專利名稱:電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)、電動(dòng)車輛以及電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,更加特定地說涉及搭載主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制。
背景技術(shù):
近年來,作為環(huán)保車輛,開發(fā)出電動(dòng)車、混合動(dòng)力車以及燃料電池車輛等電動(dòng)車輛并已實(shí)用化。在這些電動(dòng)車輛中,搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)以及包括蓄電裝置而構(gòu)成的用于對(duì)電動(dòng)機(jī)供給驅(qū)動(dòng)電力的電源系統(tǒng)。特別是,也有提案提出通過車輛外部的電源(下面也稱為“外部電源”)對(duì)混合動(dòng) 力車的車載蓄電裝置進(jìn)行充電的構(gòu)成,就這些電動(dòng)車輛而言,要求延長通過車載蓄電裝置的存儲(chǔ)電力能夠行使的距離。另外,下面,關(guān)于由外部電源進(jìn)行的對(duì)車載蓄電裝置的充電,也簡單地稱為“外部充電”。例如,在特開2008-109840號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中,記載了并列連接有多個(gè)蓄電裝置(蓄電池)的電源系統(tǒng)。在專利文獻(xiàn)I所記載的電源系統(tǒng)中,按每個(gè)蓄電裝置(蓄電池)設(shè)置有作為充電放電調(diào)整機(jī)構(gòu)的電壓轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換器)。相對(duì)于此,在特開2008-167620號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中記載有在搭載有主蓄電裝置和多個(gè)副蓄電裝置的車輛中,設(shè)置有與主蓄電裝置相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換器和由多個(gè)副蓄電裝置所共有的轉(zhuǎn)換器的電源裝置的構(gòu)成。通過該構(gòu)成,能夠抑制裝置的元件的數(shù)量同時(shí)增加能夠蓄電的能量的量。特別是,在專利文獻(xiàn)2所記載的構(gòu)成中,多個(gè)副蓄電裝置中的一個(gè)選擇性地連接于轉(zhuǎn)換器,通過主蓄電裝置和副蓄電裝置供給車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電力。在這樣的電源裝置中,若使用中的副蓄電裝置的S0C(State of Charge,充電狀態(tài))降低,則連接新的副蓄電裝置和轉(zhuǎn)換器以依次使用多個(gè)副蓄電裝置,由此延長了利用蓄電能量所行駛的行駛距離(EV(Electric Vehicle,電動(dòng)車)行駛距離)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :特開2008-109840號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :特開2008-167620號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在專利文獻(xiàn)2中所記載的電源系統(tǒng)中,在所有的副蓄電裝置已被使用的情況下,通過積極將所有的副蓄電裝置從轉(zhuǎn)換器電斷開,由此能夠期待以后的電源系統(tǒng)的控制上的
自由度提高。但是,因?yàn)閮H主蓄電裝置輸入電力和輸出電力,所以與主蓄電裝置以及副蓄電裝置這兩方都能夠使用時(shí)相比,主蓄電裝置可能加速劣化。在僅主蓄電裝置在高溫下(或者低溫下)使用的情況下,對(duì)于主蓄電裝置產(chǎn)生過于嚴(yán)酷的狀況,所以主蓄電裝置加速劣化的可能性變得更高。該發(fā)明是為解決上述的問題而完成的,該目的在于提供用于能夠在具有具備主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置且通過多個(gè)副蓄電裝置而共有電壓轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換器)的構(gòu)成的電源系統(tǒng)中、謀求主蓄電裝置的適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)的技術(shù)。用于解決問題的技術(shù)方案按照本發(fā)明的某一方面的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)是搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的變換器的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)。電壓系統(tǒng)具備主蓄電裝置、對(duì)變換器供電的供電線、第一電壓轉(zhuǎn)換器、相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置、第一電壓轉(zhuǎn)換器、第二電壓轉(zhuǎn)換器、連接部和控制裝置。第一電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置于供電線和主蓄電裝置之間并構(gòu)成為進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。第二電壓轉(zhuǎn)換器,設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置和供電線之間并構(gòu)成為在多個(gè)·副蓄電裝置中的被選擇的副蓄電裝置和供電線之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。連接部,設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)化器之間并構(gòu)成為進(jìn)行被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于第二電壓轉(zhuǎn)換器的連接和斷開。控制裝置構(gòu)成為,對(duì)被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于第二電壓轉(zhuǎn)換器的連接和斷開進(jìn)行控制??刂蒲b置包括斷開判定部和斷開禁止部。斷開判定部構(gòu)成為,在不存在能夠與被選擇的副蓄電裝置更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于被選擇的副蓄電裝置的充電狀態(tài),判定是否要產(chǎn)生用于將被選擇的副蓄電裝置從第二電壓轉(zhuǎn)換器斷開的斷開要求。斷開禁止部構(gòu)成為,在與主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)蓄電裝置的溫度相關(guān)的溫度條件成立的情況下,對(duì)斷開判定部進(jìn)行指示,使其不產(chǎn)生斷開要求。優(yōu)選,控制裝置進(jìn)一步包括電力限制部。電力控制部構(gòu)成為,在主蓄電裝置的溫度為預(yù)定的范圍外的情況下,限制主蓄電裝置的輸入電力和輸出電力。至少一個(gè)蓄電裝置包括主蓄電裝置。溫度條件包括主蓄電裝置的溫度為預(yù)定的范圍外這樣的第一條件。優(yōu)選,溫度條件為第一條件和與多個(gè)副蓄電裝置的溫度相關(guān)的第二條件中的至少一個(gè)條件。第二條件為多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于預(yù)定的下限值這樣的條件。優(yōu)選,至少一個(gè)副蓄電裝置為多個(gè)副蓄電裝置中除被選擇的副蓄電裝置外的剩余的副蓄電裝置。優(yōu)選,斷開禁止部構(gòu)成為,在電動(dòng)車輛的起動(dòng)時(shí),將至少一個(gè)條件設(shè)定為溫度條件,另一方面在電動(dòng)車輛的起動(dòng)完成后,僅將弟一條件設(shè)定為溫度條件。按照本發(fā)明的其他方面的電動(dòng)車輛,具備產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)、主蓄電裝置、對(duì)變換器供電的供電線、第一電壓轉(zhuǎn)換器、相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置、第一電壓轉(zhuǎn)換器、第二電壓轉(zhuǎn)換器、連接部和控制裝置。第一電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置于供電線和主蓄電裝置之間并構(gòu)成為進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。第二電壓轉(zhuǎn)換器,設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置和供電線之間并構(gòu)成為在多個(gè)副蓄電裝置中的被選擇的副蓄電裝置和供電線之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。連接部,設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)化器之間并構(gòu)成為進(jìn)行被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于第二電壓轉(zhuǎn)換器的連接和斷開??刂蒲b置構(gòu)成為,對(duì)被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于第二電壓轉(zhuǎn)換器的連接和斷開進(jìn)行控制。控制裝置包括斷開判定部和斷開禁止部。斷開判定部構(gòu)成為,在不存在能夠與被選擇的副蓄電裝置更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于被選擇的副蓄電裝置的充電狀態(tài),判定是否要產(chǎn)生用于將被選擇的副蓄電裝置從第二電壓轉(zhuǎn)換器斷開的斷開要求。斷開禁止部構(gòu)成為,在與主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)蓄電裝置的溫度相關(guān)的溫度條件成立的情況下,對(duì)斷開判定部進(jìn)行指示,使其不產(chǎn)生斷開要求。優(yōu)選,控制裝置進(jìn)一步包括電力限制部。電力控制部構(gòu)成為,在主蓄電裝置的溫度為預(yù)定的范圍外的情況下,限制主蓄電裝置的輸入電力和輸出電力。至少一個(gè)蓄電裝置包括主蓄電裝置。溫度條件包括主蓄電裝置的溫度為預(yù)定的范圍外這樣的第一條件。優(yōu)選,溫度條件為第一條件和與多個(gè)副蓄電裝置的溫度相關(guān)的第二條件中的至少一個(gè)條件。第二條件為多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于預(yù)定的下限值這樣的條件。優(yōu)選,至少一個(gè)副蓄電裝置為多個(gè)副蓄電裝置中除被選擇的副蓄電裝置外的剩余的副蓄電裝置。優(yōu)選,斷開禁止部構(gòu)成為,在電動(dòng)車輛的起動(dòng)時(shí),將至少一個(gè)條件設(shè)定為溫度條 件,另一方面在電動(dòng)車輛的起動(dòng)完成后,僅將弟一條件設(shè)定為溫度條件。按照本發(fā)明的另外其他的方面的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,是是搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的變換器的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法。電源系統(tǒng)具備主蓄電裝置、對(duì)變換器供電的供電線、第一電壓轉(zhuǎn)換器、相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置、第一電壓轉(zhuǎn)換器、第二電壓轉(zhuǎn)換器、連接部和控制裝置。第一電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置于供電線和主蓄電裝置之間并構(gòu)成為進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。第二電壓轉(zhuǎn)換器,設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置和供電線之間并構(gòu)成為在多個(gè)副蓄電裝置中的被選擇的副蓄電裝置和供電線之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。連接部,設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)化器之間并構(gòu)成為進(jìn)行被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于第二電壓轉(zhuǎn)換器的連接和斷開。控制裝置構(gòu)成為,對(duì)被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于第二電壓轉(zhuǎn)換器的連接和斷開進(jìn)行控制??刂品椒òㄔ诓淮嬖谀軌蚺c被選擇的副蓄電裝置更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于被選擇的副蓄電裝置的充電狀態(tài),判定是否要產(chǎn)生用于將被選擇的副蓄電裝置從第二電壓轉(zhuǎn)換器斷開的斷開要求的步驟;和在基于主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)蓄電裝置的溫度的溫度條件成立的情況下,禁止產(chǎn)生斷開要求的步驟。優(yōu)選,控制裝置進(jìn)一步包括電力限制部。電力控制部構(gòu)成為,在主蓄電裝置的溫度為預(yù)定的范圍外的情況下,限制主蓄電裝置的輸入電力和輸出電力。至少一個(gè)蓄電裝置包括主蓄電裝置。溫度條件包括主蓄電裝置的溫度為預(yù)定的范圍外這樣的第一條件。優(yōu)選,溫度條件為第一條件和與多個(gè)副蓄電裝置的溫度相關(guān)的第二條件中的至少一個(gè)條件。第二條件為多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于預(yù)定的下限值這樣的條件。優(yōu)選,至少一個(gè)副蓄電裝置為多個(gè)副蓄電裝置中除被選擇的副蓄電裝置外的剩余的副蓄電裝置。優(yōu)選,禁止步驟包括設(shè)定溫度條件的步驟。在電動(dòng)車輛的起動(dòng)時(shí),將至少一個(gè)條件設(shè)定為溫度條件,另一方面在電動(dòng)車輛的起動(dòng)完成后,僅將第一條件設(shè)定為溫度條件。發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明,能夠在具有具備主蓄電裝置以及副蓄電裝置且通過多個(gè)蓄電裝置而共用電壓轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換器)的構(gòu)成電源系統(tǒng)中,謀求主蓄電裝置的適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)。
圖I是表示搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電源系統(tǒng)的電動(dòng)車輛的主要構(gòu)成的圖。圖2是表示圖I所示的各變換器的詳細(xì)構(gòu)成的電路圖。圖3是表示圖I所示的各轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)構(gòu)成的電路圖。圖4是說明電動(dòng)車輛的行駛控制的功能框圖。圖5是表示主蓄電裝置的輸入上限電力以及輸出上限電力的溫度特性的一例的圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的斷 開處理的概略處理步驟的流程圖。圖7是說明圖6所示的選擇副蓄電裝置的斷開判定處理的詳細(xì)的流程圖。圖8是說明圖6所示的斷開前升壓處理的詳細(xì)的流程圖。圖9是說明圖6所示的電力控制變更處理的詳細(xì)的流程圖。圖10是說明圖6所示的副蓄電裝置的斷開處理的詳細(xì)的流程圖。圖11是說明圖6所示的升壓停止處理的詳細(xì)的流程圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的斷開處理時(shí)的工作波形圖。圖13是用于說明電源系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)的斷開禁止處理的流程圖。圖14是用于說明在車輛系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)所執(zhí)行的行駛模式的設(shè)定處理的流程圖。圖15是電源系統(tǒng)的起動(dòng)完成后的斷開禁止處理的流程圖。圖16是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源系統(tǒng)的控制構(gòu)成中的、用于選擇副蓄電裝置的斷開處理的功能部分的功能框圖。
具體實(shí)施例方式以下,參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外,對(duì)于圖中的同一或者相當(dāng)?shù)牟考?biāo)注同一符號(hào),原則上不再重復(fù)其說明。圖I是表示搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電源系統(tǒng)的電動(dòng)車輛的主要構(gòu)成的圖。參照圖1,電動(dòng)車輛I包括作為蓄電裝置的的蓄電池BA、BBU BB2,連接部39A、39B,轉(zhuǎn)換器 12A、12B,平滑用電容器 C1、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14、22,電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、MG2,車輛2,動(dòng)力分割機(jī)構(gòu)3,發(fā)動(dòng)機(jī)4和控制裝置30。本實(shí)施方式所示的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)具備作為主蓄電裝置的蓄電池BA;對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的變換器14進(jìn)行供電的供電線PL2 ;作為設(shè)置于主蓄電裝置(BA)和供電線PL2之間以進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換的電壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器12A ;作為相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置的蓄電池和作為設(shè)置于多個(gè)副蓄電裝置的蓄電池(BB1、BB2)和供電線PL2之間以進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換的電壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器12B。電壓轉(zhuǎn)換器(12B)選擇性地連接于多個(gè)副蓄電裝置的蓄電池(BB1、BB2)中的任一個(gè),在與供電線PL2之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。副蓄電裝置(BBl或者BB2的一方)和主蓄電裝置(BA)例如以通過同時(shí)使用能夠向連接于供電線的電負(fù)載(22、MG2)輸出所容許的最大功率的方式來設(shè)定蓄電可能容量。由此,在不使用發(fā)動(dòng)機(jī)的EV (Electric Vehicle)行駛中能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率的行駛。如果副蓄電裝置的蓄電狀態(tài)惡化,則更換副蓄電裝置即可使用其繼續(xù)行駛。而且,如果副蓄電裝置的電力消耗完了,則通過使用主蓄電裝置和發(fā)動(dòng)機(jī),即使不使用副蓄電裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率的行駛。另外,通過設(shè)為這樣的構(gòu)成,在多個(gè)副蓄電裝置共用轉(zhuǎn)換器12B,所以轉(zhuǎn)換器的數(shù)量不需要像蓄電裝置的數(shù)量那樣多。為了進(jìn)一步延長EV行駛距離,只要進(jìn)一步對(duì)蓄電池BBU BB2并聯(lián)地追加蓄電池即可。優(yōu)選,搭載于該電動(dòng)車輛的主蓄電裝置以及副蓄電裝置,能夠進(jìn)行外部充電。因此,電動(dòng)車輛I進(jìn)一步包括用于連接于作為例如AC100V的商用電源的外部電源8的蓄電池充電裝置(充電用轉(zhuǎn)換器)6。蓄電池充電裝置¢),將交流轉(zhuǎn)換為直流并且對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)壓以供給蓄電池的充電電力。另外,作為設(shè)為能夠進(jìn)行外部充電的構(gòu)成,除了上述之外,還 可以使用將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、MG2的定子線圈的中性點(diǎn)連接于交流電源的方式和/或組合轉(zhuǎn)換器12A、12B作為交流直流轉(zhuǎn)換裝置使其發(fā)揮作用的方式。平滑用電容器Cl連接于電源線PLlA和接地線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并對(duì)控制裝置30輸出。轉(zhuǎn)換器12A能夠?qū)ζ交秒娙萜鰿l的端子間電壓進(jìn)行升壓并向供電線PL2供給。平滑用電容器C2連接于電源線PLlB和接地線SL2之間。電壓傳感器21B檢測平滑用電容器C2的兩端間的電壓VLB并對(duì)控制裝置30輸出。轉(zhuǎn)換器12B能夠?qū)ζ交秒娙萜鰿2的端子間電壓進(jìn)行升壓并向供電線PL2供給。平滑用電容器CH對(duì)通過轉(zhuǎn)換器12A、12B升壓了的電壓進(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并輸出到控制裝置30?;蛘撸梢苑聪虻?,轉(zhuǎn)換器12A、12B對(duì)通過平滑化電容器CH而平滑化了的端子間電壓進(jìn)行降壓,向電源線PL1A、PLlB供給。變換器14將從轉(zhuǎn)換器12B和/或12A供給的直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓以輸出到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1。變換器22將從轉(zhuǎn)換器12B和/或12A供給的直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓以輸出到電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2。動(dòng)力分割機(jī)構(gòu)3是接合于發(fā)電機(jī)4以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2以在它們之間分配動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。例如,作為動(dòng)力分割機(jī)構(gòu),能夠使用行星齒輪機(jī)構(gòu),該行星齒輪機(jī)構(gòu)具有太陽輪、行星架、齒圈的三根轉(zhuǎn)軸。行星齒輪機(jī)構(gòu),如果三根轉(zhuǎn)軸中的兩根轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)被確定,則另一根轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)就被強(qiáng)制確定了。這三根轉(zhuǎn)軸分別連接于發(fā)電機(jī)4、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、MG2的各轉(zhuǎn)軸。另外,電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸,通過未圖示的減速齒輪和/或差動(dòng)齒輪而接合于車輪2。另外,也可以在動(dòng)力分割機(jī)構(gòu)3的內(nèi)部進(jìn)一步組裝入針對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸的減速器。連接部39A包括連接于蓄電池BA的正極和電源線PLlA之間的系統(tǒng)主繼電器SMR2 ;與系統(tǒng)主繼電器SMR2并聯(lián)連接的系統(tǒng)主繼電器SMRl和限制電阻R,該系統(tǒng)主繼電器SMRl和限制電阻R串聯(lián)連接;和連接于蓄電池BA的負(fù)極(接地線SLl)和節(jié)點(diǎn)N2之間的系統(tǒng)主繼電器SMR3。系統(tǒng)主繼電器SMRl SMR3分別與從控制裝置30供給的繼電器控制信號(hào)CONTl C0NT3相應(yīng)地被控制接通狀態(tài)(ON)/非接通狀態(tài)(OFF)。電壓傳感器10A,測定蓄電池BA的端子間的電壓VBA。進(jìn)一步,溫度傳感器IlA測定蓄電池BA的溫度TA,電流傳感器9A測定蓄電池BA的輸入輸出電流IA0這些傳感器的測定值被向控制裝置30輸出??刂蒲b置30基于這些測定值來監(jiān)視SOC (State of Charge,充電狀態(tài))所代表的蓄電池BA的狀態(tài)。連接部39B設(shè)置于電源線PL1B、接地線SL2以及蓄電池之間。連接部39B包括連接于蓄電池BBl的正極和電源線PLlB之間的繼電器SRl ;連接于蓄電池BBl的負(fù)極和接地線SL2之間的繼電器SRlG ;連接于蓄電池BB2的正極和接地線SL2之間的繼電器SR2 ;和連接于蓄電池BB2的負(fù)極和接地線SL2之間的繼電器SR2G。繼電器SR1、SR2,與從控制裝置30供給的繼電器控制信號(hào)C0NT4、C0NT5相應(yīng)地被 控制接通狀態(tài)(ON)/非接通狀態(tài)(OFF)。繼電器SR1G、SR2G,與從控制裝置30供給的繼電器控制信號(hào)C0NT6、C0NT7相應(yīng)地被控制接通狀態(tài)(ON)/非接通狀態(tài)(OFF)。接地線SL2如后所說明的那樣,穿過轉(zhuǎn)換器12A、12B而延伸到變換器14以及22偵U。電壓傳感器IOBl以及10B2,分別測定蓄電池BBl以及BB2的端子間的電壓VBBl以及VBB2。進(jìn)一步,溫度傳感器IlBl以及11B2分別測定蓄電池BBl以及BB2的溫度TBBl以及TBB2。另外,電流傳感器9B1以及9B2分別測定蓄電池BBl以及BB2的輸入輸出電路IBl以及IB2。這些傳感器的測定值被向控制裝置30輸出??刂蒲b置30基于這些測定值來監(jiān)視SOC所代表的蓄電池BB1、BB2的狀態(tài)。另外,作為蓄電池BBl、BB2,可以使用例如鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等二次
電池,和/或雙電層電容器等大容量電容器等。另外,各蓄電裝置的蓄電容量可以根據(jù)例如電動(dòng)車輛I所必要的行駛性能等條件來確定。因此,在主蓄電裝置和副蓄電裝置中蓄電容量可以不同。另外,在多個(gè)副蓄電裝置之間蓄電容量也可以不同。但是,在本發(fā)明的實(shí)施方式中,蓄電池BA、BB1、BB2的蓄電容量(能夠存儲(chǔ)的電力量的最大值)都是相同的。變換器14連接于供電線PL2以及接地線SL2。變換器14從轉(zhuǎn)換器12A和/或12B接受升壓了的電壓,例如為了使發(fā)動(dòng)機(jī)4起動(dòng)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1。另外,變換器14使通過從發(fā)動(dòng)機(jī)4傳遞的動(dòng)力在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl所發(fā)電所得的電力返回到轉(zhuǎn)換器12A以及12B。此時(shí),轉(zhuǎn)換器12A以及12B由控制裝置30控制,作為降壓轉(zhuǎn)換器工作。電流傳感器24檢測在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl流動(dòng)的電流作為馬達(dá)電流值MCRT1,將馬達(dá)電流值MCRTl向控制裝置30輸出。變換器22與變換器14并聯(lián)地、連接于供電線PL2以及接地線SL2。變換器22將轉(zhuǎn)換器12A以及12B的輸出的直流電流轉(zhuǎn)換成三相交流電流并對(duì)驅(qū)動(dòng)車輛2的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2輸出。另外,變換器22與再生控制相伴地使在電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG2中發(fā)電所得的電力返回到轉(zhuǎn)換器12A以及12B。此時(shí),轉(zhuǎn)換器12A以及12B由控制裝置30控制,使得作為降壓轉(zhuǎn)換
器工作。電流傳感器25檢測在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2流動(dòng)的電流作為馬達(dá)電流值MCRT2,將馬達(dá)電流值MCRT2向控制裝置30輸出。
控制裝置30由內(nèi)置未圖示的CPU (Central Processing Unit,中央處理單元)和存儲(chǔ)器的電子控制單元(ECU)構(gòu)成,基于存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)器的映射以及程序,進(jìn)行使用各傳感器的測定值的演算處理。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 邏輯演算處理。具體而言,控制裝置 30接受電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG1、MG2的各轉(zhuǎn)矩指令值以及各旋轉(zhuǎn)速度,i&VBA、VBBl、VBB2、VLA、VLB、VH的各值,馬達(dá)電流值MCRT1、MCRT2以及起動(dòng)信號(hào)IG0N。而且,控制裝置30對(duì)轉(zhuǎn)換器12A輸出進(jìn)行升壓指示的控制信號(hào)PWUA、進(jìn)行降壓指示的控制信號(hào)PWDA、將轉(zhuǎn)換器12A的上臂以及下臂分別固定于接通狀態(tài)以及斷開狀態(tài)的控制信號(hào)PWFA以及指示工作禁止的停機(jī)信號(hào)。同樣地,控制裝置30對(duì)轉(zhuǎn)換器12B輸出進(jìn)行升壓指示的控制信號(hào)PWUB、進(jìn)行降壓指示的控制信號(hào)PWDB、將轉(zhuǎn)換器12B的上臂以及下臂分別固定于接通狀態(tài)以及斷開狀態(tài)的控制信號(hào)PWFB以及指示工作禁止的停機(jī)信號(hào)。進(jìn)一步,控制裝置30對(duì)變換器14輸出執(zhí)行將作為轉(zhuǎn)換器12A、12B的輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的交流電壓的驅(qū)動(dòng)指不的控制信號(hào)PWMIl ;和將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl發(fā)電所產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓而使其返回到轉(zhuǎn)換器12A、12B側(cè)的再生指示的控制信號(hào)PWMCl。同樣地,控制裝置30對(duì)變換器22輸出執(zhí)行將直流電壓轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的交流電壓的驅(qū)動(dòng)指示的控制信號(hào)PWMI2 ;和將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2發(fā)電所產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓而使其返回到轉(zhuǎn)換器12A、12B側(cè)的再生指示的控制信號(hào)PWMC2。圖2是表示圖I所示的各變換器的詳細(xì)構(gòu)成的電路圖。參照圖2,變換器14包含U相臂15、V相臂16和W相臂17。U相臂15、V相臂16以及W相臂17在供電線PL2與接地線SL2之間并聯(lián)連接。U相臂15包括串聯(lián)連接于供電線PL2和接地線SL2之間的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)元件Q3、Q4 ;和IGBT元件Q3、Q4的各自的反并聯(lián)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)連接于供電線PL2和接地線SL2之間的IGBT元件Q5、Q6 ;和IGBT元件Q5、Q6的各自的反并聯(lián)二極管D5、D6。IGBT元件Q5、Q6和二極管D5、D6的連接與U相臂15相同。W相臂17包括串聯(lián)連接于供電線PL2和接地線SL2之間的IGBT元件Q7、Q8 ;和IGBT元件Q7、Q8的各自的反并聯(lián)二極管D7、D8。IGBT元件Q7、Q8和二極管D7、D8的連接與U相臂15相同。另外,在本實(shí)施方式中,IGBT元件作為能夠進(jìn)行導(dǎo)通截止控制的電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的代表例而示出。即,也可以使用雙極晶體管和/或場效應(yīng)晶體管等電力用半導(dǎo)體開關(guān)來代替IGBT元件。各相臂的中間點(diǎn)連接于電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的各相線圈的各相端。即,電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl是三相永磁體同步馬達(dá),U、V、W相這三相的線圈的各一方端都連接于中點(diǎn)。而且,U相線圈的另一方端連接于從IGBT元件Q3、Q4的連接節(jié)點(diǎn)引出的線UL。另外,V相線圈的另一方端連接于從IGBT元件Q5、Q6的連接節(jié)點(diǎn)引出的線VL。W相線圈的另一方端連接于從IGBT元件Q7、Q8的連接節(jié)點(diǎn)引出的線WL。另外,關(guān)于圖I的變換器22,連接于電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的點(diǎn)不同,但關(guān)于內(nèi)部的電路構(gòu)成,與變換器14相同,所以不再重復(fù)詳細(xì)的說明。另外,在圖2中,記載了對(duì)變換器供給控制信號(hào)PWMI、PWMC,但是為了避免記載負(fù)載化,如圖I所示,將各個(gè)控制信號(hào)PWMI UPWMCl和控制信號(hào)PWMI2、PWMC2分別輸入于變換器14、22。圖3是表示圖I所示的各轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)構(gòu)成的電路圖。參照圖3,轉(zhuǎn)換器12A包括一方端連接于電源線PLlA的電抗器LI ;串聯(lián)連接于供電線PL2和接地線SL2之間的IGBT元件Ql、Q2 ;和IGBT元件Ql、Q2的反并聯(lián)二極管Dl、D2。電抗器LI的另一方端連接于IGBT元件Ql的發(fā)射極和IGBT元件Q2的集電極。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。IGBT元件Ql、Q2分別與上臂以及下臂相對(duì)應(yīng)。另外,關(guān)于圖I的轉(zhuǎn)換器12B,替換電源線PLlA而連接于電源線PLl這一點(diǎn),與轉(zhuǎn)換器12A不同,但是關(guān)于內(nèi)部的電路構(gòu)成與轉(zhuǎn)換器12A相同,所以不再重復(fù)詳細(xì)的說明。另夕卜,在圖3中記載了對(duì)轉(zhuǎn)換器供給控制信號(hào)PWU、PWD、PWF的情況,但是為了避免記載變得復(fù)雜,如圖I所示,將各個(gè)控制信號(hào)PWUA、PWDA, PffFA和控制信號(hào)PWUB、PWDB, PffFB分別輸入于轉(zhuǎn)換器12A、12B。在電動(dòng)車輛I的電源系統(tǒng)中,通過蓄電池BA (主蓄電裝置)和蓄電池BBl、BB2中被選擇的副蓄電裝置(下面稱為“選擇副蓄電裝置”),進(jìn)行在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2之間的電力的授受??刂蒲b置30,基于電壓傳感器10A、溫度傳感器IlA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)。進(jìn)一步,控制裝置30,基于電壓傳感器10B1、10B2、溫度傳感器11B1、11B2以及電流傳感器9B1、9B2的檢測值,設(shè)定關(guān)于選擇副蓄電裝置BB的SOC(BB)以及輸入輸出上限電力 Win(S)、Wout (S)。一般而言,SOC由各蓄電池的當(dāng)前的充電量相對(duì)于滿充電狀態(tài)的比例)表示。另外,Win、Wout表示即便對(duì)該電力進(jìn)行放電預(yù)定時(shí)間(例如10秒左右)該蓄電池(BA、BB1、BB2)也不會(huì)變成過充電或過放電那樣的電力的上限值。在圖4中,示出了用于說明由控制裝置30所實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)車輛I的行駛控制的功能框圖,具體而言說明在發(fā)動(dòng)機(jī)4和電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG1、MG2之間的功率分配控制所涉及的控制構(gòu)成。另外,圖4所示的各功能框圖,通過由控制控制30實(shí)現(xiàn)預(yù)先存儲(chǔ)的預(yù)定程序和/或通過基于控制裝置30內(nèi)的電子電路(硬件)所進(jìn)行的演算處理來實(shí)現(xiàn)。參照圖4,總計(jì)功率算出部260,基于車速以及踏板操作(加速踏板),算出在整個(gè)電動(dòng)車輛I的總計(jì)要求功率Pttl。另外,總計(jì)要求功率Pttl,根據(jù)車輛狀況也可以包括為了由電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生蓄電池充電電力所要求的功率(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出)。對(duì)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)以及選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S);來自總計(jì)功率算出部260的總計(jì)要求功率Pttl ;和制動(dòng)踏板操作時(shí)的再生制動(dòng)要求。行駛控制部250,以使得在電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG1、MG2的總計(jì)輸入輸出電力變?yōu)橹餍铍娧b置BA以及選擇副蓄電裝置BB的總計(jì)充電限制(Win (M)+Win (S))以及放電限制(Wout (M)+Wout (S))的范圍內(nèi)的方式,生成作為馬達(dá)控制指令的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcoml以及TqCom2。進(jìn)一步,分配由電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG2所產(chǎn)生的車輛驅(qū)動(dòng)功率和由發(fā)動(dòng)機(jī)4所產(chǎn)生的車輛驅(qū)動(dòng)功率,以確??傆?jì)要求功率Pttl。尤其是,通過最大限度地利用外部充電所得蓄電池電力以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)4的工作,或者通過與發(fā)動(dòng)機(jī)4能夠高效率工作的區(qū)域相對(duì)應(yīng)地設(shè)定由發(fā)動(dòng)機(jī)4所產(chǎn)生的車輛驅(qū)動(dòng)功率,由此實(shí)現(xiàn)高燃料經(jīng)濟(jì)性的車輛行駛控制。圖5是表示主蓄電裝置的輸入上限電力以及輸出上限電力的溫度特性的一例的圖。參照圖5,在高溫區(qū)域或者低溫區(qū)域,與通常溫度區(qū)域相比,輸入上限電力Win(M)以及輸出上限電力Wout(M)受到限制。輸入上限電力Win(M)以及輸出上限電力Wout(M)能夠與主蓄電裝置BA的溫度TA以及SOC(SOC(BA))對(duì)應(yīng)地可變設(shè)定。另外,選擇副蓄電裝置的輸入上限電力Win(S)以及輸出上限電力Wout (S)的溫度 特性與圖5所示的特性相同,所以不再重復(fù)以后的詳細(xì)說明。輸入上限電力Win(S)以及輸出上限電力Wout⑶能夠與選擇副蓄電裝置BB的溫度TB以及(SOC(BB)對(duì)應(yīng)地可變設(shè)定。另外,控制裝置30,例如通過將圖5所示的特性作為映射預(yù)先儲(chǔ)存,能夠設(shè)定Win(M)、Wout (M)、Win (S)、Wout (S)?;氐綀D4,變換器控制部270,基于轉(zhuǎn)矩指令值Tqcoml以及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MGl的馬達(dá)電流值MGRTl,生成變換器14的控制信號(hào)PWMII、PWMCl。同樣地,變換器控制部280,基于轉(zhuǎn)矩指令值TqCom2及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG2的馬達(dá)電流值MGRT2生成變換器22制信號(hào)PWMI2、PWMC2。另外,行駛控制部250,根據(jù)所設(shè)定的由發(fā)動(dòng)機(jī)4所產(chǎn)生的車輛驅(qū)動(dòng)功率的要求值來生成發(fā)動(dòng)機(jī)控制指令。進(jìn)一步,通過未圖示的控制裝置(發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶),按照上述發(fā)動(dòng)機(jī)控制指令來控制發(fā)動(dòng)機(jī)4的工作??刂蒲b置30,在積極使用蓄電池電力而進(jìn)行車輛行駛的行駛模式(EV模式)時(shí),在總計(jì)要求功率Pttl為蓄電池整體的輸出上限電力Wout (M)+Wout (S)以下時(shí),不使發(fā)動(dòng)機(jī)4工作,僅靠由電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG2所產(chǎn)生的車輛驅(qū)動(dòng)功率進(jìn)行行駛。另一方面,在總計(jì)要求功率Pttl超過了 Wout (M) +Wout (S)時(shí),起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)4。相對(duì)于此,在未選擇該EV模式的行駛模式(HV模式)時(shí),控制裝置30控制在發(fā)動(dòng)機(jī)4以及電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG2之間的驅(qū)動(dòng)力功率分配,使得蓄電池SOC維持在預(yù)定目標(biāo)值。SP,進(jìn)行與EV模式相比較發(fā)動(dòng)機(jī)4容易工作的行駛控制。在本實(shí)施方式中,控制裝置30,基于主蓄電裝置BA的SOC以及選擇副蓄電裝置BB的SOC的平均值(下面簡稱為“S0C平均值”),判斷是否需要進(jìn)行從EV模式向HV模式的行駛模式切換。具體而言,在SOC的平均值低于預(yù)定的閾值的情況下,控制裝置30判斷為需要進(jìn)行從EV模式向HV模式的切換。在EV模式下,進(jìn)行與主蓄電裝置BA相比優(yōu)先使用選擇副蓄電裝置BB的電力那樣的充電放電控制。因此,若在車輛行駛中使用中的選擇副蓄電裝置BB的SOC降低,則需要切換選擇副蓄電裝置BB。例如,在車輛起動(dòng)時(shí)將蓄電池BBl設(shè)為選擇副蓄電裝置BB的情況下,需要執(zhí)行將蓄電池BBl從轉(zhuǎn)換器12B斷開、另一方面將蓄電池BB2作為新的選擇副蓄電裝置BB與轉(zhuǎn)換器12B連接的連接切換處理。被新設(shè)為選擇副蓄電裝置BB的蓄電池BB2,一般來說與此前使用的蓄電池BBl相比輸出電壓聞。另外,在切換選擇副蓄電裝置BB之前,在主蓄電裝置BA與使用中的選擇副蓄電裝置BB之間也可能發(fā)生輸出電壓不同的情況。在本實(shí)施方式中,在主蓄電裝置以及選擇副蓄電裝置的雙方使用時(shí)以及選擇副蓄電裝置BB的切換時(shí),轉(zhuǎn)換器12A、12B中的至少一個(gè)進(jìn)行升壓工作,使得電壓VH變得高于蓄電裝置的電壓(VBA、VBB)。由此,能夠防止主蓄電裝置與選擇副蓄電裝置的短路。另外,電壓VH的下限值,從電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG1、MG2的控制的觀點(diǎn)出發(fā)也應(yīng)受到限制。具體而言,電壓VH,優(yōu)選,高于電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG1、MG2的感應(yīng)電壓。因此,實(shí)際上,控制電壓VH,使其都高于基于蓄電池限制的下限值以及基于馬達(dá)控制的下限值。 因此,在主蓄電裝置以及選擇副蓄電裝置的兩方能夠使用的模式下,即便是在從馬達(dá)控制方面來看能夠降低電壓VH的情況、典型的是不需要在轉(zhuǎn)換器12A、12B進(jìn)行升壓的情況下,為了滿足基于蓄電池控制的下限值,也需要使轉(zhuǎn)換器12A、12B進(jìn)行升壓工作。即便在蓄電池BB1、BB2的兩方、即所有的副蓄電裝置的電力用盡之后,如果維持基于繼電器所實(shí)現(xiàn)的連接,則經(jīng)由轉(zhuǎn)換器12B的二極管Dl以及供電線PL2,也可能在蓄電池BA和BBl、BB2之間形成短路路徑。因此,在本實(shí)施方式的電源系統(tǒng)中,在沒有能夠使用的副蓄電裝置的情況下,將所有的副蓄電裝置從電源系統(tǒng)電斷開。由此,能夠設(shè)為不需要來自于蓄電池控制方面的升壓,所以在馬達(dá)控制方面不需要轉(zhuǎn)換器12A升壓情況下,將轉(zhuǎn)換器12A的上臂固定于接通狀態(tài),由此能夠降低在轉(zhuǎn)換器12A的電力損失。因此,轉(zhuǎn)換器的效率以及電動(dòng)車輛I的燃料經(jīng)濟(jì)性相對(duì)提高。接下來,對(duì)于用于將選擇副蓄電裝置從轉(zhuǎn)換器12B斷開的處理具體地進(jìn)行說明。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的斷開處理的概略的處理步驟的流程圖。另外,圖7 圖11是說明圖6的步驟S100、S200、S300、S400和S500的詳細(xì)的流程圖??刂蒲b置30,通過按預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)的預(yù)定程序,由此能夠按預(yù)定周期反復(fù)執(zhí)行按照圖6 圖11所示的流程圖的控制程序步驟。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中的副蓄電裝置的斷開處理。參照圖6,控制裝置30,在步驟SlOO中執(zhí)行選擇副蓄電裝置的斷開判定處理。而且,在判定為需要進(jìn)行選擇副蓄電裝置的斷開時(shí),執(zhí)行下面的步驟S200 S500。另一方面,在步驟SlOO中判定為不需要進(jìn)行選擇副蓄電裝置的斷開,步驟S200 S500實(shí)質(zhì)上不執(zhí)行??刂蒲b置30,在步驟S200中執(zhí)行斷開前升壓處理,在步驟S300中執(zhí)行電力限制變更處理,使得在副蓄電裝置的斷開期間中不會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生過大的充電放電要求??刂蒲b置30,通過步驟S400,執(zhí)行實(shí)際將選擇副蓄電裝置BB從轉(zhuǎn)換器12B斷開的處理??刂蒲b置300,通過步驟S500,執(zhí)行用于使在步驟S200中執(zhí)行的升壓處理停止的升壓停止處理。圖7是說明圖6所示的選擇副蓄電裝置的斷開判定處理(S100)的詳細(xì)的流程圖。另外,如以下將說明的那樣,導(dǎo)入表示斷開處理的進(jìn)行狀況(狀態(tài))的變量ID。將變量ID設(shè)定為等于_1,0 4中的任一值。
ID = 0表示未產(chǎn)生副蓄電裝置的斷開要求的狀態(tài)。即,在ID = 0時(shí),執(zhí)行由當(dāng)前的選擇副蓄電裝置BB所進(jìn)行的電力供給,另一方面按預(yù)定周期判定是否需要進(jìn)行選擇副蓄電裝置BB的切換。另外,在僅靠主蓄電裝置不能對(duì)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)MG1、MG2供給足夠的電力時(shí),或者在連接部39B故障時(shí)等禁止斷開選擇副蓄電裝置BB時(shí),設(shè)定為ID = -I。參照圖7,控制裝置30通過步驟S105判定是否為ID = O。在ID = 0時(shí)(S105中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟SllO執(zhí)行是否需要進(jìn)行選擇副蓄電裝置的斷開的判定。使用中的副蓄電裝置的SOC低于預(yù)定的判定值(閾值)且未剩余有能夠與使用中的選擇副蓄電裝置進(jìn)行更換的新的副蓄電裝置的情況下,判定為需要進(jìn)行選擇副蓄電裝置的斷開。控制裝置30,通過步驟S150來確認(rèn)步驟SllO所產(chǎn)生的是否需要斷開的判定結(jié)果。而且,在判定為需要斷開時(shí)(S150中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S180為了進(jìn)行斷開處理而設(shè)定為ID = I。BP, ID = I表示產(chǎn)生了選擇副蓄電裝置BB的斷開要求而斷開處理開始了的狀態(tài)。
另一方面,在通過步驟S150判定為不需要進(jìn)行選擇副蓄電裝置的斷開時(shí)(S150中判定為“否”時(shí)),控制裝置30通過步驟S170設(shè)定為ID = O。另外,一旦ID彡I而斷開處理開始了時(shí)或者因?yàn)楦毙铍娧b置的斷開被禁止所以設(shè)定為ID = -I時(shí)(S105中判定為“否”時(shí)),跳過步驟SllO S180的處理。圖8是說明圖6所示的斷開前升壓處理(S200)的詳細(xì)的流程圖。參照圖8,控制裝置30,在斷開前升壓處理中,通過步驟S205確認(rèn)是否為ID = I。而且,在ID = I、作出了選擇副蓄電裝置BB的斷開要求而開始了斷開處理時(shí)(S205中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S210產(chǎn)生對(duì)于轉(zhuǎn)換器12A的升壓指令,使得供電線PL2的電壓VH升壓直至預(yù)定電壓Vl為止。應(yīng)答該升壓指令,設(shè)定為供電線PL2的電壓指令值VHref = VI,生成轉(zhuǎn)換器12A的控制信號(hào)PWUA以實(shí)現(xiàn)該電壓指令值。這里,預(yù)定電壓Vl被設(shè)定為如下電壓高于主蓄電裝置BA以及選擇副蓄電裝置BB(例如BB2)的輸出電壓中較高的一方的電壓。例如,通過將預(yù)定電壓Vl設(shè)為能夠由轉(zhuǎn)換器12A升壓得到的控制上限電壓VHmax,由此能夠使升壓指令時(shí)的電壓VH可靠地高于主蓄電裝置BA以及切換后的選擇副蓄電裝置BB的輸出電壓的兩方?;蛘?,也可以從降低在轉(zhuǎn)換器12A中的損失的觀點(diǎn)出發(fā),根據(jù)在該時(shí)間點(diǎn)的主蓄電裝置BA以及選擇副蓄電裝置BB的輸出電壓,每次有余量地確定預(yù)定電壓VI。若通過步驟S210產(chǎn)生升壓指令,則控制裝置30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,在持續(xù)預(yù)定時(shí)間而變?yōu)閂H ^ Vl時(shí),步驟S220判定為“是”。當(dāng)電壓VH達(dá)到預(yù)定電壓Vl時(shí)(S220中判定為“是”時(shí)),控制裝置30將ID從I變?yōu)?。另一方面,在電壓VH到達(dá)Vl之前(S220中判定為“否”時(shí)),維持ID = I。S卩,ID=2表示斷開前升壓處理結(jié)束、能夠進(jìn)一步進(jìn)行斷開處理的狀態(tài)。另外,在ID古I時(shí)(S205中判定為“否”時(shí)),跳過后面的步驟S210 S230的處理。若斷開前升壓處理(步驟S200)結(jié)束,則控制裝置30執(zhí)行如圖9所示那樣的電力限制變更處理。圖9是說明圖6所示的電力限制變更處理(S300)的詳細(xì)的流程圖。
參照圖9,控制控制30,在電力限制變更處理中,首先通過步驟S305,判定是否為ID = 2。在不是ID = 2時(shí)(S305中判定為“否”時(shí)),跳過后面的步驟S320 S340的處理。在ID = 2時(shí)(S305中判定為“是”時(shí)),控制裝置30,通過步驟S320使選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出電力上限電力Win (S)、Wout⑶的絕對(duì)值逐漸減低。例如,Wout(S)、Win(S)按照預(yù)定的一定比例朝向0逐漸降低。若使Wout (S)、Win(S)階段性地減低,則電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩(牽引轉(zhuǎn)矩和再生轉(zhuǎn)矩)的上限值不連續(xù)地降低。即,電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩有可能突然受到限制。這樣的電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的動(dòng)作傳遞到驅(qū)動(dòng)軸,可能會(huì)產(chǎn)生車輛振動(dòng)之類的對(duì)例如車輛動(dòng)作的影響。在本實(shí)施方式中,通過將Wout(S)、Win(S)的絕對(duì)值按照預(yù)定的預(yù)定比例逐漸降低,由此能夠使電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩的上限值順暢地減低。因此,能夠避免電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩突然受到限制,所以能夠避免上述那樣的對(duì)車輛動(dòng)作的影響。 控制裝置30,通過步驟S330來判定Wout(S)、Win(S)是否達(dá)到了 O。在變?yōu)閃out(S) =Win(S) = 0之前,反復(fù)執(zhí)行步驟S320,Wout(S)以及Win(S)持續(xù)減低。而且,當(dāng)Wout(S)以及Win (S)達(dá)到0時(shí)(S330中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S340將ID從2變?yōu)?。S卩,ID = 3表示斷開前升壓處理以及電力限制變更處理結(jié)束了、能夠?qū)⑦x擇副蓄電裝置BB從轉(zhuǎn)換器12B斷開的狀態(tài)??刂蒲b置30,當(dāng)圖9所示的電力限制變更結(jié)束時(shí),執(zhí)行由步驟S400完成的副蓄電裝置的斷開處理。圖10是說明圖6所示的副蓄電裝置的斷開處理(S400)的詳細(xì)的流程圖。參照圖10,控制裝置30,在副蓄電裝置的斷開處理中,首先通過步驟S405來判定是否為ID = 3。而且,在ID古3時(shí)(S405中判定為“否”時(shí)),跳過后面的步驟S410 S450的處理。在ID = 3時(shí)(S405中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S410作為副蓄電裝置的斷開準(zhǔn)備使轉(zhuǎn)換器12B停止。S卩,轉(zhuǎn)換器12B,響應(yīng)停機(jī)指令,使得IGBT元件Q1、Q2強(qiáng)制截止??刂蒲b置30,通過步驟S420生成用于將選擇副蓄電裝置從轉(zhuǎn)換器12B斷開的繼電器控制信號(hào)。例如,在副蓄電裝置BB2為選擇副蓄電裝置的情況下,控制裝置30,生成繼電器控制信號(hào)C0NT5、C0NT7以斷開繼電器SR2、SR2G。進(jìn)而,控制裝置30,通過步驟S430判定斷開是否已完成。而且,當(dāng)斷開完成時(shí)(S430中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S450將ID從3變?yōu)?。S卩,ID = 4表示已完成了副蓄電裝置與轉(zhuǎn)換器12B之間的連接的斷開的狀態(tài)。控制裝置30,當(dāng)由步驟S400所實(shí)現(xiàn)的斷開處理結(jié)束時(shí),執(zhí)行由步驟S500所實(shí)現(xiàn)的
升壓停止處理。圖11是說明圖6所示的升壓停止處理(S500)的詳細(xì)的流程圖。參照圖11,控制裝置30,在升壓停止處理中,首先通過步驟S505來判定是否為ID=4。而且,在ID古4時(shí)(S505中判定為“否”時(shí)),跳過步驟S505以后的處理。在ID = 4時(shí)(S505中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S550將在步驟S210中所產(chǎn)生的升壓指令取消。進(jìn)一步,控制裝置30在步驟S560中容許由轉(zhuǎn)換器12A所進(jìn)行的升壓停止。例如,在從電動(dòng)車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性等的觀點(diǎn)出發(fā),不需要進(jìn)行由轉(zhuǎn)換器12A進(jìn)行的升壓的情況下,停止由轉(zhuǎn)換器12A所進(jìn)行的升壓。該情況下,轉(zhuǎn)換器12A的上臂被固定為接通并且轉(zhuǎn)換器12A的下臂被固定為斷開。在圖12中示出了在圖6 圖11中所說明的本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中的選擇副蓄電裝置的斷開處理中的工作波形。參照圖12,在ID = 0之前的期間,按預(yù)定周期執(zhí)行基于當(dāng)前的副蓄電裝置(例如蓄電池BB2)的SOC的斷開判定處理。而且,在時(shí)刻tl,響應(yīng)于選擇副蓄電裝置BB的SOC減低,通過斷開判定處理(步驟S100)產(chǎn)生選擇副蓄電裝置BB的斷開要求,通過設(shè)定為ID = I而開始進(jìn)行斷開處理。由此,執(zhí)行斷開前升壓處理(步驟S200),通過轉(zhuǎn)換器12A使供電線PL2的電壓朝向預(yù)定電壓Vl升高、當(dāng)供電線PL2的升壓處理在時(shí)刻t2結(jié)束時(shí),ID從I變?yōu)?。 當(dāng)變得ID = 2時(shí),執(zhí)行電力限制變更處理(S300),選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)朝向0按預(yù)定的一定比例降低。另外,在該期間中,轉(zhuǎn)換器12B受到控制以停止當(dāng)前的選擇副蓄電裝置(蓄電池BBl)的充電放電。或者,也可以是轉(zhuǎn)換器12B從時(shí)刻tl起停機(jī)。在時(shí)刻t3,若選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)減小直至0,則ID從2變?yōu)?。而且,若變?yōu)镮D = 3,則開始進(jìn)行副蓄電裝置的斷開處理。S卩,在轉(zhuǎn)換器12B停機(jī)了的狀態(tài)下,繼電器SR2、SRG2斷開。通過完成這些斷開處理,由此在時(shí)刻t4,ID從3變?yōu)?。若變?yōu)镮D = 4,則時(shí)刻t5,停止用于將供電線PL2的電壓VH升壓到預(yù)定電壓Vl的升壓處理。由此,一連串的選擇副蓄電裝置的斷開處理結(jié)束。另外,主蓄電裝置BA的輸入輸出上下電力Win(M)、Wout (M)未由選擇副蓄電裝置的斷開處理改變。在時(shí)刻t6,容許停止由轉(zhuǎn)換器12A所進(jìn)行的升壓。在不需要轉(zhuǎn)換器12A進(jìn)行升壓的情況下,如圖12所示,在時(shí)刻t6以后轉(zhuǎn)換器12A的開關(guān)工作停止。即,在時(shí)刻t6以后,轉(zhuǎn)換器12A的上臂接通固定、另一方轉(zhuǎn)換器12A的下臂斷開固定。該情況下,電壓VH降低直至主蓄電裝置BA的電壓VBA為止。另一方面,在需要由轉(zhuǎn)換器12A所進(jìn)行的升壓的情況下,即使在時(shí)刻t6以后,轉(zhuǎn)換器12A的開關(guān)工作也持續(xù)。在執(zhí)行了上述的斷開處理的情況下,僅主蓄電裝置BA能夠使用,所以作為電源系統(tǒng)整體能夠輸入輸出的電流降低。如圖5所示,在高溫區(qū)域或低溫區(qū)域限制主蓄電裝置BA的輸入上限電力以及輸出上限電力。在這樣的狀態(tài)下僅使用主蓄電裝置BA的情況下,要考慮到主蓄電裝置BA可能繼續(xù)劣化。因此,在本實(shí)施方式中,電源系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)、即圖I中車輛系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí),判定是否禁止選擇副蓄裝置斷開。具體而言,在基于主蓄電裝置BA、副蓄電裝置BB1、副蓄電裝置BB2中的至少一個(gè)的溫度的溫度條件成立時(shí),禁止選擇副蓄電裝置斷開。圖13是用于說明電源系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)的斷開禁止處理的流程圖。參照圖13,控制裝置30,通過步驟S610,判定是否要已將起動(dòng)信號(hào)IGON輸入于控制裝置30。起動(dòng)信號(hào)IGON的輸入,意味著電源系統(tǒng)以及車輛系統(tǒng)(參照圖I)的起動(dòng)。在起動(dòng)信號(hào)IGON未被輸入于控制裝置30的情況下(S610中判定為“否”時(shí)),跳過步驟S620 S660的處理。另一方面,在通過步驟S610判定為起動(dòng)信號(hào)IGON已被輸入于控制裝置30的情況下(S610中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S620設(shè)定溫度條件。該情況下的溫度條件為主蓄電裝置BA的溫度TA為從溫度Tl到溫度T2為止的范圍外這樣的條件以及副蓄電裝置BB1、BB2中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于下限溫度這樣的條件中的至少一個(gè)條件??刂蒲b置30,通過步驟S630來判定主蓄電裝置BA的溫度TA為從溫度Tl到溫度T2為止的范圍外這樣的條件是否成立。具體而言,控制裝置30,判定主蓄電裝置BA的溫度TA低于下限溫度Tl這樣的條件以及溫度TA高于上限溫度T2這樣的條件中的任一方是否成立。下限溫度Tl與圖5所示的通常溫度區(qū)域的下限相對(duì)應(yīng)。上限溫度T2與通常溫度區(qū)域的上限相對(duì)應(yīng)。另外,考慮到余量,也可以將從溫度Tl到溫度T2的范圍設(shè)定得比圖5所示的通常溫度區(qū)域窄。即,也可以將溫度Tl設(shè)定得高于通常溫度區(qū)域的下限,并且將溫度T2設(shè)定得低于通常溫度區(qū)域的上限。
在溫度TA低于下限值Tl這樣的條件或者溫度TA高于上限值T2這樣的條件中任一方成立的情況下(步驟S630中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S640設(shè)定為ID=_1。另一方面,在溫度TA低于下限值Tl這樣的條件或者溫度TA高于上限值T2這樣的條件都不成立的情況下(步驟S630中判定為“否”時(shí)),控制裝置30執(zhí)行步驟S650的處理??刂蒲b置30,通過步驟S650,判定多個(gè)副蓄電裝置中的、除使用中的副蓄電裝置(選擇副蓄電裝置)外的剩余的副蓄電裝置的溫度低于下限溫度Tl這樣的條件是否成立。在電源系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí),多個(gè)副蓄電裝置都是未使用的。即,在電源系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)不存在使用中的副蓄電裝置。因此,控制裝置30,判定副蓄電裝置BBl的溫度TBBl是否低于下限溫度Tl,并且判定副蓄電裝置BB2的溫度TBB2是否低于下限溫度Tl。另外,“多個(gè)副蓄電裝置中的、除使用中的副蓄電裝置(選擇副蓄電裝置)外的剩余的副蓄電裝置”不限定于未使用的副蓄電裝置,也包括已經(jīng)從轉(zhuǎn)換器I斷開的副蓄電裝置。在的溫度TBBl低于下限溫度Tl這樣的條件以及溫度TBB2高于下限溫度Tl這樣的條件的某一個(gè)成立的情況下(步驟S650中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S640設(shè)定為ID = -I。另一方面,在上述2個(gè)條件按都不成立的情況下(步驟S650中判定為“否”時(shí)),控制裝置30通過步驟S660設(shè)定為ID = O。在溫度TA處于通常溫度范圍的情況下,輸入上限電力Win(M)以及輸出上限電力Wout(M)受到限制。在該情況下,通過將ID設(shè)定為-1,由此禁止選擇副蓄電裝置BB的斷開。由此,能夠?qū)⑾鄬?duì)于電源系統(tǒng)的輸入輸出電力分配到主蓄電裝置BA以及選擇副蓄電裝置BB。由此,與僅使用主蓄電裝置BA的情況相比,能夠使相對(duì)于主蓄電裝置BA的輸入輸出的電力減小,所以能夠抑制繼續(xù)主蓄電裝置劣化。通過即便在不處于使用中的狀態(tài)的副蓄電裝置的溫度低于下限溫度Tl的情況下也將ID設(shè)定為-1,由此禁止選擇副蓄電裝置BB的斷開。能夠推定不處于使用中的狀態(tài)下的副蓄電裝置的溫度,與副蓄電裝置的氣氛溫度即外部氣溫大致相等。在不處于使用中的狀態(tài)的副蓄電裝置的溫度低于下限溫度Tl的情況下,通過由外部氣體來冷卻主蓄電裝置BA,由此主蓄電裝置BA的溫度可能低于下限溫度Tl。在該情況下,輸入上限電力Win (M)以及輸出上限電力Wout(M)受到限制。但是,禁止斷開選擇副蓄電裝置BB,所以能夠使用主蓄電裝置BA以及副蓄電裝置BB這兩方。因此,能夠抑制主蓄電裝置的劣化繼續(xù)。另一方面,使用中的主蓄電裝置生熱,所以其溫度可能與外部氣溫不同。因此,在步驟S650的處理中不使用使用中的副蓄電裝置的溫度。在溫度TA為通常溫度區(qū)域內(nèi)、且不處于使用中的狀態(tài)的副蓄電裝置的溫度高于下限溫度Tl的情況(步驟S630中判定為“否”時(shí)),主蓄電裝置BA的溫度TA低于下限溫度Tl的可能性低。因此,該情況下,設(shè)定為ID = 0。即,不禁止從轉(zhuǎn)換器12B斷開選擇副蓄電裝置。另外,也可以將步驟S630的處理和步驟S650的處理統(tǒng)一為一個(gè)處理??刂蒲b置30 (具體而言為圖4所示的行駛控制部250),基于圖13的流程圖的處理結(jié)果,在車輛系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)設(shè)定行駛模式。圖14是用于說明車輛系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)所執(zhí)行的行駛 模式的設(shè)定處理的流程圖。參照圖14,控制裝置30通過步驟S710判定是否為ID = -I。在ID = -I的情況下(步驟S710中判定為“是”時(shí)),控制裝置30,通過步驟S720判定主蓄電裝置BA以及選擇副蓄電裝置BB的SOC的平均值是否低于閾值。在SOC的平均值低于閾值的情況下(步驟S720中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S730將行駛模式設(shè)定為HV模式。在SOC的平均值高于閾值的情況下(步驟S720中判定為“否”時(shí)),控制裝置30通過步驟S740將行駛模式設(shè)定為EV模式。另外,在步驟S730、S740中的任一個(gè)中都是ID = _1,所以禁止斷開選擇副蓄電裝置BB。即,設(shè)定使用主蓄電裝置BA和副蓄電裝置BB這兩方的行駛模式。在ID不為-I的情況下(步驟S710中判定為“否”時(shí)),控制裝置30通過步驟S750來判定主蓄電裝置BA以及副蓄電裝置BB的SOC的平均值是否低于閾值。在判定為SOC平均值低于閾值的情況下(步驟S750中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S760將行駛模式設(shè)定為EV模式。在SOC平均值高于閾值的情況下(步驟S750中判定為“否”時(shí)),控制裝置30通過步驟S760將行駛模式設(shè)定為EV模式。在步驟S760中,設(shè)定僅主蓄電裝置BA能夠使用的行駛模式。另一方面,在步驟S770中,設(shè)定為主蓄電裝置BA和選擇副蓄電裝置BB這兩方能夠使用的行駛模式。在步驟S770中所設(shè)定的行駛模式下,在使用中的選擇副蓄電裝置的SOC減低了的情況下,將該副蓄電裝置切換成新的副蓄電裝置。進(jìn)一步,在沒有能夠使用的副蓄電裝置的情況下,將所有的副蓄電裝置從電源系統(tǒng)電斷開。圖15是用于說明電源系統(tǒng)的起動(dòng)完成后的斷開禁止處理的流程圖。這里,所謂電源系統(tǒng)的起動(dòng)完成了的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于正在使用電源系統(tǒng)的狀態(tài)、即電動(dòng)車輛的行駛中的狀態(tài)。參照圖15,控制裝置30, 通過步驟S810判定ID =-I和ID = 4中的任意一個(gè)是否成立。在ID = -I或者ID = 4的情況下(步驟S810中判定為“是”時(shí)),跳過步驟S820 S840的處理。在ID = -I和ID = 4中的任意一個(gè)都不成立的情況下(步驟S810中判定為“否”時(shí)),通過步驟S820設(shè)定溫度條件。該情況下的溫度條件為主蓄電裝置BA的溫度TA為從溫度Tl到溫度T2的范圍外這樣的條件??刂蒲b置30,通過步驟S830來判定主蓄電裝置BA的溫度TA為從溫度Tl到溫度T2的范圍外這樣的條件是否成立。具體而言,控制裝置30,判定主蓄電裝置BA的溫度TA低于下限溫度Tl這樣的條件以及溫度TA高于上限溫度T2這樣的條件中的任意一個(gè)是否成立。在TA < Tl或者TA > T2的情況下(步驟S830中判定為“是”時(shí)),控制裝置30通過步驟S840設(shè)定為ID = -I。另一方面,在TA < Tl和TA > T2中的任意一個(gè)都不成立的情況下,即,溫度TA在從溫度Tl到溫度T2的范圍內(nèi)的情況下,跳過步驟S830的處理。在該情況下變量ID不變。認(rèn)為在電源系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)即車輛系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)主蓄電裝置(或者多個(gè)副蓄電裝置的各個(gè))的溫度最低。因此,在電源系統(tǒng)起動(dòng)時(shí),基于主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置的各個(gè)的溫度,判定是否應(yīng)該禁止斷開選擇副蓄電裝置。 在電源系統(tǒng)起動(dòng)時(shí),首先判定主蓄電裝置的溫度是否在主蓄電裝置書輸入輸出電力受限制的溫度區(qū)域(低溫區(qū)域或者高溫區(qū)域)內(nèi)。在主蓄電裝置的溫度為通常溫度區(qū)域內(nèi)但外部氣溫低的情況下,主蓄電裝置被冷卻,由此主蓄電裝置的輸入輸出電力可能受到限制。因此,在電源系統(tǒng)起動(dòng)時(shí),要推定外部氣溫。副蓄電裝置BBl、BB2都未使用,所以可以認(rèn)為副蓄電裝置BB1、BB2各自的溫度中較低的一方與外部氣溫大致相等。因此,判定副蓄電裝置BB1、BB2的各自的溫度是否低于下限溫度Tl。另一方面,在電動(dòng)車輛的行駛中,僅基于主蓄電裝置BA的溫度TA來判定是否應(yīng)該禁止斷開選擇副蓄電裝置。在車輛的行駛中外部氣溫突然降低的可能性很小。即,可以認(rèn)為在電源系統(tǒng)起動(dòng)時(shí),如果主蓄電裝置BA的外部氣溫不低于下限溫度Tl,則之后主蓄電裝置BA的溫度減低到低于下限溫度Tl的可能性也很小。根據(jù)本實(shí)施方式,在電動(dòng)車輛的行駛中,僅基于主蓄電裝置BA的溫度TA來判定是否應(yīng)該禁止斷開選擇副蓄電裝置。由此,能夠簡化控制裝置30的處理。在溫度TA包含在通常溫度區(qū)域內(nèi)的情況下,能夠斷開選擇副蓄電裝置。這樣,通過將選擇副蓄電裝置從轉(zhuǎn)換器12B斷開,由此能夠停止轉(zhuǎn)換器12A的升壓工作。其結(jié)果,能夠期待電源系統(tǒng)以及變換器損失的減低,所以能夠期待電動(dòng)車輛(混合動(dòng)力車輛)的燃料經(jīng)濟(jì)性的提高。另一方面,在溫度TA處于通常溫度區(qū)域外的情況下,禁止斷開選擇副性蓄電裝置,所以能夠謀求對(duì)主蓄電裝置的保護(hù)。因此,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠謀求電動(dòng)車輛的行駛中的燃料經(jīng)濟(jì)性的提高和對(duì)主蓄電裝置的保護(hù)的兩方面。接下來,參照圖16對(duì)作為本發(fā)明的實(shí)施方式的電源系統(tǒng)的控制構(gòu)成的一部分的、用于在圖6 圖13、圖15中所說明的選擇副蓄電裝置的斷開處理的功能部分的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖16所示的各功能塊,通過由控制裝置30執(zhí)行預(yù)定程序所產(chǎn)生的軟件處理、或者通過專用的電子電路(硬件)來實(shí)現(xiàn)。參照圖16,斷開判定部100接受表示蓄電池充電狀態(tài)的SOC(BBl)、SOC (BB2)。切斷判定部100,在各功能塊間所共有的變量ID為0時(shí),判定當(dāng)前使用中的選擇副蓄電裝置BB的SOC是否已低于預(yù)定的閾值。進(jìn)一步,斷開判定部100,基于SOC(BBl)、SOC (BB2),判定是否未剩余能夠與當(dāng)前使用中的選擇副蓄電裝置進(jìn)行更換的新的副蓄電裝置。上述的判定處理按預(yù)定周期執(zhí)行。S卩,斷開判定部100,在未剩余能夠與當(dāng)前使用中的選擇副蓄電裝置進(jìn)行更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于選擇副蓄電裝置的SOC(BB)來判定是否要將選擇副蓄電裝置BB從轉(zhuǎn)換器12B斷開。而且,斷開判定部100,在必需將選擇副蓄電裝置斷開的情況下,使ID從0變到I。由此,產(chǎn)生選擇副蓄電裝置的斷開要求。即,斷開判定部100的功能與圖6的步驟SlOO的處理相對(duì)應(yīng)。升壓指示部110,當(dāng)產(chǎn)生選擇副蓄電裝置的斷開要求、ID= I時(shí),對(duì)控制轉(zhuǎn)換器12A的轉(zhuǎn)換器控制部200輸出升壓指令信號(hào)CMBT。轉(zhuǎn)換器控制部200,基于電壓VH、VLA以及電壓指令值VHref,生成轉(zhuǎn)換器12A的控制信號(hào)PWUA、PffUD,使得供電線PL2的電壓VH變?yōu)殡妷褐噶钪礦Href。進(jìn)一歩,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(hào)CMBT的情況下,設(shè)定為電壓指令值VHref = Vl而生成控制信號(hào)PWUA。而且,轉(zhuǎn)換器控制部200,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)預(yù)定時(shí)間以上時(shí),設(shè)置表示升壓完成的標(biāo)志FBT為開啟(on)。
升壓指示部110,當(dāng)設(shè)置了標(biāo)志FBT為開啟(on)吋,變更為ID = 2。接著,持續(xù)輸出升壓指令信號(hào)CMBT,直至通過后述的斷開控制部140所進(jìn)行的斷開處理完成從而設(shè)定為ID = 4為止。即,升壓指示部110的功能與圖6的步驟S200以及圖11的步驟S550相對(duì)應(yīng)。電カ限制部120設(shè)定選擇副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電カWin(S)、Wout(S)。在通常吋,輸入輸出上限電カWin(S)、Wout(S)基于被設(shè)為選擇副蓄電裝置BB的蓄電池的SOC (SOC (BBl)或者S0C(BB2))、電池溫度(TBBI或者TBB2)、輸出電壓(VBl或者VB2)來設(shè)定。相對(duì)于此,在選擇副蓄電裝置的斷開處理吋,電カ限制部120,當(dāng)變?yōu)镮D = 2時(shí)使輸入輸出上限電カWin(S)、Wout(S)按ー定比例朝向0逐漸降低,并且當(dāng)Win(S)、Wout(S)達(dá)到0時(shí)使ID從2變?yōu)?。當(dāng)ID達(dá)到3吋,電カ限制部120將輸入輸出上限電カWin(S)、Wout(S)固定為O。S卩,電カ限制部120的功能與圖9的步驟S320 S340的處理相對(duì)應(yīng)。電カ限制部130設(shè)定主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電カWin (S)、Wout⑶。輸入輸出上限電カWin (S)、Wout (S)基于主蓄電裝置BA的SOC(BA)、溫度TA、電壓VBA來設(shè)定。斷開控制部140,當(dāng)通過電カ控制部120設(shè)定為ID = 3吋,生成轉(zhuǎn)換器12B的停機(jī)指令。進(jìn)一歩,斷開控制部140生成繼電器控制信號(hào)C0NT4 C0NT7,使得選擇副蓄電裝置BB被從轉(zhuǎn)換器12B斷開。例如,在選擇副蓄電裝置BB為蓄電池BB2的情況下,生成繼電器控制信號(hào)C0NT5,C0NT7,使得繼電器SR2、SR2G斷開。接著,當(dāng)該斷開處理完成時(shí),斷開控制部140使轉(zhuǎn)換器12B的停機(jī)狀態(tài)結(jié)束并且使ID從3變?yōu)?。S卩,斷開控制部140的功能與圖6的步驟S400的處理相對(duì)應(yīng)。升壓停止許可部150,在通過斷開控制部140設(shè)定為ID = 4的情況下,生成容許轉(zhuǎn)換器12A所進(jìn)行的升壓工作停止的指令,并且輸出該指令。S卩,升壓停止容許部150的功能與圖11的步驟S560的處理相對(duì)應(yīng)。轉(zhuǎn)換器控制部200,根據(jù)來自于升壓停止容許部150的指令,生成用于將轉(zhuǎn)換器12A的上臂固定為接通的控制信號(hào)PWFA。斷開禁止部160接受起動(dòng)信號(hào)IG0N。該情況下,斷開禁止部160基于主蓄電裝置BA的溫度TA、副蓄電裝置BBl的溫度TBBl以及副蓄電裝置BB2的溫度TBB2設(shè)定為ID =
0或者 ID = -I。
進(jìn)ー步,斷開禁止部150,在電動(dòng)車輛的行駛中接受變量ID。該情況下,斷開禁止部160,在主蓄電裝置BA的溫度TA為通常溫度區(qū)域內(nèi)的情況下,變量ID不變。另ー方面,斷開禁止部160,在主蓄電裝置BA的溫度TA為通常溫度區(qū)域外的情況下,設(shè)定為ID = -I。S卩,斷開禁止部160的功能與圖13的步驟S610 S650的處理以及圖15的步驟S810 S830的處理相對(duì)應(yīng)。如上述說明的那樣,根據(jù)按照本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng),在與主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置的各自的溫度相關(guān)的預(yù)定的條件成立了的情況下,禁止將選擇副蓄電裝置與轉(zhuǎn)換器12B斷開。由此,能夠謀求對(duì)主蓄電裝置的保護(hù)。另外,在本實(shí)施方式中,示出了搭載有能夠通過動(dòng)カ分配機(jī)構(gòu)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)カ分配到驅(qū)動(dòng)輪和發(fā)電機(jī)的串行/并行型混合動(dòng)カ系統(tǒng)的電動(dòng)車輛。但是,本發(fā)明也能夠應(yīng)用干例如使用發(fā)動(dòng)機(jī)僅為了驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)、而僅靠使用通過發(fā)電機(jī)發(fā)電所生成的電カ的馬達(dá)而產(chǎn)生車軸的驅(qū)動(dòng)カ的串行型混合動(dòng)カ車輛、和/或電動(dòng)車、燃料電池汽車。這些車輛中任 意一種都搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)和蓄電裝置,所以能夠應(yīng)用本發(fā)明。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本次所公開的實(shí)施例全部的方面是例示的而并非限制性的。本發(fā)明的范圍不由上述說明而由權(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)所進(jìn)行的全部的變更附圖標(biāo)記的說明I電動(dòng)車輛 2車輪 3動(dòng)カ分配機(jī)構(gòu) 4發(fā)動(dòng)機(jī)6蓄電池充電用轉(zhuǎn)換器(外部充電)8外部電源9A、9B1、9B2、24、25 電流傳感器10A、10B1、10B2、13、21A、21B 電壓傳感器11AU1B1U1B2溫度傳感器 12A、12B轉(zhuǎn)換器14,22變換器 15 U相臂 16 V相臂 17 W相臂 30控制裝置39A、39B連接部 100斷開判定部 110升壓指示部120、130電カ限制部 140斷開控制部 150升壓停止許可部160斷開禁止部 200轉(zhuǎn)換器控制部 250行駛控制部260總計(jì)功率算出部 270、280變換器控制部 BA蓄電池(主蓄電裝置) BB選擇副蓄電裝置蓄電池(副蓄電裝置)C1、C2、CH平滑用電容器 CMBT升壓指令信號(hào)CONTl C0NT7繼電器控制信號(hào) Dl D8并聯(lián)ニ極管FBT標(biāo)志 IA輸入輸出電流 IB電流 ID變量 IGON起動(dòng)信號(hào) LI電抗器 MCRT1、MCRT2馬達(dá)電流值 MG1、MG2 電動(dòng)發(fā)電機(jī) N2節(jié)點(diǎn) PL1A、PL1B 電源線 PL2供電線 Pttl 總計(jì)要求功率 PWMI1、PWMI2、PWMC、PWMCl、PWMC2 控制信號(hào)(變換器) PWU、PWUA, PffDA, PWD、PWDA、PffDB 控制信號(hào)(轉(zhuǎn)換器)Ql Q8 IGBT元件 R限制阻抗 SLU SL2接地線SMRl SMR3 系統(tǒng)主繼電器 SRI、SR1G、SR2、SR2G 繼電器TA、TBB、TBB1、TBB2 溫度(蓄電池) Tqcoml、Tqcom2 轉(zhuǎn)矩指令值 UL、VL、WL 線(三相) VBA、VBB1、VBB2、VLA、VLB、VH 電壓 VHref 電壓指令值 Win、Win (M)、Win (S)輸入上 限電カ Wout、Wout (M)、Wout (S)輸出上限電カ
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng),是搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)(MG2)和驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)(MG2)的變換器(14)的電動(dòng)車輛⑴的電源系統(tǒng),其中,具備 主蓄電裝置(BA); 對(duì)所述變換器(14)供電的供電線(PL2); 第一電壓轉(zhuǎn)換器(12A),其設(shè)置于所述供電線(PL2)和所述主蓄電裝置(BA)之間,構(gòu)成為進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換; 相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2); 第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B),其設(shè)置于所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)和所述供電線(PL2)之間,構(gòu)成為在所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中的被選擇的副蓄電裝置和所述供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換; 連接部(39B),其設(shè)置于所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間,構(gòu)成為進(jìn)行所述被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的連接和斷開;和 控制裝置(30),其構(gòu)成為對(duì)所述被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的連接和斷開進(jìn)行控制, 所述控制裝置(30)包括 斷開判定部(100),其構(gòu)成為在不存在能夠與所述被選擇的副蓄電裝置更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于所述被選擇的副蓄電裝置的充電狀態(tài),判定是否需要產(chǎn)生用于將所述被選擇的副蓄電裝置從所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)斷開的斷開要求;和 斷開禁止部(160),其構(gòu)成為在與所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個(gè)副蓄電裝置(BBl, BB2)中的至少一個(gè)蓄電裝置的溫度相關(guān)的溫度條件成立的情況下,對(duì)所述斷開判定部(100)進(jìn)行指示,使其不產(chǎn)生所述斷開要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng),其中, 所述控制裝置(30)進(jìn)一步包括電力限制部(120),所述電力限制部(120)構(gòu)成為,在所述主蓄電裝置(BA)的溫度為預(yù)定的范圍外的情況下,限制所述主蓄電裝置(BA)的輸入電力和輸出電力, 所述至少一個(gè)蓄電裝置包括所述主蓄電裝置(BA), 所述溫度條件包括所述主蓄電裝置(BA)的溫度為所述預(yù)定的范圍外這樣的第一條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng),其中, 所述溫度條件為所述第一條件和與所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)的溫度相關(guān)的第二條件中的至少一個(gè)條件, 所述第二條件為所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于預(yù)定的下限值這樣的條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng),其中, 所述至少一個(gè)副蓄電裝置為所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中除了所述被選擇的副蓄電裝置外剩余的副蓄電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng),其中, 所述斷開禁止部(160)構(gòu)成為,在所述電動(dòng)車輛(I)的起動(dòng)時(shí),將所述至少一個(gè)條件設(shè)定為所述溫度條件,另一方面在所述電動(dòng)車輛(I)的起動(dòng)完成后,僅將所述第一條件設(shè)定為所述溫度條件。
6.—種電動(dòng)車輛,其中,具備 產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)(MG2); 驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)(MG2)的變換器(14); 主蓄電裝置(BA); 對(duì)所述變換器(14)供電的供電線(PL2); 第一電壓轉(zhuǎn)換器(12A),其設(shè)置于所述供電線(PL2)和所述主蓄電裝置(BA)之間,構(gòu)成為進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換; 相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2); 第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B),其設(shè)置于所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)和所述供電線(PL2)之間,構(gòu)成為在所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中的被選擇的副蓄電裝置和所述供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換; 連接部(39B),其設(shè)置于所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間,構(gòu)成為進(jìn)行所述被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的連接和斷開;和 控制裝置(30),其構(gòu)成為對(duì)所述被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的連接和斷開進(jìn)行控制, 所述控制裝置(30)包括 斷開判定部(100),其構(gòu)成為在不存在能夠與所述被選擇的副蓄電裝置更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于所述被選擇的副蓄電裝置的充電狀態(tài),判定是否需要產(chǎn)生用于將所述被選擇的副蓄電裝置從所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)斷開的斷開要求;和 斷開禁止部(160),其構(gòu)成為在與所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個(gè)副蓄電裝置(BBl, BB2)中的至少一個(gè)蓄電裝置的溫度相關(guān)的溫度條件成立的情況下,對(duì)所述斷開判定部(100)進(jìn)行指示,使其不產(chǎn)生所述斷開要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)車輛,其中, 所述控制裝置(30)進(jìn)一步包括電力限制部(120),所述電力限制部(120)構(gòu)成為,在所述主蓄電裝置(BA)的溫度為預(yù)定的范圍外的情況下,限制所述主蓄電裝置(BA)的輸入輸出電力, 所述至少一個(gè)蓄電裝置包括所述主蓄電裝置(BA), 所述溫度條件包括所述主蓄電裝置(BA)的溫度為所述預(yù)定的范圍外這樣的第一條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)車輛,其中, 所述溫度條件為所述第一條件和與所述多個(gè)副蓄電裝置的溫度相關(guān)的第二條件中的至少一個(gè)條件, 所述第二條件為所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于預(yù)定的下限值這樣的條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)車輛,其中, 所述至少一個(gè)副蓄電裝置為所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中除了所述被選擇的副蓄電裝置外剩余的副蓄電裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車輛,其中, 所述斷開禁止部(160)構(gòu)成為,在所述電動(dòng)車輛(I)的起動(dòng)時(shí),將所述至少一個(gè)條件設(shè)定為所述溫度條件,另一方面在所述電動(dòng)車輛(I)的起動(dòng)完成后,僅將所述第一條件設(shè)定為所述溫度條件。
11.一種電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,是搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)功率的馬達(dá)(MG2)和驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)(MG2)的變換器(14)的電動(dòng)車輛(I)的電源系統(tǒng)的控制方法,其中, 所述電源系統(tǒng)具備 主蓄電裝置(BA); 對(duì)所述變換器(14)供電的供電線(PL2); 第一電壓轉(zhuǎn)換器(12A),其設(shè)置于所述供電線(PL2)和所述主蓄電裝置(BA)之間,構(gòu)成為進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換; 相互并列設(shè)置的多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2); 第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B),其設(shè)置于所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)和所述供電線(PL2)之間,構(gòu)成為在所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中的被選擇的副蓄電裝置和所述供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換; 連接部(39B),其設(shè)置于所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間,構(gòu)成為進(jìn)行所述被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的連接和斷開;和 控制裝置(30),其構(gòu)成為對(duì)所述被選擇的副蓄電裝置相對(duì)于所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的連接和斷開進(jìn)行控制, 所述控制方法,包括 在不存在能夠與所述被選擇的副蓄電裝置更換的新的副蓄電裝置時(shí),基于所述被選擇的副蓄電裝置的充電狀態(tài),判定是否需要產(chǎn)生用于將所述被選擇的副蓄電裝置從所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)斷開的斷開要求的判定步驟(SllO);和 在基于所述主蓄電裝置(BA)以及所述多個(gè)副蓄電裝置(BBl,BB2)中的至少一個(gè)蓄電裝置的溫度的溫度條件成立的情況下,禁止產(chǎn)生所述斷開要求的禁止步驟(S610 S660,S810 S840)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,其中, 所述控制裝置(30)構(gòu)成為,在所述主蓄電裝置(BA)的溫度從預(yù)定的范圍偏離的情況下,限制所述主蓄電裝置(BA)的輸入電力和輸出電力, 所述至少一個(gè)蓄電裝置包括所述主蓄電裝置(BA), 所述溫度條件包括所述主蓄電裝置(BA)的溫度從所述預(yù)定的范圍偏離這樣的第一條件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,其中, 所述溫度條件為所述第一條件和與所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)的溫度相關(guān)的第二條件中的至少一個(gè)條件, 所述第二條件為所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中的至少一個(gè)副蓄電裝置的溫度低于預(yù)定的下限值這樣的條件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,其中, 所述至少一個(gè)副蓄電裝置為所述多個(gè)副蓄電裝置(BB1,BB2)中除了所述被選擇的副蓄電裝置外剩余的副蓄電裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法,其中, 所述禁止步驟(S610 S660,S810 S840)包括設(shè)定所述溫度條件的設(shè)定步驟(S620,S820), 在所述電動(dòng)車輛的起動(dòng)時(shí),所述至少一個(gè)條件被設(shè)定為所述溫度條件,另一方面在所述電動(dòng)車輛的起動(dòng)完成后,僅所述第一條件被設(shè)定為所述溫度條件。
全文摘要
電源系統(tǒng)包括主蓄電裝置(BA)和多個(gè)副蓄電裝置(BB1、BB2)。轉(zhuǎn)換器(12B)依次與副蓄電裝置(BB1、BB2)中的一方連接,在該選擇副蓄電裝置與供電線(PL2)之間進(jìn)行雙向電壓轉(zhuǎn)換。在經(jīng)過副蓄電裝置的連接切換處理而未剩余能夠新更換的副蓄電裝置的狀態(tài)下,基于該副蓄電裝置的SOC與車輛狀態(tài)而產(chǎn)生副蓄電裝置的斷開要求。但是,在與主蓄電裝置以及多個(gè)副蓄電裝置中的至少一個(gè)的溫度相關(guān)的條件成立的情況下,為了保護(hù)主蓄電裝置而禁止產(chǎn)生斷開要求。
文檔編號(hào)B60K6/445GK102802998SQ20098015975
公開日2012年11月28日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者加藤紀(jì)彥 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社