BRPI0718370A2

BRPI0718370A2 - Dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia elétrica externa e veículo

Info

Publication number: BRPI0718370A2
Application number: BRPI0718370-4A
Authority: BR
Inventors: Hiroki Sawada; Yoshinori Fujitake
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2014-07-29
Also published as: CN101523709A; BRPI0718370B1; US20100060080A1; KR20090065542A; RU2009116280A; WO2008041418A1; US8039987B2; EP2068431B1; RU2412514C2; JPWO2008041418A1; EP2068431A4; KR101066529B1; CN101523709B; EP2068431A1; JP4780195B2

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE FONTE DE ENERGIA CARREGADO POR UMA FONTE DE ENERGIA ELÉTRICA EXTERNA E VEÍCULO".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um dispositivo de fonte de e

nergia e a um veículo com o dispositivo de fonte de energia.

Técnica Antecedente

Recentemente, veículos ambientalmente amigáveis, incluindo um veículo elétrico, um veículo à célula de combustível e um veículo híbrido usando motor elétrico e motor a combustão têm atraído a atenção. A montagem de uma pluralidade de baterias nesse veículo que tem um dispositivo de fonte de energia montado nele também foi proposta.

No projeto de um veículo como esse, um método de carregamento da pluralidade de baterias também pode ser considerado. Várias propostas foram feitas em relação ao método de carregamento de uma pluralidade de baterias.

A título de exemplo, a Patente Japonesa Aberta N0 9-233710 mostra um dispositivo de carga/descarga capaz de carregar e descarregar individualmente uma pluralidade de baterias de armazenamento. O dispositi20 vo de carga/descarga inclui um circuito de retificação de carga para a retificação de uma fonte de energia CA, um circuito de retificação de regeneração conectado antiparalelo ao circuito de retificação de carga, para a regeneração de eletricidade das baterias de armazenamento dividida em uma pluralidade de números para a fonte de energia CA, e uma pluralidade de 25 conversores elevadores/para baixo providos correspondendo à pluralidade de baterias de armazenamento, respectivamente. Cada um da pluralidade de conversores elevadores/para baixo é usado como um conversor elevador, quando a bateria de armazenamento for descarregada.

No dispositivo de carga/descarga descrito na Patente Japonesa Aberta N0 9-233710, o carregamento de uma bateria de armazenamento é difícil, a menos que a tensão de saída do circuito de retificação de carga seja tornada maior do que a tensão através de terminais da bateria de armazenamento. De modo a se resolver este problema, é necessário usar um dispositivo de fonte de energia capaz de extrair uma tensão alta, ou prover um circuito de intensificação de tensão entre a fonte de energia CA e o circuito de retificação de carga.

5 Quando uma pluralidade de baterias de armazenamento monta

das em um veículo é para ser carregada usando-se a técnica descrita no pedido aberto mencionado acima, pode ser possível usar uma fonte de energia de alta tensão ou conectar um circuito de intensificação entre uma fonte de energia comercial para uso doméstico e a bateria de armazenamen10 to. De acordo com estes métodos, contudo, um dispositivo de carregamento dedicado, por exemplo, torna-se necessário. Isto aumenta, de forma indesejável, o número de componentes de um veículo. Ainda, uma operação de conexão do dispositivo de carregamento se torna necessária e, daí, um encargo aumentado sobre o usuário é esperado.

Descrição da Invenção

Um objetivo da presente invenção é prover um dispositivo de fonte de energia permitindo uma fácil execução de carregamento a partir do exterior, e prover um veículo com um dispositivo de fonte de energia como esse.

Em resumo, a presente invenção provê um dispositivo de fonte

de energia carregado por uma fonte de energia externa, incluindo: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um primeiro nó; uma carga conectada a um segundo nó; uma primeira unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o pri25 meiro nó e o segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o terceiro nó e o segundo nó; e uma unidade de transmissão de energia transmitindo a energia recebida a partir da fonte de energia externa para o primeiro nó. 30 Preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda inclui

uma primeira unidade de conexão capaz de cortar uma conexão entre o primeiro dispositivo de armazenamento de energia e o primeiro nó; uma segunda unidade de conexão capaz de cortar uma conexão entre o segundo dispositivo de armazenamento de energia e o terceiro nó; e uma unidade de controle controlando as primeira e segunda unidades de conexão e as primeira e segunda unidades de conversão de tensão. A unidade de controle 5 regula as primeira e segunda unidades de conexão para os estados cortado e conectado, respectivamente, controla as primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a tensão do terceiro nó atinja uma tensão de carga desejada e, desse modo, carregue o segundo dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, a fonte de energia externa é uma fonte

de energia CC. A unidade de transmissão de energia transmite uma tensão CC a partir da fonte de energia CC para o primeiro nó.

Mais preferencialmente, a fonte de energia externa é uma fonte de energia CA. A unidade de transmissão de energia inclui uma unidade de conversão que converte uma tensão CA extraída a partir da fonte de energia CA em uma tensão CC.

Mais preferencialmente, a unidade de transmissão de energia é capaz de selecionar um destino de conexão a partir dos primeiro e terceiro nós. A unidade de controle regula, quando a unidade de transmissão de e20 nergia está conectada ao terceiro nó, as primeira e segunda unidades de conversão de tensão para os estados conectado e cortado, respectivamente, controla as primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a tensão do primeiro nó atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue o primeiro dispositivo de armazenamento de energia. 25 Mais preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda

inclui uma unidade de comutação controlada pela unidade de controle para comutação do destino de conexão da unidade de transmissão de energia entre os primeiro e terceiro nós.

Mais preferencialmente, a capacidade de armazenamento do primeiro dispositivo de armazenamento de energia é menor do que aquela do segundo dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, após o carregamento do segundo dispositivo de armazenamento de energia terminar, a unidade de controle regula a primeira unidade de conexão para o estado conectado e controla as primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a energia armazenada no segundo dispositivo de armazenamento de energia seja 5 suprida para o primeiro dispositivo de armazenamento de energia e, desse modo, carregue o primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, a unidade de controle regula as primeira e segunda unidades de conexão para os estados conectado e cortado, respectivamente, e, desse modo, carrega o primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, a capacidade de armazenamento do primeiro dispositivo de armazenamento de energia é maior do que aquela do segundo dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, cada um dentre os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia tem um eletrodo positivo e um eletrodo negativo. A primeira unidade de conexão conecta o eletrodo positivo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia ao primeiro nó. A segunda unidade de conexão conecta o eletrodo positivo do segundo dispositivo de armazenamento de energia ao terceiro nó. O dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma linha de aterramento; uma terceira unidade de conexão conectando a linha de aterramento ao eletrodo negativo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia; e uma quarta unidade de conexão conectando a linha de aterramento ao eletrodo negativo do segundo dispositivo de armazenamento de energia. A unidade de transmissão de energia inclui uma primeira linha de saída conectada ao primeiro nó, e uma segunda linha de saída conectada ao eletrodo negativo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, uma carga externa usando uma energia de pelo menos um dentre os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia é conectada à unidade de transmissão de energia no lugar da fonte de energia externa. A unidade de controle regula pelo menos uma dentre as primeira e segunda unidades de conexão para o estado selecionado e, desse modo, supre energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia correspondente para pelo menos uma unidade de conexão dos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia para a carga externa.

5 Preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda inclui

uma unidade de comutação comutando o destino de conexão da unidade de transmissão de energia entre os primeiro e terceiro nós.

Preferencialmente, cada um dentre os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia tem um eletrodo positivo e um eletrodo negativo. Os eletrodos positivos dos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia são conectados aos primeiro e terceiro nós, respectivamente. A unidade de transmissão de energia tem uma primeira linha de saída e uma segunda linha de saída conectada ao eletrodo negativo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia. O dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma primeira unidade de comutação comutando uma conexão e uma desconexão entre a primeira linha de saída e o primeiro nó; uma segunda unidade de comutação comutando a conexão e a desconexão entre a primeira linha de saída e o terceiro nó; e uma unidade de controle controlando as primeira e segunda unidades de comutação. A unidade de controle regula as primeira e segunda unidades de comutação para o estado conectado e, desse modo, carrega os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia.

Preferencialmente, a capacidade de armazenamento do primeiro dispositivo de armazenamento de energia é maior do que aquela do segun25 do dispositivo de armazenamento de energia. Quando o estado de carga do segundo dispositivo de armazenamento de energia atinge um estado prescrito, a unidade de controle regula a segunda unidade de comutação para o estado desconectado e termina o carregamento do segundo dispositivo de armazenamento de energia.

De acordo com um outro aspecto, a presente invenção provê um

veículo, incluindo um dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa provida fora do veículo. O dispositivo de fonte de energia inclui: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um primeiro nó; uma carga conectada a um segundo nó; uma primeira unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o primeiro nó e o segundo nó; um segundo dispositivo de ar5 mazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o terceiro nó e o segundo nó; e uma unidade de transmissão de energia transmitindo a energia recebida a partir da fonte de energia externa para o primeiro nó.

Preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda inclui

uma primeira unidade de conexão capaz de cortar a conexão entre o primeiro dispositivo de armazenamento de energia e o primeiro nó, uma segunda unidade de conexão capaz de cortar uma conexão entre o segundo dispositivo de armazenamento de energia e o terceiro nó, e uma unidade de contro15 Ie controlando as primeira e segunda unidades de conexão e as primeira e segunda unidades de conversão de tensão. A unidade de controle regula as primeira e segunda unidades de conexão para os estados cortado e conectado, respectivamente, controla as primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a tensão no terceiro nó atinja uma tensão de 20 carga desejada e, desse modo, carregue o segundo dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, a fonte de energia externa é uma fonte de energia CC. A unidade de transmissão de energia transmite uma tensão CC a partir da fonte de energia CC para o primeiro nó.

Mais preferencialmente, a fonte de energia externa é uma fonte

de energia CA. A unidade de transmissão de energia inclui um circuito de conversão convertendo uma tensão CA extraída a partir da fonte de energia CA em uma tensão CC.

Mais preferencialmente, a unidade de transmissão de energia é capaz de selecionar um destino de conexão a partir dos primeiro e terceiro nós. A unidade de controle regula, quando a unidade de transmissão de energia é conectada ao terceiro nó, as primeira e segunda unidades de conexão para os estados conectado e cortado, respectivamente, e controla as primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a tensão do primeiro nó atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue o primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda

Preferencialmente, a capacidade de armazenamento do primeiro dispositivo de armazenamento de energia é menor do que aquela do segundo dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, após o carregamento do segundo dispositivo de armazenamento de energia terminar, a unidade de controle regula a primeira unidade de conexão para o estado conectado e controla as 15 primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a energia armazenada no segundo dispositivo de armazenamento de energia seja suprida para o primeiro dispositivo de armazenamento de energia e, desse modo, carregue o primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, cada um dentre os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia tem um eletrodo positivo e um eletrodo negativo. A primeira unidade de conexão conecta o eletrodo positivo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia ao primeiro nó. A se30 gunda unidade de conexão conecta o eletrodo positivo do segundo dispositivo de armazenamento de energia ao terceiro nó. O dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma linha de aterramento; uma terceira unidade de conexão conectando a linha de aterramento ao eletrodo negativo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia; e uma quarta unidade de conexão conectando a linha de aterramento ao eletrodo negativo do segundo dispositivo de armazenamento de energia. A unidade de transmissão de e5 nergia inclui uma primeira linha de saída conectada ao primeiro nó e uma segunda linha de saída conectada ao eletrodo negativo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, uma carga externa usando energia de pelo menos um dentre os primeiro e segundo dispositivos de armazenamen10 to de energia é conectada à unidade de transmissão de energia no lugar da fonte de energia externa. A unidade de controle regula pelo menos uma dentre as primeira e segunda unidades de conexão para o estado selecionado e, desse modo, supre energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia correspondente para pelo menos uma unidade de conexão, dos pri15 meiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia, para a carga externa.

Preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda inclui uma unidade de comutação comutando o destino de conexão da unidade de transmissão de energia entre os primeiro e terceiro nós.

Preferencialmente, cada um dentre os primeiro e segundo dis

positivos de armazenamento de energia tem um eletrodo positivo e um eletrodo negativo. Os eletrodos positivos dos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia são conectados aos primeiro e terceiro nós, respectivamente. A unidade de transmissão de energia tem uma primeira 25 linha de saída e uma segunda linha de saída conectada ao eletrodo negativo do primeiro dispositivo de armazenamento de energia. O dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma primeira unidade de comutação comutando a conexão e a desconexão entre a primeira linha de saída e o primeiro nó; uma segunda unidade de comutação comutando a conexão e a desconexão 30 entre a primeira linha de saída e o terceiro nó; e uma unidade de controle controlando as primeira e segunda unidades de comutação. A unidade de controle regula as primeira e segunda unidades de comutação para o estado conectado, e, desse modo, carrega os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia.

Mais preferencialmente, a capacidade de armazenamento do primeiro dispositivo de armazenamento de energia é maior do que aquela do 5 segundo dispositivo de armazenamento de energia. Quando o estado de carga do segundo dispositivo de armazenamento de energia atinge um estado prescrito, a unidade de controle regula a segunda unidade de comutação para o estado desconectado e termina o carregamento do segundo dispositivo de armazenamento de energia.

Portanto, pela presente invenção, torna-se possível suprir ener

gia elétrica para um veículo, sem se aumentar o número de componentes e, desse modo, carregar o dispositivo de armazenamento de energia.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 mostra uma configuração principal de um veículo 100 de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção.

A Figura 2 é um diagrama de blocos funcional de um controlador 30 mostrado na Figura 1.

A Figura 3 mostra esquematicamente um estado no qual uma bateria BB é carregada em um veículo 100 mostrado na Figura 1.

A Figura 4 é um fluxograma que representa um processo para

carregamento da bateria BB executado pelo controlador 30.

A Figura 5 mostra uma modificação da Modalidade 1.

A Figura 6 mostra uma modificação de um método de carregamento das baterias BA e BB no dispositivo de fonte de energia de acordo com a Modalidade 2.

A Figura 7 mostra uma modificação da Modalidade 2.

A Figura 8 é um fluxograma que representa um processo de carregamento das baterias BA e BB executado pelo controlador 30 mostrado na Figura 7.

A Figura 9 mostra uma configuração principal de um veículo

100A de acordo com a Modalidade 3.

A Figura 10 mostra esquematicamente um estado no qual a bateria BB é carregada, no veículo 100A mostrado na Figura 9.

A Figura 11 é um controlador que representa um processo para carregamento da bateria BB executado pelo controlador 30.

A Figura 12 é uma primeira modificação da Modalidade 3.

A Figura 13 é um fluxograma que representa um processo para

carregamento pelo controlador 30 mostrado na Figura 12.

A Figura 14 mostra uma segunda modificação da Modalidade 3.

A Figura 15 é um fluxograma que representa um processo para carregamento pelo controlador 30 mostrado na Figura 14.

Melhores Modos para Realização da Invenção

A seguir, as modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes com referência às figuras. Nas figuras, as mesmas porções ou correspondentes são denotadas pelos mesmos caracteres de referência, e uma descrição dos mesmos não será repetida.

Modalidade 1

A Figura 1 mostra uma configuração principal de um veículo 100 de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção. Embora o veículo 100 seja um veículo híbrido usando motor elétrico e motor a combustão para acionamento do veículo, a presente invenção também é aplicável a um veícu20 Io elétrico cujas rodas são acionadas por um motor elétrico, ou a um veículo de célula de combustível.

Com referência à Figura 1, o veículo 100 inclui as baterias BA e BB, os conversores elevadores 12A e 12B, capacitores de nivelamento C1A, C1B e C2, sensores de tensão 13, 21A e 21B, um circuito de carga 23, um motor a combustão 4, geradores de motor elétrico MG1 e MG2, um dispositivo de divisão de energia 3, rodas 2 e um controlador 30.

O veículo 100 ainda inclui linhas de energia PL1A, PL1B e PL2, uma linha de aterramento SL, um sensor de tensão 10A detectando uma tensão VBA através de terminais de bateria BA, e um sensor de tensão 10B detectando uma tensão VBB através de terminais de bateria BB.

Uma bateria secundária, tal como uma bateria de armazenamento de chumbo, uma bateria de hidreto de níquel ou uma bateria de íon de lítio, pode ser usada como a bateria BA ou BB. Embora a configuração mostrada na Figura 1 inclua as baterias BB1 e BB2, uma bateria integrando estas pode ser usada.

O veículo 100 ainda inclui os SMR1A, SMR2A, SMR3A, SMR1B, SMR2B e SMR3B. O estado conectado (estado LIGADO)/estado desconectado (estado DESLIGADO) dos relés principais de sistema SMR1A a SMR3A e SMR1B a SMR3B é controlado de acordo com sinais de controle CT1A a CT3A e CT1B a CT3B, respectivamente.

O relé principal de sistema SMR2A é conectado entre um eletro10 do positivo da bateria BA e a linha de energia PL1A. O relé principal de sistema SMR3A é conectado entre um eletrodo negativo da bateria BA e a linha de aterramento SL. O relé principal de sistema SMR1A é conectado em série com um resistor de limitação R1A. O relé principal de sistema SMR1A e o resistor de limitação R1A são conectados entre o eletrodo positivo da bateria 15 BA e a linha de energia PL1A, em paralelo com o relé principal de sistema SMR2A.

O relé principal de sistema SMR2B é conectado entre o eletrodo positivo da bateria BB e a linha de energia PL1B. O relé principal de sistema SMR3B é conectado entre o eletrodo negativo de bateria BB e a linha de 20 aterramento SL. O relé principal de sistema SMR1B é conectado em série com o resistor de limitação R1B. O relé principal de sistema SMR1B e o resistor de limitação R1B são conectados entre o eletrodo positivo da bateria BB e a linha de energia PL1B, em paralelo com o relé principal de sistema SMR2B.

Um capacitor de nivelamento C1A nivela a tensão através dos

terminais de bateria BA, quando os relés principais de sistema SMR1A a SMR3A estiverem ligados. O capacitor de nivelamento C1A é conectado entre a linha de energia PL1A e a linha de aterramento SL.

O sensor de tensão 21A detecta uma tensão VLA através de extremidades opostas do capacitor de nivelamento Cl A, e extrai o valor para o controlador 30. O conversor elevador 12A intensifica a tensão através dos terminais do capacitor de nivelamento C1A. O sensor de tensão 21B detecta uma tensão VLB através de extremidades opostas do capacitor de nivelamento Cl B, e extrai o valor para o controlador 30. O conversor elevador 12B intensifica a tensão através dos terminais do capacitor de nivelamento C1B.

O capacitor de nivelamento C2 nivela a tensão intensificada pe5 Ios conversores elevadores 12A e 12B. O sensor de tensão 13 detecta uma tensão VH como a tensão através dos terminais do capacitor de nivelamento C2, e a extrai para o controlador 30.

O veículo 100 ainda inclui um resistor de descarga R2 conectado entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento SL, em paralelo com o capacitor de nivelamento C2. Após o fim da operação de conversão de energia pelo veículo 100, as cargas remanescentes no capacitor de nivelamento C2 são consumidas pelo resistor de descarga R2.

O circuito de carga 23 inclui os inversores 14 e 22. O inversor 14 converte a tensão CC aplicada a partir dos conversores elevadores 12A e 12B em CA trifásica, e a extrai para o gerador de motor elétrico MG1. O circuito de carga 23 corresponde à "carga" da presente invenção.

O dispositivo de divisão de energia 3 é um mecanismo acoplado a um motor a combustão 4 e aos geradores de motor elétrico MG1 e MG2, para a distribuição de energia dentre estes. A título de exemplo, um meca20 nismo de engrenagem planetária tendo três eixos de rotação da engrenagem sol, um portador de planetária e um pinhão podem ser usados como o dispositivo de divisão de energia. Os três eixos de rotação são conectados aos eixos de rotação do motor a combustão 4 e dos geradores de motor elétrico MG1 e MG2, respectivamente.

Uma rotação do gerador de motor elétrico MG2 é acoplado às

rodas 2 por uma engrenagem de redução e uma engrenagem diferencial, não-mostrado. Ainda, um mecanismo de redução para o eixo de rotação do gerador de motor elétrico MG2 ainda pode ser incorporado no dispositivo de divisão de energia 3. Ainda, a relação de redução do mecanismo de redução pode ser tornada comutável.

O conversor elevador 12A inclui um reator L1A que tem uma extremidade conectada à linha de energia PL1A, elementos de IGBT Q1A e Q2A conectados em série entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento SL1 e diodos D1A e D2A conectados em paralelo com os elementos de IGBT Q1A e Q2A, respectivamente.

O reator L1A tem a outra extremidade conectada ao emissor de 5 elemento de IGBT Q1A e ao coletor de elemento de IGBT Q2A. O diodo D1A tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q1A e conectado ao emissor de elemento de IGBT Q1A. O diodo D2A tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q2A e seu anodo conectado ao emissor de elemento de IGBT Q2A.

O conversor elevador 12B inclui um reator L1B tendo uma ex

tremidade conectada à linha de energia PL1B, os elementos de IGBT Q1B e Q2B conectados em série entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento SL, e diodos D1B e D2B conectados em paralelo com os elementos de IGBT Q1B e Q2B.

O reator LI B tem a outra extremidade conectada ao emissor de

elemento de IGBT Q1B e ao coletor de elemento de IGBT Q2B. O diodo D1B tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q1B e seu anodo conectado ao emissor de elemento de IGBT Q1B. O diodo D2B tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q2B e seu anodo conectado ao emissor de elemento de IGBT Q2B.

O inversor 14 recebe a tensão intensificada a partir dos conversores elevadores 12A e 12B e aciona o gerador de motor elétrico MG1, para partida, por exemplo, do motor a combustão 4. Ainda, o inversor 14 retorna energia elétrica gerada pelo gerador de motor elétrico MG1 pela energia 25 transmitida a partir do motor a combustão 4, para o conversor elevador 12A ou 12B. Neste momento, o conversor elevador 12A ou 12B é controlado pelo controlador 30, de modo que opere como um circuito de abaixamento de tensão.

O inversor 14 inclui uma ramificação de fase U 15, uma ramificação de fase V 16 e uma ramificação de fase W 17. A ramificação de fase U

15, a ramificação de fase V 16 e a ramificação de fase W 17 são conectadas em paralelo, entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento SL. A ramificação de fase U 15 inclui os elementos de IQBT Q3 e Q4 conectados em série entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento SL1 e os diodos D3 e D4 conectados em paralelo com os elementos de IQBT Q3 e Q4, respectivamente. O diodo D3 tem seu catodo conectado ao coletor 5 de elemento de IGBT Q3 e seu anodo conectado ao emissor do elemento de IGBT Q3. O diodo D4 tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q4 e seu anodo conectado ao emissor de elemento de IGBT Q4.

A ramificação de fase V 16 inclui os elementos de IQBT Q5 e Q6 conectados em série entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento 10 SL, e os diodos D5 e D6 conectados em paralelo com os elementos de IQBT Q5 e Q6, respectivamente. O diodo D5 tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q5 e seu anodo conectado ao emissor do elemento de IGBT Q5. O diodo D6 tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q6 e seu anodo conectado ao emissor de elemento de IGBT Q6.

A ramificação de fase W 17 inclui os elementos de IQBT Q7 e

Q8 conectados em série entre a linha de energia PL2 e a linha de aterramento SL, e os diodos D7 e D8 conectados em paralelo com os elementos de IQBT Q7 e Q8, respectivamente. O diodo D7 tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q7 e seu anodo conectado ao emissor do 20 elemento de IGBT Q7. O diodo D8 tem seu catodo conectado ao coletor de elemento de IGBT Q8 e seu anodo conectado ao emissor de elemento de IGBT Q8.

O ponto médio das ramificações de respectivas fases é conectado a uma extremidade de bobinas de respectivas fases de gerador de motor 25 elétrico MG1. Especificamente, o gerador de motor elétrico MG1 é um motor elétrico síncrono de ímã permanente trifásico, e as três bobinas de fases U, VeW cada uma têm uma extremidade conectada em conjunto a um ponto médio. A bobina de fase U tem a outra extremidade conectada a um nó de conexão entre os elementos de IQBT Q3 e Q4. A bobina de fase tem a outra 30 extremidade conectada a um nó de conexão entre os elementos de IQBT Q5 e Q6. A bobina de fase W tem a outra extremidade conectada a um nó de conexão entre os elementos de IQBT Q7 e Q8. No lugar dos elementos de IQBT Q1A, Q2A, Q1B, Q2B e Q3 a Q8 descritos acima, outros elementos de comutação de energia, tais como MOSFETs de energia, podem ser usados.

O sensor de corrente 24 detecta uma corrente fluindo através do 5 gerador de motor elétrico MG1 como um valor de corrente de motor elétrico MCRT1, e extrai o valor de corrente de motor elétrico MCRT1 para o controlador 30.

O inversor 22 é conectado à linha de energia PL2 e à linha de aterramento SL. O inversor 22 converte a tensão CC extraída a partir dos 10 conversores elevadores 12A, 12B em CA trifásica, e extrai a mesma para o gerador de motor elétrico MG2 acionando as rodas 2. Em uma frenagem regenerativa, o inversor 22 retorna a energia elétrica gerada pelo gerador de motor elétrico MG2 para os conversores elevadores 12A, 12B. Neste momento, os conversores elevadores 12A, 12B são controlados pelo controla15 dor 30, de modo que eles operem como circuitos de abaixamento de tensão. Embora não-mostrada, a configuração interna do inversor 22 é a mesma que aquela do inversor 14 e, portanto, uma descrição detalhada não será repetida.

O controlador 30 recebe valores de comando de torque TR1 e 20 TR2, números de rotação de motor elétrico MRN1 e MRN2, vários valores de tensão VLA, VLB, VBA, VBB e VH1 uma corrente IS detectada pelo sensor de corrente 11, valores de corrente de motor elétrico MCRT1 e MCRT2, e uma instrução de ignição IGON. O controlador 30 extrai uma instrução de intensificação de tensão, uma instrução de abaixamento de tensão e sinais 25 de controle PWCA e PWCB instruindo uma inibição de operação para os conversores elevadores 12A e 12B.

Ainda, o controlador 30 extrai uma instrução de acionamento PWMI1 e uma instrução de regeneração PWMC1 para o inversor 14. A instrução de acionamento PWMI1 é uma instrução para converter uma tensão 30 CC como uma saída do conversor elevador 12A, 12B em uma tensão CA para acionamento do gerador de motor elétrico MG1. A instrução de regeneração PWMC1 é uma instrução para converter a tensão CA gerada pelo gerador de motor elétrico MG1 em uma tensão CC e para retornar a tensão para o lado dos conversores elevadores 12A e 12B.

De modo similar, o controlador 30 extrai uma instrução de acionamento PWM11 e uma instrução de regeneração PWMC2. A instrução de 5 acionamento PWMI2 é uma instrução para converter uma tensão CC em uma tensão CA para acionamento do gerador de motor elétrico MG2. A instrução de regeneração PWMC2 é uma instrução para converter a tensão CA gerada pelo gerador de motor elétrico MG2 em uma tensão CC e para retornar a tensão para o lado dos conversores elevadores 12A e 12B.

O veículo 100 ainda inclui uma unidade de carga/descarga 40. A

unidade de carga/descarga 40 inclui um circuito de conversor 41 e os terminais T1 e T2. No momento do carregamento das baterias BA e BB, uma fonte de energia CA 45 é conectada aos terminais T1 e T2, e uma tensão CA de 100V CA (ou de 200V CA) é suprida através dos terminais T1 e T2.

O circuito de conversor 41 converte a tensão CA através dos

terminais T1 e T2 em uma tensão CC. A tensão CC extraída a partir do circuito de conversor 41 é aplicada entre a linha de energia PL1A e a linha de aterramento SL. O circuito de conversor 41 é formado, por exemplo, por um circuito de retificação usando um diodo, um circuito de inversor ou similar.

A seguir, o circuito de conversor 41 será descrito como um cir

cuito de retificação usando um diodo. Portanto, na descrição a seguir, o circuito de conversor 41 será referido como um "elemento de retificação" 41.

A capacidade de armazenamento da bateria BB é maior do que a capacidade de armazenamento da bateria BA. Especificamente, a unidade de carga/descarga 40 é conectada a um conversor elevador (conversor elevador 12A) que corresponde a um tendo a capacidade de armazenamento menor das baterias BA e BB.

Com referência à Figura 1, a presente modalidade será descrita de uma maneira compreensiva. O dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa (fonte de energia CA 45) inclui as baterias recarregáveis BA e BB, o circuito de carga 23, o conversor elevador 12A convertendo uma tensão entre um nó N1 ao qual a bateria BA é conectada e um nó N2 ao qual o circuito de carga 23 é conectado, o conversor elevador 12B convertendo uma tensão entre um nó N3 ao qual a bateria BB é conectada e o nó N2, e a unidade de carga/descarga 40 transmitindo energia elétrica recebida a partir do exterior para o nó N1.

5 Preferencialmente, o dispositivo de fonte de energia ainda inclui

um relé principal de sistema SMR2A capaz de cortar a conexão entre a bateria BA e o nó N1, o relé principal de sistema SMR2B capaz de cortar a conexão entre a bateria BB e o nó N3, e o controlador 30 controlando os relés principais de sistema SMR1A e SMR2B e os conversores elevadores 12A e 10 12B. O controlador 30 regula os relés principais de sistema SMR2A e SMR2B para o estado de corte e o estado conectado, respectivamente, controla os relés principais de sistema SMR2A e SMR2B de modo que a tensão no nó N2 atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue a bateria BB.

Mais preferencialmente, a fonte de energia externa é uma fonte

de energia CA. A unidade de carga/descarga 40 inclui um circuito de conversor 41 para a conversão da tensão CA extraída a partir da fonte de energia CA 45 em uma tensão CC.

Mais preferencialmente, é possível conectar uma carga 46 aos 20 terminais T1 e T2 de unidade de carga/descarga 40, no lugar da fonte de energia CA 45. O controlador 30 regula pelo menos um dos relés principais de sistema SMR2A e SMR2B para o estado conectado, e supre energia elétrica a partir da bateria correspondente a pelo menos um relé principal de sistema (relé principal de sistema conectado) das baterias BA e BB, à carga 25 46. A título de exemplo, a carga 46 é um eletrodoméstico para uso em casa.

A Figura 2 é um diagrama de blocos funcional do controlador 30 mostrado na Figura 1. O controlador 30 pode ser implementado por software ou hardware.

Com referência às Figuras 1 e 2, o controlador 30 inclui uma unidade de controle de conversor elevador 131 para controle dos conversores elevadores 12A e 12B, uma unidade de controle de inversor de MG1 132 para controle do gerador de motor elétrico MG1, uma unidade de controle de inversor de MG2 para controle do gerador de motor elétrico MG2, e uma unidade de controle de relé 134 para controle dos relés principais de sistema SMR1A, SMR2A, SMR3A, SMR1B, SMR2B e SMR3B.

Em resposta à instrução de ignição IGON1 a unidade de controle 5 de conversor elevador 131 se torna operável. Os sinais de controle PWCA e PWCB para instrução de intensificação de tensão e abaixamento de tensão, respectivamente, são extraídos para os conversores elevadores 12A e 12B da Figura 1, respectivamente. Ainda, a unidade de controle de inversor de MG1 132 extrai uma instrução de acionamento PWMI1 e uma instrução de 10 regeneração PWMC1 para o inversor 14, com base no valor de comando de torque TR1 e no número de rotação de motor elétrico MRN1. Ainda, a unidade de controle de inversor de MG2 133 extrai uma instrução de acionamento PWMI2 e uma instrução de regeneração PWMC2, com base no valor de comando de torque TR2 e no número de rotação de motor elétrico MRN2.

A unidade de controle de relé 134 ativa sinais de controle CT1A

para 3A e CT1B para 3B, em resposta a uma instrução de ignição IGON1 por meio do que as baterias BA e BB são eletricamente conectadas a conversores elevadores 12A e 12B, respectivamente.

Processo de Carregamento de Bateria A Figura 3 mostra esquematicamente um estado em que a bate

ria BB é carregada no veículo 100 mostrada na Figura 1.

Com referência à Figura 3, os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B se ativam em resposta aos sinais de controle CT2B e CT3B a partir do controlador 30, respectivamente.

A tensão CA a partir da fonte de energia CA 45 é convertida pelo

elemento de retificação 41 para uma tensão CC. A tensão de saída do elemento de retificação 41 é aplicada ao conversor elevador 12A. O controlador 30 envia um sinal de controle PWCA para o conversor elevador 12A, para operação do conversor elevador 12A. Consequentemente, o conversor ele30 vador 12A intensifica uma tensão de entrada a uma tensão de carregamento de bateria BB.

A tensão de saída de conversor elevador 12A é aplicada ao conversor elevador 12B. O controlador 30 envia um sinal de controle PWCB para o conversor elevador 12B, por meio do que os elementos de IGBT Q1B e Q2B são ativados e desativados, de forma respectiva. Consequentemente, uma tensão de saída substancialmente igual à tensão de entrada é extraída a partir do conversor elevador 12B.

Portanto, a energia elétrica da fonte de energia CA 45 é transmitida para a bateria BB ao longo do percurso indicado por uma seta na Figura

3, e a bateria BB é carregada.

Os inversores 14 e 22 são parados.

A Figura 4 é um fluxograma que representa um processo para

carregamento da bateria BB executado pelo controlador 30. O processo do fluxograma é chamado a partir de uma rotina principal prescrita e executado em todo intervalo de tempo prescrito ou todas as condições prescritas no tempo são satisfeitas.

Com referência às Figuras 4 e 1, quando o processo para, na

etapa S1, o controlador 30 determina se há ou não um suprimento de energia a partir da fonte de energia CA 45. A título de exemplo, se a fonte de energia CA 45 estiver conectada aos terminais T1 e T2 ou se um usuário operar um comutador para instruir um carregamento, o controlador 30 determinará que a energia foi suprida.

Quando há um suprimento de energia a partir da fonte de energia CA 45 (SIM na etapa S1), o processo prossegue para a etapa S2 e, caso contrário (NÃO na etapa S1), o processo retorna para a etapa S1.

Na etapa S2, o controlador 30 determinar se a tensão VBB é 25 menor do que a tensão VLA ou não, com base nas saídas dos sensores de tensão 10B e 21A. Se a tensão VBB for menor do que a tensão VLA (SIM na etapa S2), o processo prosseguirá para a etapa S3. Se a tensão VBB for igual a ou maior do que a tensão VLA (NÃO na etapa S2), o processo prosseguirá para a etapa S5.

Na etapa S3, o controlador 30 opera os conversores elevadores

12A e 12B. O conversor elevador 12A intensifica a tensão de entrada para a tensão de carregamento da bateria BB. No conversor elevador 12B, os elementos de IGBT Q1B e Q2B são ativados e desativados, respectivamente. Como resultado, uma tensão substancialmente igual à tensão VBB da bateria BB é extraída a partir do conversor elevador 12B.

Em seguida, na etapa S4, o controlador 30 ativa os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B. Consequentemente, o eletrodo positivo e o eletrodo negativo da bateria BB são conectados à linha de energia PL1B (isto é, ao nó N3) e à linha de aterramento SL, respectivamente.

Aqui, o controlador 30 pode ativar os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B simultaneamente, ou pode ativar os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B nesta ordem.

Alternativamente, na etapa S4, os relés principais de sistema podem ser controlados da maneira a seguir. Em primeiro lugar, o controlador ativa os relés principais de sistema SMR1B e SMR3B. Após um período de tempo prescrito, ele ativa o relé principal de sistema SMR2B e desativa o relé principal de sistema SMR1B.

Quando os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B estão ativados a partir de um estado no qual os relés principais de sistema SMR1B e SMR3B estão todos desligados, é possível que uma corrente grande instantaneamente flua para os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B. 20 Quando o relé principal de sistema SMR1B esteve ligado antes da ativação do relé principal de sistema SMR2B, a corrente fluindo através dos relés principais de sistema SMR1B e SMR3B pode ser limitada pelo resistor de limitação R1B. Pela redução da possibilidade de um fluxo de corrente grande, a fusão do relé principal de sistema pode ser impedida.

Na etapa S5, o controlador 30 executa um processo similar à

quele da etapa S4, para a ativação dos relés principais de sistema SMR2B e SMR3B.

Na etapa S6, o controlador 30 opera os conversores elevadores 12A e 12B. Na etapa S6, o controlador 30 primeiramente ativa e desativa os elementos de IGBT Q1A e Q2A do conversor elevador 12A, respectivamente.

A tensão de saída da unidade de carga/descarga 40 é aplicada ao nó N1 (conversor elevador 12A). Ò controlador 30 faz com que o conversor elevador 12B opere como um circuito de abaixamento de tensão. Como resultado, é possível tornar a tensão de saída do conversor elevador 12B substancialmente igual à tensão VBB da bateria BB.

Após o fim da etapa S4 ou S6, na etapa S7, o controlador 30

determina, com base na tensão VBB detectada pelo sensor de tensão 10B um valor de corrente de bateria BB detectado por um sensor de corrente (não-mostrado na Figura 1) e similar, se o SOC (Estado de Carga) da bateria BB atingiu um valor prescrito (por exemplo, 80%) ou não. Se o SOC de bate10 ria BB tiver atingido o valor prescrito (SIM na etapa S7), o processo prosseguirá para a etapa S8, e, caso contrário (NÃO na etapa S7), o processo da etapa S7 será executado repetidamente.

Na etapa S8, o controlador 30 desativa os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B. O controlador 30 pode desativar os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B simultaneamente, ou pode desativar os relés principais de sistema SMR2B e SMR3B nesta ordem. Quando o processo da etapa S8 está completo, o processo inteiro termina.

Conforme descrito acima, na presente modalidade, o veículo inclui um sistema de energia que usa uma pluralidade de baterias para acio20 namento de geradores de motor elétrico e conversores elevadores para intensificação de uma tensão de bateria correspondente a respectivas baterias. O sistema de energia permite a conexão de uma pluralidade de baterias tendo características de bateria diferentes (por exemplo, capacidade de armazenamento, tensão de saída e similares). De acordo com a presente mo25 dalidade, as baterias podem ser carregadas pela utilização de conversores elevadores e, portanto, torna-se desnecessário preparar uma unidade de carga/descarga tendo um transformador (ou um circuito de intensificação) ali.

Com referência à Figura 1, a bateria BB pode ser carregada, por exemplo, pela introdução de uma tensão CA a partir do exterior entre os pontos neutros de geradores de motor elétrico MG1 e MG2, com o controlador 30 controlando o circuito de carga 23 e o conversor elevador 12B. Neste caso, contudo, uma perda de energia resulta nas bobinas dos geradores de motor elétrico MG1 e MG2, embora a perda seja muito pequena.

Ainda, se a bateria BB for para ser carregada diretamente pela conexão de uma fonte de energia CA (tal como uma fonte de energia comer5 ciai para uso doméstico) aos pontos neutros de geradores de motor elétrico MG1 e MG2, é possível que a tensão aplicada à bateria BB seja menor do que a tensão necessária para o carregamento da bateria BB. Nesse caso, um circuito de intensificação para intensificação da tensão a partir da fonte de energia CA é necessário.

Ao contrário, de acordo com a presente modalidade, o dispositi

vo de fonte de energia não é conectado aos pontos neutros de geradores de motor elétrico MG1 e MG2 e, portanto, uma perda nos geradores de motor elétrico MG1 e MG2 no momento de carregamento de bateria pode ser impedida. Assim, uma eficiência de carregamento alta pode ser obtida pela presente modalidade.

Ainda, de acordo com a presente modalidade, a tensão a partir da fonte de energia externa é intensificada pelo conversor elevador 12A e, portanto, mesmo se a tensão a partir de uma fonte de energia externa for baixa, a tensão necessária para carregamento da bateria BB poderá ser obtida.

Ainda, de acordo com a presente modalidade, é desnecessário prover um circuito para controle da corrente (tensão) de carga/descarga ou o circuito de intensificação na unidade de carga/descarga. Portanto, um equipamento que se torna desnecessário quando o veículo funciona não precisa 25 ser montado no veículo. Isto reduz o número de componentes no dispositivo de carregamento e leva a uma melhor milhagem.

Modificação da Modalidade 1

A Figura 5 mostra uma modificação da Modalidade 1.

Com referência às Figuras 5 e 3, na modificação da Modalidade 1, uma fonte de energia CC 45 usada como uma fonte de energia externa. Quanto ao tipo de fonte de energia CC 45A, vários tipos incluindo uma bateria de armazenamento de chumbo e uma bateria solar estão disponíveis. A magnitude de tensão de saída de fonte de energia CC 45A não está especificamente limitada (a título de exemplo, a tensão de saída pode ser de 12V CC).

Na configuração mostrada na Figura 5, a unidade de carga/descarga transmite a tensão CC a partir da fonte de energia CC 45A para o nó N1. Isto torna o elemento de retificação 41 desnecessário e, portanto, o número de componentes do dispositivo de fonte de energia pode ser adicionalmente reduzido.

Modalidade 2

A Modalidade 2 permite que cada uma da pluralidade de bateri

as receba energia a partir do exterior (e para suprimento de energia para o exterior). A configuração principal do veículo 100 de acordo com a Modalidade 2 é a mesma que aquela do veículo 100 mostrado na Figura 1. Portanto, a seguir, a Modalidade 2 será descrita com referência a uma figura similar 15 à Figura 3, mostrando a configuração do veículo 100 de uma maneira esquemática. Embora o carregamento de uma pluralidade de baterias seja descrito a seguir, um processo similar é realizado quando a energia é extraída a partir da pluralidade de baterias.

A Figura 6 mostra, de uma maneira esquemática, um método de carregamento de ambas as baterias BA e BB no dispositivo de fonte de energia de acordo com a Modalidade 2.

Com referência à Figura 6, a unidade de carga/descarga 40 pode ser seletivamente conectada ao nó N1 ou ao nó N3. Portanto, na Modalidade 2, o destino de conexão da unidade de carga/descarga 40 pode ser mudado do nó N1 para N3.

Na Modalidade 2, em primeiro lugar, a unidade de carga/ descarga 40 é primeiramente conectada entre o nó N1 e a linha de aterramento SL para carregamento da bateria BB. Após isso, a unidade de carga/descarga 40 é conectada entre o nó N3 e a linha de aterramento SL para carregamento da bateria BA.

Quando a bateria BA é carregada, o controlador 30 transmite os sinais de controle CT2A e CT3A para os relés principais de sistema SMR2A e SMR3A, respectivamente, para ativação dos relés principais de sistema SMR2A e SMR3A. Então, o controlador 30 opera o conversor elevador 12B. Assim, o conversor elevador 12B intensifica a tensão de saída a partir da unidade de carga/descarga 40 para carregamento da tensão da bateria BA.

5 Ainda, o controlador 30 controla o conversor elevador 12A para controlar a unidade 30, para ativação/desativação dos elementos de IGBT Q1A e Q2A, respectivamente. Assim, a energia elétrica da fonte de energia CA 45 é transmitida para a bateria BA, e a bateria BA é carregada.

De acordo com a Modalidade 2, mesmo quando uma tensão aplicada externamente é diferente da tensão de carregamento de cada uma da pluralidade de baterias (particularmente se a tensão for mais baixa do que a tensão de carregamento), a pluralidade de baterias poderá ser toda carregada, pelos conversores elevadores 12A e 12B.

Modificação na Modalidade 2 A Figura 7 mostra uma modificação da Modalidade 2.

Com referência às Figuras 7 e 6, a modificação da Modalidade 2 difere da configuração da Figura 6 pelo fato de ela adicionalmente incluir um comutador SW para seleção, a partir dos nós N1 e N3, um destino de conexão de uma das duas linhas de saída da unidade de carga/descarga 40, sob 20 o controle do controlador 30. O comutador SW é controlado por um sinal de controle SWC do controlador 30. A outra linha de saída da unidade de carga/descarga 40 é conectada à linha de aterramento SL.

Quando a linha de saída descrita acima é conectada ao nó N1, o controlador 30 regula o relé principal de sistema SMR2B (SMR3B) para o 25 estado conectado e controla os conversores elevadores 12A e 12B de modo que a tensão de nó N3 seja regulada para uma tensão de carregamento desejada, por meio do que a bateria BB é carregada. O processo de carregamento é o mesmo que na Modalidade 1.

Por outro lado, se a linha de saída descrita acima for conectada ao nó N3, conforme mostrado na Figura 7, o controlador 30 regulará o relé principal de sistema SMR2A (SMR3A) para o estado conectado, e controlará os conversores elevadores 12A e 12B, de modo que a tensão de nó N1 seja regulada em uma tensão de carregamento desejada, por meio do que a bateria BA é carregada.

A Figura 8 é um fluxograma que representa o processo para carregamento das baterias BA e BB executado pelo controlador 30 mostrado na Figura 7. O processo do fluxograma é chamado a partir de uma rotina principal prescrita e executado a todo intervalo de tempo prescrito ou se todas as condições prescritas de tempo forem satisfeitas.

Com referência às Figuras 8 e 7, quando o processo começa, na etapa S11, o controlador 30 determina se há um suprimento de energia a partir da fonte de energia CA 45. O processo da etapa S11 é o mesmo que aquela da etapa S1 mostrada na Figura 4.

Se a energia for suprida a partir da fonte de energia CA 45 (SIM na etapa S11), o processo prosseguirá para a etapa S12 e, caso contrário (NÃO na etapa S11), o controle retornará para a etapa S11.

Na etapa S12, o controlador 30 envia um sinal de controle SWC

para o comutador SW. Consequentemente, o comutador SW é conectado ao lado de bateria BA. Especificamente, duas linhas de saída de unidade de carga/descarga 40 são conectadas entre o nó N1 e a linha de aterramento SL.

Na etapa S13, o controlador 30 carrega a bateria BB. O proces

so para carregamento da bateria BB é o mesmo que o processo das etapas S2 a S8 mostradas na Figura 4.

Em seguida, na etapa S14, o controlador 30 comuta o destino de conexão do comutador SW. Assim, as duas linhas de saída da unidade de carga/descarga 40 são conectadas entre o nó N3 e a linha de aterramento SL.

Após isso, na etapa S15, o controlador 30 realiza o mesmo processo (o processo das etapas S2 a S8 mostradas na Figura 4) que no momento do carregamento da bateria BB, para carregamento da bateria BA. 30 Quando descrito de maneira compreensiva, o processo na etapa S15 é conforme se segue. O controlador 30 transmite os sinais de controle CT2A e CT3A para os relés principais de sistema SMR2A e 3A, respectivamente, para ativação dos relés principais de sistema SMR2A e 3A. Então, o controlador 30 opera o conversor elevador 12B para intensificação da tensão aplicada ao conversor elevador 12B (tensão de saída a partir da unidade de carga/descarga 40). O controlador 30 ainda controla o conversor elevador 5 12A para ativação e desativação dos elementos de IGBT Q1A e Q2A, respectivamente. O conversor elevador 12A extrai a tensão de entrada substancialmente intacta. A bateria BA é carregada dessa forma. Se o SOC da bateria BA atingir um valor prescrito (por exemplo, 80%), o controlador 30 desativará os relés principais de sistema SMR2A e 3A, para terminar o car10 regamento da bateria BA.

Quando o processo da etapa S15 termina, o processo geral termina.

Nesta modificação, o controlador 30 comuta o destino de conexão da unidade de carga/descarga 40 e, portanto, é possível carregar uma 15 pluralidade de baterias, enquanto se reduz o trabalho requerido do usuário para carregamento. É notado que pelo arranjo de dispositivo de fonte de energia mostrado na Figura 3, a bateria BA não pode ser carregada, se a tensão de saída da unidade de carga/descarga 40 for mais baixa do que a tensão de carregamento da bateria BA. Nesta modificação, contudo, uma plura20 Iidade de baterias pode ser carregada, mesmo em uma situação como essa.

Em uma modificação adicional, uma pluralidade de baterias é carregada sem o uso de um comutador SW. A estrutura da porção principal de veículo neste exemplo é similar àquela mostrada na Figura 1.

Nesta modificação, o controlador 30 carrega a bateria BB de acordo com o fluxograma mostrado na Figura 4. É notado, contudo, que o valor prescrito na etapa S7 é tornado maior (por exemplo, 85%) do que o valor alvo (por exemplo, 80%) no fim do carregamento de ambas as baterias BB e BA.

Após o fim do carregamento da bateria BB, o controlador 30 regula o relé principal de sistema SMR2A para o estado conectado, e controla os conversores elevadores 12A e 12B de modo que a energia armazenada na bateria BB seja suprida para a bateria BA. Uma vez que a bateria BB tem uma capacidade de armazenamento maior do que a bateria BA, é possível, pela regulagem do valor prescrito ligeiramente maior do que o valor alvo, aplicar uma energia suficiente para atingir o valor de SOC alvo da bateria BA a partir da bateria BB para a 5 bateria BA.

De acordo com esta modificação, mesmo sem o comutador SW da Figura 7, as baterias BA e BB podem ser ambas carregadas para os estados prescritos de carga pelo suprimento de energia a partir da bateria BB para a bateria BA. Particularmente, a bateria BB é carregada pela energia a 10 partir da fonte de energia externa e a bateria BA não é carregada pela fonte de energia externa e, portanto, é possível aumentar a capacidade do circuito de fonte de energia como um todo carregável pela fonte de energia externa. Modalidade 3

A Figura 9 mostra uma configuração principal de um veículo 10OA de acordo com a Modalidade 3.

Com referência às Figuras 9 e 1, o veículo 100A é diferente do veículo 100 pelo fato de incluir uma unidade de carga/descarga 50 no lugar da unidade de carga/descarga 40.

A unidade de carga/descarga 50 inclui uma linha de saída L1 conectada à linha de energia PL1B, e uma linha de saída L2 conectada a um eletrodo negativo da bateria BB.

A unidade de carga/descarga 50 inclui os terminais T1 e T2 conectados ao dispositivo de fonte de energia 52. O dispositivo de fonte de energia 52 pode ser uma fonte de energia CC ou uma fonte de energia CA. 25 Ainda, a unidade de carga/descarga 50 é formada para incluir um circuito de escalonamento para cima de tensão. Ainda, uma tensão igual à tensão de carregamento da bateria BB pode ser introduzida na unidade de carga/descarga 50. Portanto, a tensão de saída do dispositivo de fonte de energia 52 não é especificamente limitada.

Ainda, como nas Modalidades 1 e 2, uma carga 46 é conectada

à unidade de carga/descarga 50 no lugar do dispositivo de fonte de energia 52, e uma carga 46 pode ser acionada pela energia da bateria BB. A Figura 10 mostra esquematicamente um estado quando uma bateria BB é carregada no veículo 100A da Figura 9.

Com referência à Figura 10, o controlador 30 transmite um sinal de controle CT2B para o relé principal de sistema SMR2B e ativa o relé prin5 cipal de sistema SMR2B. A tensão a partir do dispositivo de fonte de energia 52 é convertida pela unidade de carga/descarga 50 na tensão de carregamento da bateria BB. A bateria BB é carregada dessa forma. Neste momento, o relé principal de sistema SMR2A está desligado. Especificamente, o controlador 30 regula os relés principais de sistema SMR2B e SMR2A para o 10 estado conectado e o estado de corte, respectivamente, para carregamento da bateria BB.

A Figura 11 é um fluxograma que representa um processo para carregamento da bateria BB executado pelo controlador 30. O processo do fluxograma é chamado a partir de uma rotina principal prescrita e executado a todo intervalo de tempo prescrito ou se condições prescritas de tempo forem satisfeitas.

Com referência às Figuras 11 e 10, quando o processo começa, na etapa S21, o controlador 30 determina se há um suprimento de energia a partir da fonte de energia externa. O processo da etapa S21 é o mesmo que aquele da etapa S1 mostrada na Figura 4.

Se a energia for suprida a partir da fonte de energia externa (SIM na etapa S21), o processo prosseguirá para a etapa S22 e, caso contrário (NÃO na etapa S21), o controle retornará para a etapa S21.

Na etapa S22, o controlador 30 ativa o relé principal de sistema 25 SMR2B. O controlador 30 pode ativar o relé principal de sistema SMR1B e, após o lapso de um período de tempo prescrito, ele pode ativar o relé principal de sistema SMR2B e desativar o relé principal de sistema SMR1B. Quando o processo da etapa S22 é executado, a bateria BB pode ser carregada.

Na etapa S23, o controlador 30 determina se o SOC de bateria

BB atingiu um valor prescrito ou não. Se o SOC de bateria BB tiver atingido o valor prescrito (SIM na etapa S23), o processo prosseguirá para a etapa S24 e, caso não (NÃO na etapa S23), o processo da etapa S23 será executado repetidamente.

Na etapa S24, o controlador 30 desativa o relé principal de sistema SMR2B. Quando o processo da etapa S24 termina, o processo geral termina.

Na Modalidade 3, é possível carregar a bateria BB não através dos conversores elevadores 12A e 12B. Nas Modalidades 1 e 2, os conversores elevadores 12A e 12B são operados e, portanto, embora não grande, há uma perda de energia quando o elemento de IGBT está ligado, ou há 10 uma perda de energia resultante da comutação de elemento de IGBT. Em contraste, na Modalidade 3, a bateria BB pode ser carregada sem operação dos conversores elevadores 12A e 12B é, portanto, essa perda pode ser evitada. Portanto, uma perda no momento de carregamento pode ser reduzida, se comparada com as Modalidades 1 e 2.

Ainda, na Modalidade 3, a bateria BB pode ser carregada sim

plesmente pelo controlador 30 controlando o relé principal de sistema SMR2B. Portanto, o processo do controlador 30 pode ser simplificado.

Ainda, a unidade de carga/descarga 50 é conectada a uma das baterias BA e BB, a qual tem a capacidade de armazenamento maior (isto é, a bateria BB). Portanto, torna-se possível carregar a bateria BA usando-se a energia armazenada na bateria BB.

Quando a bateria BA é carregada, o controlador 30 transmite os sinais de controle PWCA e PWCB para os conversores elevadores 12A e 12B, de forma respectiva. Consequentemente, os elementos de IGBT Q1A e 25 Q2A se ativam. Aqui, embora haja uma perda de energia gerada nos elementos de IGBT Q1A e Q2A, a perda no circuito de fonte de energia como um todo pode ser reduzida, já que o tempo de carregamento da bateria BA é curto.

É notado que, como na Modalidade 2, a unidade de carga/descarga 50 pode ser formada de modo que o destino de conexão da linha de saída L1 da unidade de carga/descarga 50 possa ser mudado do nó N1 para o nó N3. Por um método como esse, também, ambas baterias BA e BB podem ser carregadas.

Primeira Modificação da Modalidade 3

A Figura 12 mostra uma primeira modificação da Modalidade 3.

Com referência às Figuras 12 e 10, na primeira modificação, um 5 comutador SW1 é adicionado, o qual seleciona o destino da conexão da linha de saída L1 da unidade de carga/descarga 50 a partir do eletrodo positivo da bateria BA e do eletrodo positivo da bateria BB. Na primeira modificação, o controlador 30 transmite o sinal de controle SW1C para o comutador SW1 para controle do comutador SW1. O controlador 30 realiza um carre10 gamento de ambas as baterias BA e BB pelo controle do comutador SW1, ao invés de por relés principais de sistema. Portanto, por esta modificação, ambas as baterias BA e BB podem ser carregadas, sem aumento significativo da carga de processo sobre o controlador 30.

A Figura 13 é um fluxograma que representa o processo para carregamento pelo controlador 30 mostrado na Figura 12. O processo do fluxograma é chamado a partir de uma rotina principal prescrita e executado em todo intervalo de tempo prescrito ou se todas as condições prescritas de tempo forem satisfeitas.

Com referência às Figuras 13 e 12, quando o processo começa, na etapa S31, o controlador 30 determina se há um suprimento de energia a partir do dispositivo de fonte de energia 52. O processo na etapa S31 é o mesmo que na etapa S1 mostrada na Figura 4.

Se houver um suprimento de energia a partir do dispositivo de fonte de energia 52 (SIM na etapa S31), o processo prosseguirá para a etapa S32, e, caso contrário (NÃO na etapa S31), o processo retornará para a etapa S31.

Na etapa S32, o controlador 30 conecta o comutador SW1 ao lado de bateria BB. Assim, a bateria BB é carregada.

Na etapa S33, o controlador 30 determina se o SOC de bateria BB atingiu um valor prescrito. Se o SOC de bateria BB tiver atingido o valor prescrito (SIM na etapa S33), o processo prosseguirá para a etapa S34, e caso não (NÃO na etapa S33), o processo da etapa S33 será executado repetidamente.

Na etapa S34, o controlador 30 comuta o destino de conexão do comutador SW1 para o lado de bateria BA.

Em seguida, na etapa S35, o controlador 30 transmite os sinais de controle CT3A e CT3B para os relés principais de sistema SMR3A e 3B, respectivamente, para ativação destes relés principais de sistema. Assim, a bateria BA é carregada.

Na etapa S36, o controlador 30 determina se o SOC de bateria BA atingiu ou não um valor prescrito. Se o SOC de bateria BA não tiver atingido o valor prescrito (NÃO na etapa S36), o processo da etapa S36 será executado repetidamente. Se o SOC de bateria BA tiver atingido o valor prescrito (SIM na etapa S36), o processo prosseguirá para a etapa S37.

Na etapa S37, o controlador 30 transmite os sinais de controle CT3A e CT3B para os relés principais de sistema SMR3A e SMR3B, respectivamente, para desativação destes relés principais de sistema. Quando o processo da etapa S37 termina, o processo geral termina.

Conforme descrito acima, de acordo com a primeira modificação, o controlador 30 comuta o destino de conexão da unidade de carga/ descarga 50 e, portanto, uma pluralidade de baterias pode ser carregada, enquanto se reduz o trabalho requerido do usuário para carregamento.

Segunda Modificação da Modalidade 3

A Figura 14 mostra uma segunda modificação para seleção da conexão/desconexão entre a linha de saída L1 da unidade de carga/ descarga 50 e o eletrodo positivo da bateria BA. O comutador SW2B é um comutador para seleção da conexão/desconexão entre a linha de saída L1 de unidade de carga/descarga 50 e o eletrodo positivo de bateria BB.

O controlador 30 transmite um sinal de controle SW2C para o comutador SW2 para controle dos comutadores SW2A e SW2B. O controlador 30 pode controlar independentemente os comutadores SW2A e SW2B. 30 Portanto, é possível pelo comutador SW2 comutar a linha de saída L1 de unidade de carga/descarga 50 para ser conectada a ambos os eletrodos positivos das baterias BA e BB. A Figura 15 é um fluxograma que representa um processo para carregamento pelo controlador 30 mostrado na Figura 14. O processo do fluxograma é chamado a partir de uma rotina principal prescrita e executado a todo intervalo de tempo prescrito ou se todas as condições prescritas de tempo forem satisfeitas.

Com referência às Figuras 15 e 14, quando o processo começa, na etapa S41, o controlador 30 determina se há um suprimento de energia a partir do dispositivo de fonte de energia 52. O processo da etapa S41 é o mesmo que na etapa S1 mostrada na Figura 4.

Se houver um suprimento de energia a partir do dispositivo de

fonte de energia 52 (SIM na etapa S41), o processo prosseguirá para a etapa S42, e, caso contrário (NÃO na etapa S41), o processo retornará para a etapa S41.

Na etapa S42, o controlador 30 ativa os relés principais de sistema. Especificamente, o controlador 30 transmite os sinais de controle CT3A e CT3B para os relés principais de sistema SMR3A e SMR3B, respectivamente, para ativação destes relés principais de sistema.

Na etapa S43, o controlador 30 transmite o sinal de controle SW2C para o comutador SW2, para ativação de ambos os comutadores SW2A e SW2B, e, desse modo, carrega as baterias BA e BB.

Aqui, uma vez que a bateria BA tem uma capacidade de armazenamento menor do que a bateria BB, é esperado que o SOC da bateria BA atinja um valor prescrito mais rapidamente do que o SOC da bateria BB. Portanto, na etapa S44, o controlador 30 determina se o SOC da bateria BA 25 atingiu ou não o valor prescrito. Se o SOC de bateria BA tiver atingido o valor prescrito (SIM na etapa S44), o processo prosseguirá para a etapa S45 e, caso não (NÃO na etapa S44), o processo da etapa S44 será executado repetidamente.

Na etapa S45, o controlador 30 desativa o comutador SW2A (e o relé principal de sistema SMR3A no lado de bateria BA) e termina o carregamento da bateria BA.

Na etapa S46, o controlador 30 determina e o SOC de BB atingiu o valor prescrito. Se o SOC de bateria BB tiver atingido o valor prescrito (SIM na etapa S46), o processo prosseguirá para a etapa S47, e, caso não (NÃO na etapa S46), o processo da etapa S46 será executado repetidamente.

Na etapa S47, o alojamento principal 30 desativa o comutador SW2B e o relé principal de sistema SMR3B no lado de bateria BB. Assim, o carregamento da bateria BB termina. Quando o processo da etapa S47 termina, o processo geral termina.

Conforme descrito acima, de acordo com a Modificação 2, tornase possível prover um período no qual ambas as baterias BA e BB são car10 regadas. Portanto, o tempo necessário para carregamento das baterias BA e BB pode ser tornado mais curto. Ainda, como os comutadores SW2A e SW2B são providos correspondendo às baterias BA e BB, respectivamente, e o controlador 30 controla os comutadores SW2A e SW2B independentemente, é possível terminar o carregamento da bateria BA antes do fim do 15 carregamento da bateria BB. Assim, uma sobrecarga da bateria BA pode ser impedida. Se a bateria BA for sobrecarregada, a vida ou a performance da bateria BB poderá ser afetada. Na Modificação 2, um problema como esse pode ser impedido.

É notado que o controlador 30 pode desativar os comutadores SW2A e SW2B simultaneamente, para terminar o carregamento das baterias BA e BB simultaneamente.

Embora a presente invenção tenha sido descrita e ilustrada em detalhes, é claramente entendido que a mesma é a título de ilustração e de exemplo apenas, e não é para ser tomada a título de limitação, o escopo da presente invenção sendo interpretado pelos termos das reivindicações em apenso.

Claims

1. Dispositivo de fonte de energia (52) carregado por uma fonte de energia elétrica externa, que compreende: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um primeiro nó; uma carga (23) conectada a um segundo nó; uma primeira unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o referido primeiro nó e o referido segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o referido terceiro nó e o referido segundo nó; uma unidade de transmissão de energia (40) transmitindo a energia recebida a partir da referida fonte de energia externa para o referido primeiro nó; e uma unidade de controle (30) que controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão; caracterizado pelo fato de que: a referida unidade de controle controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a tensão do referido terceiro nó atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue o referido segundo dispositivo de armazenamento de energia.

2. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma primeira unidade de conexão capaz de cortar uma conexão entre o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia e o referido primeiro nó; e uma segunda unidade de conexão capaz de cortar uma conexão entre o referido segundo dispositivo de armazenamento de energia e o referido terceiro nó; em que: no momento de carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia, a referida unidade de controle (30) regula as referidas primeira e segunda unidades de conexão para os estados cortado e conectado, respectivamente.

3. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a referida fonte de energia externa é uma fonte de energia CC (45A); e a referida unidade de transmissão de energia (40) transmite uma tensão CC a partir da referida fonte de energia CC (45A) para o referido primeiro nó.

4. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a referida fonte de energia externa é uma fonte de energia CA (45); e a referida unidade de transmissão de energia (40) inclui: uma unidade de conversão (41) que converte uma tensão CA extraída a partir da referida fonte de energia CA em uma tensão CC.

5. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a referida unidade de transmissão de energia (40) é capaz de selecionar um destino de conexão a partir dos referidos primeiro e terceiro nós(N1,N3);e a referida unidade de controle (30) regula, quando a referida unidade de transmissão de energia (40) está conectada ao referido terceiro nó, as referidas primeira e segunda unidades de conexão (SMR2A, SMR2B) para os estados conectado e cortado, respectivamente, controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão (12A, 12B), de modo que a tensão do referido primeiro nó atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

6. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma unidade de comutação (SW) controlada pela referida unidade de controle (30) para comutação do destino de conexão da referida unidade de transmissão de energia (40) entre os referidos primeiro e terceiro nós (N1, N3).

7. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a capacidade de armazenamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) é menor do que aquela do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB).

8. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: após o carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) terminar, a referida unidade de controle (30) regula a referida primeira unidade de conexão (SMR2A) para o estado conectado e controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão (12A, 12B) de modo que a energia armazenada no referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) seja suprida para o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) e, desse modo, carregue o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA).

9. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a referida unidade de controle (30) regula as referidas primeira e segunda unidades de conexão para os estados conectado e cortado, respectivamente, e, desse modo, carrega o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

10. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: a capacidade de armazenamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) é maior do que aquela do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA).

11. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: cada um dentre os primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BB, BA) tem um eletrodo positivo e um eletrodo negativo; a referida primeira unidade de conexão (SMR2B) conecta o eletrodo positivo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) ao referido primeiro nó (N3); a referida segunda unidade de conexão (SMR2A) conecta o eletrodo positivo do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA) ao referido terceiro nó (N1); o referido dispositivo de fonte de energia ainda compreendendo: uma linha de aterramento (SL); uma terceira unidade de conexão (SMR3B) conectando a referida linha de aterramento (SL) ao eletrodo negativo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB); e uma quarta unidade de conexão (SMR3A) conectando a referida linha de aterramento (SL) ao eletrodo negativo do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA); e a referida unidade de transmissão de energia inclui: uma primeira linha de saída (L1) conectada ao referido primeiro nó (N3), e uma segunda linha de saída (L2) conectada ao eletrodo negativo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB).

12. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: uma carga externa (46) usando uma energia de pelo menos um dentre os referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BA, BB) é conectada à unidade de transmissão de energia (40) no lugar da referida fonte de energia externa; e a referida unidade de controle (30) regula pelo menos uma dentre as referidas primeira e segunda unidades de conexão (SMR2A, SMR2B) para o estado selecionado e, desse modo, supre energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia correspondente para pelo menos uma referida unidade de conexão dos referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BA, BB) para a referida carga externa (46).

13. Dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa (52), que compreende: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) carregável e descarregável, e conectado a um primeiro nó; um inversor (22) conectado a um segundo nó e acionando um motor elétrico (MG2) para funcionamento de um veículo; uma primeira unidade de conversão de tensão (12A) que converte a tensão entre o referido primeiro nó e o referido segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) carregável e descarregável, e conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão (12B) convertendo a tensão entre o referido terceiro nó e o referido segundo nó; uma primeira unidade de conexão (SMR2A) capaz de cortar a conexão entre o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) e o referido primeiro nó; uma segunda unidade de conexão (SMR2B) capaz de cortar a conexão entre o referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) e o referido terceiro nó; uma unidade de transmissão de energia (50) que transmite energia elétrica a partir da referida fonte de energia externa (52) para seu destino de conexão; caracterizado pelo fato de que uma unidade de comutação (SW1) comutando o referido destino de conexão da referida unidade de transmissão de energia (50) entre os referidos primeiro e terceiro nós; e uma unidade de controle (30) que controla a referida unidade de comutação (SW1) no momento de carregamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) e no momento de carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB), e regulando as referidas primeira e segunda unidades de conexão (SMR2A, SMR2B) ambas para o estado de corte.

14. Dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa (52), caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) carregável e descarregável, e tendo um eletrodo positivo conectado a um primeiro nó; uma carga (23) conectada a um segundo nó; uma primeira unidade de conversão de tensão (12B) que converte a tensão entre o referido primeiro nó e o referido segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA) carregável e descarregável, e tendo seu eletrodo positivo conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão (12A) convertendo a tensão entre o referido terceiro nó e o referido segundo nó; uma unidade de transmissão de energia que tem uma primeira linha de saída (L1) e uma segunda linha de saída (L2) conectada a um eletrodo negativo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB), para a transmissão da energia recebida a partir da referida fonte de energia externa (52) para seu destino de conexão; uma primeira unidade de comutação (SW2B) comutando uma conexão e uma desconexão entre a referida primeira linha de saída (L1) e o referido primeiro nó; uma segunda unidade de comutação (SW2A) comutando a conexão e a desconexão entre a referida primeira linha de saída (L1) e o referido terceiro nó; e uma unidade de controle (30) controlando as referidas primeira e segunda unidades de comutação (SW2B, SW2A); em que: a referida unidade de controle (30) regula as referidas primeira e segunda unidades de comutação (SW2B, SW2A) para o estado conectado e, desse modo, carrega os referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BB, BA).

15. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que: a capacidade de armazenamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) é maior do que aquela do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA); e quando o estado de carga do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA) atinge um estado prescrito, a referida unidade de controle (30) regula a referida segunda unidade de comutação (SW2A) para o estado desconectado e termina o carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA).

16. Veículo (100), que compreende: um dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa (52) provida fora do referido veículo, o referido dispositivo de fonte de energia incluindo: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) carregável e descarregável, e conectado a um primeiro nó; uma carga (23) conectada a um segundo nó; uma primeira unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o referido primeiro nó e o referido segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia carregável e descarregável, e conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão convertendo a tensão entre o referido terceiro nó e o referido segundo nó; uma unidade de transmissão de energia (40) transmitindo a energia recebida a partir da referida fonte de energia externa para o referido primeiro nó; e uma unidade de controle (30) controlando as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão; caracterizado pelo fato de que: a referida unidade de controle controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a tensão do referido terceiro nó atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue o referido segundo dispositivo de armazenamento de energia.

17. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: o referido dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma primeira unidade de conexão capaz de cortar a conexão entre o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia e o referido primeiro nó, uma segunda unidade de conexão capaz de cortar uma conexão entre o referido segundo dispositivo de armazenamento de energia e o referido terceiro nó, e em que: no momento do carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia, a referida unidade de controle (30) regula as referidas primeira e segunda unidades de conexão para os estados cortado e conectado, respectivamente.

18. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a referida fonte de energia externa é uma fonte de energia CC (45A); e a referida unidade de transmissão de energia (40) transmite uma tensão CC a partir da referida fonte de energia CC (45A) para o referido primeiro nó.

19. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a referida fonte de energia externa é uma fonte de energia CA (45A); e a referida unidade de transmissão de energia (40) inclui: um circuito de conversão (41) que converte uma tensão CA extraída a partir da referida fonte de energia CA em uma tensão CC.

20. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a referida unidade de transmissão de energia (40) é capaz de selecionar um destino de conexão a partir dos referidos primeiro e terceiro nós (N1, N3); e a referida unidade de controle (30) regula, quando a referida unidade de transmissão de energia (40) é conectada ao referido terceiro nó, as referidas primeira e segunda unidades de conexão (SMR2A, SMR2B) para os estados conectado e cortado, respectivamente, e controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão (12A, 12B) de modo que a tensão do referido primeiro nó atinja uma tensão de carregamento desejada e, desse modo, carregue o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

21. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que: o referido dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma unidade de comutação (SW) controlada pela referida unidade de controle (30) para comutação do destino de conexão da referida unidade de transmissão de energia (40) entre os referidos primeiro e terceiro nós (Ν1, N3).

22. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peio fato de que: a capacidade de armazenamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) é menor do que aquela do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB).

23. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que: após o carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) terminar, a referida unidade de controle (30) regula a referida primeira unidade de conexão (SMR2A) para o estado conectado e controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão (12A, 12B) de modo que a energia armazenada no referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) seja suprida para o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) e, desse modo, carregue o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA).

24. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: a referida unidade de controle (30) regula as referidas primeira e segunda unidades de conexão para os estados conectado e cortado, respectivamente, e, desse modo, carrega o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia.

25. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que: a capacidade de armazenamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) é maior do que aquela do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA).

26. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que: cada um dentre os referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BB, BA) tem um eletrodo positivo e um eletrodo negativo; a referida primeira unidade de conexão (SMR2B) conecta o eletrodo positivo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) ao referido primeiro nó (N3); a referida segunda unidade de conexão (SMR2A) conecta o eletrodo positivo do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA) ao referido terceiro nó (N1); o referido dispositivo de fonte de energia ainda inclui: uma linha de aterramento (SL); uma terceira unidade de conexão (SMR3B) conectando a referida linha de aterramento (SL) ao eletrodo negativo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB); e uma quarta unidade de conexão (SMR3A) conectando a referida linha de aterramento (SL) ao eletrodo negativo do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA); e a referida unidade de transmissão de energia inclui: uma primeira linha de saída (L1) conectada ao referido primeiro nó (N3), e uma segunda linha de saída (L2) conectada ao eletrodo negativo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB).

27. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: uma carga externa (46) usando energia de pelo menos um dentre os referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BA, BB) é conectada à referida unidade de transmissão de energia (40) no lugar da referida fonte de energia externa; e a referida unidade de controle (30) regula pelo menos uma dentre as referidas primeira e segunda unidades de conexão (SMR2A, SMR2B) para o estado selecionado e, desse modo, supre energia a partir do dispositivo de armazenamento de energia correspondente para pelo menos uma referida unidade de conexão, dos referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BA, BB), para a referida carga externa (46).

28. Veículo (100), que compreende: um dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa (52) provida fora do referido veículo; o referido dispositivo de fonte de energia inclui: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) carregável e descarregável, e conectado a um primeiro nó; um inversor (22) conectado a um segundo nó (N2) e acionando um motor elétrico (MG2) para o funcionamento do veículo; uma primeira unidade de conversão de tensão (12A) convertendo a tensão entre o referido primeiro nó e o referido segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) carregável e descarregável e conectado a um terceiro nó; uma segunda unidade de conversão de tensão (12B) que converte a tensão entre o referido terceiro nó e o referido segundo nó; uma primeira unidade de conexão (SMR2A) capaz de cortar a conexão entre o referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) e o referido primeiro nó; uma segunda unidade de conexão capaz de cortar a conexão entre o referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB) e o referido terceiro nó; uma unidade de transmissão de energia (50) que transmite energia elétrica a partir da referida fonte de energia externa (52) para seu destino de conexão; caracterizado pelo fato de que uma unidade de comutação (SW1) que comuta o referido destino de conexão da referida unidade de transmissão de energia (50) entre os referidos primeiro e terceiro nós; e uma unidade de controle (30) que controla a referida unidade de comutação (SW1) no momento de carregamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BA) e no momento de carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BB), e regulando as referidas primeira e segunda unidades de conexão (SMR2A, SMR2B) ambas para o estado de corte.

29. Veículo (100), que compreende: um dispositivo de fonte de energia carregado por uma fonte de energia externa provida fora do referido veículo, o referido dispositivo de fonte de energia incluindo: um primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) carregável e descarregável, e tendo um eletrodo positivo conectado a um primeiro nó; uma carga (23) conectada a um segundo nó; uma primeira unidade de conversão de tensão (12B) convertendo a tensão entre o referido primeiro nó e o referido segundo nó; um segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA) carregável e descarregável e tendo seu eletrodo positivo conectado a um terceiro nó; uma unidade de transmissão de energia tendo uma primeira linha de saída (L1) e uma segunda linha de saída (L2) conectada a um eletrodo negativo do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) para transmissão da energia recebida a partir da referida fonte de energia externa (52) para seu destino de conexão; caracterizado pelo fato de que uma primeira unidade de comutação (SW2B) comutando a conexão e a desconexão entre a referida primeira linha de saída (L1) e o referido primeiro nó; uma segunda unidade de comutação (SW2A) comutando a conexão e a desconexão entre a referida primeira linha de saída (L1) e o referido terceiro nó; e uma unidade de controle (30) controlando as referidas primeira e segunda unidades de comutação (SW2B, SW2A); em que: a referida unidade de controle (30) regula as referidas primeira e segunda unidades de comutação (SW2B, SW2A) para o estado conectado, e, desse modo, carrega os referidos primeiro e segundo dispositivos de armazenamento de energia (BA, BB).

30. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que: a capacidade de armazenamento do referido primeiro dispositivo de armazenamento de energia (BB) é maior do que aquela do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA); e quando o estado de carga do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA) atinge um estado prescrito, a referida unidade de controle (30) regula a referida segunda unidade de comutação (SW2A) para o estado desconectado e termina o carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia (BA).

31. Dispositivo de fonte de energia (52), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a referida carga (23) inclui um inversor (22) que converte a tensão do referido segundo nó e a supre para um motor elétrico (MG2) para funcionamento de um veículo; e no momento de carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia, a referida unidade de controle (30) controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a referida primeira unidade de conversão de tensão escalone para cima a tensão do referido primeiro nó e a referida segunda unidade de conversão de tensão escalone para baixo a tensão do referido segundo nó, e, no momento de funcionamento do referido veículo, a referida unidade de controle (30) controla a referida primeira unidade de conversão de tensão de modo que as tensões dos referidos primeiro e segundo nós sejam convertidas em cada outra e controle as referidas segundas unidades de conversão de tensão de modo que as tensões dos referidas segundo e terceiro nós sejam convertidas em cada outra.

32. Veículo (100), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: a referida carga (23) inclui um inversor (22) que converte a tensão do referido segundo nó e a supre para um motor elétrico (MG2) para funcionamento de um veículo; e no momento de carregamento do referido segundo dispositivo de armazenamento de energia, a referida unidade de controle (30) controla as referidas primeira e segunda unidades de conversão de tensão de modo que a referida primeira unidade de conversão de tensão escalone para cima a tensão do referido primeiro nó e a referida segunda unidade de conversão de tensão escalone para baixo a tensão do referido segundo nó, e, no momento de funcionamento do referido veículo, a referida unidade de controle (30) controla a referida primeira unidade de conversão de tensão de modo que as tensões dos referidos primeiro e segundo nós sejam convertidas em cada outra e controle as referidas segundas unidades de conversão de tensão de modo que as tensões dos referidas segundo e terceiro nós sejam convertidas em cada outra.