CN101267960A - 电力控制装置、包含该装置的电动车和控制电动车电力的方法 - Google Patents

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Abstract

车辆负载(50)通过继电器电路(40)和电力输出线(DCL1，DCL2)被连接到第一与第二电动发电机(MG1，MG2)的第一与第二中性点(N1，N2)。控制装置(60)取决于车辆负载(50)的请求电压对变换器(20，30)进行控制，使得第一中性点(N1)上的电位变得高出第二中性点(N2)上的电位达该请求电压。

Description

电力控制装置、包含该装置的电动车和控制电动车电力的方法
技术领域
本发明涉及电力控制装置以及包含该装置的电动车。特别地，本发明涉及对来自主要机器用蓄电装置的电压进行降压并将结果得到的电压供给安装车载负载的电力控制装置以及包含该电力控制装置的电动车。
背景技术
例如电气车辆或混合动力车等电动车需要用于主要机器的高压电源以及用于辅助设备的低压电源。传统而言，DC/DC转换器降低从主要机器用高压电源输出的直流(DC)电压，以获得用于辅助设备的低电压。
日本特开No.7-170611公开了用于电气车辆的电力控制装置，其包含这样的DC/DC转换器。该电力控制装置包含主电池以及将来自主电池的高电压转换为低电压的DC/DC转换器。在该电力控制装置中，输出自DC/DC转换器的低电压允许低电压侧电气负载的直接致动。
这种电力控制装置没有用于辅助设备的电池，且DC/DC转换器将来自主电池的高电压转换为低电压。由于低电压侧的负载由来自DC/DC转换器的输出直接致动，电力控制装置在尺寸上得到减小，电力控制装置的布线容易进行。
日本特开No.7-170611所公开的电力控制装置是有效的，因为辅助设备用电池变得没有必要。然而，电力控制装置仍需要用于将来自主电池的高电压转换为低电压的DC/DC转换器。
近来，为了应付安装到车辆的电气负载的增多，倾向于将42V电源系统与传统的14V电源系统一起使用。在将来，可望根据将被安装到车辆的负载将不同的电源系统安装到一个车辆。然而，对于每个电源系统提供DC/DC转换器阻碍了车辆的尺寸减小、重量减轻、成本缩减等等。
发明内容
设计本发明以解决上述问题，且本发明的目的在于提供这样的电力控制装置：其能够在不使用DC/DC转换器的情况下向车载负载供给电力。
本发明的另一目的在于提供一种包含这样的电力控制装置的电动车：其能够在不使用DC/DC转换器的情况下向车载负载供给电力。
根据本发明，电力控制装置包含：第一多相交流(AC)电机，其包含作为定子绕组的星形连接第一多相绕组；第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的星形连接第二多相绕组；第一蓄电装置，其向第一与第二多相AC电机供给电力；车载负载，其电气连接在第一多相绕组的第一中性点与第二多相绕组的第二中性点之间；电压控制装置，其根据车载负载的请求电压控制第一与第二中性点之间的电压。
在根据本发明的电力控制装置中，车载负载被连接在第一多相AC电机的第一中性点与第二多相AC电机的第二中性点之间。于是，根据车载负载的请求电压控制第一与第二中性点之间的电压。因此，车载负载从各自具有在请求电压下受到控制的电位的第一与第二中性点接收电力。
因此，根据本发明的电力控制装置允许在不附加提供专用电压转换装置的情况下向车载负载供给电力。
优选为，车载负载包含DC负载。电压控制装置根据DC负载的请求电压在第一与第二中性点之间产生DC电压。
因此，根据本发明的电力控制装置允许在不使用DC/DC转换器的情况下向车载负载供给电力。
更为优选的是，DC负载包含运行电压彼此不同的多个负载组。电力控制装置还包含：多个第二蓄电装置，其分别向所述多个负载组供给电力；开关装置，其被配置为能够将所述多个第二蓄电装置中的一个电气连接到第一与第二中性点。电压控制装置基于所述多个第二蓄电装置的充电状态向开关装置输出用于将所述多个第二蓄电装置中的一个电气连接到第一与第二中性点的指令，并将第一与第二中性点之间的电压控制在从电气连接到所述第一与第二中性点的第二蓄电装置接收电力的负载组的运行电压等级。
在该电力控制装置中，基于所述多个第二蓄电装置的充电状态，所述多个第二蓄电装置被交替连接到第一与第二中性点。因此，所述多个第二蓄电装置可通过第一与第二中性点充电。因此，电力控制装置可稳定地向所述多个负载组供给电力，而不使用DC/DC转换器。
更为优选的是，电压控制装置向开关装置输出用于将具有最低充电状态的第二蓄电装置电气连接到第一与第二中性点的指令。
在该电力控制装置中，具有最低充电状态的第二蓄电装置被电气连接到第一与第二中性点，并通过从第一与第二中性点接收电力而充电。因此，电力控制装置可防止第二蓄电装置被过度放电。
根据本发明，一种电动车包含：如上所述的电力控制装置；驱动轮，其机械连接到第一与第二多相AC电机的至少一个的旋转轴。
根据本发明的电动车包含如上所述的电力控制装置，因此，不需要DC/DC转换器。因此，根据本发明的电动车可实现其尺寸减小、重量降低、成本缩减等等。
如上所述，根据本发明，车载负载电气连接在第一多相AC电机的第一中性点与第二多相AC电机的第二中性点之间，根据车载负载的请求电压控制第一与第二中性点之间的电压。因此，可以在不附加提供例如DC/DC转换器等专用电压转换装置的情况下向车载负载供给电力。
附图说明
图1为混合动力车的一般框图，该车被示为根据本发明实施例1的电动车的一个例子；
图2为一电路图，其示出了包含图1所示电动发电机与变换器的零相等效电路；
图3为图1所示控制装置的功能框图；
图4为各自在图3中示出的第一变换器控制部分、第二变换器控制部分、电压指令产生部分的详细功能框图；
图5为一流程图，其示出了由图3和4所示的电压指令产生部分执行的处理的控制结构；
图6为混合动力车的一般框图，该车被示为根据本发明实施例2的电动车的一个例子；
图7为图6所示控制装置的功能框图；
图8为一流程图，其示出了由图7所示电压指令产生部分执行的处理的控制结构。
具体实施方式
下面参照附图详细介绍本发明的实施例。在附图中，相同或对应的部分用同样的参考标号表示，因此不重复对其进行介绍。
(实施例1)
图1为混合动力车100的一般框图，该车被示为根据本发明实施例1的电动车的例子。参照图1，混合动力车100包含发动机4、电动发电机MG1与MG2、动力分割机构3、车轮2。混合动力车100还包含蓄电装置B、升压转换器10、变换器20与30、控制装置60、电容器C1与C2、电源线PL1与PL2、地线SL、U相线UL1与UL2、V相线VL1与VL2、W相线WL1与WL2、电压传感器70与72、电流传感器80与82。混合动力车100还包含电力输出线DCL1与DCL2、继电器电路40、车载负载50。
混合动力车将发动机4和电动发电机MG2用作动力源运行。动力分割机构3向各自连接于其上的发动机4、电动发电机MG1、电动发电机MG2分配动力。例如，动力分割机构3可为具有恒星齿轮、行星齿轮架和环形齿轮的三个旋转轴的行星齿轮机构。三个旋转轴分别被连接到发动机4的旋转轴、电动发电机MG1的旋转轴以及电动发电机MG2的旋转轴。例如，电动发电机MG1包含中空的转子，发动机4的曲轴插入中空转子的中央。因此，发动机4、电动发电机MG1、电动发电机MG2可被机械连接到动力分割机构3。
这里，电动发电机MG2的旋转轴通过减速齿轮或差动齿轮(未示出)被连接到车轮2。另外，电动发电机MG2的旋转轴的减速器可被装入动力分割机构3。
这里，电动发电机MG1被装入混合动力车100，以便作为由发动机4驱动的发电机运行，以及作为能够起动发动机4的电动机运行。电动发电机MG2被装入混合动力车100，以便作为用于驱动车轮2的电动机运行。
蓄电装置B的正电极连接到电源线PL1，负电极连接到地线SL。电容器C1连接在电源线PL1与地线SL之间。
升压转换器10包含电抗器L、npn型晶体管Q1与Q2以及二极管D1与D2。这里，npn型晶体管Q1与Q2串联连接在电源线PL2与地线SL之间。二极管D1连接在npn型晶体管Q1集电极与发射极之间，二极管D2连接在npn型晶体管Q2集电极与发射极之间，使得电流从各发射极向各集电极流动。电抗器L的第一末端连接到npn型晶体管Q1与Q2之间的节点，第二末端连接到电源线PL1。
例如IGBT(绝缘栅型双极晶体管)可被用作本说明书中在上面提到的npn型晶体管以及下文介绍的npn型晶体管。另外，例如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)等功率开关元件可代替npn型晶体管使用。
电容器C2连接在电源线PL2与地线SL之间。变换器20包含U相臂22、V相臂24、W相臂26。U相臂22、V相臂24、W相臂26并联连接在电源线PL2与地线SL之间。U相臂22包含串联连接的npn型晶体管Q11与Q12，V相臂24包含串联连接的npn型晶体管Q13与Q14，W相臂26包含串联连接的npn型晶体管Q15与Q16。二极管D11连接在npn型晶体管Q11的集电极与发射极之间，二极管D12连接在npn型晶体管Q12的集电极与发射极之间，二极管D13连接在npn型晶体管Q13的集电极与发射极之间，二极管D14连接在npn型晶体管Q14的集电极与发射极之间，二极管D15连接在npn型晶体管Q15的集电极与发射极之间，二极管D16连接在npn型晶体管Q16的集电极与发射极之间，使得电流从各发射极流向各集电极。
电动发电机MG1包含作为定子线圈的三相线圈12。三相线圈12由U相线圈U1、V相线圈V1、W相线圈W1构成。U相线圈U1、V相线圈V1、W相线圈W1的第一末端彼此相联以形成中性点N1，第二末端分别连接到变换器20中U相臂22的上下臂间节点、V相臂24的上下臂间节点、W相臂26的上下臂间节点。
变换器30包含U相臂32、V相臂34和W相臂36。电动发电机MG2包含作为定子线圈的三相线圈14。变换器30和电动发电机MG2在构造上分别与变换器20和电动发电机MG1类似。
继电器电路40包含继电器RY1与RY2。电力输出线DCL1的第一末端连接到继电器RY1的第一末端，第二末端连接到中性点N1。另一方面，电力输出线DCL2的第一末端连接到继电器RY2的第一末端，第二末端连接到中性点N2。另外，车载负载50被连接到继电器RY1与RY2的第二末端。
蓄电装置B为可充电/可放电DC电源，并被配置为具有例如镍金属氢化物电池、锂离子电池等二次电池。蓄电装置B向升压转换器10输出DC电力。另外，蓄电装置B由升压转换器10进行充电。这里，蓄电装置B可以为具有大容量的电容器。
电压传感器70检测蓄电装置B上的电压VB，并将检测得到的电压VB输出到控制装置60。电容器C1对电源线PL1与地线SL之间的电压波动进行平滑。
基于来自控制装置60的信号PWC，升压转换器10使用电抗器L对接收自蓄电装置B的DC电压进行升压，并将结果得到的电压供给电源线PL2。具体而言，基于来自控制装置60的信号PWC，升压转换器10在电抗器L中将根据npn型晶体管Q2的开关操作流动的电流存储为磁场能量，由此对接收自蓄电装置B的DC电压进行升压。于是，升压转换器10通过二极管D1与npn型晶体管Q2被关断的时刻同时地将结果电压输出到电源线PL2。另外，基于来自控制装置60的信号PWC，升压转换器10对供自电源线PL2的DC电压进行降压以便对蓄电装置B充电。
电容器C2对电源线PL2与地线SL之间的电压波动进行平滑。电压传感器72检测电容器C2的端子之间的电压，即电源线PL2上相对于地线SL的电压VH，并将检测得到的电压VH输出到控制装置60。
基于来自控制装置60的信号PWM1，变换器20将接收自电源线PL2的DC电压转换为三相AC电压，并将转换得到的AC电压输出到电动发电机MG1。另外，变换器20基于来自控制装置60的信号PWM1将由电动发电机MG1通过接收来自发动机4的输出动力产生的三相AC电压转换为DC电压，并将转换得到的DC电压输出到电源线PL2。
基于来自控制装置60的信号PWM2，变换器30将接收自电源线PL2的DC电压转换为三相AC电压，并将转换得到的三相AC电压输出到电动发电机MG2。另外，在车辆再生制动时，变换器30基于来自控制装置60的信号PWM2将由电动发电机MG2通过接收来自车轮2的旋转力产生的三相AC电压转换为DC电压，并将转换得到的DC电压输出到电源线PL2。
这里，变换器20与30分别基于来自控制装置60的信号PWM1与PWM2在中性点N1与N2之间产生电压。为了将请求电压从中性点N1与N2通过电力输出线DCL1与DCL2供到车载负载50，变换器20将中性点N1的电位设置在这样的电位：其高出由变换器30设置的中性点N2电位达车载负载50的请求电压。
电动发电机MG1与MG2各自为三相AC电机，例如IPM(内永磁体)型三相AC同步电机。电动发电机MG1连接到发动机4，由来自发动机4的输出动力产生三相AC电压，并将所产生的三相AC电压输出到变换器20。另外，电动发电机MG1接收来自变换器20的三相AC电压以产生驱动力，并起动发动机4。电动发电机MG2被连接到车轮2，并由接收自变换器30的三相AC电压产生用于驱动车辆的转矩。另外，在车辆再生制动时，电动发电机MG2产生车辆的制动力，并产生三相AC电压。于是，电动发电机MG2将三相AC电压输出到变换器30。
在继电器电路40中，继电器RY1在电力输出线DCL1与车载负载50之间连接/断开，继电器RY2在电力输出线DCL2与车载负载50之间连接/段开。继电器电路40接收来自控制装置60的输出允许指令EN，以开通继电器RY1或RY2。因此，车载负载50被电气连接到电力输出线DCL1或DCL2。
车载负载50为DC负载，并从分别连接到中性点N1与N2的电力输出线DCL1与DCL2接收DC电力。车载负载50的例子包含用于寒冷地带的发动机加热器，用于对净化废气的触媒进行加热的触媒加热器、用于对车辆内部进行加热的加热器等等。
电流传感器80检测流经电动发电机MG1的电机电流MCRT1，并将检测得到的电机电流MCRT1输出到控制装置60。电流传感器82检测流经电动发电机MG2的电机电流MCRT2，并将检测得到的电机电流MCRT2输出到控制装置60。
基于输出自ECU(电子控制单元)(未示出)的、电动发电机MG1与MG2的转矩指令值TR1与TR2和电机旋转速度MRN1与MRN2、输出自电压传感器70的电压VB、输出自电压传感器72的电压VH，控制装置60产生用于驱动升压转换器10的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压转换器10。
另外，基于电压VH、电动发电机MG1的转矩指令值TR1、来自电流传感器80的电机电流MCRT1，控制装置60产生用于驱动电动发电机MG1的信号PWM1，并将所产生的信号PWM1输出到变换器20。另外，基于电压VH、电动发电机MG2的转矩指令值TR2、来自电流传感器82的电机电流MCRT2，控制装置60产生用于驱动电动发电机MG2的信号PWM2，并将所产生的信号PWM2输出到变换器30。
另外，控制装置60从ECU接收用于发出向车载负载50供给电力的请求的请求指令REQ，以计算车载负载50的请求电压。在车载负载50为例如用于寒冷地带的发动机加热器的情况下，控制装置60基于发动机冷却水的温度计算请求电压。在车载负载50为例如触媒加热器的情况下，控制装置60基于触媒的温度计算请求电压。在车载负载50为例如用于对车辆内部进行加热的加热器的情况下，控制装置60基于内部的设置温度计算请求电压。
于是，控制装置60产生用于在中性点N1与N2之间产生计算得到的请求电压的电压指令值，并使用电压指令值产生变换器20与30的信号PWM1与PWM2。另外，控制装置60接收请求指令REQ以便将输出允许指令EN输出到继电器电路40。
图2为一电路图，其示出了包含图1所示变换器20、变换器30、电动发电机MG1与电动发电机MG2的零相等效电路。参照图2，存在三相变换器20与30各自的六个npn型晶体管的开通状态与关断状态的八种组合。在八种开关模式中的两种当中，相间电压变为零，且这样的电压状态被称为零电压向量。关于零电压向量，可以想到，上臂的三个晶体管处于同样的开关状态(也就是说，所有晶体管被开通或关断)。另外，可以想到，下臂的三个晶体管也处于同样的开关状态。在图2中，因此，变换器20的npn型晶体管Q11、Q13、Q15被概括示为上臂20A，变换器20的npn型晶体管Q12、Q14、Q16被概括示为下臂20B。另外，在图2中，变换器30的npn型晶体管Q21、Q23、Q25被概括示为上臂30A，变换器30的npn型晶体管Q22、Q24、Q26被概括示为下臂30B。
在变换器20与30中的每一个中，使用这种零电压向量允许在不改变相关电动发电机的d轴电流与q轴电流的情况下控制相关中性点上的电位，也就是说，不在电动发电机的转矩控制上施加不良影响。
因此，使用变换器20与30中的每一个的零电压向量，可以根据车载负载50的请求电压在中性点N1与N2之间产生电压，并将电力从中性点N1与N2通过电力输出线DCL1与DCL2供到车载负载50。因此，可以产生车载负载50所请求的电压，并将该电压提供给车载负载50，而不使用DC/DC转换器，也不对电动发电机MG1与MG2的转矩控制施加不良影响。
图3为图1所示控制装置60的功能框图。参照图3，控制装置60包含转换器控制部分61、第一变换器控制部分62、第二变换器控制部分63、电压指令产生部分64。基于输出自电压传感器70的电压VB、输出自电压传感器72的电压VH、转矩指令值TR1与TR2、电机旋转速度MRN1与MRN2，转换器控制部分61产生用于开通/关断升压转换器10的npn型晶体管Q1与Q2的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压转换器10。
基于电动发电机MG1的电机旋转速度MRN1与电机电流MCRT1、转矩指令值TR1、电压VH，第一变换器控制部分62产生用于开通/关断变换器20的npn型晶体管Q11至Q16的信号PWM1，并将所产生的信号PWM1输出到变换器20。
基于电动发电机MG2的电机旋转速度MRN2与电机电流MCRT2、转矩指令值TR2、电压VH，第二变换器控制部分63产生用于开通/关断变换器30的npn型晶体管Q21至Q26的信号PWM2，并将所产生的信号PWM2输出到变换器30。
这里，第一变换器控制部分62与第二变换器控制部分63中的每一个接收来自电压指令产生部分64的电压指令值，以便在中性点N1与N2之间产生车载负载50的请求电压。于是，基于电压指令值，第一变换器控制部分62在控制变换器20的零电压向量的同时产生信号PWM1，第二变换器控制部分63在控制变换器30的零电压向量的同时产生信号PWM2。
电压指令产生部分64接收发布向车载负载50供给电力的请求的请求指令REQ，以便计算车载负载50的请求电压。于是，电压指令产生部分64产生用于在中性点N1与N2之间产生计算得到的请求电压的电压指令值，并将所产生的电压指令值输出到第一变换器控制部分62与第二变换器控制部分63中的每一个。另外，电压指令产生部分64接收请求指令REQ，以便将输出允许指令EN输出到继电器电路40。
图4为各自在图3中示出的第一变换器控制部分62、第二变换器控制部分63以及电压指令产生部分64的详细功能框图。参照图4，第一变换器控制部分62包含电流转换部分102、MG1电流指令计算部分104、PI控制部分106与108、转换部分110、PWM信号产生部分114。
使用电动发电机MG1的电机旋转速度MRN1，电流转换部分102将各自由电流传感器80检测的U相电流Iu1与V相电流Iv1转换为d轴电流Id1与q轴电流Iq1。基于电动发电机MG1的转矩指令值TR1，MG1电流指令计算部分104计算d轴与q轴上电动发电机MG1的电流指令Id1r和Iq1r。
PI控制部分106接收来自电流转换部分102的d轴电流Id1与来自MG1电流指令计算部分104的电流指令Id1r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分运算，将计算结果输出到转换部分110。PI控制部分108接收来自电流转换部分102的q轴电流Iq1与来自MG1电流指令计算部分104的电流指令Iq1r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分运算，将计算结果输出到转换部分110。
转换部分110从PI控制部分106与108接收d轴与q轴上的电压指令，使用电机旋转速度MRN1将这些电压指令转换为电动发电机MG1的U、V、W相电压指令。
基于由将来自电压指令产生部分64的电压指令值叠加到来自转换部分110的U、V、W相电压指令上获得的电压指令以及输出自电压传感器72的电压VH，PWM信号产生部分114产生对应于变换器20的PWM信号Pu1、Pv1、Pw1，并将所产生的PWM信号Pu1、Pv1、Pw1作为信号PWM1输出到变换器20。
这里，来自电压指令产生部分64的电压指令值在来自转换部分110的电动发电机MG1的U、V、W相电压指令上的一律叠加对应于变换器20的零电压向量基于来自电压指令产生部分64的电压指令值的变化。
第二变换器控制部分63包含电流转换部分122、MG2电流指令计算部分124、PI控制部分126与128、转换部分130、PWM信号产生部分134。采用电动发电机MG2的电机旋转速度MRN2，电流转换部分122将各自由电流传感器82检测的U相电流Iu2和V相电流Iv2转换为d轴电流Id2与q轴电流Iq2。基于电动发电机MG2的转矩指令值TR2，MG2电流指令计算部分124计算d轴与q轴上的电动发电机MG2的电流指令Id2r与Iq2r。
PI控制部分126接收来自电流转换部分122的d轴电流Id2与来自MG2电流指令计算部分124的电流指令Id2r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分运算，将计算结果输出到转换部分130。PI控制部分128接收来自电流转换部分122的q轴电流Iq2与来自MG2电流指令计算部分124的电流指令Iq2r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分运算，将计算结果输出到转换部分130。
转换部分130从PI控制部分126与128接收d轴与q轴上的电压指令，使用电机旋转速度MRN2将这些电压指令转换为电动发电机MG2的U、V、W相电压指令。
基于由将来自电压指令计算部分64的电压指令值叠加到来自转换部分130的电动发电机MG2的U、V、W相电压指令上获得的电压指令以及电压VH，PWM信号产生部分134产生对应于变换器30的PWM信号Pu2、Pv2、Pw2，并将所产生的PWM信号Pu2、Pv2、Pw2作为信号PWM2输出到变换器30。
这里，来自电压指令产生部分64的电压指令值在来自转换部分130的电动发电机MG2的U、V、W相电压指令上的一律叠加对应于变换器30的零电压向量基于来自电压指令产生部分64的电压指令值的变化。
电压指令产生部分64包含指令计算部分142、乘法部分144和减法部分146。指令计算部分142接收请求指令REQ，以计算车载负载50的请求电压。于是，指令计算部分142将计算得到的电压作为电压指令值VR输出。乘法部分144将来自指令计算部分142的电压指令值VR乘以k(k：在不小于0且不大于1的范围内的常数)，并将计算结果输出到第一变换器控制部分62。减法部分146从输出自乘法部分144的值中减去电压指令值VR，并将计算结果输出到第二变换器控制部分63。
也就是说，将输出自指令计算部分142的电压指令值VR乘以k，于是，将之输出到第一变换器控制部分62。或者，将电压指令值VR乘以-(1-k)，并将之输出到第二变换器控制部分63。这里，“k”为当在中性点N1与N2之间产生对应于电压指令值VR的电压时变换器20与30各自的电压负荷比。如果“k”大于0.5，可使变换器20的电压负荷大于变换器30的电压负荷。如果“k”小于0.5，可使变换器30的电压负荷大于变换器20的电压负荷。
在没有收到请求指令REQ时，电压指令产生部分64将电压指令值VR设置为零。因此，从电压指令产生部分64输出到第一变换器控制部分62和第二变换器控制部分63中的每一个的电压指令值变为零。
图5为一流程图，其示出了由图3与4所示电压指令产生部分64执行的处理的控制结构。此流程图中的处理在满足预定条件时或每隔特定时间间隔由控制装置60的主程序调用时执行。
参照图5，基于请求指令REQ，电压指令产生部分64判断是否发布了从中性点N1与N2向车载负载50供给电力的请求(步骤S10)。如果没有发布向车载负载50供给电力的请求(步骤S10中的否)，电压指令产生部分64完成处理序列。于是，处理返回到主程序。
另一方面，如果发布了向车载负载50供给电力的请求(步骤S10中的是)，电压指令产生部分40计算车载负载50的请求电压(步骤S20)。具体而言，例如，如果车载负载50为用于寒冷地带的发动机加热器，电压指令产生部分64基于发动机冷却水的温度计算请求电压。另一方面，如果车载负载50为触媒加热器，电压指令产生部分64基于触媒的温度计算请求指令。另外，如果车载负载50为用于对车辆内部进行加热的加热器，电压指令产生部分64基于内部的设置温度计算请求电压。
在步骤S20中计算车载负载50的请求电压之后，电压指令产生部分64产生用于在第一中性点与第二中性点之间产生请求电压的电压指令值，并将所产生的电压指令值输出到第一变换器控制部分62和第二变换器控制部分63中的每一个(步骤S30)。接下来，电压指令产生部分64将输出允许指令EN输出到继电器电路40(步骤S40)。因此，处理序列完成。
如上所述，根据实施例1，车载负载50连接在电动发电机MG1的中性点N1与电动发电机MG2的中性点N2之间，中性点N1与N2之间的电压根据车载负载50的请求电压受到控制。因此，请求电压可被供到车载负载50，而不使用DC/DC转换器。
(实施例2)
图6为混合动力车100A的一般框图，该车被示为根据本发明实施例2的电动车的一个例子。参照图2，混合动力车100A在构造上与图1所示根据实施例1的混合动力车100不同。具体而言，混合动力车100A包含开关电路92、辅助电池B1与B2、负载组94与96、电源线PL3与PL4、地线SL3与SL4，而不是继电器电路40和车载负载50。混合动力车100A还包含控制装置60A而不是控制装置60。
开关电路50具有分别连接到电力输出线DCL1与DCL2的一对输入端子、分别连接到电源线PL3与地线SL3的第一输出端子对、分别连接到电源线PL4与地线SL4的第二输出端子对。
辅助电池B1的正电极连接到电源线PL3，负电极连接到地线SL。另外，辅助电池B2的正电极连接到电源线PL4，负电极连接到地线SL4。电源线PL3与地线SL3连接到负载组94。另一方面，电源线PL4与地线SL4连接到负载组96。
开关电路50从控制装置60A接收H电平的开关信号CH，以便将电源线PL3与地线SL3(其连接到第一输出端子对)分别电气连接到电力输出线DCL1与电力输出线DCL2。另一方面，开关电路50从控制装置60A接收L电平的开关信号CH，以便将电源线PL4与地线SL4(其连接到第二输出端子对)分别电气连接到电力输出线DCL1和电力输出线DCL2。
辅助电池B1与B2中的每一个为可充电/可放电DC电源，例如铅酸电池。当开关电路92分别将电源线PL3与地线SL3电气连接到电力输出线DCL1与电力输出线DCL2时，辅助电池B1由输出自中性点N1与N2的DC电压以第一电压等级(例如36V)充电。因此，辅助电池B1通过电源线PL3与地线SL3将第一电压等级的DC电压供给负载组94。
当开关电路92分别将电源线PL4与地线SL4电气连接到电力输出线DCL1和电力输出线DCL2时，辅助电池B2由输出自中性点N1与N2的DC电压以第二电压等级(例如12V)充电。于是，辅助电池B2将第二电压等级的DC电压通过电源线PL4与地线SL4供到负载组96。
这里，辅助电池B1的第一电压等级与辅助电池B2的第二电压等级中的每一个不大于蓄电装置B的电压等级。另外，辅助电池B1与B2中的每一个的容量不大于蓄电装置B的容量。辅助电池B1与B2的例子可包括由镍金属氢化物、锂离子或类似物制成的二次电池以及电容器。
负载组94主要包括与电有关的辅助设备，例如电动操舵装置和电空调器，并通过从电源线PL3接收第一电压等级的运行电压来运行。负载组96主要包括与车体有关的辅助设备，例如照明系统和音频系统，并通过从电源线PL4接收第二电压等级的运行电压来运行。
控制装置60A从ECU(未示出)接收表示辅助电池B1的充电状态(SOC)的值SOC1和表示辅助电池B2的SOC的值SOC2。于是，控制装置60A基于所接收的值SOC1与SOC2产生开关信号CH，并将所产生的开关信号CH输出到开关电路92。
另外，控制装置60A产生用于在中性点N1与N2之间产生对应于电气连接到电力输出线DCL1与DCL2的电源线与地线的电压的电压指令，并使用所产生的电压指令产生变换器20与30的信号PWM1与PWM2。
图7为图6所示控制装置60A的功能框图。参照图7，控制装置60A在构造上不同于图3所示实施例1中的控制装置60。也就是说，控制装置60A包含电压指令产生部分64A而不是电压指令产生部分64。
电压指令产生部分64A从ECU接收表示辅助电池B1的SOC的值SOC1以及表示辅助电池B2的SOC的值SOC2。当值SOC1小于值SOC2时，电压指令产生部分64A产生H电平的开关信号CH，并将开关信号CH输出到开关电路92。另外，电压指令产生部分64A产生用于在中性点N1与N2之间产生对应于负载组94的电压(处于第一电压等级)的电压指令值，并将电压指令值输出到第一变换器控制部分62和第二变换器控制部分63。
另一方面，当值SOC2小于值SOC1时，电压指令产生部分64A产生H电平的开关信号CH，接着，将开关信号CH输出到开关电路92。进一步地，电压指令产生部分64A产生用于在中性点N1与N2之间产生对应于负载组96的电压(处于第二电压等级)的电压指令值，接着，将电压指令值输出到第一变换器控制部分62和第二变换器控制部分63。
图8为一流程图，其示出了图7所示电压指令产生部分64A执行的处理的控制结构。此流程图中的处理在每当满足预定条件或以特定的时间间隔由控制装置60A的主程序调用时执行。
参照图8，电压指令产生部分64A从ECU接收表示辅助电池B1的SOC的值SOC1和表示辅助电池B2的SOC的值SOC2，接着，判断值SOC1是否小于值SOC2(步骤S110)。
如果值SOC1小于值SOC2(步骤S110中的是)，电压指令产生部分64A向开关电路92输出H电平的开关信号CH，并分别将电源线PL3与地线SL3电气连接到电力输出线DCL1与电力输出线DCL2(步骤S120)。
接着，电压指令产生部分64A根据负载组94的运行电压等级产生电压指令值，接着，将所产生的电压指令值输出到第一变换器控制部分62和第二变换器控制部分63(步骤S130)。因此，在中性点N1与N2之间产生负载组94的运行电压等级的电压，故电力由中性点N1与N2通过开关电路92供到负载组94，辅助电池B1被充电。
另一方面，如果值SOC2不大于值SOC1(步骤S110中的否)，电压指令产生部分64A向开关电路92输出L电平的控制信号CH，接着，分别将电源线PL4和地线SL4电气连接到电力输出线DCL1与电力输出线DCL2(步骤S140)。
接下来，电压指令产生部分64A根据负载组96的运行电压等级产生电压指令值，接着，将所产生的电压指令值输出到第一变换器控制部分62和第二变换器控制部分63(步骤S150)。因此，负载组96的运行电压等级的电压在中性点N1与N2之间产生，使得电力从中性点N1与N2通过开关电路92被供到负载组96，辅助电池B2被充电。
这里，没有电气连接到电力输出线DCL1与DCL2的负载组接收来自相关的辅助电池的电力。如果该辅助电池的SOC低下，开关电路92切换连接状态，使得具有低下的SOC的辅助电池被充电。
如上所述，根据实施例2，中性点N1与N2之间的电压以负载组94或96的运行电压等级受到控制，电力从中性点N1和N2通过开关电路92被供到负载组94或96。因此，并非为产生被供到负载组94或96的电压而需要DC/DC转换器。
前面的实施例各自介绍了存在运行电压等级彼此不同的两个负载组的情况。即使在存在运行电压彼此不同的不少于三个负载组的情况下，类似地，可产生希望的电压并将之供到各负载组，而不使用DC/DC转换器。
另外，前面的实施例各自介绍了电动车的一个例子为具有各自用作动力源的发动机4和电动发电机MG2的混合动力车的情况。这里，装有至少两个电动发电机的电气车辆或燃料电池车辆属于本发明适用的范围。另外，本发明典型地适用于装有至少两个电动发电机的电动车。如果根据本发明的电动车为电气车辆或燃料电池车辆，例如，电动发电机MG1与MG2被连接到电气车辆或燃料电池车辆的驱动轮。
在上面的介绍中，电动发电机MG1和电动发电机MG2分别对应于根据本发明的“第一多相AC电机”与“第二多相AC电机”，三相线圈12和三相线圈14分别对应于根据本发明的“第一多相绕组”与“第二多相绕组”。另外，蓄电装置B对应于根据本发明的“第一蓄电装置”，变换器20与30、电动发电机MG1与MG2、控制装置60(60A)构成根据本发明的“电压控制装置”。另外，辅助电池B1和B2各自对应于根据本发明的“第二蓄电装置”，开关电路92对应于根据本发明的“开关装置”。另外，车轮2对应于根据本发明的“驱动轮”。
应当明了，这里公开的实施例在所有方面是说明性而不是限制性的。由于本发明的范围由所附权利要求书而不是前面的说明书限定，所有属于权利要求书的范围或这些范围的等价内容的改变属于权利要求书的范围。

Claims (9)

1.一种电力控制装置，其包含：
第一多相AC电机，其包含作为定子绕组的星形连接第一多相绕组；
第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的星形连接第二多相绕组；
第一蓄电装置，其向所述第一与第二多相AC电机供给电力；
车载负载，其电气连接在所述第一多相绕组的第一中性点与所述第二多相绕组的第二中性点之间；以及
电压控制装置，其用于根据所述车载负载的请求电压控制所述第一与第二中性点之间的电压。
2.根据权利要求1的电力控制装置，其中，
所述车载负载包含DC负载，且
所述电压控制装置根据所述DC负载的请求电压在所述第一与第二中性点之间产生DC电压。
3.根据权利要求2的电力控制装置，其中，
所述DC负载包含运行电压彼此不同的多个负载组，
所述电力控制装置还包含：
多个第二蓄电装置，其分别向所述多个负载组供给电力；以及
开关装置，其被配置为能够将所述多个第二蓄电装置中的一个电气连接到所述第一与第二中性点，
所述电压控制装置基于所述多个第二蓄电装置的充电状态向所述开关装置输出用于将所述多个第二蓄电装置中的一个电气连接到所述第一与第二中性点的指令，并将所述第一与第二中性点之间的电压控制在从电气连接到所述第一与第二中性点的第二蓄电装置接收电力的负载组的运行电压等级。
4.根据权利要求3的电力控制装置，其中，
所述电压控制装置向所述开关装置输出用于将具有最低充电状态的第二蓄电装置电气连接到所述第一与第二中性点的指令。
5.一种电动车，其包含：
根据权利要求1-4中任意一项的电力控制装置；以及
驱动轮，其机械连接到所述第一与第二多相AC电机的至少一个的旋转轴。
6.一种用于控制电动车的电力的方法，
所述电动车包含：
第一多相AC电机，其包含作为定子绕组的星形连接第一多相绕组；
第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的星形连接第二多相绕组；
第一蓄电装置，其向所述第一与第二多相AC电机供给电力；以及
车载负载，其电气连接在所述第一多相绕组的第一中性点与所述第二多相绕组的第二中性点之间，
所述方法包含：
第一步骤，计算所述车载负载的请求电压；以及
第二步骤，根据计算得到的请求电压控制所述第一与第二中性点之间的电压。
7.根据权利要求6的方法，其中，
所述车载负载包含DC负载，且
所述第二步骤包含根据所述DC负载的请求电压在所述第一与第二中性点之间产生DC电压。
8.根据权利要求7的方法，其中，
所述DC负载包含运行电压彼此不同的多个负载组，且
所述电动车还包含：
多个第二蓄电装置，其分别向所述多个负载组供给电力；以及
开关装置，其被配置为能够将所述多个第二蓄电装置中的一个电气连接到所述第一与第二中性点，
所述方法还包含：
第三步骤，其基于所述多个第二蓄电装置的充电状态向所述开关装置输出将所述多个第二蓄电装置中的一个电气连接到所述第一与第二中性点的指令，
所述第二步骤包含将所述第一与第二中性点之间的电压控制在从电气连接到所述第一与第二中性点的第二蓄电装置接收电力的负载组的运行电压等级。
9.根据权利要求8的方法，其中，
所述第三步骤包含向所述开关装置输出用于将具有最低充电状态的第二蓄电装置电气连接到所述第一与第二中性点的指令。
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