１２ｂから流れる第２電流Ｉ２は、第１電流Ｉ１として第１バッテリ１２ａに流れ込み、該第１バッテリ１２ａを充電する。
　また、図５Ａにおいて、時点ｔ１から時点ｔ２までの時間帯では、負荷７２が存在する力行状態であり、電圧差Ｖｄ１によって、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２とには、２×Ｂの電流差が発生する。この時間帯では、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２は、共に放電電流となる。すなわち、第１バッテリ１２ａ及び第２バッテリ１２ｂから流れる第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２が負荷電流Ｉｔとして負荷７２に流れる。
　さらに、図５Ａにおいて、時点ｔ２から時点ｔ３までの時間帯では、負荷７２が存在する回生状態であり、負荷７２から第１バッテリ１２ａ及び第２バッテリ１２ｂへの充電が行われる。この場合、電圧差Ｖｄ１によって、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２とには、２×Ｃの電流差が発生する。この時間帯では、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２は、共に充電電流となる。すなわち、負荷電流Ｉｔが第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２に分流し、第１バッテリ１２ａ及び第２バッテリ１２ｂに流れ込む。
　さらにまた、図５Ａにおいて、時点ｔ３以降の時間帯は、ｔ０～ｔ１の時間帯と同様に、Ｉｔ＝０となり、電圧差Ｖｄ１によって、第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２とに２×Ａの電流差が発生する。
　しかしながら、図５Ａの例では、Ａ≠Ｂ≠Ｃであり、且つ、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２を制御装置１６（図１参照）にフィードバックしていないため、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの動作によって、電流差がどのように変化するのか分からない。この結果、第１電流Ｉ１又は第２電流Ｉ２が大電流となり、第１バッテリ１２ａ又は第２バッテリ１２ｂが劣化する原因となる場合がある。
　これに対して、図５Ｂの場合、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２を制御装置１６にフィードバックし、フィードバックした第１電流Ｉ１と第２電流Ｉ２との電流差が小さくなるように、電圧差Ｖｄ１を制御する。これにより、負荷７２が存在するｔ１～ｔ３の時間帯では、電流差が徐々に小さくなって０、すなわち、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２が負荷電流Ｉｔと同じ電流値となるように変化する。この結果、第１電流Ｉ１又は第２電流Ｉ２が大電流となって第１バッテリ１２ａ又は第２バッテリ１２ｂが劣化することを回避することが可能となる。なお、負荷７２が存在しないｔ０～ｔ１の時間帯と、ｔ３以降の時間帯とでは、一定の電流差が発生する。
　図６は、本実施形態における第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄ（図１及び図４参照）に対する充放電の手法を図示した説明図である。ここでは、電源システム１０を構成するバッテリ１２ａ～１２ｄの個数Ｎが、Ｎ＝４（第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄ）、Ｎ＝３（第１～第３バッテリ１２ａ～１２ｃ）、Ｎ＝２（第１及び第２バッテリ１２ａ、１２ｂ）における充放電の手法について説明する。
　なお、図６中、ＭＰＰ１～ＭＰＰ４は、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄを示す。また、図６中、「３Ｈ１Ｌ」等の記号は、放電側のバッテリ（残余蓄電部）の個数（「Ｈ」の前に表記された数）と、充電側のバッテリ（基準蓄電部）の個数（「Ｌ」の前に表記された数）とを示している。さらに、図６中、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄを示す図記号（電池で表記）の下方に、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の目標値（目標電流Ｉｔａｒ）を表記している。ここでは、放電側のバッテリの目標電流Ｉｔａｒを「Ｉｄ」等の記号で示す。
　目標電流Ｉｔａｒは、放電側のバッテリから流れる電流の目標値を示しており、充電側のバッテリの目標電流は、０［Ａ］に設定されている。そのため、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄから流れる実際の電流値（実電流）は、目標電流とは異なる場合がある。例えば、「１Ｈ３Ｌ」の状態で充放電を行う場合、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の目標電流は、３．０×Ｉｄ［Ａ］、０．０［Ａ］、０．０［Ａ］、０．０［Ａ］に設定される。これに対して、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の実電流は、＋２．２５×Ｉｄ［Ａ］、－０．７５×Ｉｄ［Ａ］、－０．７５×Ｉｄ［Ａ］、－０．７５×Ｉｄ［Ａ］となる。なお、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４に付けられた正負の符号は、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄから第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄに流れる方向を正（＋）とし、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄから第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに流れ込む方向を負（－）としている。
　目標電流Ｉｔａｒは、テーブル５０（図１参照）に予め設定されている。制御部４６は、後述する充電側のバッテリ（基準蓄電部）の個数、放電側のバッテリ（残余蓄電部）の個数、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄから流れる電流の総和等に応じて、各目標電流Ｉｔａｒを変更する。この場合、図６の一覧表の上側から下側に向かって、充電側のバッテリの個数と放電側のバッテリの個数とを順に変化させることにより、より具体的には、放電側のバッテリの個数を順に減らすことにより、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対する充放電を行う。
　具体的に、Ｎ＝４の場合、「３Ｈ１Ｌ」→「２Ｈ２Ｌ」→「１Ｈ３Ｌ」→「０Ｈ４Ｌ」の順に、充電側のバッテリ及び放電側のバッテリの個数を切り換えて充放電を行う。また、Ｎ＝３の場合、「２Ｈ１Ｌ」→「１Ｈ２Ｌ」→「０Ｈ３Ｌ」の順に、充電側のバッテリ及び放電側のバッテリの個数を切り換えて充放電を行う。Ｎ＝２の場合、「１Ｈ１Ｌ」→「０Ｈ２Ｌ」の順に、充電側のバッテリ及び放電側のバッテリの個数を切り換えて充放電を行う。
　そして、本実施形態の充放電では、充電側のバッテリに接続されている電圧変換器を相対的に高い降圧率（例えば、Ｒ＝０．９４）に設定した状態で、充電側のバッテリと放電側のバッテリとの電圧差を維持しつつ、放電側のバッテリから充電側のバッテリに電流を流すことにより、該充電側のバッテリを充電する。この場合、放電側のバッテリに接続されている電圧変換器の降圧率Ｒは、充電側のバッテリに接続されている電圧変換器の降圧率Ｒよりも相対的に低く設定されている。
　しかしながら、放電側のバッテリから充電側のバッテリに電流が流れることにより、放電側のバッテリのバッテリ電圧が低下すると、放電側のバッテリに接続されている電圧変換器の降圧率Ｒは、時間経過に伴って徐々に上昇する。そのため、放電側のバッテリに接続されている電圧変換器の降圧率Ｒが、デッドタイムＴｄを考慮して設定可能な最大の降圧率（例えば、上限値としてのＲ＝０．９６）に到達すると、該電圧変換器を制御することが困難となる。
　そこで、本実施形態では、図６に示すように、放電側のバッテリに接続されている電圧変換器の降圧率Ｒが最大の降圧率に到達する前に、図６中の上側から下側の状態へと順次切り換えることで、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄの制御が困難になることを回避しつつ、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対する充放電を円滑に行うようにしている。具体的な充放電の制御方法については、後述する。
＜３．２　本実施形態の具体的な制御方法＞
　図７は、本実施形態に係る電源システム１０を電動車両２２に適用した場合、より具体的には、モータ４４を電動車両２２の車輪の駆動源に用いる場合の第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対する充放電制御のシーケンス図である。図８は、図７の充放電制御において、均等化ユニット１４及び制御装置１６の動作を示すフローチャートである。この説明では、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１バッテリ１２ａのバッテリ電圧Ｖ１が最も低く、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの順にバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４が高い場合の充放電制御について説明する。
　先ず、図７を参照して、充放電制御の全体的な流れを説明する。電動車両２２の図示しないイグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンになると、ステップＳ１において、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、各ＢＭＵの起動指令を行う。これにより、ステップＳ２において、各ＢＭＵは、ＭＧ－ＥＣＵ１８からの起動指令に基づき起動する。
　なお、ステップＳ１、Ｓ２において、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、各ＢＭＵに対して、４個のバッテリ１２ａ～１２ｄを第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに設定する附番処理も併せて実行する。これにより、４個のバッテリ１２ａ～１２ｄは、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのいずれかに割り当てられる。なお、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、附番処理の結果を制御装置１６の制御部４６に通知する。
　ところで、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄにはコンデンサ５２、５６、６８が存在する（図２Ａ～図２Ｃ参照）。そのため、図１０に示すように、電動車両２２が停車し、時点ｔ４でイグニッションスイッチがオフになっても、コンデンサ５２、５６、６８に蓄積された電荷、より詳しくは、均等化ユニット１４とＰＤＵ２０との間に貯まっている電荷によって、一定の電圧が発生する。そこで、例えば、イグニッションスイッチがオンする時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯において、制御装置１６の制御部４６は、ステップＳ３で、指令部４８に対して、スイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌを駆動させることで、コンデンサ５２、５６、６８の電荷を放電するディスチャージ処理を実行するよう指示する。これにより、ステップＳ４において、指令部４８は、制御部４６からの指示に基づき、均等化ユニット１４にゲート信号を供給することで、スイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌをオンにする。この結果、時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯において、コンデンサ５２、５６、６８の電荷が放電し、出力電圧Ｖ０を０［Ｖ］近傍まで低下させることができる。
　なお、図７では、ステップＳ２後にステップＳ３、Ｓ４のディスチャージ処理を実行する。本実施形態では、イグニッションスイッチのオン（図１０の時点ｔ５）後であって、後述するステップＳ９の処理（時点ｔ７）前に、ディスチャージ処理を実行すればよい。
　ステップＳ５において、バッテリパック内の不図示の電圧センサが第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの電圧（バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４）を検出する。これにより、ステップＳ６において、均等化ユニット１４は、各バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４を把握することができる。なお、図９Ａでは、各電圧センサが検出したバッテリ電圧をＶ１ｃａｎ～Ｖ４ｃａｎとして図示している。また、電圧センサの検出結果は、各バッテリパックから制御装置１６に送信される。制御装置１６は、該検出結果をＭＧ－ＥＣＵ１８に転送する。
　ステップＳ７において、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、附番処理の結果と、各バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４の検出結果とに基づき、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対して、どのような充放電制御を行うのかを判断する。この場合、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、附番処理の結果に基づきＮ＝４であると判断し、図６中のＮ＝４での充放電制御の実行を決定する。また、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの中でバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４が最も低い第１バッテリ１２ａを充電側のバッテリ（基準蓄電部）と判断すると共に、残余の第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄを放電側のバッテリ（残余蓄電部）と判断する。そして、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対する充放電制御の開始を制御装置１６に指示する。
　ステップＳ８において、制御装置１６の制御部４６は、ＭＧ－ＥＣＵ１８からの指示に基づき、充放電制御のための制御処理を実行し、指令部４８に対してゲート信号の出力を指示する。これにより、指令部４８は、制御部４６からの指示に基づき、均等化ユニット１４に対するゲート信号の供給を開始する。この結果、ステップＳ９において、均等化ユニット１４では、供給されたゲート信号に基づきスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌが駆動することで、充放電制御（均等化制御）が時点ｔ７から開始される。すなわち、図１０のｔ５～ｔ７の時間帯では、充放電制御に対する初期処理としての図７のステップＳ１～Ｓ８の処理が実行される。
　ステップＳ１０において、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、バッテリパック内の不図示のコンデンサを充電するためのプリチャージ処理の実行を各バッテリパックに指示する。これにより、ステップＳ１１において、各バッテリパックは、ＭＧ－ＥＣＵ１８からの指示に基づき、コンデンサを充電する。なお、ステップＳ１０、Ｓ１１では、各電圧変換器２４ａ～２４ｄのコンデンサ５２、５６、６８の充電も併せて行ってもよい。また、本実施形態では、ステップＳ１０、Ｓ１１の処理を初期処理に含めてもよい。
　ステップＳ１２において、ＭＧ－ＥＣＵ１８は、バッテリパック内の不図示のスイッチング素子のオンを各バッテリパックに指示する。これにより、ステップＳ１３において、各バッテリパックは、ＭＧ－ＥＣＵ１８からの指示に基づき、図１０の時点ｔ８において、スイッチング素子をオンにする。これにより、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄと第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄとが電気的に接続される。この結果、時点ｔ８以降、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄから第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄに電流を流すことが可能となり、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄに対する充放電が実行される。
　その後、電動車両２２のイグニッションスイッチがオフになると、ステップＳ１４において、各バッテリパックのスイッチング素子がオフとなる。この結果、ステップＳ１５において、充放電制御（均等化制御）も停止する。なお、図７中、ステップＳ１、Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１３の処理は、制御装置１６が担ってもよい。
　図８は、図７の均等化制御の具体的手法を示すフローチャートである。すなわち、図８のフローチャートは、ステップＳ９からステップＳ１５までの時間帯における制御装置１６及び均等化ユニット１４の動作の流れを図示している。
　先ず、ステップＳ２１において、ＭＧ－ＥＣＵ１８又は制御部４６は、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのうち、最も低いバッテリ電圧のバッテリを充電側のバッテリ（基準蓄電部）に決定する。図９Ａのように、第１バッテリ１２ａのバッテリ電圧Ｖ１（Ｖ１ｃａｎ）が最も低いため、制御部４６は、第１バッテリ１２ａを充電側のバッテリに決定する。なお、図７のステップＳ９からステップＳ１２までは、各バッテリパックのスイッチング素子がオフであるため、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄと第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄとが電気的に接続されていない。この場合、ＭＧ－ＥＣＵ１８又は制御部４６は、各バッテリパック内の不図示の電圧センサが検出した第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４（Ｖ１ｃａｎ～Ｖ４ｃａｎ）に基づき、第１バッテリ１２ａを充電側のバッテリに決定すればよい。
　次に、制御部４６は、第１バッテリ１２ａのバッテリ電圧Ｖ１に基づく基準電圧Ｖｒｅｆを設定する。具体的には、第１バッテリ１２ａのバッテリ電圧Ｖ１と、第１バッテリ１２ａに接続される第１電圧変換器２４ａの降圧率Ｒ１とを用いて、下記の（１４）式より基準電圧Ｖｒｅｆを算出する。
　　　Ｖｒｅｆ＝Ｒ１×（最も低いバッテリ電圧（Ｖ１））　　（１４）
　前述のように、デッドタイムＴｄを考慮すると、降圧率Ｒの上限値は０．９６となるため、制御部４６は、例えば、Ｒ１＝０．９４に設定する。次に、制御部４６は、充放電処理で用いる第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４の値（初期値）を基準電圧Ｖｒｅｆに設定し、各バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４の値を揃える。これにより、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの電圧差は、一旦０［Ｖ］になる。
　次に、ステップＳ１０～Ｓ１３の処理の結果、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄと第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄとが電気的に接続され、第１～第４電圧計測器２８ａ～２８ｄによる第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４の計測と、第１～第４電流計測器２６ａ～２６ｄによる第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の計測とが可能となった場合、ステップＳ２２において、制御部４６は、第１～第４電圧計測器２８ａ～２８ｄから第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４を取得すると共に、第１～第４電流計測器２６ａ～２６ｄから第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４を取得する。
　次のステップＳ２３において、制御部４６は、取得した第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４を用いて、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の電流差を算出する。図１１は、均等化ユニット１４を模式的に図示したブロック図であり、図１２は、制御装置１６及び均等化ユニット１４での充放電制御を図示したブロック線図である。なお、図１２において、「制御対象」とは、均等化ユニット１４を含む電源システム１０である。また、図１２中、「ｋｐ＋ｋｄｓ」及び「１／ｓ」の各ブロックにおける「ｓ」は、ラプラス変換における複素数の変数である。
　図１１及び図１２において、制御部４６は、第１バッテリ１２ａを充電側のバッテリ（基準蓄電部）とし、第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄを放電側のバッテリ（残余蓄電部）としている。そのため、制御部４６は、第１電流Ｉ１から第２～第４電流Ｉ２～Ｉ４を減算する。
　次のステップＳ２４において、制御部４６は、取得した各バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４に基づき、現在の充放電の状態が図６中のどの状態に該当するのかを判定する。この場合、制御部４６は、図６の「３Ｈ１Ｌ」の状態であると判定する。
　次に、制御部４６は、下記の（１５）式～（１７）式のように、ステップＳ２３で減算した電流差に目標電流Ｉｔａｒ２～Ｉｔａｒ４を加算することで、第１電流Ｉ１と第２～第４電流Ｉ２～Ｉ４との電流差を算出する。なお、（１５）式～（１７）式の電流差ΔＩ２～ΔＩ４は、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄを実際に制御するための目標電流（目標操作電流）である。すなわち、制御部４６は、それぞれの電流差に対して、目標電流Ｉｔａｒ２～Ｉｔａｒ４を各々加算することにより、各目標操作電流ΔＩ２～ΔＩ４を設定することができる。
　　　ΔＩ２＝Ｉ１－Ｉ２＋Ｉｔａｒ２　　　　　　　　　　　（１５）
　　　ΔＩ３＝Ｉ１－Ｉ３＋Ｉｔａｒ３　　　　　　　　　　　（１６）
　　　ΔＩ４＝Ｉ１－Ｉ４＋Ｉｔａｒ４　　　　　　　　　　　（１７）
　次のステップＳ２５において、制御部４６は、下記の（１８）式～（２０）式のように、ステップＳ２４で算出した目標操作電流（電流差）ΔＩ２～ΔＩ４を用いて、第１バッテリ１２ａのバッテリ電圧Ｖ１と第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ２～Ｖ４との電圧差Ｖｄ１～Ｖｄ３を算出する。なお、（１８）式～（２０）式中、「∫」は、積分記号である。また、ｋｐ、ｋｄは、フィードバック制御での固定係数である。さらに、ΔＩ２ｐ～ΔＩ４ｐは、前回の目標操作電流である。
　　　Ｖｄ１＝∫｛ｋｐ×ΔＩ２＋ｋｄ×（ΔＩ２－ΔＩ２ｐ）｝（１８）
　　　Ｖｄ２＝∫｛ｋｐ×ΔＩ３＋ｋｄ×（ΔＩ３－ΔＩ３ｐ）｝（１９）
　　　Ｖｄ３＝∫｛ｋｐ×ΔＩ４＋ｋｄ×（ΔＩ４－ΔＩ４ｐ）｝（２０）
　次のステップＳ２６において、制御部４６は、算出された電圧差Ｖｄ１～Ｖｄ３を用いて降圧率Ｒ２～Ｒ４を算出する。指令部４８は、ステップＳ２７において、降圧率Ｒ１～Ｒ４に基づくゲート信号を均等化ユニット１４に出力する。これにより、第１～第４電圧変換器２４ａ～２４ｄのスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌは、供給されたゲート信号に基づいて駆動する。この結果、ステップＳ２８において、図９Ｂに示すような電圧差Ｖｄ１～Ｖｄ３によって第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の電流値が変化する。
　次のステップＳ２９において、制御部４６は、均等化制御を停止するかどうかを判定する。ステップＳ１５に至っていない場合、制御部４６は、均等化制御の継続を決定し（ステップＳ２９：ＮＯ）、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２～Ｓ２９の処理を再度実行する。従って、ステップＳ２２～Ｓ２９の処理を繰り返し実行する毎に、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの状態は、図６の「３Ｈ１Ｌ」から「２Ｈ２Ｌ」、「１Ｈ３Ｌ」、「０Ｈ４Ｌ」の状態に順に切り換わる。その後、ステップＳ１５に至った場合、制御部４６は、均等化制御を停止する（ステップＳ２９：ＹＥＳ）。
　図１３は、図８の制御処理の効果を示すタイミングチャートである。時点ｔ９において目標電流Ｉｔａｒが設定され、該目標電流Ｉｔａｒに基づく電圧差Ｖｄ１によってスイッチング素子４２Ｈ、４２Ｌが駆動することで、第２電流Ｉ２は、時点ｔ９以降、時間経過に伴って、目標電流Ｉｔａｒに向かって速やかに上昇する。この場合、固定係数ｋｐ、ｋｄを適切に設定することで、第２電流Ｉ２が目標電流Ｉｔａｒに収束する時間を早めることができる。なお、図１３において、任意の時点ｔ１０における目標電流Ｉｔａｒと第２電流Ｉ２との差が目標操作電流（電流差）ΔＩ２となる。また、時点ｔ９と時点ｔ１０との間において、目標電流Ｉｔａｒと第２電流Ｉ２とで囲まれる部分の面積は、電圧差Ｖｄ１を示している。
＜３．３　充放電制御における降圧率Ｒの必要性＞
　次に、本実施形態において、降圧率Ｒを考慮する必要性について、図１４～図１６Ｄを参照しながら説明する。図１４は、本実施形態における充放電制御での第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４、各バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４及び降圧率Ｒ１～Ｒ４の時間変化を示すタイミングチャートである。ここでは、図６に示すように、Ｎ＝４であり、時点ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３、ｔ１４において、「３Ｈ１Ｌ」→「２Ｈ２Ｌ」→「１Ｈ３Ｌ」→「０Ｈ４Ｌ」の順に、放電側のバッテリと充電側のバッテリとが切り換わる場合について説明する。
　この場合、当初の充電側のバッテリは、第４バッテリ１２ｄであり、第４バッテリ１２ｄに接続される第４電圧変換器２４ｄの降圧率Ｒ４は、Ｒ４＝０．９１に固定されている。そのため、当初は、第１～第３バッテリ１２ａ～１２ｃが放電側のバッテリとなる。
　先ず、ｔ１１～ｔ１２の時間帯では、第１～第３電流Ｉ１～Ｉ３が放電電流（正の電流）であると共に、第４電流Ｉ４が充電電流（負の電流）である。この結果、時間経過に伴って、第１～第３電圧変換器２４ａ～２４ｃの降圧率Ｒ１～Ｒ３が上昇する。そして、時点ｔ１２において、第２及び第３電圧変換器２４ｂ、２４ｃの降圧率Ｒ２、Ｒ３が０．９６近傍（設定可能な降圧率の上限値）に到達すると、「３Ｈ１Ｌ」から「２Ｈ２Ｌ」に切り換わる。
　これにより、ｔ１２～ｔ１３の時間帯では、第１及び第３バッテリ１２ａ、１２ｃが放電側のバッテリ、第２及び第４バッテリ１２ｂ、１２ｄが充電側のバッテリに切り換わる。すなわち、第１及び第３電流Ｉ１、Ｉ３が放電電流になると共に、第２及び第４電流Ｉ２、Ｉ４が充電電流となる。この結果、時間経過に伴って、第１及び第３電圧変換器２４ａ、２４ｃの降圧率Ｒ１、Ｒ３が上昇する。一方、第２バッテリ１２ｂが充電側のバッテリに切り換わるので、第２電圧変換器２４ｂの降圧率Ｒ２は、第４電圧変換器２４ｄの降圧率Ｒ４（０．９１）にまで低下する。そして、時点ｔ１３において、第３電圧変換器２４ｃの降圧率Ｒ３が０．９６近傍に到達すると、「２Ｈ２Ｌ」から「１Ｈ３Ｌ」に切り換わる。
　これにより、ｔ１３～ｔ１４の時間帯では、第１バッテリ１２ａが放電側のバッテリ、第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄが充電側のバッテリに切り換わる。すなわち、第１電流Ｉ１が放電電流になると共に、第２～第４電流Ｉ２～Ｉ４が充電電流になる。この結果、時間経過に伴って、第１電圧変換器２４ａの降圧率Ｒ１が上昇する。一方、第３バッテリ１２ｃが充電側のバッテリに切り換わるので、第３電圧変換器２４ｃの降圧率Ｒ３は、第２及び第４電圧変換器２４ｂ、２４ｄの降圧率Ｒ２、Ｒ４（０．９１）にまで低下する。そして、時点ｔ１４において、第１電圧変換器２４ａの降圧率Ｒ１が０．９６近傍に到達すると、「１Ｈ３Ｌ」から「０Ｈ４Ｌ」に切り換わる。この結果、充放電制御が完了する。
　このような充放電制御に降圧率Ｒ（Ｒ１～Ｒ４）の考慮が必要であることは、下記の理由による。図１５に示すように、例えば、第１～第４バッテリ１２ａ～１２ｄの満充電状態でのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４をＶｉ［Ｖ］とし、デッドタイムＴｄに相当する降圧率Ｒ１～Ｒ４の分を０．３１とする。また、バッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４の調整可能範囲（降圧率Ｒ１～Ｒ４の設定可能範囲）を、デッドタイムＴｄを考慮して、０．７５×Ｖｉ［Ｖ］～０．９６×Ｖｉ［Ｖ］（Ｒ１～Ｒ４＝０．７５～０．９６）とする。さらに、基準電圧Ｖｒｅｆを０．９４×Ｖｉ［Ｖ］（Ｒ＝０．９４）とする。
　本実施形態では、図１６Ａのように、基準となる充電側のバッテリと放電側のバッテリとの電圧差を維持しつつ、放電側のバッテリから充電側のバッテリに電流を流すことにより、該充電側のバッテリを充電する。一例として、図１６Ａでは、「１Ｈ３Ｌ」の状態において、第１バッテリ１２ａを放電側のバッテリとし、第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄを充電側のバッテリとする。そのため、第１電圧変換器２４ａの当初の降圧率Ｒ１は０．８１に設定され、第２～第４電圧変換器２４ｂ～２４ｄの降圧率Ｒ２～Ｒ４は０．９４に設定（固定）されている。また、第１バッテリ１２ａと第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄとの電圧差は、Ｖｄ［Ｖ］に設定されている。
　この電圧差を維持しつつ、放電側の第１バッテリ１２ａから充電側の第２～第４バッテリ１２ｂ～１２ｄに電流を流すと、図１６Ｂに示すように、第１バッテリ１２ａのバッテリ電圧Ｖ１又はＳＯＣは低下すると共に、降圧率Ｒ１が上昇する。そして、図１６Ｃに示すように、第１電圧変換器２４ａの降圧率Ｒ１が０．９６に到達しても、電圧差を維持しようとすると、該降圧率Ｒ１が０．９６から上昇せず飽和するので、充放電制御が困難となる。この結果、図１６Ｄに示すように、電圧差が却って低下し、第１～第４電流Ｉ１～Ｉ４の目標電流の絶対値も低下する。
　そのため、本実施形態では、図１４に示すように、放電側のバッテリに接続される電圧変換器の降圧率Ｒが、デッドタイムＴｄを考慮した上限値（Ｒ＝０．９６）に到達する前に、放電側のバッテリの個数と充電側のバッテリの個数との組み合わせを変更することで、充放電制御が困難になる状況を回避している。
＜３．４　電動車両２２への適用例＞
　図１７は、本実施形態に係る電源システム１０を電動車両２２に搭載した場合における車速、電流及びＳＯＣの時間変化を示したタイミングチャートである。この場合、時点ｔ１５前の時間帯に起動した電動車両２２は、時点ｔ１５から時点ｔ１６の時間帯で停車した後、時点ｔ１６から加速走行を行う。その後、電動車両２２は、時点ｔ１７からクルーズ走行を行い、時点ｔ１８から減速走行に変化し、時点ｔ１９で停車する。
　この場合、上述の充放電制御を実施することで、電動車両２２の停車時（ｔ１５～ｔ１６の時間帯、時点ｔ１９以降の時間帯）、及び、クルーズ走行時（ｔ１７～ｔ１８のうち、一部の時間帯）において、放電側のバッテリと充電側のバッテリとの間で充放電が行われる。図１７では、放電側のバッテリから流れる電流及びＳＯＣを破線で、充電側のバッテリに流れ込む電流及びＳＯＣを実線でそれぞれ図示する。
［４．本実施形態の効果］
　以上説明したように、本実施形態は、充放電可能な複数のバッテリ１２ａ～１２ｄ（蓄電部）と、入力側３４が複数のバッテリ１２ａ～１２ｄに接続され、出力側３６が互いに並列接続され、入力側３４に接続されている複数のバッテリ１２ａ～１２ｄの電圧Ｖ１～Ｖ４を任意の変圧率Ｔｒで変換し、変換した電圧Ｖ０を出力側３６に出力する複数の電圧変換器２４ａ～２４ｄと、複数の電圧変換器２４ａ～２４ｄの入力側３４に接続され、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄから入力側３４に流れる電流Ｉ１～Ｉ４を計測する複数の電流計測器２６ａ～２６ｄとを備える電源システム１０、及び、その制御方法である。
　この場合、電源システム１０は、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄのうち、少なくとも１つのバッテリを充電側のバッテリ（基準蓄電部）に決定し、残余のバッテリを放電側のバッテリ（残余蓄電部）に決定する蓄電部決定部（ＭＧ－ＥＣＵ１８、制御部４６）と、複数の電流計測器２６ａ～２６ｄが計測した電流Ｉ１～Ｉ４に基づいて、放電側のバッテリから流れる電流と充電側のバッテリから流れる電流との電流差を決定する電流差決定部（制御部４６）と、決定した電流差に基づいて、放電側のバッテリに接続される電圧変換器の変圧率Ｔｒを決定する変圧率決定部（制御部４６）とを有する。
　また、電源システム１０の制御方法では、ＭＧ－ＥＣＵ１８又は制御部４６を用いて、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄのうち、少なくとも１つのバッテリを充電側のバッテリに決定し、残余のバッテリを放電側のバッテリに決定するステップ（ステップＳ７）と、制御部４６を用いて、複数の電流計測器２６ａ～２６ｄが計測した電流Ｉ１～Ｉ４に基づいて、放電側のバッテリから流れる電流と充電側のバッテリから流れる電流との電流差を決定するステップ（ステップＳ２３、Ｓ２４）と、制御部４６によって、決定した電流差に基づいて、放電側のバッテリに接続される電圧変換器の変圧率Ｔｒを決定するステップ（ステップＳ２６）とを有する。
　これにより、放電側のバッテリから流れる電流と充電側のバッテリから流れる電流との電流差をフィードバックし、該電流差が小さくなるように、放電側のバッテリに接続される電圧変換器の変圧率Ｔｒを決定する。この結果、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄが電圧変換器２４ａ～２４ｄを介して互いに並列接続される場合に、バッテリ１２ａ～１２ｄの劣化を回避しつつ、互いに並列接続される複数のバッテリ１２ａ～１２ｄのバッテリ電圧Ｖ１～Ｖ４又はＳＯＣを均等化することができる。
　この場合、ＭＧ－ＥＣＵ１８又は制御部４６は、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄのうち、最も低い電圧のバッテリを充電側のバッテリに決定し、残余のバッテリを放電側のバッテリに決定する。これにより、放電側のバッテリと充電側のバッテリとを効率よく決定することができる。
　制御部４６は、充電側のバッテリから流れる電流を放電側のバッテリから流れる電流で減算し、減算後の電流と目標電流Ｉｔａｒとを加算することにより電流差を算出する。このようなフィードバック制御によって、各バッテリ１２ａ～１２ｄから流れる電流が過大になることを回避しつつ、充放電制御を行うことができる。
　また、目標電流Ｉｔａｒは、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄの個数、充電側のバッテリの個数、又は、複数のバッテリ１２ａ～１２ｄから流れる電流の総和に応じて設定された電流値である。これにより、バッテリ１２ａ～１２ｄの個数に応じて目標電流を適切に設定することができる。
　さらに、制御部４６は、電流差に基づいて、充電側のバッテリのバッテリ電圧と放電側のバッテリのバッテリ電圧との電圧差を算出し、算出した電圧差を用いて、放電側のバッテリに接続される電圧変換器の変圧率Ｔｒを決定する。このように、電流差が反映された電圧差を用いて変圧率Ｔｒが決定されるので、各バッテリ１２ａ～１２ｄから流れる電流が過大になることを回避して、バッテリ１２ａ～１２ｄの劣化の発生を効率よく抑えることができる。
　上記の説明では、主として、降圧率Ｒを用いて電圧変換器２４ａ～２４ｄを制御する場合について説明した。本実施形態では、昇圧率Ｔｒｕを用いた場合でも、電圧変換器２４ａ～２４ｄを好適に制御することができることは勿論である。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。

Claims (6)

  1. 　充放電可能な複数の蓄電部（１２ａ～１２ｄ）と、
    　入力側（３４）が複数の前記蓄電部に接続され、出力側（３６）が互いに並列接続され、前記入力側に接続されている複数の前記蓄電部の電圧（Ｖ１～Ｖ４）を任意の変圧率（Ｔｒ）で変換し、変換した前記電圧（Ｖ０）を前記出力側に出力する複数の電圧変換器（２４ａ～２４ｄ）と、
    　複数の前記電圧変換器の入力側に接続され、複数の前記蓄電部から前記入力側に流れる電流（Ｉ１～Ｉ４）を計測する複数の電流計測器（２６ａ～２６ｄ）と、
    　を備える電源システム（１０）において、
    　複数の前記蓄電部のうち、少なくとも１つの前記蓄電部を充電側の基準蓄電部に決定し、残余の前記蓄電部を放電側の残余蓄電部に決定する蓄電部決定部（１８、４６）と、
    　複数の前記電流計測器が計測した前記電流に基づいて、前記残余蓄電部から流れる前記電流と前記基準蓄電部から流れる前記電流との電流差を決定する電流差決定部（４６）と、
    　決定した前記電流差に基づいて、前記残余蓄電部に接続される前記電圧変換器の変圧率を決定する変圧率決定部（４６）と、
    　をさらに備える、電源システム。
  2. 　請求項１記載の電源システムにおいて、
    　前記蓄電部決定部は、複数の前記蓄電部のうち、最も低い電圧の前記蓄電部を前記基準蓄電部に決定し、残余の前記蓄電部を前記残余蓄電部に決定する、電源システム。
  3. 　請求項１又は２記載の電源システムにおいて、
    　前記電流差決定部は、前記基準蓄電部から流れる電流を前記残余蓄電部から流れる電流で減算し、減算後の前記電流と目標電流（Ｉｔａｒ）とを加算することにより前記電流差を算出する、電源システム。
  4. 　請求項３記載の電源システムにおいて、
    　前記目標電流は、複数の前記蓄電部の個数、前記基準蓄電部の個数、又は、複数の前記蓄電部から流れる前記電流の総和に応じて設定された電流値である、電源システム。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
    　前記変圧率決定部は、前記電流差に基づいて、前記基準蓄電部の電圧と前記残余蓄電部の電圧との電圧差を算出し、算出した前記電圧差を用いて、前記残余蓄電部に接続される前記電圧変換器の変圧率を決定する、電源システム。
  6. 　充放電可能な複数の蓄電部（１２ａ～１２ｄ）と、
    　入力側（３４）が複数の前記蓄電部に接続され、出力側（３６）が互いに並列接続され、前記入力側に接続されている複数の前記蓄電部の電圧（Ｖ１～Ｖ４）を任意の変圧率（Ｔｒ）で変換し、変換した前記電圧（Ｖ０）を前記出力側に出力する複数の電圧変換器（２４ａ～２４ｄ）と、
    　複数の前記電圧変換器の入力側に接続され、複数の前記蓄電部から前記入力側に流れる電流（Ｉ１～Ｉ４）を計測する複数の電流計測器（２６ａ～２６ｄ）と、
    　を備える電源システム（１０）の制御方法において、
    　蓄電部決定部（１８、４６）を用いて、複数の前記蓄電部のうち、少なくとも１つの前記蓄電部を充電側の基準蓄電部に決定し、残余の前記蓄電部を放電側の残余蓄電部に決定するステップ（Ｓ７）と、
    　電流差決定部（４６）を用いて、複数の前記電流計測器が計測した前記電流に基づいて、前記残余蓄電部から流れる前記電流と前記基準蓄電部から流れる前記電流との電流差を決定するステップ（Ｓ２３、Ｓ２４）と、
    　変圧率決定部（４６）を用いて、決定した前記電流差に基づいて、前記残余蓄電部に接続される前記電圧変換器の変圧率を決定するステップ（Ｓ２６）と、
    　を有する、電源システムの制御方法。
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