專利名稱：電動車輛的電源系統(tǒng)、電動車輛以及電動車輛的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法，更加特定地，涉及搭載主蓄電裝置和多個副蓄電裝置的電動車輛的電源系統(tǒng)控制。
背景技術(shù)：
作為有益于環(huán)境的車輛，近年來開發(fā)了電動汽車、混合動力汽車以及燃料電池車輛等電動車輛并已實用化。這些電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的電機(jī)、以及構(gòu)成為包括蓄電裝置的用于供給電動機(jī)驅(qū)動電力的電源系統(tǒng)。特別地，也提出了通過車輛外部的電源(以下也稱為“外部電源”)對混合動力汽車的車載蓄電裝置進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)，在這些電動車輛中，謀求延長能夠通過車載蓄電裝置的蓄電電力進(jìn)行行駛的距離。另外，以下也將通過外部電源對車載蓄電裝置進(jìn)行的充電簡稱為“外部充電”。例如，在日本特開2008-109840號公報(專利文獻(xiàn)1)和日本特開2003-209969號公報(專利文獻(xiàn)2)中，記載了并聯(lián)連接多個蓄電裝置(電池)的電源系統(tǒng)。在專利文獻(xiàn)1 和專利文獻(xiàn)2所記載的電源系統(tǒng)中，按每個蓄電裝置(電池)設(shè)置有作為充放電調(diào)整機(jī)構(gòu)的電壓變換器(converter，轉(zhuǎn)換器)。與此相對，在日本特開2008-167620號公報(專利文獻(xiàn)3)中，記載了在搭載有主蓄電裝置和多個副蓄電裝置的車輛中設(shè)置有與主蓄電裝置對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器和由多個副蓄電裝置共用的轉(zhuǎn)換器的電源裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制裝置元件的數(shù)量并能夠增大可蓄電的能量。另外，在日本特開2006-77641號公報中記載了搭載有基于車速以及SOC來切換車輛的運(yùn)行狀態(tài)的控制裝置的串聯(lián)/并聯(lián)式混合動力電動汽車。該運(yùn)行狀態(tài)包括將發(fā)動機(jī) (內(nèi)燃機(jī))的輸出用作行駛用動力的狀態(tài)、和通過使發(fā)動機(jī)停止并使電機(jī)工作來獲得行駛用動力的狀態(tài)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-109840號公報；專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-209969號公報；專利文獻(xiàn)3 日本特開2008-167620號公報；專利文獻(xiàn)4 日本特開2006-77641號公報。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在專利文獻(xiàn)3所記載的電源裝置中，選擇性地將多個副蓄電裝置中的一個副蓄電裝置與轉(zhuǎn)換器連接，通過主蓄電裝置和所選擇的副蓄電裝置來供給車輛驅(qū)動用電動機(jī)的驅(qū)動電力。在這樣的電源系統(tǒng)中，當(dāng)使用中的副蓄電裝置的SOC降低了時，使新的副蓄電裝置與轉(zhuǎn)換器連接，通過依次使用多個副蓄電裝置來延長通過蓄電能量實現(xiàn)的行駛距離 (EV(Electric Vehicle,電動車輛)行駛距離)。已使用完的副蓄電裝置，因為其SOC值低，所以認(rèn)為在車輛行駛中無法使其再與轉(zhuǎn)換器連接。即，由于在電動車輛行駛中切換與轉(zhuǎn)換器連接的副蓄電裝置，電動車輛能夠使用的蓄電能力確實變少。由此對EV行駛產(chǎn)生影響。例如考慮盡管用戶希望進(jìn)行電動車輛的EV行駛但卻無法實施EV行駛(例如在混合動力車輛的情況下啟動發(fā)動機(jī))的情況。為了避免這樣的問題，需要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行用于變更所使用的副蓄電裝置的連接切換處理。

本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，本發(fā)明的目的在于在具有主蓄電裝置和副蓄電裝置并由多個副蓄電裝置共用電壓變換器(converter)的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行用于變更所使用的副蓄電裝置的連接切換處理。用于解決課題的手段根據(jù)本發(fā)明的一種方式，是一種電動車輛的電源系統(tǒng)，所述電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機(jī)，該電源系統(tǒng)具備主蓄電裝置、供電線、第一電壓變換器、相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置、第二電壓變換器、連接部以及切換控制裝置。供電線對驅(qū)動控制電機(jī)的變換器進(jìn)行供電。第一電壓變換器設(shè)置在供電線與主蓄電裝置之間，構(gòu)成為進(jìn)行雙向的電壓變換。第二電壓變換器設(shè)置在多個副蓄電裝置與供電線之間，構(gòu)成為在多個副蓄電裝置之一與供電線之間進(jìn)行雙向的電壓變換。連接部設(shè)置在多個副蓄電裝置與第二電壓變換器之間，構(gòu)成為選擇性地將多個副蓄電裝置中的選擇出的副蓄電裝置與第二電壓變換器連接。切換控制裝置構(gòu)成為控制多個副蓄電裝置與第二電壓變換器之間的選擇性的連接。 切換控制裝置包括連接切換部和連接切換部。切換判定部基于多個副蓄電裝置各自的充電狀態(tài)，判定是否需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換。連接切換部構(gòu)成為在由切換判定部判定為需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換的情況下，對連接部，切換多個副蓄電裝置與第二電壓變換器(12B)的連接。切換判定部在接收到切換禁止指示的情況下，不管選擇出的副蓄電裝置的充電狀態(tài)如何，都判定為不需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換。優(yōu)選的是，電動車輛具備內(nèi)燃機(jī)，其構(gòu)成為能夠獨立于電機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率；和充放電控制部。充放電控制部基于電動車輛的整體要求功率，將電動車輛的行駛模式設(shè)定為第一模式和第二模式的任一模式，所述第一模式是能夠通過電機(jī)來產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的模式，所述第二模式是能夠通過電機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)來產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的模式。充放電控制部根據(jù)所設(shè)定的行駛模式控制主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的充放電。切換判定部在行駛模式為第二模式的期間，從充放電控制部接受切換禁止指示。優(yōu)選的是，主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的整體的剩余容量，在第二模式下由充放電控制部進(jìn)行控制以使其保持為一定。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，是一種電動車輛，具備電機(jī)、變換器、供電線、主蓄電裝置、第一電壓變換器、相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置、第二電壓變換器、連接部以及控制裝置。電機(jī)產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率。變換器驅(qū)動控制電機(jī)。供電線對變換器進(jìn)行供電。第一電壓變換器設(shè)置在供電線與主蓄電裝置之間，構(gòu)成為進(jìn)行雙向的電壓變換。第二電壓變換器設(shè)置在多個副蓄電裝置與供電線之間，構(gòu)成為在多個副蓄電裝置之一與供電線之間進(jìn)行雙向的電壓變換。連接部設(shè)置在多個副蓄電裝置與第二電壓變換器之間，構(gòu)成為選擇性地將多個副蓄電裝置中的選擇出的副蓄電裝置與第二電壓變換器連接?？刂蒲b置至少控制連接部?？刂蒲b置包括切換判定部和連接切換部。切換判定部基于多個副蓄電裝置各自的充電狀態(tài)，判定是否需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換。連接切換部構(gòu)成為在由切換判定部判定為需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換的情況下，對連接部，切換多個副蓄電裝置與第二電壓變換器之間的連接。切換判定部在接收到切換禁止指示的情況下，不管選擇出的副蓄電裝置的充電狀態(tài)如何，都判定為不需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換。優(yōu)選的是，電動車輛還具備內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成為能夠獨立于電機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率。控制裝置還包括充放電控制部。充放電控制部基于電動車輛的整體要求功率， 將電動車輛的行駛模式設(shè)定為第一模式和第二模式的任一模式，所述第一模式是能夠通過電機(jī)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式，所述第二模式是能夠通過電機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式。充放電控制部根據(jù)所設(shè)定的行駛模式控制主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的充放電。充放電控制部在行駛模式為第二模式的期間產(chǎn)生切換禁止指示，另一方面，在行駛模式為第一模式的期間停止切換禁止指示的產(chǎn)生。優(yōu)選的是，充放電控制部在第二模式下，控制變換器以及內(nèi)燃機(jī)，使得主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的整體的剩余容量保持為一定。優(yōu)選的是，電動車輛還具備行駛模式設(shè)定裝置。行駛模式設(shè)定裝置構(gòu)成為具有分別與第一及第二模式對應(yīng)的第一及第二狀態(tài)、且能夠手動地設(shè)定第一及第二狀態(tài)中的任意一個狀態(tài)。充放電控制部基于行駛模式設(shè)定裝置中的一個狀態(tài)，設(shè)定行駛模式。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，是一種電動車輛的控制方法，電動車輛具備電機(jī)、變換器、供電線、主蓄電裝置、第一電壓變換器、相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置、第二電壓變換器、連接部以及控制裝置。電機(jī)產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率。變換器驅(qū)動控制電機(jī)。供電線對變換器進(jìn)行供電。第一電壓變換器設(shè)置在供電線與主蓄電裝置之間，構(gòu)成為進(jìn)行雙向的電壓變換。第二電壓變換器設(shè)置在多個副蓄電裝置與供電線之間，構(gòu)成為在多個副蓄電裝置之一與供電線之間進(jìn)行雙向的電壓變換。連接部設(shè)置在多個副蓄電裝置與第二電壓變換器之間，構(gòu)成為選擇性地將多個副蓄電裝置中的選擇出的副蓄電裝置與第二電壓變換器連接。 控制裝置至少控制連接部。控制方法包括判定步驟，基于多個副蓄電裝置各自的充電狀態(tài)，判定是否需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換；和切換步驟，在通過判定步驟判定為需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換的情況下，切換多個副蓄電裝置與第二電壓變換器之間的連接。判定步驟，在選擇副蓄電裝置的切換被禁止了的情況下，不管選擇出的副蓄電裝置的充電狀態(tài)如何，都判定為不需要進(jìn)行選擇出的副蓄電裝置的切換。優(yōu)選的是，電動車輛還具備內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成為能夠獨立于電機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率。控制方法還包括設(shè)定步驟，將電動車輛的行駛模式設(shè)定為第一模式和第二模式的任一模式，所述第一模式是能夠通過電機(jī)來產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的模式，所述第二模式是能夠通過電機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)來產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的模式；控制步驟，根據(jù)設(shè)定的行駛模式控制主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的充放電；以及禁止步驟，在通過設(shè)定步驟將行駛模式設(shè)定為第二模式的情況下，禁止選擇副蓄電裝置的切換。優(yōu)選的是，控制步驟在第二模式下，控制變換器以及內(nèi)燃機(jī)，使得主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的整體的剩余容量保持為一定。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在具有主蓄電裝置和副蓄電裝置并由多個副蓄電裝置共用電壓變換器(converter)的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行用于變更所使用的副蓄電裝置的連接切換處理。


圖1是表示搭載有本發(fā)明的實施方式的電源系統(tǒng)的電動車輛的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示圖1所示的變換器14及22的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。圖3是表示圖1所示的轉(zhuǎn)換器12A及12B的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。圖4是控制裝置30的功能框圖。圖5是說明充放電控制部52的功能框圖。圖6是說明由行駛控制部52進(jìn)行的標(biāo)記FLG的設(shè)定處理的流程圖。圖7是說明由行駛控制部52進(jìn)行的充放電控制處理的流程圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的切換處理的簡要處理步驟的流程圖。圖9是說明圖8中的選擇副蓄電裝置的切換判定處理(S100)的詳細(xì)情況的流程圖。圖10是說明圖8所示的切換前升壓處理(S200)的詳細(xì)情況的流程圖。圖11是說明圖8所示的電力限制變更處理(S300)的詳細(xì)情況的流程圖。圖12是說明圖8所示的連接切換處理(S400)的詳細(xì)情況的流程圖。圖13是說明圖8所示的恢復(fù)處理(S500)的詳細(xì)情況的流程圖。圖14是本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的切換處理時的工作波形圖。圖15是說明切換控制部51的結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖16是說明HV模式下的電池SOC的控制的圖。圖17是說明電動車輛1在HV模式下行駛中總的SOC降低了的狀態(tài)的圖。附圖標(biāo)記說明1、2車輪；3動力分配機(jī)構(gòu)；4發(fā)動機(jī)；6電池充電用轉(zhuǎn)換器(外部充電)；8外部電源；9A、9B1、9B2 電流傳感器；10A、10B1、10B2、13、21A、21B 電壓傳感器；11A、11B1、11B2 溫度傳感器；12A轉(zhuǎn)換器(主蓄電裝置專用)；12B轉(zhuǎn)換器(副蓄電裝置共用)；14、22變換器； 15 17各相臂(U、V、W) ；24,25電流傳感器；30控制裝置；39A連接部(主蓄電裝置)；39B 連接部(副蓄電裝置)；40EV開關(guān)；51切換控制部；52充放電控制部；100切換判定部；110 升壓指示部；120電力限制部(主蓄電裝置)；130電力限制部(副蓄電裝置)；140連接控制部；200轉(zhuǎn)換器控制部；250行駛控制部；260總功率算出部；270、280變換器控制部；BA電池(主蓄電裝置)；BB選擇副蓄電裝置；BB1、BB2電池(副蓄電裝置)；C1、C2、CH平滑用電容器；CMBT升壓指令信號；CONTl C0NT7繼電器控制信號；Dl D8 二極管；FBT標(biāo)記(升壓完成)；FLG (切換禁止指示)；IA、IB1、IB2輸入輸出電流(電池)；ID變量(切換處理狀態(tài))；IGON起動信號；Ll電抗器；MCRT1、MCRT2電機(jī)電流值；MG1、MG2電動發(fā)電機(jī)；N2節(jié)點； PL1A、PL1B 電源線；PL2 供電線；Pttl 總要求功率；PWMI、PWMIl、PWMI2、PWMC、PWMCl、PWMC2 控制信號(變換器)；PWU、PffUA, PffDA, PWD、PffDA, PffDB控制信號(轉(zhuǎn)換器)；Ql Q8IGBT 元件；R限制電阻；SLUSL2接地線；SMRl SMR3系統(tǒng)主繼電器；SRI、SR1G、SR2、SR2G繼電器；TA, TBBU TBB2電池溫度(電池)；Tqcoml、Tqcom2轉(zhuǎn)矩指令值；UL, VL、WL線(三相)； Vl預(yù)定電壓；VBA、VBB1、VBB2電壓(電池輸出電壓)；VLA、VLB、VH電壓；VHref電壓指令值 (VH) ；Win輸入上限電力；Win(M)輸入上限電力(主蓄電裝置)；Win(S)輸入上限電力(選擇副蓄電裝置)；Wout輸出上限電力；Wout (M)輸出上限電力(主蓄電裝置)；Wout (S)輸出上限電力(選擇副蓄電裝置)。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式。對圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記，原則上不再重復(fù)對其的說明。圖1是表示搭載有本發(fā)明實施方式的電源系統(tǒng)的電動車輛的主要結(jié)構(gòu)的圖。參照圖1，電動車輛1包括作為蓄電裝置的電池BA、BB1、BB2 ；連接部39A、39B ’轉(zhuǎn)換器12AU2B ；平滑用電容器Cl、C2、CH;電壓傳感器10A、10B1、10B2、13、21A、21B ；溫度傳感器11A、11B1、11B2 ；電流傳感器9A、9B1、9B2 ；供電線PL2 ；變換器(inverter，逆變器)14、 22 ；電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2 ；車輪2 ；動力分配機(jī)構(gòu)3 ；發(fā)動機(jī)4 ；以及控制裝置30。本實施方式所示的電動車輛的電源系統(tǒng)具有作為主蓄電裝置的電池BA、向驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG2的變換器14進(jìn)行供電的供電線PL2 ；設(shè)置在主蓄電裝置(BA)與供電線PL2 之間、進(jìn)行雙向電壓變換的作為電壓變換器的轉(zhuǎn)換器12A;相互并聯(lián)設(shè)置的多個作為副蓄電裝置的電池BB 1、BB2 ；以及設(shè)置在多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與供電線PL2之間、進(jìn)行雙向電壓變換的作為電壓變換器的轉(zhuǎn)換器12B。電壓變換器(12B)選擇性地與多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的一個副蓄電裝置連接，在該副蓄電裝置與供電線PL2之間進(jìn)行雙向的電壓變換。副蓄電裝置(BBl和BB2的一方)和主蓄電裝置(BA)的可蓄電容量例如被設(shè)定成通過同時使用而能夠輸出與供電線連接的電力負(fù)載(22和MG2)所容許的最大功率。由此， 在不使用發(fā)動機(jī)的EV (Electric Vehicle)行駛中，能夠進(jìn)行最大功率的行駛。如果副蓄電裝置的蓄電狀態(tài)惡化了，則更換副蓄電裝置后再行駛即可。并且，在消耗了副蓄電裝置的電力之后，通過除了使用主蓄電裝置還使用發(fā)動機(jī)，即使不使用副蓄電裝置也能夠使得進(jìn)行最大功率的行駛成為可能。另外，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于由多個副蓄電裝置共用轉(zhuǎn)換器12B，因此可以不必隨著蓄電裝置的數(shù)量而增加轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。為了進(jìn)一步延長EV行駛距離，以與電池BB1、 BB2并聯(lián)的方式進(jìn)一步增加電池即可。優(yōu)選的是，搭載在該電動車輛上的主蓄電裝置和副蓄電裝置能夠進(jìn)行外部充電。 因此，電動車輛1例如還包括用于與作為AClOOV的商用電源的外部電源8連接的電池充電裝置(充電用轉(zhuǎn)換器)6。電池充電裝置6將交流變換為直流并對電壓進(jìn)行調(diào)壓而供給電池的充電電力。另外，作為能夠進(jìn)行外部充電的結(jié)構(gòu)，除了上述結(jié)構(gòu)以外，也可以使用將電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2的定子線圈的中性點與交流電源連接的方式、和/或組合轉(zhuǎn)換器12A、12B 而使其作為交流直流變換裝置發(fā)揮作用的方式。平滑用電容器Cl連接在電源線PLlA與接地線SL2之間。電壓傳感器21A檢測平滑用電容器Cl的兩端間的電壓VLA并向控制裝置30輸出。轉(zhuǎn)換器12A能夠?qū)⑵交秒娙萜鰿l的端子間電壓升壓并向供電線PL2供給。平滑用電容器C2連接在電源線PLlB與接地線SL2之間。電壓傳感器2IB檢測平滑用電容器C2的兩端間的電壓VLB并向控制裝置30輸出。轉(zhuǎn)換器12B能夠?qū)⑵交秒娙萜鰿2的端子間電壓升壓并向供電線PL2供給。
平滑用電容器CH對由 轉(zhuǎn)換器12A、12B升壓后的電壓進(jìn)行平滑化。電壓傳感器13 檢測平滑用電容器CH的端子間電壓VH并向控制裝置30輸出?；蛘撸聪虻兀D(zhuǎn)換器12A、12B能夠?qū)⒂善交秒娙萜鰿H平滑后的端子間電壓VH 降壓并向電源線PL1A、PLlB供給。變換器14將從轉(zhuǎn)換器12B和/或12A提供的直流電壓變換為三相交流電壓并向電動發(fā)電機(jī)MGl輸出。變換器22將從轉(zhuǎn)換器12B和/或12A提供的直流電壓變換為三相交流電壓并向電動發(fā)電機(jī)MG2輸出。動力分配機(jī)構(gòu)3是與發(fā)動機(jī)4和電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2連接并在它們之間分配動力的機(jī)構(gòu)。作為動力分配機(jī)構(gòu)，例如可以使用具有太陽齒輪、行星齒輪架、齒圈的三個旋轉(zhuǎn)軸的行星齒輪機(jī)構(gòu)。在行星齒輪機(jī)構(gòu)中，如果確定了三個旋轉(zhuǎn)軸中的兩個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，則另一個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)被強(qiáng)制性地確定了。這三個旋轉(zhuǎn)軸分別與發(fā)動機(jī)4、電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2 的各旋轉(zhuǎn)軸連接。另外，電動發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸通過未圖示的減速齒輪和/或差動齒輪與車輪2連接。另外，在動力分配機(jī)構(gòu)3的內(nèi)部還可以組裝有針對電動發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸的減速器。連接部39A包括系統(tǒng)主繼電器SMR2，其連接在電池BA的正極與電源線PLlA之間；串聯(lián)連接的系統(tǒng)主繼電器SMRl和限制電阻R，其與系統(tǒng)主繼電器SMR2并聯(lián)連接；以及系統(tǒng)主繼電器SMR3，其連接在電池BA的負(fù)極(接地線SLl)與節(jié)點N2之間。系統(tǒng)主繼電器SMRl SMR3分別響應(yīng)于從控制裝置30提供的繼電器控制信號 CONTl C0NT3而被控制為導(dǎo)通狀態(tài)(on) /非導(dǎo)通狀態(tài)(off)。 電壓傳感器IOA測定電池BA的端子間的電壓VA。并且，溫度傳感器1IA測定電池BA的溫度TA，電流傳感器9A測定電池BA的輸入輸出電流IA0這些傳感器的測定值被輸出給控制裝置30?？刂蒲b置30基于這些測定值來監(jiān)視S0C(State of Charge)所代表的電池BA的狀態(tài)。連接部39B設(shè)置在電源線PLlB和接地線SL2與電池BB1、BB2之間。連接部39B包括系統(tǒng)主繼電器SR1，其連接在電池BBl的正極與電源線PLlB之間；繼電器SR1G，其連接在電池BBl的負(fù)極與接地線SL2之間；繼電器SR2，其連接在電池BB2的正極與電源線PLlB 之間；以及繼電器SR2G，其連接在電池BB2的負(fù)極與接地線SL2之間。繼電器SRI、SR2分別響應(yīng)于從控制裝置30提供的繼電器控制信號C0NT4、C0NT5 而被控制為導(dǎo)通狀態(tài)(on)/非導(dǎo)通狀態(tài)(off)。繼電器SR1G、SR2G分別響應(yīng)于從控制裝置 30提供的繼電器控制信號C0NT6、C0NT7而被控制為導(dǎo)通狀態(tài)(on)/非導(dǎo)通狀態(tài)(off)。接地線SL2如后面說明的那樣穿過轉(zhuǎn)換器12A、12B而延伸至變換器14和22側(cè)。電壓傳感器10B1和10B2分別測定電池BBl和BB2的端子間的電壓VBBl和VBB2。 并且，溫度傳感器IlBl和11B2分別測定電池BBl和BB2的溫度TBBl和TBB2。另外，電流傳感器9B1和9B2測定電池BBl和BB2的輸入輸出電流IBl和IB2。這些傳感器的測定值被輸出給控制裝置30?？刂蒲b置30基于這些測定值來監(jiān)視SOC (State of Charge)所代表的電池BB1、BB2的狀態(tài)。另外，作為電池BA、BBU BB2，例如可以使用鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等二次電池、和/或雙電荷層電容器等大容量的電容器等。變換器14與供電線PL2和接地線SL2連接。變換器14接受從轉(zhuǎn)換器12A和/或12B升壓后的電壓，例如為了啟動發(fā)動機(jī)4而驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG1。另外，變換器14將由從發(fā)動機(jī)4傳遞來的動力而在電動發(fā)電機(jī)MGl中發(fā)電產(chǎn)生的電力返回到轉(zhuǎn)換器12A和12B。 此時，轉(zhuǎn)換器12A和12B由控制裝置30控制作為降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行工作。電流傳感器24將在電動發(fā)電機(jī)MGl中流動的電流作為電機(jī)電流值MCRTl進(jìn)行檢測，并將電機(jī)電流值MCRTl輸出給控制裝置30。變換器22與變換器14并聯(lián)地連接在供電線PL2與接地線SL2之間。變換器22將轉(zhuǎn)換器12A和12B輸出的直流電壓變換為三相交流電壓，并輸出給驅(qū)動車輪2的電動發(fā)電機(jī)MG2。另外，變換器22將伴隨再生制動而在電動發(fā)電機(jī)MG2中發(fā)電產(chǎn)生的電力返回到轉(zhuǎn)換器12A和12B。此時，轉(zhuǎn)換器12A和12B由控制裝置30控制作為降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行工作。電流傳感器25將在電動發(fā)電機(jī)MG2中流動的電流作為電機(jī)電流值MCRT2進(jìn)行檢測，并將電機(jī)電流值MCRT2輸出給控制裝置30。控制裝置30由內(nèi)置有未圖示的CPU (Central Processing Unit，中央處理單元) 和存儲器的電子控制單元(ECU)構(gòu)成，基于存儲在該存儲器中的映射圖(map)和程序來執(zhí)行使用了各個傳感器的測定值的運(yùn)算處理。另外，關(guān)于控制裝置30的一部分，也可以構(gòu)成為通過電子電路等硬件執(zhí)行預(yù)定的數(shù)值/邏輯運(yùn)算處理。

具體地說，控制裝置30接受電動發(fā)電機(jī)MGl、MG2的各轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)速，電壓 VBA, VBBU VBB2、VLA、VLB、VH的各值，電機(jī)電流值MCRT1、MCRT2，以及起動信號IG0N。并且，控制裝置30對轉(zhuǎn)換器12B輸出進(jìn)行升壓指示的控制信號PWUB、進(jìn)行降壓指示的控制信號PWDB、以及指示禁止工作的停止(shut down)信號。并且，控制裝置30對變換器14輸出控制信號PWMIl和控制信號PWMCl，控制信號 PWMIl進(jìn)行將作為轉(zhuǎn)換器12A、12B的輸出的直流電壓變換為用于驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MGl的交流電壓的驅(qū)動指示，控制信號PWMCl進(jìn)行將在電動發(fā)電機(jī)MGl中發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換為直流電壓并返回到轉(zhuǎn)換器12A、12B側(cè)的再生指示。同樣地，控制裝置30對變換器22輸出控制信號PWMI2和控制信號PWMC2，控制信號P麗12進(jìn)行將直流電壓變換為用于驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG2的交流電壓的驅(qū)動指示，控制信號PWMC2進(jìn)行將在電動發(fā)電機(jī)MG2中發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓變換為直流電壓并返回到轉(zhuǎn)換器 12A、12B側(cè)的再生指示。電動車輛1還具備EV開關(guān)40。EV開關(guān)40由用戶進(jìn)行操作。EV開關(guān)40是用于在EV模式和HV模式之間切換電動車輛1的行駛模式的開關(guān)。所謂EV模式是通過將電池電力積極地用于電動發(fā)電機(jī)MG2的驅(qū)動來從電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的模式。在 EV模式下發(fā)動機(jī)4基本上停止。另一方面，所謂HV模式是沒有選擇EV模式時(取消了 EV 模式時)的行駛模式，具體而言，是通過電動發(fā)電機(jī)MG2和發(fā)動機(jī)4來產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的模式。EV開關(guān)40具有接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)。接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)分別與HV模式和EV 模式對應(yīng)。控制裝置30通過檢測EV開關(guān)40的狀態(tài)來將行駛模式設(shè)定為HV模式和EV模式的某一模式。在本實施方式中，當(dāng)用戶將EV開關(guān)40設(shè)為接通狀態(tài)時，EV模式被取消，行駛模式被設(shè)定為HV模式。但是，EV開關(guān)40的接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)也可以分別與EV模式和HV模式對應(yīng)。
圖2是表示圖1的變換器14和22的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。參照圖2，變換器14包括U相臂15、V相臂16、和W相臂17。U相臂15、V相臂16、 和W相臂17并聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間。U相臂15包括串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT (Insulated gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)元件Q3、Q4 ；和分別與IGBT元件Q3、Q4反向并聯(lián)連接的二極管D3、D4。二極管D3的陰極與IGBT元件Q3的集電極連接，二極管D3的陽極與IGBT元件Q3的發(fā)射極連接。二極管D4的陰極與IGBT元件Q4的集電極連接，二極管 D4的陽極與IGBT元件Q4的發(fā)射極連接。V相臂16包括串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT元件Q5、Q6 ；和分別與IGBT元件Q5、Q6反向并聯(lián)連接的二極管D5、D6。IGBT元件Q5、Q6與反向并聯(lián)二極管 D5、D6的連接同U相臂15—樣。W相臂17包括串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT元件Q7、Q8 ；和分別與IGBT元件Q7、Q8反向并聯(lián)連接的二極管D7、D8。IGBT元件Q7、Q8與反向并聯(lián)二極管 D7、D8的連接同U相臂15—樣。另外，在本實施方式中，將IGBT元件作為能夠進(jìn)行接通斷開控制的電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的代表示例而進(jìn)行了表示。即，也可以代替IGBT元件而使用雙極晶體管和/或場效應(yīng)晶體管等電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件。各相臂的中間點與電動發(fā)電機(jī)MGl的各相線圈的各相端連接。即，電動發(fā)電機(jī)MGl 是三相的永磁體同步電機(jī)，U、V、W相的三個線圈的各自一端共同連接于中點。并且，U相線圈的另一端與從IGBT元件Q3、Q4的連接節(jié)點引出的線UL連接。另外，V相線圈的另一端與從IGBT元件Q5、Q6的連接節(jié)點引出的線VL連接。另外，W相線圈的另一端與從IGBT元件Q7、Q8的連接節(jié)點引出的線WL連接。另外，關(guān)于圖1的變換器22，雖然在與電動發(fā)電機(jī)MG2連接這一點上與變換器14 不同，但是內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)與變換器14同樣，因此不再重復(fù)詳細(xì)的說明。另外，在圖2中記載了向變換器提供控制信號PWMI、PWMC的情況，這是為了避免記載變得復(fù)雜，如圖1所示， 各個控制信號PWMI1、PWMCl和控制信號PWMI2、PWMC2分別被輸入給變換器14、22。圖3是表示圖1的轉(zhuǎn)換器12A和12B的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。參照圖3，轉(zhuǎn)換器12A包括一端與電源線PLlA連接的電抗器Ll ；串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT元件Ql、Q2 ；以及分別與IGBT元件Ql、Q2反向并聯(lián)連接的二極管D1、D2。電抗器Ll的另一端與IGBT元件Ql的發(fā)射極和IGBT元件Q2的集電極連接。二極管Dl 的陰極與IGBT元件Ql的集電極連接，二極管Dl的陽極與IGBT元件Ql的發(fā)射極連接。二極管D2的陰極與IGBT元件Q2的集電極連接，二極管D2的陽極與IGBT元件Q2 的發(fā)射極連接。另外，關(guān)于圖1的轉(zhuǎn)換器12B，雖然在代替電源線PLlA而與電源線PLlB連接這一點上與轉(zhuǎn)換器12A不同，但是內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換器12A同樣，因此不再重復(fù)詳細(xì)的說明。另外，在圖3中記載了向轉(zhuǎn)換器提供控制信號PWU、PWD的情況，這是為了避免記載變得復(fù)雜，如圖1所示，各個控制信號PWUA、PffDA和控制信號PWUB、PffDB分別被輸入給變換器 14,22ο
在電動車輛1的電源系統(tǒng)中，通過電池BA(主蓄電裝置)、和電池BB1、BB2中的選擇出的副蓄電裝置(以下也稱為“選擇副蓄電裝置BB”)，在電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2之間進(jìn)行電力的授受?？刂蒲b置30基于電壓 傳感器10A、溫度傳感器11A、以及電流傳感器9A的檢測值，設(shè)定表示主蓄電裝置的剩余容量的SOC(BA)、表示充電電力的上限值的輸入上限電力 Win(M)、以及表示放電電力的上限值的輸出上限電力Wout (M)。并且，控制裝置30基于電壓傳感器10B1、10B2、溫度傳感器11B1、11B2、電流傳感器9B1、9B2的檢測值，設(shè)定選擇副蓄電裝置BB的SOC(BB)和輸入輸出上限電力Win(S)、 Wout (S)。一般來說，SOC由當(dāng)前的充電量相對于各電池的滿充電狀態(tài)的比例(％ )來表示。 另夕卜，Win、Wout表示為即使以預(yù)定的時間(例如10秒左右)對該電力進(jìn)行放電、該電池 (BA、BB1、BB2)也不會變得過充電或過放電的電力的上限值。圖4是控制裝置30的功能框圖。圖4所示的各功能單元通過由控制裝置30執(zhí)行預(yù)先存儲的預(yù)定程序和/或由控制裝置30內(nèi)的電子電路(硬件)進(jìn)行運(yùn)算處理來實現(xiàn)。參照圖4，控制裝置30具備切換控制部51和充放電控制部52。切換控制部51接受電壓VH、VLA、SOC(BBl)、SOC(BB2)以及溫度TBB1、TBB2的各值，為了切換選擇副蓄電裝置而輸出信號C0NT4 C0NT7以及信號PWUA(或PWDA)。另外， 稍后對選擇副蓄電裝置的切換控制進(jìn)行詳細(xì)說明。切換控制部51接收表示允許選擇副蓄電裝置的切換的標(biāo)記FLG(切換許可標(biāo)記)。 在允許了選擇副蓄電裝置的切換的情況下，標(biāo)記FLG變?yōu)榧せ?ON)狀態(tài)。另一方面，在禁止了選擇副蓄電裝置的切換的情況下，標(biāo)記FLG變?yōu)榉羌せ?OFF)狀態(tài)。切換控制部51在標(biāo)記FLG為激活狀態(tài)的情況下執(zhí)行上述的切換控制。切換控制部51還輸出Win (M)、Wout (M)、 Win (S)、Wout (S)。即，非激活狀態(tài)的標(biāo)記FLG對應(yīng)于用于禁止切換控制部51進(jìn)行切換控制的指示。充放電控制部52執(zhí)行電動車輛1行駛時的主蓄電裝置以及副蓄電裝置的充放電控制。具體而言，充放電控制部52執(zhí)行發(fā)動機(jī)4與電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2之間的動力分配控制。因此，充放電控制部52接受電機(jī)電流值MCRTl、MCRT2、再生制動要求量、輸入上限電力 Win (M)、Win (S)、輸出上限電力Wout (M)、Wout (S)，根據(jù)輸入上限電力Win (M)、Win (S)或者輸出上限電力Wout (M)、Wout (S)來控制主蓄電裝置BA和副蓄電裝置BB1、BB2的充放電。充放電控制部52根據(jù)用戶進(jìn)行的EV開關(guān)的操作，將電動車輛的行駛模式設(shè)定為 EV模式和HV模式的某一模式。充放電控制部52在將行駛模式設(shè)定為了 EV模式的情況下， 將標(biāo)記FLG設(shè)定為激活狀態(tài)。在該情況下，允許切換控制部51進(jìn)行副蓄電裝置的切換控制。 另一方面，充放電控制部52在將行駛模式設(shè)定為了 HV模式的情況下，將標(biāo)記FLG設(shè)定為非激活狀態(tài)。在該情況下，禁止切換控制部51進(jìn)行副蓄電裝置的切換控制。另外，標(biāo)記FLG變?yōu)榉羌せ顮顟B(tài)的情況對應(yīng)于充放電控制部52產(chǎn)生了切換禁止指示的情況。另外，標(biāo)記FLG變?yōu)榧せ顮顟B(tài)的情況對應(yīng)于充放電控制部52停止了產(chǎn)生切換禁止指示的情況。圖5是說明充放電控制部52的功能框圖。參照圖5，充放電控制部52包括行駛控制部250、總功率算出部260、以及變換器控制部270、280。
總功率算出部260基于車速和踏板操作(加速踏板)計算出電動車輛1整體的總要求功率Pttl。另外，在總要求功率Pttl中，根據(jù)車輛狀況，也可包括為了使電動發(fā)電機(jī) MGl產(chǎn)生電池充電電力而要求的功率(發(fā)動機(jī)輸出)。 向行駛控制部250輸入主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電力Win (M)、Wout(M)及選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win (S)、Wout (S)、來自總功率算出部260的總要求功率Pttl、以及制動踏板操作時的再生制動要求。行駛控制部250生成作為電機(jī)控制指令的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcoml和TqCom2，使得電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2總的輸入輸出電力處于主蓄電裝置BA和選擇副蓄電裝置BB總的充電限制(Win(M)+Win(S))以及放電限制 (ffout (M)+Wout (S))的范圍內(nèi)。并且，為了確?？傄蠊β蔖ttl，對由電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率、和由發(fā)動機(jī)4產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率進(jìn)行分配。特別是，通過最大限度地利用從外部充電獲得的電池電力來抑制發(fā)動機(jī)4的工作、或者與發(fā)動機(jī)4能夠高效地工作的區(qū)域相對應(yīng)地來設(shè)定由發(fā)動機(jī)4產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率，實現(xiàn)高燃料經(jīng)濟(jì)性的車輛行駛控制。變換器控制部270基于轉(zhuǎn)矩指令值Tqcoml和電動發(fā)電機(jī)MGl的電機(jī)電流值 MCRTl，生成變換器14的控制信號PWMI1、PWMC1。同樣地，變換器控制部280基于轉(zhuǎn)矩指令值Tqcom2和電動發(fā)電機(jī)MG2的電機(jī)電流值MCRT2，生成變換器22的控制信號P麗12、P麗C2。 另外，行駛控制部250根據(jù)設(shè)定的由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率的要求值，生成發(fā)動機(jī)控制指令。并且，由未圖示的控制裝置(發(fā)動機(jī)ECU)按照上述發(fā)動機(jī)控制指令來控制發(fā)動機(jī) 4的工作。而且，行駛控制部250根據(jù)用戶進(jìn)行的EV開關(guān)40的操作，使標(biāo)記FLG激活或者非激活。圖6是說明行駛控制部250進(jìn)行的標(biāo)記FLG的設(shè)定處理的流程圖?？刂蒲b置30 (行駛控制部250)通過以預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲的預(yù)定程序，能夠以預(yù)定周期重復(fù)執(zhí)行按照圖6所示的流程圖的控制處理步驟。參照圖6，行駛控制部250通過步驟SlO判定行駛模式是否為EV模式。行駛控制部250基于用戶進(jìn)行的EV開關(guān)40的操作結(jié)果來判定行駛模式是否為EV模式。另外，行駛控制部250在當(dāng)時執(zhí)行了生成發(fā)動機(jī)控制指令的處理的情況下，也可以判定為行駛模式為 EV模式。在判定為行駛模式不是EV模式的情況下(步驟SlO判定為“否”時)，行駛控制部 250通過步驟Sll使標(biāo)記FLG(切換許可標(biāo)記)非激活。即在行駛模式為HV模式的情況下標(biāo)記FLG被設(shè)定為非激活，由此禁止選擇副蓄電裝置的切換。另一方面，在判定為行駛模式為EV模式的情況下(步驟SlO判定為“是”時)，行駛控制部250通過步驟S12使標(biāo)記FLG 激活。即在行駛模式為EV模式的情況下標(biāo)記FLG被設(shè)定為激活，由此允許選擇副蓄電裝置的切換。返回圖5，控制裝置30 (充放電控制部52)，在為積極地使用電池電力來使車輛行駛的行駛模式(EV模式)時，當(dāng)總要求功率Pttl處于電池整體的輸出上限電力 Wout (M) +Wout⑶以下時，不使發(fā)動機(jī)4工作，僅通過由電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率來行駛。另一方面，當(dāng)總要求功率Pttl超過了 Wout (M)+Wout (S)時，啟動發(fā)動機(jī)4。與此相對，在為沒有選擇該EV模式的行駛模式(HV模式)時，控制裝置30 (充放電控制部52)控制發(fā)動機(jī)4與電動發(fā)電機(jī)MG2之間的驅(qū)動力功率分配，使得電池SOC維持為一定。即，進(jìn)行與EV模式相比容易使發(fā)動機(jī)4工作的行駛控制。在此，所謂“電池S0C” 是指主蓄電裝置和副蓄電裝置整體的SOC(剩余容量)值。圖7是說明充放電控制部52進(jìn)行的充放電控制處理的流程圖。控制裝置30(充放電控制部52)通過以預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲的預(yù)定程序，能夠以預(yù)定周期重復(fù)執(zhí)行按照圖7所示的流程圖的控制處理步驟。參照圖7，行駛控制部250通過步驟S20判定行駛模式是否為EV模式。作為行駛模式的判定方法，可以采用步驟SlO (圖6)中的判定方法。在判定為行駛模式不是EV模式的情況下(步驟S20判定為“否”時)，行駛控制部250通過步驟 S21控制主蓄電裝置和選擇副蓄電裝置的充放電，使得電池SOC的值維持為一定。即在HV 模式下，充放電控制部52控制變換器14、22以及發(fā)動機(jī)4，使得電池SOC維持為目標(biāo)值。例如，充放電控制部52通過基于電池SOC的變化控制車輛制動時的電動發(fā)電機(jī) MG2的發(fā)電量來控制主蓄電裝置和選擇副蓄電裝置的充電量?；蛘撸浞烹娍刂撇?2通過基于電池SOC的變化控制發(fā)動機(jī)4和電動發(fā)電機(jī)MG2之間的車輛驅(qū)動功率的分配來控制主蓄電裝置和選擇副蓄電裝置的放電量。另一方面，在判定為行駛模式是EV模式的情況下(步驟S20判定為“是”時)，不執(zhí)行用于將電池SOC維持為目標(biāo)值的控制。在該情況下，充放電控制部52通過步驟S52執(zhí)行通常的充放電控制。即，充放電控制部52通過基于總要求功率Pttl控制變換器14、22 來控制主蓄電裝置和選擇副蓄電裝置的充放電控制。在EV模式下，進(jìn)行與主蓄電裝置BA相比而優(yōu)先使用副蓄電裝置BB的電力的充放電控制。因此，在車輛行駛中當(dāng)使用中的選擇副蓄電裝置BB的SOC降低了時，產(chǎn)生切換選擇副蓄電裝置BB的需要。例如，在車輛起動時將電池BBl設(shè)為了選擇副蓄電裝置BB的情況下，產(chǎn)生執(zhí)行如下連接切換處理的需要，所示連接切換處理為將電池BBl從轉(zhuǎn)換器12B切斷、并且將電池BB2作為新的選擇副蓄電裝置BB而與轉(zhuǎn)換器12B連接。此時，通常，新設(shè)為選擇副蓄電裝置BB的電池BB2的輸出電壓比使用到如今的電池BBl的輸出電壓高。其結(jié)果，由于新的高電壓電池的連接而產(chǎn)生意想不到的短路路徑，由此在設(shè)備保護(hù)等方面恐怕會發(fā)生問題。因此，副蓄電裝置的連接切換處理需要十分注意防止發(fā)生短路路徑。另外，在上述連接切換處理的期間，因為不可能由選擇副蓄電裝置BB進(jìn)行電力供給和電力回收，所以在該期間內(nèi)要求進(jìn)行不要對電源系統(tǒng)整體產(chǎn)生過充電和過放電的充放電限制。以下，對考慮了該點的副蓄電裝置的連接切換處理進(jìn)行說明。另外，該“連接切換處理”對應(yīng)于上述“切換控制”。圖8是表示本發(fā)明實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的切換處理的簡要處理步驟的流程圖。另外，圖9 圖12是詳細(xì)地說明圖7的步驟S100、S200、 S300、S400、S500 的流程圖?？刂蒲b置30 (切換控制部51)通過以預(yù)定的周期執(zhí)行預(yù)先存儲的預(yù)定程序而能夠以預(yù)定的周期重復(fù)地執(zhí)行遵循圖7 圖12所示的流程圖的控制處理步驟。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的副蓄電裝置的連接切換處理(切換控制)。參照圖7，切換控制部51在步驟SlOO中執(zhí)行選擇副蓄電裝置的切換判定處理。并且，當(dāng)判定為需要切換選擇副蓄電裝置時，執(zhí)行以下的步驟S200 S500。另一方面，當(dāng)在步驟SlOO中判定為不需要切換選擇副蓄電裝置時，實際上不執(zhí)行步驟S200 S500。 切換控制部51在步驟S200中執(zhí)行切換前升壓處理，在步驟S300中執(zhí)行電力限制變更處理，以使得在副蓄電裝置的連接切換期間不對電源系統(tǒng)產(chǎn)生過大的充放電要求。然后，控制裝置30通過步驟S400執(zhí)行實際切換選擇副蓄電裝置BB和轉(zhuǎn)換器12B的連接的連接切換處理，在執(zhí)行完該處理后通過步驟S500執(zhí)行恢復(fù)處理并開始通過新的選擇副蓄電裝置BB來供給電力。圖9是詳細(xì)地說明圖8中的選擇副蓄電裝置的切換判定處理(S100)的流程圖。另外，如以下說明的那樣，導(dǎo)入表示連接切換處理的進(jìn)行狀況(狀態(tài))的變量ID。 將變量ID設(shè)定為_1、0 4中的某個值。ID = 0表示未產(chǎn)生副蓄電裝置的切換要求的狀態(tài)。即，當(dāng)ID = 0時，通過當(dāng)前的選擇副蓄電裝置BB來供給電力，另一方面以預(yù)定的周期判定是否需要切換選擇副蓄電裝置BB。另外，在由于設(shè)備故障和/或電池電力消耗而導(dǎo)致不存在能夠使用的新的副蓄電裝置的情況下，設(shè)定為ID = -1。參照圖9，切換控制部51通過步驟S105來判定ID是否等于0。當(dāng)ID = 0時(S105 中判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟SllO執(zhí)行判定是否需要切換選擇副蓄電裝置。 步驟SllO的判定基本上基于當(dāng)前的選擇副蓄電裝置BB的SOC來執(zhí)行。即，當(dāng)使用中的副蓄電裝置的SOC低于預(yù)定的判定值時，判定為需要切換選擇副蓄電裝置。切換控制部51通過步驟S150來確認(rèn)步驟SllO的是否需要切換的判定結(jié)果。并且，在判定為需要切換時(步驟S150判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S155判定標(biāo)記FLG(切換許可標(biāo)記)是否為激活。在標(biāo)記FLG為激活的情況下(步驟S155判定為 “是”時)，切換控制部51通過步驟S161指定新使用的選擇副蓄電裝置BB。如圖1所示，在作為副蓄電裝置而搭載有電池BB1、BB2這兩個電池的情況下，不必執(zhí)行步驟S160的處理， 自動地決定新的選擇副蓄電裝置BB。但是，當(dāng)在圖1的結(jié)構(gòu)中搭載有3個以上的副蓄電裝置BBl BBn(n :3以上的整數(shù))的情況下，基于當(dāng)前非使用中的副蓄電裝置各自的SOC等來指定接下來使用的新的副蓄電裝置。然后，切換控制部51為了推進(jìn)連接切換處理而設(shè)定 ID = 1。即，ID = 1表示產(chǎn)生了選擇副蓄電裝置BB的切換要求并開始了切換處理的狀態(tài)。另一方面，當(dāng)通過步驟SllO判定為不需要切換選擇副蓄電裝置時(S150判定為 “否”時)，切換控制部51通過步驟S170維持ID = 0。另外，在標(biāo)記FLG為非激活的情況下(步驟S155判定為“否”時)，切換控制部51也通過步驟S170維持ID = 0。另外，一旦變?yōu)镮D ^ 1而開始了切換處理時，或者當(dāng)不存在能夠使用的新的副蓄電裝置而設(shè)定為ID =-1時，跳過步驟SllO S180的處理。圖10是詳細(xì)地說明圖8所示的切換前升壓處理(S200)的流程圖。參照圖10，切換控制部51在切換前升壓處理中通過步驟S205來確認(rèn)ID是否等于1。并且，當(dāng)ID= 1、發(fā)出了選擇副蓄電裝置BB的切換要求而開始了切換處理時(S205 判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S210產(chǎn)生對轉(zhuǎn)換器12A的升壓指令以將供電線 PL2的電壓VH升壓至預(yù)定電壓VI。響應(yīng)于該升壓指令，供電線PL2的電壓指令值VHref被設(shè)定為VI，生成轉(zhuǎn)換器12A的控制信號PWUA以實現(xiàn)該電壓指令值。這里，預(yù)定電壓Vl被設(shè)定為比主蓄電裝置BA和新連接的選擇副蓄電裝置BB (例如BB2)的輸出電壓中的較高一方的電壓更高的電壓。例如，通過將預(yù)定電壓Vl設(shè)為能夠通過轉(zhuǎn)換器12A升壓的控制上限電壓VHmax，能夠可靠地將升壓指令時的電壓VH設(shè)得比主蓄電裝置BA以及切換后的選擇副蓄電裝置BB的輸出電壓這兩者都高?；蛘撸瑥臏p小轉(zhuǎn)換器12A的損耗的觀點出發(fā)，也可以每次根據(jù)該時刻的主蓄電裝置BA和切換后的選擇副蓄電裝置BB的輸出電壓，以具有余量的方式?jīng)Q定預(yù)定電壓VI。當(dāng)通過步驟S210產(chǎn)生了升壓指令時，切換控制部51通過步驟S220，基于電壓傳感器13的檢測值來判定電壓VH是否達(dá)到了預(yù)定電壓VI。例如，當(dāng)持續(xù)預(yù)定時間地變?yōu)榱?VH彡Vl時，在步驟S220中判定為“是”。 當(dāng)電壓VH達(dá)到了預(yù)定電壓Vl時(S220判定為“是”時)，切換控制部51使ID從1 前進(jìn)到2。另一方面，在電壓VH達(dá)到Vl之前的期間(S220判定為“否”時)，維持ID = 1。 艮口，ID = 2表示切換前升壓處理結(jié)束了、能夠進(jìn)一步推進(jìn)切換處理的狀態(tài)。另外，當(dāng)ID興1 時(S205判定為“否”時)，跳過之后的步驟S210 S230的處理。當(dāng)這樣切換前升壓處理(步驟S200)結(jié)束時，切換控制部51執(zhí)行如圖11所示的電力限制變更處理。圖11是詳細(xì)地說明圖8所示的電力限制變更處理(S300)的流程圖。參照圖11，切換控制部51在電力限制變更處理中，首先通過步驟S305來判定ID 是否等于2。當(dāng)ID興2時(S305判定為“否”時)，跳過之后的步驟S310 S340的處理。當(dāng)ID = 2時(S305判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S310開始主蓄電裝置BA的充放電限制的暫時緩和。具體地說，暫時地增大主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電力Win (M)、Wout (M)的絕對值。然后，切換控制部51通過步驟S320使選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力 Win (S)、Wout(S)的絕對值逐漸降低。例如，遵循預(yù)定的一定比率使Win (S)、Wout(S)向O 逐漸地降低。切換控制部51通過步驟S330判定Wout (S)、Win (S)是否達(dá)到了 O。在變?yōu)閃out (S) =Win(S) = O之前的期間，重復(fù)執(zhí)行步驟S320, Wout(S)和Win(S)持續(xù)地降低。然后，當(dāng)Wout (S)和Win (S)達(dá)到了 O時(S330判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S340使ID從2前進(jìn)到3。S卩，ID = 3表示切換前升壓處理和電力限制變更處理結(jié)束了、能夠開始副蓄電裝置BB1、BB2與轉(zhuǎn)換器12B之間的連接切換的狀態(tài)。當(dāng)圖11所示的電力限制變更處理結(jié)束時，切換控制部51執(zhí)行步驟S400的副蓄電裝置的連接切換處理。圖12是詳細(xì)地說明圖8所示的副蓄電裝置的連接切換處理(S400)的流程圖。參照圖12，切換控制部51在副蓄電裝置的連接切換處理中，首先通過步驟S405來判定ID是否等于3。并且，當(dāng)ID興3時(S405判定為“否”時)，跳過之后的步驟S410 S450的處理。當(dāng)ID = 3時(S405判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S410作為副蓄電裝置的連接切換的準(zhǔn)備而使轉(zhuǎn)換器12B停止。S卩，轉(zhuǎn)換器12B響應(yīng)于停止指令而強(qiáng)制性地斷開IGBT元件Q1、Q2。然后，切換控制部51通過步驟S420產(chǎn)生用于實際切換副蓄電裝置的連接的繼電器控制信號。例如，為了將電池BBl從轉(zhuǎn)換器12B斷開并將電池BB2與轉(zhuǎn)換器 12B連接，生成繼電器控制信號C0NT4、C0NT6以斷開繼電器SR1、SR1G，另一方面生成繼電器控制信號C0NT5、C0NT7以接通繼電器SR2、SR2G。然后，切換控制部51通過步驟S430判定由步驟S420指示的繼電器連接切換是否已完成。并且，當(dāng)連接切換完成時(S430判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S440再次起動轉(zhuǎn)換器12B并開始開關(guān)(switching)工作，并且通過步驟S450使ID從3前進(jìn)到4。S卩，ID = 4表示副蓄電裝置與轉(zhuǎn)換器12B之間的繼電器的連接切換已完成的狀態(tài)。當(dāng)步驟S400的連接切換處理完成時，切換控制部51執(zhí)行步驟S500的恢復(fù)處理。圖13是詳細(xì)地說明圖8所示的恢復(fù)處理(S500)的流程圖。參照圖13，切換控制部51在恢復(fù)處理中，首先通過步驟S505來判定ID是否等于 4。并且，當(dāng)ID興4時 (S505判定為“否”時)，跳過之后的步驟S510 S570的處理。當(dāng)ID = 4時(S505判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S510結(jié)束由步驟 S310(圖11)開始的、主蓄電裝置BA的充放電限制的暫時緩和。由此，Wout(M)和Win(M) 基本上恢復(fù)為開始選擇副蓄電裝置BB的切換處理之前的值。然后，切換控制部51使通過電力限制處理(步驟S300)縮小至O的選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)逐漸上升至新的選擇副蓄電裝置(例如電池 BB2)的 WiruWout 的值。然后，切換控制部51通過步驟S530確認(rèn)輸入輸出上限電力Win (S)、Wout (S)是否恢復(fù)成了新的選擇副蓄電裝置BB的WiruWout的值。在恢復(fù)結(jié)束之前的期間(S530判定為 “否”時)，重復(fù)執(zhí)行步驟S520，輸入輸出上限電力Win(S)、Wout (S)以一定比率逐漸上升。當(dāng)輸入輸出上限電力Win(S) ,Wout(S)的恢復(fù)完成時(S530判定為“是”時)，切換控制部51通過步驟S540使ID再次恢復(fù)為O。由此，在電源系統(tǒng)中，再現(xiàn)了能夠通過主蓄電裝置BA和新的選擇副蓄電裝置BB來實現(xiàn)正常的電力供給和電力回收的狀態(tài)。然后，切換控制部51將處理推進(jìn)到步驟S550，將在步驟S210(圖10)中產(chǎn)生的升壓指令設(shè)為非激活(OFF)。由此，供電線PL2的電壓指令值也變?yōu)楦鶕?jù)電動發(fā)電機(jī)MGl、MG2 的狀態(tài)而設(shè)定的通常值。當(dāng)一系列的切換處理完成時，切換控制部51也可以進(jìn)一步通過步驟S560來判定在車輛行駛中是否存在再次切換選擇副蓄電裝置的可能性。并且，當(dāng)不存在再次切換的可能性時，切換控制部51通過步驟S570將ID設(shè)定為-1。當(dāng)ID變?yōu)開1時，圖8的各個步驟 SlOO S500實質(zhì)上被設(shè)為非執(zhí)行，因此在車輛運(yùn)行結(jié)束前不會開始選擇副蓄電裝置的切換處理。另一方面，當(dāng)存在再次切換的可能性時，切換控制部51跳過步驟S570，維持ID = O。其結(jié)果，由于以預(yù)定的周期執(zhí)行步驟SlOO的切換判定處理，因此能夠根據(jù)需要而再次開始選擇副蓄電裝置的切換處理。另外，在僅搭載有兩個副蓄電裝置的圖1的結(jié)構(gòu)示例中，也可以省略步驟S560的處理，一旦選擇副蓄電裝置的切換處理完成時，將ID —直設(shè)為-1，能夠?qū)④囕v行駛中的選擇副蓄電裝置的切換處理限定為只執(zhí)行1次?；蛘?，在搭載有3個以上的副蓄電裝置的電源系統(tǒng)、和/或具有能夠在車輛運(yùn)行中對非使用中的副蓄電裝置進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，可以設(shè)為根據(jù)狀況而維持ID = O、由此能夠執(zhí)行第二次以后的選擇副蓄電裝置的切換處理的結(jié)構(gòu)。在圖14中表示了圖8 圖12中說明的本實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的切換處理的工作波形。參照圖14，在ID = O的、直到tl之前的期間內(nèi)，以預(yù)定的周期執(zhí)行基于當(dāng)前的選擇副蓄電裝置(例如電池BBl)的SOC的切換判定處理。另外，設(shè)為通過使標(biāo)記FLG激活來允許選擇副蓄電裝置的切換。然后，在時刻tl，響應(yīng)于電池BBl的SOC的降低，通過切換判定處理(步驟S100) 發(fā)出選擇副蓄電裝置BB的切換要求，通過設(shè)定為ID = 1而開始切換處理。由此，執(zhí)行切換前升壓處理(步驟S200)，通過轉(zhuǎn)換器12A使供電線PL2的電壓VH 向預(yù)定電壓Vl上升。當(dāng)供電線PL2的升壓處理在時刻t2完成時，將ID從1改變?yōu)?。當(dāng)變?yōu)榱?ID = 2時，執(zhí)行電力限制變更處理(S300)，暫時緩和主蓄電裝置BA的充放電。即，開始輸入輸出上限電力Win(M)、Wout(M)的絕對值的暫時提高。并且，使選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、W0ut⑶以一定比率向0逐漸降低。另外，在該期間內(nèi)，控制轉(zhuǎn)換器12B以停止當(dāng)前的選擇副蓄電裝置(電池BBl)的充放電?；蛘?，轉(zhuǎn)換器12B也可以從時刻tl開始停止。在時刻t3，當(dāng)選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S) ,Wout (S)縮小到了 O時，將ID從2改變?yōu)?。然后，當(dāng)變?yōu)榱?ID = 3時，開始副蓄電裝置的連接切換處理。即， 在轉(zhuǎn)換器12A停止的狀態(tài)下，斷開繼電器SR1、SR1G，然后接通繼電器SR2、SR2G。然后，當(dāng)繼電器的連接切換處理完成、作為新的選擇副蓄電裝置的電池BB2與轉(zhuǎn)換器12B連接了時，再次起動轉(zhuǎn)換器12B。由于這些連接切換處理完成了，在時刻t4，將ID從3改變?yōu)?。當(dāng)變?yōu)榱?ID = 4時，使選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win (S)、Wout⑶ 以一定的比率逐漸上升，由此開始使用作為新的選擇副蓄電裝置的電池BB2。與此相伴，主蓄電裝置BA的充放電限制的暫時緩和結(jié)束，Wout (M) ,Win(M)基本上恢復(fù)為時刻t2之前的值。然后，當(dāng)在時刻t5選擇副蓄電裝置BB的Win(S)、Wout⑶恢復(fù)到了與電池BB2的 Wout、Win相當(dāng)?shù)脑禃r，恢復(fù)為ID = O。并且，也停止供電線PL2的升壓處理。由此，一系列的選擇副蓄電裝置的切換處理完成，再現(xiàn)了能夠使用選擇副蓄電裝置BB(電池BB2)來進(jìn)行正常的電力供給和電力回收的狀態(tài)。另外，在時刻t5，如圖13中說明的那樣，判定在車輛行駛中是否存在再次執(zhí)行副蓄電裝置的切換處理的可能性，如果在不存在產(chǎn)生切換處理的可能性的情況下使ID等于-1，則能夠減輕之后的控制裝置30的負(fù)荷。接著，使用圖15對切換控制部51的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。參照圖15，切換控制部51包括切換判定部100、升壓指示部110、電力限制部120、130、連接控制部140、以及轉(zhuǎn)換器控制部200。升壓指示部110、電力限制部120、130、連接控制部140、以及轉(zhuǎn)換器控制部200構(gòu)成本發(fā)明的“連接切換部”。切換判定部100接受表示電池BBl、BB2的充電狀態(tài)的SOC(BBl)、S0C(BB2)，判定當(dāng)前使用中的選擇副蓄電裝置BB的SOC是否低于了預(yù)定的判定值。當(dāng)各個功能單元所共有的變量ID為0時，切換判定部100以預(yù)定的周期執(zhí)行上述判定處理。切換判定部100，在需要切換選擇副蓄電裝置、且標(biāo)記FLG為激活的情況下，使ID 從0改變?yōu)?。由此，產(chǎn)生選擇副蓄電裝置的切換要求。即，切換判定部100的功能對應(yīng)于圖8的步驟SlOO的處理。升壓指示部110，在產(chǎn)生了選擇副蓄電裝置的切換要求、變?yōu)榱?ID = 1時，向控制轉(zhuǎn)換器12A的轉(zhuǎn)換器控制部200輸出升壓指令信號CMBT。
20
轉(zhuǎn)換器控制部200基于電壓VH、VLA和電壓指令值VHref生成轉(zhuǎn)換器12A的控制信號PWUA、PffDA,以使供電線PL2的電壓VH變?yōu)殡妷褐噶钪礦Href。然后，轉(zhuǎn)換器控制部200在從升壓指示部110生成了升壓指令信號CMBT的情況下，設(shè)定為電壓指令值Vhref = Vl，生成控制信號PWUA。并且，當(dāng)由電壓傳感器13檢測到的電壓VH達(dá)到預(yù)定電壓Vl的狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時間以上時，轉(zhuǎn)換器控制部200使表示升壓完成的標(biāo)記FBT激活(ON)。當(dāng)標(biāo)記FBT被激活(ON)時，升壓指示部110將ID改變?yōu)?。并且，持續(xù)輸出升壓指令信號CMBT，直到通過后述的由連接控制部140進(jìn)行的繼電器連接切換完成而設(shè)定為ID =4。即，升壓指示部110的功能對應(yīng)于圖8的步驟S200和圖13的步驟S540。電力限制部120設(shè)定選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)。 在通常時，基于作為選擇副蓄電裝置BB的電池的SOC (SOC (BBl)或S0C(BB2))、電池溫度 (TBB1或TBB2)、輸出電壓(VBl或VB2)來設(shè)定輸入輸出上限電力Win (S)、Wout (S)。與此相對，在選擇副蓄電裝置的切換處理時，當(dāng)變?yōu)榱?ID = 2時，電力限制部120 使輸入輸出上限電力Win (S)、Wout (S)以一定的比率向0逐漸降低，并且當(dāng)Win (S)、Wout (S) 達(dá)到0時，使ID從2改變?yōu)?。并且，當(dāng)通過連接控制部140設(shè)定成了 ID = 4時，電力限制部120使輸入輸出上限電力Win(S)、W0ut(S)上升至與切換后的新的選擇副蓄電裝置BB 的WiruWin相當(dāng)?shù)闹?。然后，?dāng)上升處理完成時，使ID從4改變?yōu)?。S卩，電力限制部120的功能對應(yīng)于圖11的步驟S320 S340的處理以及圖13的步驟S520 S540的處理。電力限制部130設(shè)定主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電力Win(M)和Wout (M)。在通常時，基于主蓄電裝置BA的電池的SOC(BA)、電池溫度TA、輸出電壓VA來設(shè)定輸入輸出上限電力 Win (M)、Wout (M)。與此相對，在選擇副蓄電裝置的切換處理時，當(dāng)設(shè)定成了 ID = 2時，電力限制部 130使輸入輸出上限電力Win(M)和Wout(M)的絕對值暫時上升，由此暫時地緩和主蓄電裝置BA的充放電限制。然后，當(dāng)通過連接控制部140設(shè)定成了 ID = 4時，電力限制部130使輸入輸出上限電力Win(M)和Wout (M)恢復(fù)為通常的值。S卩，電力限制部130的功能對應(yīng)于圖11的步驟S310的處理以及圖13的步驟S510 的處理。當(dāng)通過電力限制部120設(shè)定成了 ID = 3時，連接控制部140生成轉(zhuǎn)換器12B的停止指令，并且生成繼電器控制信號C0NT4 C0NT7以切換轉(zhuǎn)換器12B和副蓄電裝置BB1、BB2 之間的連接。例如，當(dāng)將選擇副蓄電裝置BB從電池BBl切換為電池BB2時，生成繼電器控制信號C0NT4 C0NT7以斷開繼電器SRI、SRlG并接通繼電器SR2、SR2G。然后，當(dāng)該繼電器連接切換處理完成時，停止上述停止指令而再次起動轉(zhuǎn)換器12B，并使ID從3改變?yōu)?。連接控制部140的功能對應(yīng)于圖8的步驟S400 (圖10的S405 S450)的處理。另一方面，在本實施方式中，在HV模式下不執(zhí)行上述的切換控制。而且在HV模式下，控制發(fā)動機(jī)4和電動發(fā)電機(jī)MG2之間的驅(qū)動力功率分配，以使電池SOC維持為目標(biāo)值。圖16是說明HV模式下的電池SOC的控制的圖。參照圖16，在時刻tl以前電動車輛1的行駛模式為EV模式。在該情況下，盡管通過電動發(fā)電機(jī)MG2的再生制動來進(jìn)行主蓄電裝置以及選擇副蓄電裝置的充電，但是基本
21上為了從電動發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率，電力被從主蓄電裝置以及選擇副蓄電裝置供給到電動發(fā)電機(jī)MG2。因此，總的SOC(電池S0C)隨著時間而降低。當(dāng)在時刻tl選擇了 HV 模式時，行駛控制部250(參照圖幻將總的SOC的值維持為目標(biāo)值。該目標(biāo)值可以為預(yù)先設(shè)定的值，也可以是例如時刻tl時的SOC值。然而，考慮到即使執(zhí)行維持總的SOC的值的控制，也由于車輛的行駛狀態(tài)等理由而存在該值下降的可能性。在該情況下，存在選擇副蓄電裝置的SOC的值低于用于判定是否需要切換的閾值的可能性。圖17是說明電動車輛1在HV模式下的行駛中總的SOC降低了的狀態(tài)的圖。參照圖17，當(dāng)在時刻til選擇了 HV模式時，行駛控制部250(參照圖5)要將總的SOC的值維持為預(yù)定目標(biāo)值(圖16所示的目標(biāo)值A(chǔ))。圖17示出了總的SOC的值逐漸降低的狀態(tài)。選擇副蓄電裝置的SOC的值在時刻t2低于用于判定是否需要切換的閾值。假定在時刻tl2執(zhí)行了選擇副蓄電裝置的切換控制。因為使用完畢的副蓄電裝置的SOC的值低，所以在車輛行駛中不能再與轉(zhuǎn)換器12B連接。因此，在使用完畢的副蓄電裝置中蓄積的電力無法在車輛行駛中使用。其結(jié)果，主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的總的 SOC的值在時刻tl2較大地(不連續(xù)地)降低。另外，在從時刻tl2到時刻tl3的期間內(nèi)，總的SOC的值持續(xù)降低。另一方面，用戶在時刻tl3選擇EV模式。在例如用戶想要在電動車輛1即將停止之前使電動車輛1在 EV模式下行駛的情況下，存在將行駛模式從HV模式切換為EV模式的可能性。假定由于深夜、清早的住宅密集區(qū)的低噪音、屋內(nèi)停車場或車庫內(nèi)的排氣減少等理由，進(jìn)行了這樣的行駛模式的切換的情況。然而，因為在時刻tl2執(zhí)行了選擇副蓄電裝置的切換控制，所以HV模式的結(jié)束時刻(時刻tl3)時的總的SOC的值變得比HV模式的開始時刻(til)時的值大幅減小。因此，盡管用戶選擇了 EV模式，也發(fā)生使發(fā)動機(jī)4工作的情況以使得確保車輛的總要求功率 Pttl。即繼續(xù)執(zhí)行HV模式。在該情況下，變得無法滿足用戶的要求。與此相對，在本實施方式中，即使在HV模式下選擇副蓄電裝置的SOC的值低于是否切換的判定值，也不執(zhí)行切換控制。因此，盡管HV模式下總的SOC的值持續(xù)地降低，但能夠避免因選擇副蓄電裝置的切換引起的大幅的降低。由此，在時刻tl2前后總的SOC的值連續(xù)變化。其結(jié)果，在HV模式的結(jié)束時刻(時刻tl3)，能夠確保EV行駛所需要的電力。在該時刻，即使由于選擇副蓄電裝置的SOC低于是否需要切換的判定值而執(zhí)行選擇副蓄電裝置的切換控制，也因為在新與轉(zhuǎn)換器12B連接的副蓄電裝置中蓄積有足夠的電力，所以能夠進(jìn)行EV行駛。如上所述，在本實施方式中，在判定為需要切換選擇副蓄電裝置的情況下，切換多個副蓄電裝置與供電線的連接。但是，在行駛模式不是EV模式的情況下(即行駛模式為HV 模式時)禁止選擇副蓄電裝置的切換。在行駛模式為HV模式的情況下，控制主蓄電裝置以及選擇副蓄電裝置的充放電，以使主蓄電裝置以及多個副蓄電裝置的充電狀態(tài)的值保持為一定。在執(zhí)行了該充放電控制的情況下，即使表示該充電狀態(tài)的值降低也禁止選擇副蓄電裝置的切換。因此，能夠抑制由于選擇副蓄電裝置的切換使電動車輛能夠利用的電力較大地(不連續(xù)地)降低的情況。
另外，在本實施方式中，示出了通過用戶的操作切換EV模式和HV模式的結(jié)構(gòu)。但是，例如也可以設(shè)為，控制裝置30基于由導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)定的路徑信息來設(shè)定EV模式下的行駛區(qū)間和HV模式下的行駛區(qū)間，按照該設(shè)定來切換EV模式和HV模式。應(yīng)該認(rèn)為，本次所公開的實施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。 本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權(quán)利要求表示，包括與權(quán)利要求等同的意思以及范圍內(nèi)的所有的變更。
權(quán)利要求
1.一種電動車輛(1)的電源系統(tǒng)，所述電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機(jī) (MG2)，該電源系統(tǒng)具備主蓄電裝置(BA)；供電線(PL2)，其對驅(qū)動控制所述電機(jī)(MG2)的變換器(22)進(jìn)行供電； 第一電壓變換器(12A)，其設(shè)置在所述供電線(PL2)與所述主蓄電裝置(BA)之間，構(gòu)成為進(jìn)行雙向的電壓變換；相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置(BB1、BB2)；第二電壓變換器(12B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述供電線(PL2) 之間，構(gòu)成為在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)之一與所述供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向的電壓變換；連接部(39B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B) 之間，構(gòu)成為選擇性地將所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的選擇出的副蓄電裝置與所述第二電壓變換器(12B)連接；以及切換控制裝置(30)，其構(gòu)成為控制所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B)之間的選擇性的連接， 所述切換控制裝置(30)包括切換判定部(100)，其基于所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)各自的充電狀態(tài)，判定是否需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換；和連接切換部(110、120、130、140、200)，其構(gòu)成為在由所述切換判定部(100)判定為需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換的情況下，切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B)之間的連接，所述切換判定部(100)，在接收到切換禁止指示(FLG)的情況下，不管所述選擇出的副蓄電裝置的所述充電狀態(tài)如何，都判定為不需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電動車輛的電源系統(tǒng)，其中， 所述電動車輛⑴具備內(nèi)燃機(jī)(4)，其構(gòu)成為能夠獨立于所述電機(jī)(MG2)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率；和充放電控制部(52)，其基于所述電動車輛(1)的整體要求功率，將所述電動車輛(1) 的行駛模式設(shè)定為第一模式和第二模式的任一模式，并且根據(jù)設(shè)定的所述行駛模式控制所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)的充放電，所述第一模式是能夠通過所述電機(jī)(MG2)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式，所述第二模式是能夠通過所述電機(jī) (MG2)以及所述內(nèi)燃機(jī)(4)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式，所述切換判定部(100)，在所述行駛模式為所述第二模式的期間，從所述充放電控制部 (52)接受所述切換禁止指示(FLG)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電動車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)的整體的剩余容量，在所述第二模式下由所述充放電控制部(52)進(jìn)行控制以使其保持為一定。
4.一種電動車輛，具備產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機(jī)(MG2)； 驅(qū)動控制所述電機(jī)(MG2)的變換器(22)；對所述變換器(22)進(jìn)行供電的供電線(PL2)； 主蓄電裝置(BA)；第一電壓變換器(12A)，其設(shè)置在所述供電線(PL2)與所述主蓄電裝置(BA)之間，構(gòu)成為進(jìn)行雙向的電壓變換；相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置(BB1、BB2)； 第二電壓變換器(12B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述供電線(PL2) 之間，構(gòu)成為在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)之一與所述供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向的電壓變換；連接部(39B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B) 之間，構(gòu)成為選擇性地將所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的選擇出的副蓄電裝置與所述第二電壓變換器(12B)連接；以及控制裝置(30)，其至少控制所述連接部(39B)， 所述控制裝置(30)包括切換判定部(100)，其基于所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)各自的充電狀態(tài)，判定是否需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換；和連接切換部(110、120、130、140、200)，其構(gòu)成為在由所述切換判定部(100)判定為需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換的情況下，切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B)之間的連接，所述切換判定部(100)，在接收到切換禁止指示(FLG)的情況下，不管所述選擇出的副蓄電裝置的所述充電狀態(tài)如何，都判定為不需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電動車輛，其中，所述電動車輛(1)還具備內(nèi)燃機(jī)(4)，該內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成為能夠獨立于所述電機(jī)(MG2)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率，所述控制裝置(30)還包括充放電控制部(52)，該充放電控制部基于所述電動車輛 (1)的整體要求功率，將所述電動車輛(1)的行駛模式設(shè)定為第一模式和第二模式的任一模式，并且根據(jù)設(shè)定的所述行駛模式控制所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個副蓄電裝置 (BBU BB2)的充放電，所述第一模式是能夠通過所述電機(jī)(MG2)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式，所述第二模式是能夠通過所述電機(jī)(MG2)以及所述內(nèi)燃機(jī)(4)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式，所述充放電控制部(52)，在所述行駛模式為所述第二模式的期間產(chǎn)生所述切換禁止指示(FLG)，另一方面，在所述行駛模式為所述第一模式的期間停止所述切換禁止指示(FLG) 的產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述電動車輛，其中，所述充放電控制部(52)，在所述第二模式下，控制所述變換器(22)以及所述內(nèi)燃機(jī) (4)，使得所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)的整體的剩余容量保持為一定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述電動車輛，其中，所述電動車輛(1)還具備行駛模式設(shè)定裝置(40)，該行駛模式設(shè)定裝置構(gòu)成為具有分別與所述第一及第二模式對應(yīng)的第一及第二狀態(tài)、且能夠手動地設(shè)定所述第一及第二狀態(tài)中的任意一個狀態(tài)，所述充放電控制部(52)基于所述行駛模式設(shè)定裝置(40)中的所述一個狀態(tài)，設(shè)定所述行駛模式。
8.一種電動車輛(1)的控制方法， 所述電動車輛⑴具備產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機(jī)(MG2)； 驅(qū)動控制所述電機(jī)(MG2)的變換器(22)； 對所述變換器(22)進(jìn)行供電的供電線(PL2)； 主蓄電裝置(BA)；第一電壓變換器(12A)，其設(shè)置在所述供電線(PL2)與所述主蓄電裝置(BA)之間，構(gòu)成為進(jìn)行雙向的電壓變換；相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置(BB1、BB2)；第二電壓變換器(12B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述供電線(PL2) 之間，構(gòu)成為在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)之一與所述供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向的電壓變換；連接部(39B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B) 之間，構(gòu)成為選擇性地將所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的選擇出的副蓄電裝置與所述第二電壓變換器(12B)連接；以及控制裝置(30)，其至少控制所述連接部(39B)， 所述控制方法包括判定步驟(S100)，基于所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)各自的充電狀態(tài)，判定是否需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換；和切換步驟(S400)，在通過所述判定步驟(S100)判定為需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換的情況下，切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述第二電壓變換器(12B) 之間的連接，所述判定步驟(S100)，在所述選擇副蓄電裝置的切換被禁止了的情況下，不管所述選擇出的副蓄電裝置的所述充電狀態(tài)如何，都判定為不需要進(jìn)行所述選擇出的副蓄電裝置的切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述電動車輛的控制方法，其中，所述電動車輛(1)還具備內(nèi)燃機(jī)(4)，該內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成為能夠獨立于所述電機(jī)(MG2)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率，所述控制方法還包括設(shè)定步驟，將所述電動車輛(1)的行駛模式設(shè)定為第一模式和第二模式的任一模式， 所述第一模式是能夠通過所述電機(jī)(MG2)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式，所述第二模式是能夠通過所述電機(jī)(MG2)以及所述內(nèi)燃機(jī)(4)來產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動功率的模式；控制步驟(S21、S22)，根據(jù)設(shè)定的所述行駛模式控制所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)的充放電；以及禁止步驟(Sll)，在通過所述設(shè)定步驟將所述行駛模式設(shè)定為所述第二模式的情況下， 禁止所述選擇副蓄電裝置的切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述電動車輛的控制方法，其中，所述控制步驟，在所述第二模式下，控制所述變換器(22)以及所述內(nèi)燃機(jī)(4)，使得所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)的整體的剩余容量保持為一定。
全文摘要
電源系統(tǒng)包括主蓄電裝置(BA)和多個副蓄電裝置(BB1、BB2)。轉(zhuǎn)換器(12B)與副蓄電裝置(BB1、BB2)中的選擇出的一方連接并在該選擇副蓄電裝置與供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向的電壓變換。在電動車輛(1)的行駛模式為EV模式的情況下，基于選擇副蓄電裝置的SOC來執(zhí)行副蓄電裝置的切換處理。另一方面，在電動車輛(1)的行駛模式為HV模式的情況下，執(zhí)行將主蓄電裝置(BA)和多個副蓄電裝置(BB1、BB2)的整體的SOC維持為一定的控制，并且禁止選擇副蓄電裝置的切換。
文檔編號B60W10/26GK102196941SQ20088013173
公開日2011年9月21日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者佐藤春樹, 加藤紀(jì)彥, 山本雅哉 申請人:豐田自動車株式會社