CN101490924A - 电源系统和具备该电源系统的车辆以及温度管理方法 - Google Patents

电源系统和具备该电源系统的车辆以及温度管理方法 Download PDF

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    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
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    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N2011/0881—Components of the circuit not provided for by previous groups
    • F02N2011/0888—DC/DC converters
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract

要求判断部(50)比较蓄电部的电池温度Tb1和预先确定的温度管理值Tb1*，若在两者之间产生了预定的阈值温度以上的偏差，则生成升温要求或者冷却要求。电流方向决定部(54)基于蓄电部的热反应特性，决定为了满足升温要求或者冷却要求应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向。目标电流值决定部(56)决定与由电流方向决定部(54)所决定的充电/放电相关的目标电流值Ib1*。电流控制部(ICTRL1)生成开关指令PWC1，使得蓄电部的电池电流Ib1与从选择部(60)输出的目标电流值一致。

Description

电源系统和具备该电源系统的车辆以及温度管理方法
技术领域
本发明涉及具有多个蓄电部的电源系统和具备该电源系统的车辆以及温度管理方法，特别涉及抑制对与负载装置之间的授受电力的影响、并实现被构成为包含化学电池的蓄电部的温度管理的技术。
背景技术
近年来，考虑到环境问题，像电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池车等那样以电动机为驱动力源的车辆备受关注。为了向电动机供给电力或在再生制动时将运动能转换成电能进行储存，这样的车辆搭载有能够进行充放电的蓄电部。
在这样的以电动机作为驱动力源的车辆中，为了提高加速性能、行驶持续距离等行驶性能，希望使蓄电部的充放电容量变得更大。作为用于增大蓄电部的充放电容量的方法，提出了搭载多个蓄电部的构成。
例如，在美国专利第6608396号说明书中公开了向高电压车辆牵引系统提供所期望的直流高电压水平的电动马达电源管理系统。该电动马达电源系统具备多个电源级(stage)和控制器，所述多个电源级分别具有电池和升压/降压直流-直流转换器(converter)且并联连接，并至少向一台变换器(inverter)提供直流电力；所述控制器控制多个电源级，使多个电源级的电池均等地进行充放电，使多个电源级维持向至少一台变换器供给的电池电压。
另一方面，被构成为包含化学电池的蓄电部，由于利用电化学作用储存电能，因此其充放电特性容易受到温度的影响。一般而言，温度越低，化学电池的充放电性能就越低，另一方面，温度越高，就可能越会促进化学电池的劣化。因此，要对搭载在车辆上的化学电池进行温度管理，使其温度维持在预定的温度范围内。
作为实现这样的化学电池的温度管理的一个方法，已知利用与充放电相伴的熵变化的方法。即，在化学电池中，伴随充放电所引起的蓄电状态的变化，熵会变化，由于该熵的变化而产生发热反应或吸热反应。特别是在锂离子电池等中，这样的反应热量比较大。到底产生发热反应以及吸热反应的哪一种，是根据蓄电状态、所流过的电流而决定的，因此，根据蓄电状态，适当地决定电池电流，以此使蓄电部的温度管理变成可能。
例如，在日本专利特开平09-019074号公报中，公开了能够将充电时的电池温度保持为适当温度的充电控制系统。根据该充电控制系统，具备：对充电时的化学反应为吸热反应的电池进行充电的充电器，和根据电池的充电状态控制充电器的充电电流的控制单元，该控制单元通过基于放电状态、电池的温度以及充电条件而使电池吸热或发热，以此控制充电电流使得电池的温度保持在预定的温度范围内。
在上述的日本专利特开平09-019074号公报中所公开的充电控制系统中，如其名称一样，只在充电时能够进行蓄电部的温度管理。因此，在像根据行驶状况频繁地切换蓄电部的充电/放电那样的车辆(例如，混合动力车辆等)中，无法进行充分的温度管理。再有，存在：正在执行蓄电部中的温度管理时，即充电中，无法充分满足来自负载(马达等)的电力要求，从而车辆的行驶性能受制约的问题。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题点而做出的，其目的在于，提供电源系统和具备该电源系统的车辆以及温度管理方法，所述电源系统，抑制对与负载装置之间的授受电力的影响，并能够对蓄电部进行适当的温度管理。
根据本发明的一种观点，本发明是具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部的电源系统。本发明所涉及的电源系统具备：电力线，其被构成为能够在负载装置和电源系统之间授受电力；和多个充放电控制部，其分别设置在多个蓄电部和电力线之间，各自被构成为能够控制对应的蓄电部的充电/放电。而且，多个蓄电部包括：成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部，第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池，所述热反应特性是，与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化。再有，本发明所涉及的电源系统具备：温度取得部，其取得第一蓄电部的温度；蓄电状态取得部，其取得第一蓄电部的蓄电状态；要求生成部，其基于由温度取得部取得的温度，生成对第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求；电流方向决定部，其对于由要求生成部生成了升温要求或冷却要求的蓄电部，为了所述满足升温要求或所述冷却要求，从由所述蓄电状态取得部取得的蓄电状态，基于热反应特性，决定应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向；控制指令生成部，其向多个充放电控制部的各个发出控制指令，使得有由电流方向决定部决定的方向的电流流过。
根据该观点所涉及的发明，多个蓄电部中的至少一个第一蓄电部被作为温度管理对象。而且，若对第一蓄电部的各个生成升温要求或冷却要求，则基于热反应特性，决定对该蓄电部应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪个方向。另一方面，由于第二蓄电部不是温度管理对象，因此能够比较自由地决定充放电电流。为此，第二蓄电部能够进行与负载装置的电力要求相应的充放电控制。因此，能够同时实现对第一蓄电部的温度管理以及对来自负载装置的电力要求的响应。
优选的是，本发明所涉及的电源系统还具备目标电流值决定部，所述目标电流值决定部，基于所述第一蓄电部的温度，决定用于流向由电流方向决定部决定的充电侧或放电侧的目标电流值。
再有，优选的是，控制指令生成部向与所述第一蓄电部对应的充放电控制部发出控制指令，使得所述第一蓄电部的电流值与由目标电流值决定部决定的目标电流值一致。
再有，优选的是，控制指令生成部向与第二蓄电部对应的充放电控制部的各个发出控制指令，使得供给相当于第一蓄电部的充放电电力的总和与来自负载装置的电力要求之差的电力。
另外，优选的是，多个蓄电部包括：一个第一蓄电部和一个第二蓄电部，控制指令生成部向与第二蓄电部对应的充放电控制部发出控制指令，使得供给相当于第一蓄电部的充放电电力与来自负载装置的电力要求之差的电力，所述第一蓄电部的充放电电力与由目标电流值决定部决定的目标电流值相当。
优选的是，目标电流值决定部参照预先确定的电阻发热特性决定目标电流值，所述电阻发热特性表示流向所述第一蓄电部的电流和发热量的对应关系。
优选的是，还具备电流值限制部，所述电流值限制部，在由要求生成部生成了升温要求时，为了将所述第一蓄电部的输出电压维持在预定电压值以上，基于预先确定的输出电压特性，限制由目标电流值决定部决定的目标电流值，所述输出电压特性表示流向所述第一蓄电部的电流和输出电压的对应关系。
优选的是，第一蓄电部被构成为包含锂离子电池。
根据本发明的另一种观点，本发明是具备上述的任一电源系统和驱动力产生部的车辆，所述驱动力产生部接受从电源系统供给的电力而产生驱动力。
根据本发明的另一种观点，本发明是在具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部的电源系统中的蓄电部的温度管理方法。而且，电源系统具备：电力线，其被构成为能够在负载装置和电源系统之间授受电力；和多个充放电控制部，其分别设置在多个蓄电部和电力线之间，各自被构成为能够控制对应的蓄电部的充电/放电。另外，多个蓄电部包括：成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部，第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池，所述热反应特性是，与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化。另外，本发明所涉及温度管理方法包括：温度取得步骤，取得第一蓄电部的温度；蓄电状态取得步骤，取得第一蓄电部的蓄电状态；要求生成步骤，基于在温度取得步骤中取得的温度，生成对第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求；电流方向决定步骤，对于在要求生成步骤中生成了升温要求或冷却要求的蓄电部，为了满足所述升温要求或所述冷却要求，从在蓄电状态取得步骤中取得的蓄电状态，基于热反应特性，决定应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向；和控制指令生成步骤，向多个充放电控制部的各个发出控制指令，使得有在电流方向决定步骤中决定的方向的电流流过。
优选的是，本发明所涉及的温度管理方法还包括目标电流值决定步骤，所述目标电流值决定步骤，基于所述第一蓄电部的温度，决定用于流向在电流方向决定步骤中决定的充电侧或放电侧的目标电流值。
再有，优选的是，在控制指令生成步骤中，向与所述第一蓄电部对应的充放电控制部发出控制指令，使得所述第一蓄电部的电流值与在目标电流值决定步骤中决定的目标电流值一致。
再有，优选的是，在控制指令生成步骤中，向与第二蓄电部对应的充放电控制部的各个发出控制指令，使得供给相当于第一蓄电部的充放电电力的总和与来自负载装置的电力要求之差的电力。
另外，优选的是，多个蓄电部包括：一个第一蓄电部和一个第二蓄电部，在控制指令生成步骤中，向与第二蓄电部对应的充放电控制部发出控制指令，使得供给相当于第一蓄电部的充放电电力和来自负载装置的电力要求之差的电力，所述第一蓄电部的充放电电力与由目标电流值决定部决定的目标电流值相当。
优选的是，在目标电流值决定步骤中，参照预先确定的电阻发热特性，决定目标电流值，所述电阻发热特性表示流向所述第一蓄电部的电流和发热量的对应关系。
优选的是，还包括电流值限制步骤，所述电流值限制步骤，在要求生成步骤中生成了升温要求时，为了将所述第一蓄电部的输出电压维持在预定电压值以上，基于预先确定的输出电压特性，限制在目标电流值决定步骤中决定的目标电流值，所述输出电压特性表示流向所述第一蓄电部的电流和输出电压的对应关系。
根据本发明，能够抑制对与负载装置之间的授受电力的影响，并能够对蓄电部进行适当的温度管理。
附图说明
图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的电源系统的车辆的主要部分的概略构成图。
图2是本发明的实施方式所涉及的转换器的概略构成图。
图3是示出本发明所涉及的表示化学电池的蓄电状态(SOC)和热反应之间的对应关系的热反应特性的一例的图。
图4A、图4B是用于说明对具有图3所示的热反应特性的蓄电部的升温动作以及冷却动作的概略的图。
图5是示出表示流向蓄电部的电池电流和电阻性的发热量的对应关系的电阻发热特性的一例的图。
图6是表示本发明的实施方式所涉及的控制部中的控制构造的框图。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的控制部中的处理顺序的流程图。
图8A、图8B是用于说明在本发明的实施方式的变形例1中用于实现与图4A、图4B相同的升温动作以及冷却动作的概略的图。
图9是表示本发明的实施方式的变形例1所涉及的控制部中的控制构造的框图。
图10是表示本发明的实施方式的变形例1所涉及的控制部中的处理顺序的流程图。
图11是表示具备本发明的实施方式的变形例2所涉及的电源系统的车辆的主要部分的概略构成图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对于图中的相同或者相当的部分标上了相同的符号，不重复其说明。
参照图1，对表示具备本发明的实施方式所涉及的电源系统1的车辆100的主要部分的概略构成进行说明。
在本实施方式中，作为负载装置的一例，对在与用于产生车辆100的驱动力的驱动力产生部3之间进行电力授受的构成进行例示。而且，车辆100通过向车轮(未图示)传递驱动力来行驶，所述驱动力是驱动力产生部3接受从电源系统1供给的电力而产生的。
在本实施方式中，作为多个蓄电部的一例，对具有两个蓄电部的电源系统1进行说明。电源系统1经由主正母线MPL以及主负母线MNL，在驱动力产生部3和电源系统1之间进行直流电力的授受。
驱动力产生部3具备第一变换器INV1、第二变换器INV2、第一电动发电机MG1、和第二电动发电机MG2，并根据来自HV_ECU(HybridVehicle Electrical Control Unit：混合动力车辆电子控制单元)4的开关指令PWM1、PWM2产生驱动力。
变换器INV1、INV2并联连接在主正母线MPL以及主负母线MNL上，分别在与电源系统1之间进行电力授受。即，变换器INV1、INV2，分别将经由主正母线MPL以及主负母线MNL接受的直流电力转换成交流电而供给至电动发电机MG1、MG2。再有，变换器INV1、INV2在车辆100的再生制动时等中，将电动发电机MG1、MG2接受车辆100的运动能而发电所得的交流电力转换成直流电力，作为再生电力返还给电源系统1。作为一例，变换器INV1、INV2被构成为包含三相的开关元件的桥式电路，分别根据从HV_ECU4接收的开关指令PWM1、PWM2，进行开关(电路开闭)动作，以此产生三相交流电力。
电动发电机MG1、MG2以如下方式构成，即，分别能够接受从变换器INV1、INV2供给的交流电力而产生旋转驱动力，并能够接受来自外部的旋转驱动力而发电来产生交流电力。作为一列，电动发电机MG1、MG2是具备埋设有永久磁铁的转子的三相交流旋转电机。而且，电动发电机MG1、MG2分别与动力传递机构6连接，将所产生的驱动力由驱动轴8传递至车轮(未图示)。
此外，在驱动力产生部3适用于混合动力车辆的情况下，电动发电机MG1、MG2也经由动力传递机构6或者驱动轴8与发动机(未图示)机械连接。而且，由HV_ECU4执行控制，使得发动机所产生的驱动力和电动发电机MG1、MG2所产生的驱动力成为最优比率。在适用于这样地混合动力车辆的情况下，也可以构成为使一方的电动发电机专作电动机发挥作用，使另一方的电动发电机专作发电机发挥作用。
HV_ECU4通过执行预先存储的程序，基于从未图示的各传感器发送的信号、行驶状况、油门开度的变化率以及所存储的映射等，计算出电动发电机MG1、MG2的目标转矩以及目标转速。而且，HV_ECU4生成开关指令PWM1、PWM2并输出给驱动力产生部3，使得电动发电机MG1、MG2的产生转矩以及转速分别成为该计算出的目标转矩以及目标转速。
另外，HV_ECU4基于计算出的所述目标转矩以及目标转速、或者由未图示的各种传感器检测出的转矩实际值以及转速实际值，取得分别在电动发电机MG1、MG2中产生的反电动势电压Vm1、Vm2，并将基于该反电动势电压Vm1、Vm2而决定的电压要求值Vh＊向电源系统1输出。即，在驱动力产生部3进行动力运转动作的情况下，HV_ECU4将大于反电动势电压Vm1、Vm2的电压决定为电压要求值Vh＊，使得能够从电源系统1向电动发电机MG1、MG2供给电力。另一方面，在驱动力产生部3进行再生动作的情况下，HV_ECU4将小于反电动势电压Vm1、Vm2的电压决定为电压要求值Vh＊，使得电动发电机MG1、MG2所产生的电力能够向电源系统1逆流。
再有，HV_ECU4基于上述目标转矩和目标转速的乘积或者转矩实际值和转速实际值的乘积，计算出电力要求值PL ＊，并向电源系统1输出。此外，HV_ECU4通过改变电力要求值PL ＊的符号，将动力运转动作(正值)以及再生动作(负值)这样的驱动力产生部3中的电力要求通知给电源系统1。
另一方面，电源系统1具备平滑电容器C、供给电流检测部16、供给电压检测部18、第一转换器CONV1、第二转换器CONV2、第一蓄电部BAT1、第二蓄电部BAT2、电池电流检测部10-1、10-2、电池电压检测部12-1、12-2、电池温度检测部14-1、14-2、和控制部2。
平滑电容器C连接在主正母线MPL和主负母线MNL之间，降低包含在来自转换器CONV1、CONV2的供给电力中的波动成分(交流成分)。
供给电流检测部16串联插置在主正母线MPL上，检测供给至驱动力产生部3的供给电流Ih，将其检测结果向控制部2输出。
供给电压检测部18，连接在主正母线MPL和主负母线MNL之间，检测供给至驱动力产生部3的供给电压Vh，将其检测结果向控制部2输出。
转换器CONV1、CONV2，分别被构成为能够控制对应的蓄电部BAT1、BAT2的充电/放电。即，转换器CONV1、CONV2，分别通过在对应的蓄电部BAT1、BAT2与主正母线MPL和主负母线MNL之间进行电压变换动作(降压动作/升压动作)，以此控制蓄电部BAT1、BAT2的充电/放电。具体而言，在对蓄电部BAT1、BAT2进行充电的情况下，转换器CONV1、CONV2，分别对主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压进行降压，将充电电流供给至蓄电部BAT1、BAT2。另一方面，在蓄电部BAT1、BAT2进行放电的情况下，转换器CONV1、CONV2，分别将蓄电部BAT1、BAT2的电池电压进行升压，从而经由主正母线MPL和主负母线MNL供给放电电流。
蓄电部BAT1、BAT2被构成为分别能够通过转换器CONV1、CONV2进行充放电。如后述那样，在本发明的实施方式所涉及的电源系统中，蓄电部BAT1、BAT2中的任一方成为温度管理对象。该温度管理对象可以预先固定，也可以根据蓄电部BAT1、BAT2的蓄电状态(SOC：State ofCharge)、电池温度等随时进行切换。
这样地成为温度管理对象的蓄电部，被构成为包含具有热反应特性的化学电池，所述热反应特性是：与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化。作为这样的化学电池的一例，使用锂离子电池。这样的化学电池的热反应特性将在后面详细介绍。
在下面的说明中，作为一例，对蓄电部BAT1为温度管理对象的情况进行说明。此外，在蓄电部BAT1被固定为温度管理对象的情况下，蓄电部2不一定需要由如上所述的化学电池构成，也可以使用双电层电容器等蓄电元件。
电池电流检测部10-1、10-2，分别插置在连接蓄电部BAT1、BAT2和转换器CONV1、CONV2的两根的电力线的一方，检测与蓄电部BAT1、BAT2的输入输出有关的电池电流Ib1、Ib2，并将其检测结果向控制部2输出。
电池电压检测部12-1、12-2，分别连接在连接蓄电部BAT1、BAT2和转换器CONV1、CONV2的两根的电力线之间，检测蓄电部BAT1、BAT2的电池电压Vb1、Vb2，将其检测结果向控制部2输出。
电池温度检测部14-1、14-2，分别接近于构成蓄电部BAT1、BAT2的电池单元(cell)等而配置，检测蓄电部BAT1、BAT2的内部温度即电池温度Tb1、Tb2，将其检测结果向控制部2输出。此外，电池温度检测部14-1、14-2可以被构成为：分别基于与构成蓄电部BAT1、BAT2的多个电池单元相对应地配置的多个检测元件的检测结果，通过平均化处理等输出代表值。
控制部2基于电压要求值Vh＊以及电力要求值PL ＊、供给电流Ih、供给电压Vh、电池电流Ib1、Ib2、电池电压Vb1、Vb2、电池温度Tb1、Tb2，根据后述的控制构造分别生成开关指令PWC1、PWC2，以此控制转换器CONV1、CONV2中的电压变换动作。
特别是，控制部2从电池温度检测部14-1取得温度管理对象的蓄电部BAT1的电池温度Tb1，基于所取得的电池温度Tb1，生成蓄电部BAT1的升温要求或者冷却要求。若在蓄电部BAT1中产生了升温要求或者冷却要求，则控制部2从所取得的蓄电状态，基于蓄电部BAT1的热反应特性，决定为了满足升温要求或者冷却要求而对蓄电部BAT1应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向。再有，控制部2生成用于使所决定的方向的电流流向蓄电部BAT1的开关指令PWC1，发送给转换器CONV1。
这样地，控制部2根据电池温度Tb1，切换流向蓄电部BAT1的电流的方向，以此进行蓄电部BAT1的温度管理。
另外，控制部2基于蓄电部BAT1的电池温度Tb1，决定为了进行温度管理而流向蓄电部BAT1的电流的目标电流值。具体而言，控制部2参照表示流向蓄电部BAT1的电池电流Ib1和电阻性的发热量的对应关系的电阻发热特性，决定目标电流值。即，控制部2以起因于电池电流的电阻性的发热量不会过大的方式决定目标电流值。
再有，控制部2，也可以在生成了升温要求时，基于表示蓄电部BAT1的电池电流Ib1和蓄电部BAT1的电池电压Vb1的对应关系的输出电压特性，限制目标电流值。即，控制部2，为了将蓄电部BAT1的电池电压Vb1维持在预定电压值以上，将来自蓄电部BAT1的放电电流限制在预定的范围内。
另一方面，控制部2生成用于供给与蓄电部BAT1的充放电电力和电力要求值PL ＊之差相当的电力的开关指令PWC2，并输出给转换器CONV2。即，控制部2控制转换器CONV2以及蓄电部BAT2的充电/放电，以免为了满足升温要求或者冷却要求而流过电源系统1内的电流的影响波及到电源系统1的外部(驱动力产生部3)。
在本发明的实施方式中，驱动力产生部3相当于“负载装置”，主正母线MPL以及主负母线MNL相当于“电力线”，转换器CONV1、CONV2相当于“多个充放电控制部”，电池温度检测部14-1相当于“温度取得部”。
参照图2，作为一例，转换器CONV1被构成为包含双向型的斩波电路，由斩波电路40A和平滑电容器C1构成。
斩波电路40A能够双向供给电力。具体地讲，斩波电路40A根据来自控制部2(图1)的开关指令PWC1，能够将来自蓄电部BAT1的放电电流进行升压而向驱动力产生部3(图1)供给，并能够将从驱动力产生部3接受的再生电力进行降压而作为充电电流向蓄电部BAT1供给。而且，斩波电路40A，分别具有正母线LN1A、负母线LN1C、配线LN1B、作为开关元件的晶体管Q1A、Q1B、二极管D1A、D1B、和电感器L1。
正母线LN1A的一端与晶体管Q1A的集电极连接，另一端与主正母线MPL连接。另外，负母线LN1C的一端与蓄电部BAT1的负侧连接，另一端与主负母线MNL连接。
晶体管Q1A以及Q1B串联连接在正母线LN1A和负母线LN1C之间。而且，晶体管Q1A的集电极与正母线LN1A连接，晶体管Q1B的发射极与负母线LN1C连接。另外，在各晶体管Q1A、Q1B的集电极-发射极之间，分别连接有使电流从发射极侧流向集电极侧的二极管D1A、D1B。再有，电感器L1连接于晶体管Q1A和晶体管Q1B的连接点。
配线LN1B的一端与蓄电部BAT1的正侧连接，另一端与电感器L1连接。
平滑电容器C1连接在配线LN1B和负母线LN1C之间，降低包含在配线LN1B和负母线LN1C之间的直流电压中的交流成分。
转换器CONV2的构成以及动作也与上述的转换器CONV1相同，因此不重复详细的说明。
(化学电池的热反应特性)
化学电池由于利用化学反应储存电能，因此伴随着充电/放电的进行，内部部件的熵在变化。起因于该熵的变化，在化学电池中会产生发热反应或者吸热反应。此外，在很多化学电池中能出现这样的现象，作为其效果比较明显的电池，可以举出上述的锂离子电池。
参照图3，在本发明所涉及的化学电池中，根据蓄电状态(SOC)不同，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化。在图3所示的例子中，在状态值S1以及S3处，伴随着充电/放电而产生的热反应相互交替。
即，在蓄电状态比状态值S1小的情况下以及在蓄电状态比状态值S3大的情况下，通过使电流流向放电侧来产生发热反应，另一方面，通过使电流流向充电侧来产生吸热反应。此外，在蓄电状态在状态值S1和状态值S3之间的情况下，通过使电流流向充电侧来产生发热反应，另一方面，通过使电流流向放电侧来产生吸热反应。
这样的与熵变化有关的热反应的发热量以及吸热量，根据蓄电状态的变化量来决定。即，在图3所示的热反应特性中，实际产生的热量(发热量或者吸热量)相当于蓄电状态已变化的区间的积分值(面积)。为此，所产生的热量与电池电流的大小无关，而依赖于实际变化了的蓄电状态的状态差而决定。如上所述，根据蓄电部的蓄电状态，只要决定正确的电流方向(充电侧或放电侧)，就能够满足蓄电部的升温要求以及冷却要求，而不一定需要决定其电流值。
具体地讲，为了满足升温要求，若蓄电状态比状态值S1小或者蓄电状态比状态值S3大，则使电流流向放电侧即可，另外，若蓄电状态比状态值S1大且比状态值S3小，则使电流流向充电侧即可。另一方面，为了满足冷却要求，若蓄电状态比状态值S1小或者蓄电状态比状态值S3大，则使电流流向充电侧即可，另外，若蓄电状态比状态值S1大且比状态值S3小，则使电流流向放电侧即可。
此外，作为测定蓄电部的蓄电状态(SOC)的方法，可以使用众所周知的各种方法，作为一例，通过将暂定SOC和补正SOC进行加法计算，能够依次检测出蓄电状态，所述暂定SOC是从蓄电部在开路状态下所产生的电池电压(开路电压值)计算出的，所述补正SOC是从电池电流的累计值计算出的。
(升温动作以及冷却动作)
参照图4A以及图4B，说明对具有图3所示的热反应特性的蓄电部BAT1的升温动作以及冷却动作的概略。此外，在图4A、图4B中，表示蓄电部BAT1的蓄电状态为图3中的状态值S2(状态值S1<状态值S2<状态值S3)的情况。
图4A表示使蓄电部BAT1进行升温动作的情况。
图4B表示使蓄电部BAT1进行冷却动作的情况。
参照图3以及图4A，在蓄电部BAT1的蓄电状态为图3所示的状态值S2的情况下，通过使充电侧的电流流向蓄电部BAT1，能够进行升温动作。于是，如图4A所示，从转换器CONV1向蓄电部BAT1供给电池电流Ib1。
另一方面，作为电源系统1整体，需要将与来自驱动力产生部3的要求电力PL ＊相应的电力PL供给至驱动力产生部3。因此，转换器CONV2被控制成补偿与从转换器CONV1供给至蓄电部BAT1的电池电流Ib1相当的电力P1，并供给与要求电力PL ＊相应的电力PL。即，蓄电部BAT2进行放电的电池电流Ib2与将要求电力PL ＊加上(负值为减去)电力P1后所得的电力相当。
另外，参照图3以及图4B，在蓄电部BAT1的蓄电状态为图3所示的状态值S2的情况下，通过使放电侧的电流流向蓄电部BAT1，能够进行冷却动作。因此，如图4B所示，从蓄电部BAT1向转换器CONV1供给电池电流Ib1。
如上所述，作为电源系统1整体，需要将与来自驱动力产生部3的要求电力PL ＊相应的PL供给至驱动力产生部3。因此，蓄电部BAT2进行放电的电池电流Ib2与从要求电力PL ＊减去电力P1后所得的电力相当。当然，若从蓄电部BAT1放电的电力P1大于要求电力PL ＊，则蓄电部BAT2以与电力P1和要求电力PL ＊之差相当的电力被充电。
图4A以及图4B所示的转换器CONV1、CONV2的电流控制动作可以通过各种方法来实现，但在本发明的实施方式中，如后面所述，对转换器CONV1以电流控制模式进行控制，另一方面，对转换器CONV2以电压控制模式进行控制。
(目标电流值的决定)
如上所述，在本发明中，通过利用化学电池的与熵变化有关的热反应，实现蓄电部的温度管理。但是，在包含化学电池而构成的蓄电部中，除了与熵变化有关的热反应之外，还存在起因于电池电流的电阻性的发热。为此，尤其是在冷却动作时，以起因于电池电流的电阻性的发热量不会过大的方式，决定目标电流值。
参照图5，对电阻发热特性进行说明，所述电阻发热特性表示蓄电部BAT1中的电池电流Ib1和电阻性的发热量的对应关系。
电池电流Ib1所引起的电阻性的发热是由起因于蓄电部BAT1的极化作用等的内部电阻而产生的。蓄电部BAT1越是低温，该极化作用效果就越明显，因此，电池温度Tb1越低，内部电阻就越大。因此，电池电流Ib1越大且电池温度Tb1越低，蓄电部BAT1中的电阻性的发热量就越增大。此外，电阻性的发热量依存于电池电流Ib1的绝对值，所以不依存于其流向(充电侧或者放电侧)。
因此，控制部2基于蓄电部BAT1的电池温度Tb1，通过参照电阻发热特性，决定用于进行温度管理的电池电流Ib的目标电流值，所述电阻发热特性表示电池电流Ib1和电阻性的发热量的对应关系。
特别是，在冷却动作时等中，电池电流Ib1的目标电流值被限制成使电阻性的发热量不超过与熵变化有关的热反应所产生的吸热量。
(控制构造)
接着，参照图6，对本发明的实施方式所涉及的控制部2中的控制构造进行说明。
本发明的实施方式所涉及的控制构造，生成用于指示转换器CONV1、CONV2中的充放电控制动作的开关指令PWC1、PWC2，使得蓄电部BAT1、BAT2进行所期望的充放电。而且，本发明的实施方式所涉及的控制构造包含要求生成部50、蓄电状态(SOC)计算部52、电流方向决定部54、目标电流值决定部56、电流值限制部58、选择部60、电流控制部ICTRL1、和电压控制部VCTRL1。
要求生成部50，基于蓄电部BAT1的电池温度Tb1，判断有无蓄电部BAT1中的升温要求或者冷却要求的必要性，将其判断结果向电流方向决定部54、电流值限制部58以及选择部60输出。具体地讲，要求生成部50比较蓄电部BAT1的电池温度Tb1和预先确定的温度管理值Tb1＊，若在两者之间产生了预定的阈值温度以上的偏差，则生成升温要求或者冷却要求。
蓄电状态计算部52，基于分别从电池温度检测部14-1、电池电流检测部10-1以及电池电压检测部12-1取得的电池温度Tb1、电池电流Ib1以及电池电压Vb1，计算出蓄电部BAT1的蓄电状态(SOC)。作为一例，蓄电状态计算部52基于电池温度Tb1下的、预先实验性地取得的表示蓄电状态和开路电压值的对应关系的开路电压特性，从由电池电流Ib1和电池电压Vb1导出的开路电压值计算出暂定SOC。另外，蓄电状态计算部52从电池电流Ib1的累计值计算出补正SOC。而且，蓄电状态计算部52将暂定SOC和补正SOC进行加法计算，依次计算出蓄电状态(SOC)。
电流方向决定部54，基于表示蓄电部BAT1的蓄电状态和热反应的对应关系的热反应特性，决定为了满足来自要求生成部50的升温要求或者冷却要求而应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向。具体地讲，电流方向决定部54，从蓄电状态计算部52取得蓄电部BAT1的蓄电状态，判断在预先实验性地取得的热反应特性中在所取得的蓄电状态下的吸热反应以及发热反应分别对应于哪个方向的电流(充电/放电)。然后，电流方向决定部54，将其判断结果向目标电流值决定部56输出。
目标电流值决定部56，基于蓄电部BAT1的电池温度Tb1，决定与由电流方向决定部54所决定的充电/放电相关的目标电流值Ib1＊。即，目标电流值决定部56，基于与熵变化有关的热反应所产生的吸热发热量和电阻性的发热量的关系，决定目标电流值Ib1＊。具体地讲，目标电流值决定部56，参照表示流向蓄电部BAT1的电池电流Ib1和发热量的对应的关系的预先确定的电阻发热特性，在升温时将目标电流值Ib1＊决定成产生预定的电阻性的发热量，在冷却时将目标电流值Ib1＊决定成使电阻性的发热量不超过与熵变化有关的热反应所产生的吸热量。此外，为了确定对蓄电部BAT1使其电流流向充电侧或放电侧的哪一方向，目标电流值决定部56，代表性地将充电侧作为负值(-值)，将放电侧作为正值(+值)，输出目标电流值Ib1＊。而且，目标电流决定部56，将冷却时的目标电流值Ib1＊向选择部60输出，另一方面，将升温时的目标电流值Ib1＊向电流值限制部58输出。
电流值限制部58，在判断为由要求生成部50生成了升温要求时，基于表示蓄电部BAT1的放电电流和蓄电部BAT1的电池电压Vb1的对应关系的预先确定的输出电压特性，限制由目标电流值决定部56所决定的目标电流值Ib1＊。即，在升温时，目标电压值决定部56决定目标电流值Ib1＊使得流过尽可能大的电流，但若蓄电部BAT1的放电电流变得过大，则存在由于与内部电阻相伴随的电压下降而使输出电压过度下降的危险。于是，电流值限制部58限制升温时的目标电流值Ib1＊，使得将蓄电部BAT1的输出电压维持在预定的下限值以上。
一般而言，蓄电部的内部电阻依存于电池温度而变化。因此，电流值限制部58从按每个电池温度预先实验性地求出的多个输出电压特性中，选择与蓄电部BAT1的电池温度Tb1相应的输出电压特性，基于该选择的输出电压特性，以升温时的目标电流值Ib1＊不超过预定的上限值的方式进行限制。电流值限制部58，将限制后的目标电流值#Ib1＊向选择部60输出。
选择部60，根据从要求生成部50接收的判断结果，将从目标电流值决定部56接收的冷却时的目标电流值Ib1＊以及从电流值限制部58接收的升温时的目标电流值#Ib1＊的任一方输出至电流控制部ICTRL1。
电流控制部ICTRL1生成开关指令PWC1，使得蓄电部BAT1的电池电流Ib1与从选择部60输出的目标电流值一致。具体地讲，电流控制部ICTRL1包含减法部62、PI控制部64和调制部66。在此，减法部62和PI控制部64构成电流反馈控制要素。
减法部62计算出从选择部60输出的目标电流值和蓄电部BAT1的电池电流Ib1的偏差，将所计算出的偏差向PI控制部64输出。
PI控制部64被构成为至少包含比例要素(P：proportional element)以及积分要素(I：integral element)，将与从减法部62输出的偏差相对应的控制输出，根据预定的增益以及时间常数进行输出。
调制部66比较未图示的振荡部所产生的载波(carrier wave)和来自PI控制部64的控制输出，生成开关指令PWC1。此外，从PI控制部64输出的控制输出相当于转换器CONV1的晶体管Q1A或Q1B(图2)的占空比。
通过如上所述的控制构造，转换器CONV1以电流控制模式(图4A以及图4B)进行动作。
另一方面，为了供给与蓄电部BAT1的充放电电力和来自驱动力产生部3的电力要求值PL ＊的差相当的电力，电压控制部VCTRL1向与蓄电部BAT2相对应的转换器CONV2输出开关指令PWC2。即，电压控制部VCTRL1生成开关指令PWC2，使得对驱动力产生部3的供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致。在此，供给电压Vh根据电源系统1和驱动力产生部3之间的电力授受平衡而决定。即，与驱动力产生部3的电力要求相比，若供给电力小，则供给电压Vh下降。另一方面，与驱动力产生部3的电力要求相比，若供给电力大，则供给电压Vh上升。因此，进行控制使得供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致，间接地意味着供给与蓄电部BAT1的充放电电力和来自驱动力产生部3的电力要求值PL ＊的差相当的电力。
具体地讲，电压控制部VCTRL1包含减法部72、PI控制部74和调制部76。在此，减法部72和PI控制部74构成电压反馈控制要素。
减法部72计算出来自驱动力产生部3的电压要求值Vh＊和蓄电部BAT2的电池电压Vb2的偏差，将所计算出的偏差向PI控制部74输出。
PI控制部74被构成为至少包含比例要素以及积分要素，将与从减法部72输出的偏差相应的控制输出，根据预定的增益以及时间常数进行输出。
调制部76比较未图示的振荡部产生的载波(carrier wave)和来自PI控制部74的控制输出，生成开关指令PWC2。此外，从PI控制部74输出的控制输出相当于转换器CONV2的晶体管Q2A或Q2B(图2)的占空比。
通过如上所述的控制构造，转换器CONV2以电压控制模式(图4A以及图4B)进行动作。
在本发明的实施方式中，蓄电状态(SOC)计算部52相当于“蓄电状态取得部”，要求生成部50相当于“要求生成部”，电流方向决定部54相当于“电流方向决定部”，电流控制部ICTRL1相当于“控制指令生成部”，目标电流值决定部56相当于“目标电流值决定部”，电流值限制部58相当于“电流值限制部”。
参照图7，对本发明的实施方式所涉及的控制部2中的处理顺序进行说明。
控制部2取得蓄电部BAT1的电池温度Tb1(步骤S100)。另外，控制部2取得蓄电部BAT1的蓄电状态(步骤S102)。然后，控制部2基于在步骤S100中所取得的电池温度Tb1，判断是否要生成对蓄电部BAT1的升温要求或冷却要求(步骤S104)。
在生成了升温要求的情况下(在步骤S104中为“升温”的情况)，控制部2从在步骤S102中所取得的蓄电部BAT1的蓄电状态，基于蓄电部BAT1的热反应特性，决定为了满足升温要求应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向(步骤S106)。另外，控制部2基于在步骤S100中所取得的蓄电部BAT1的电池温度Tb1，参照蓄电部BAT1的电阻发热特性，决定与充电/放电相关的蓄电部BAT1的目标电流值(步骤S108)。进而，控制部2基于蓄电部BAT1的输出电压特性，限制在步骤S108中决定的目标电流值(步骤S110)。
然后，控制部2生成对转换器CONV1的开关指令PWC1，使得蓄电部BAT1的电池电流Ib1流向在步骤S106中决定的方向、且其值与在步骤S108或者S110中决定的目标电流值一致(步骤S112)。
另外，控制部2生成对转换器CONV2的开关指令PWC2，使得供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致(步骤S114)。然后，控制部2返回到最初的处理。
在生成了冷却要求的情况下(在步骤S104中为“冷却”的情况)，控制部2从在步骤S102中所取得的蓄电部BAT1的蓄电状态，基于蓄电部BAT1的热反应特性，决定为了满足冷却要求应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向(步骤S116)。另外，控制部2基于在步骤S100中所取得的蓄电部BAT1的电池温度Tb1，参照蓄电部BAT1的电阻发热特性，决定与充电/放电相关的蓄电部BAT1的目标电流值(步骤S118)。
然后，控制部2生成对转换器CONV1的开关指令PWC1，使得蓄电部BAT1的电池电流Ib1流向在步骤S116中决定的方向、且其值与在步骤S118中决定的目标电流值一致(步骤S120)。
另外，控制部2生成对转换器CONV2的开关指令PWC2，使得供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致(步骤S114)。然后，控制部2返回到最初的处理。
在未生成升温要求以及冷却要求的任一个的情况下(在步骤S104中为“否”的情况)，控制部2转移到通常的控制模式(步骤S122)。然后，控制部2返回到最初的处理。
此外，作为这里所说的“通常的控制模式”，不限定于特定的控制模式，但作为一例，优选的是，将转换器CONV1、CONV2都以电压控制模式进行控制的构成、将转换器CONV1、CONV2都以电流控制模式进行控制的构成等。
根据本发明的实施方式，在两个蓄电部BAT1、BAT2中，蓄电部BAT1被作为温度管理对象。而且，若判断为对蓄电部BAT1产生了升温要求或冷却要求，则基于热反应特性，对蓄电部BAT1决定应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪个方向。另一方面，由于蓄电部BAT2不是温度管理对象，因此能够比较自由地决定充放电电流。为此，对蓄电部BAT2，能够进行与负载装置的电力要求相对应的充放电控制。因此，能够同时实现对蓄电部BAT1的温度管理以及对来自负载装置的电力要求的响应，能够抑制对与负载装置之间的授受电力的影响、并实现蓄电部的适当的温度管理。
另外，根据本发明的实施方式，基于表示流向蓄电部的电池电流和发热量的对应关系的电阻热特性，决定与充电/放电相关的目标电流值。为此，在冷却要求时，电池电流被决定成使电阻性的发热量不超过与熵变化有关的热反应所产生的吸热量。再有，在升温要求时，目标电流值被限制成使蓄电部的输出电压维持在预定的下限值以上。由此，能够决定冷却要求时以及升温要求时的最适的目标电流值，所以能够实现更加高效的蓄电部的温度管理。
(变形例1)
根据上述的本发明的实施方式所涉及的电源系统1，能够兼顾成为温度管理对象的转换器CONV1的电池电流Ib1的控制和供给至驱动力产生部3的电力的控制。在此，供给至驱动力产生部3的电力相当于从转换器CONV1以及CONV2输出的电力的和，因此，通过控制供给至驱动力产生部3的电力以及从转换器CONV2输出的电力，也能够间接地控制流向成为温度管理对象的转换器CONV1的电力，即电池电流Ib1。
于是，在本发明的实施方式的变形例1中，对通过控制不是温度管理对象的转换器CONV2的电池电流Ib2来间接地控制成为温度管理对象的转换器CONV1的电池电流Ib1的构成进行说明。
本发明的实施方式的变形例1所涉及的电源系统，除了控制部中的控制构造之外，其他都与图1所示的电源系统1相同，因此，不重复详细的说明。
参照图8A以及图8B，对在本发明的实施方式的变形例1中用于实现与图4A以及图4B相同的升温动作以及冷却动作的概略进行说明。
图8A是表示使蓄电部BAT1进行升温动作的情况。
图8B是表示使蓄电部BAT1进行冷却动作的情况。
参照图8A，若从蓄电部BAT2放电的电力P2比电力要求值PL ＊大，则与电力要求值PL ＊相应的电力PL被供给至驱动力产生部3，另一方面，其剩余的电力(电力P2-电力要求值PL ＊)被供给至蓄电部BAT1。为此，蓄电部BAT1通过该剩余电力被充电。
另一方面，参照8B，若从蓄电部BAT2放电的电力P2比电力要求值PL ＊小，则为了将与电力要求值PL ＊相应的电力PL供给至驱动力产生部3，其不足部分的电力(电力要求值PL ＊-电力P2)由蓄电部BAT1分担。为此，蓄电部BAT1进行放电产生该不足部分的电力。
这样地，通过控制转换器CONV2，使得供给相当于与蓄电部BAT1的目标电流值相当的充放电电力和来自驱动力产生部3的电力要求值PL ＊之差的电力，以此能够间接地控制蓄电部BAT1的电池电流Ib1。于是，在本发明的实施方式的变形例1中，通过以电流控制模式控制转换器CONV2，另一方面，以电压控制模式控制转换器CONV1，以此实现蓄电部BAT1的温度管理。
(控制构造)
参照图9，对本发明的实施方式的变形例1所涉及的控制部2A中的控制构造进行说明。
本发明的实施方式的变形例1所涉及的控制构造，在图6所示的本发明的实施方式所涉及的控制构造中，代替电流控制部ICTRL1以及电压控制部VCTRL1而配置了电流控制部ICTRL2以及电压控制部VCTRL2。
电流控制部ICTRL2生成用于控制转换器CONV2的开关指令PWC2，使得蓄电部BAT1的电池电流Ib1与从选择部60输出的目标电流值一致。
具体地讲，电流控制部ICTRL2包含乘法部80、减法部82、86、除法部84、PI控制部74、和调制部76。在此，减法部86和PI控制部74构成电流反馈控制要素。
乘法部80将从选择部60输出的目标电流值和蓄电部BAT1的电池电压Vb1进行乘法运算(相乘运算)，计算出蓄电部BAT1的目标电力P1＊，向减法部82输出。
减法部82从来自驱动力产生部3的电力要求值PL ＊和蓄电部BAT1的目标电力P1＊的偏差，计算出蓄电部BAT2的目标电力P2＊，向除法部84输出。此外，从减法部82输出的目标电力P2＊以充电侧为负值(-值)，放电侧为正值(+值)的方式输出。
除法部84，将从减法部82所接收的蓄电部BAT2的目标电力P2＊除以(除法运算)蓄电部BAT2的电池电压Vb2，计算出蓄电部BAT2的目标电流值Ib2＊，向减法部86输出。
减法部86计算出从除法部84输出的目标电流值Ib2＊和蓄电部BAT2的电池电流Ib2的偏差，将所计算出的偏差向PI控制部74输出。
PI控制部74被构成为至少包含比例要素以及积分要素，将与从减法部86输出的偏差相应的控制输出，根据预定的增益以及时间常数进行输出。
调制部76比较未图示的振荡部产生的载波(carrier wave)和来自PI控制部74的控制输出，生成开关指令PWC2。
通过如上所述的控制构造，转换器CONV2以电流控制模式(图8A以及图8B)进行动作。
另一方面，电压控制部VCTRL2生成开关指令PWC1，使得向驱动力产生部3供给的供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致。具体地讲，电压控制部VCTRL2包含减法部70、PI控制部64、和调制部66。在此，减法部70和PI控制部64构成电压反馈控制要素。
减法部70计算出来自驱动力产生部3的电压要求值Vh＊和蓄电部BAT2的电池电压Vb2的偏差，将所计算出的偏差向PI控制部64输出。PI控制部64将与从减法部72输出的偏差相对应的控制输出，根据预定的增益以及时间常数进行输出。调制部66，比较未图示的振荡部产生的载波(carrier wave)和来自PI控制部64的控制输出，生成开关指令PWC1。
通过如上所述的控制构造，转换器CONV1以电压控制模式(图8A以及图8B)进行动作。
关于其他，由于与图6所示的本发明的实施方式所涉及的控制构造相同，因此，不重复详细的说明。
参照图10，对在本发明的实施方式的变形例1所涉及的控制部2A中的处理顺序，进行说明。
控制部2A取得蓄电部BAT1的电池温度Tb1(步骤200)。另外，控制部2A取得蓄电部BAT1的蓄电状态(步骤S202)。然后，控制部2A基于在步骤S200中所取得的电池温度Tb1，判断是否要生成对蓄电部BAT1的升温要求或者冷却要求(步骤S204)。
在生成了升温要求的情况下(在步骤S204中为“升温”的情况)，控制部2A从在步骤S202中所取得的蓄电部BAT1的蓄电状态，基于蓄电部BAT1的热反应特性，决定为了满足升温要求应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向(步骤S206)。另外，控制部2A基于在步骤S200中所取得的蓄电部BAT1的电池温度Tb1，参照蓄电部BAT1的电阻发热特性，决定与充电/放电相关的蓄电部BAT1的目标电流值(步骤S208)。进而，控制部2A基于蓄电部BAT1的输出电压特性，限制在步骤S208中决定的目标电流值(步骤S210)。
然后，控制部2A生成对转换器CONV2的开关指令PWC2，使得蓄电部BAT1的电池电流Ib1流向在步骤S206中所决定的方向、且其值与在步骤S208或者S210中所决定的目标电流值一致(步骤S212)。
另外，控制部2A生成对转换器CONV1的开关指令PWC1，使得供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致(步骤S214)。然后，控制部2A返回到最初的处理。
在生成了冷却要求的情况下(在步骤S204中为“冷却”的情况)，控制部2A从在步骤S202中所取得的蓄电部BAT1的蓄电状态，基于蓄电部BAT1的热反应特性，决定为了满足冷却升温要求应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向(步骤S216)。另外，控制部2A基于在步骤S200中所取得的蓄电部BAT1的电池温度Tb1，参照蓄电部BAT1的电阻发热特性，决定与充电/放电相关的蓄电部BAT1的目标电流值(步骤S218)。
然后，控制部2A生成对转换器CONV2的开关指令PWC2，使得蓄电部BAT1的电池电流Ib1流向在步骤S216中所决定的方向、且其值与在步骤S218中所决定的目标电流值一致(步骤S220)。
另外，控制部2A生成对转换器CONV1的开关指令PWC1，使得供给电压Vh与电压要求值Vh＊一致(步骤S214)。然后，控制部2A返回到最初的处理。
在未生成升温要求以及冷却要求的任一个的情况下(在步骤S204中为“否”的情况)，控制部2A转移到通常的控制模式(步骤S222)。然后，控制部2A返回到最初的处理。
此外，在这里所称的“通常的控制模式”，不限定于特定的控制模式，但作为一例，优选的是，将转换器CONV1、CONV2都以电压控制模式进行控制的构成、将转换器CONV1、CONV2都以电流控制模式进行控制的构成等。
根据本发明的实施方式的变形例1，能够得到与上述的本发明的实施方式中的效果相同的效果。再有，根据本发明的实施方式的变形例1，对与作为温度管理对象的蓄电部BAT1相对应的转换器CONV1共同进行电力供给的转换器CONV2，生成与来自负载装置的电力要求相应的开关指令。为此，与上述的本发明的实施方式相比，能够更加可靠地对来自负载装置的电力要求进行响应。
(变形例2)
本发明除了上述的具有两个蓄电部的电源系统以外，也可适用于具有三个以上的蓄电部的电源系统。
参照图11，对表示车辆100#的主要部分的概略构成进行说明，所述车辆100#具备本发明的实施方式的变形例2所涉及的电源系统1#。
车辆100#是在图1所示的车辆100中代替电源系统1而配置了电源系统1#的车辆，由于驱动力产生部3以及HV_ECU4相同，因此不重复详细的说明。
电源系统1#包含：第一组电源部200A，它是将图1所示的电源系统1中的转换器CONV1以及对应的蓄电部BAT1扩大到N组而成；和第二组电源部200B，它是将图1所示的电源系统1中的转换器CONV2以及对应的蓄电部BAT2扩大到M组而成。另外，电源系统1#与图1所示的电源系统1同样地包含：与各转换器相对应的电池电流检测部、电池电压检测部和电池温度检测部以及平滑电容器C、供给电流检测部16和供给电压检测部18(都未图示)。
第一组电源部200A包含转换器CONV1-1～CONV1-N以及对应的蓄电部BAT1-1～BAT1-N。另外，第二组电源部200B包含转换器CONV2-1～CONV2-M以及对应的蓄电部BAT2-1～BAT2-M。
在本发明的实施方式的变形例2所涉及的电源系统中，第一组电源部200A以及第二组电源部200B中的任一方成为温度管理对象。该温度管理对象，可以是预先固定的，也可以与各蓄电部的蓄电状态(SOC)、电池温度等相应地随时进行切换。再有，也可以构成为还能够改变包含在第一组电源部200A或第二组电源部200B中的蓄电部的数量。
在下面的说明中，作为一例，对第一组电源部200A为温度管理对象的情况进行说明。为此，包含在第一组电源部200A中的蓄电部BAT1-1～BAT1-N被构成为包含具有热反应特性的化学电池(锂离子电池等)，所述热反应特性是，与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化。此外，在第一组蓄电部200A固定为温度管理对象时，包含在第二组电源部200B中的蓄电部BAT2-1～BAT2-M不一定需要为如上所述的化学电池，也可以使用双电层电容器等的蓄电元件。
控制部2#取得包含在作为温度管理对象的第一组电源部200A中的蓄电部BAT1-1～BAT1-N的电池温度，基于所取得的电池温度，判断有无蓄电部BAT1-1～BAT1-N的各个中的升温要求或冷却要求。然后，若判断为蓄电部BAT1-1～BAT1-N的任一个中产生了升温要求或冷却要求，则控制部2#基于表示该蓄电部的蓄电状态和热反应的对应关系的热反应特性，决定为了满足升温要求或冷却要求而对该蓄电部应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向。再有，控制部2#生成用于使所决定的方向的电流流向该蓄电部的开关指令，输出给对应的转换器。
这样地，控制部2#通过根据包含在第一组电源部200A中的蓄电部BAT1-1～BAT1-N的电池温度，切换流向各蓄电部的电流的方向，以此进行蓄电部BAT1-1～BAT1-N的温度管理。
另外，控制部2#基于产生了升温要求或冷却要求的蓄电部的电池温度，决定为了进行温度管理而流向各蓄电部的电流的目标电流值。
同时，控制部2#生成对包含在第二组电源部200B中的转换器CONV2-1～CONV2-M的开关指令PWC2-1～PWC2-M。即，控制部2#控制包含在第二组电源部200B中的蓄电部BAT2-1～BAT2-M的充电/放电，以免为了满足升温要求或冷却要求而流向电源系统1内的电流的影响波及到电源系统1的外部(驱动力产生部3)。
关于其他，与上述的本发明的实施方式相同，因此，不重复详细的说明。
在本发明的实施方式的变形例2中，驱动力产生部3相当于“负载装置”，主正母线MPL以及主负母线MNL相当于“电力线”，转换器CONV1-1～CONV1-N以及CONV2-1～CONV2-M相当于“多个充放电控制部”。
根据本发明的实施方式的变形例2，即使在由三个以上的蓄电部构成的情况下，也能够得到与在本发明的实施方式中的效果相同的效果。由此，能够根据负载装置的电力要求，比较自由地设计转换器以及蓄电部的数量。因此，能够实现能对各种大小以及种类的负载装置供给电力的电源系统以及具备该电源系统的车辆。
此外，在本发明的实施方式以及其变形例中，作为负载装置的一例，对使用包含两个电动发电机的驱动力产生部的构成进行了说明，但电动发电机的数量是不受限制的。再有，作为负载装置，不局限于产生车辆的驱动力的驱动力产生部，也可以适用于只进行电力消耗的装置以及能够进行电力消耗和发电这两者的装置中的任一种。
应该认为，本次所公开的实施方式，在所有的方面进行例示，而不是限制性的。本发明的范围不由上述的说明，而由权利要求表示，包括与权利要求相同的意思以及范围内的所有变更。

Claims (23)

1.一种电源系统，该电源系统是具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部的电源系统，具备：
电力线，其被构成为能够在负载装置和所述电源系统之间授受电力；和
多个充放电控制部，其分别设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间，各自被构成为能够控制对应的所述蓄电部的充电/放电，
所述多个蓄电部包括：成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部，
所述第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池，所述热反应特性是，与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化，
所述电源系统具备：
温度取得部，其取得所述第一蓄电部的温度；
蓄电状态取得部，其取得所述第一蓄电部的蓄电状态；
要求生成部，其基于由所述温度取得部取得的温度，生成对所述第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求；
电流方向决定部，其对于由所述要求生成部生成了所述升温要求或所述冷却要求的蓄电部，为了满足所述升温要求或所述冷却要求，从由所述蓄电状态取得部取得的蓄电状态，基于所述热反应特性，决定应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向；和
控制指令生成部，其向所述多个充放电控制部的各个发出控制指令，使得有由所述电流方向决定部决定的方向的电流流过。
2.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述电源系统还具备目标电流值决定部，所述目标电流值决定部，基于所述第一蓄电部的温度，决定用于流向由所述电流方向决定部决定的充电侧或放电侧的目标电流值。
3.如权利要求2所述的电源系统，其中，所述控制指令生成部向与所述第一蓄电部对应的所述充放电控制部发出所述控制指令，使得所述第一蓄电部的电流值与由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值一致。
4.如权利要求3所述的电源系统，其中，所述控制指令生成部向与所述第二蓄电部对应的所述充放电控制部的各个发出所述控制指令，使得供给相当于所述第一蓄电部的充放电电力的总和与来自所述负载装置的电力要求之差的电力。
5.如权利要求2所述的电源系统，其中，
所述多个蓄电部包括：一个所述第一蓄电部和一个所述第二蓄电部，
所述控制指令生成部向与所述第二蓄电部对应的所述充放电控制部发出所述控制指令，使得供给相当于所述第一蓄电部的充放电电力与来自所述负载装置的电力要求之差的电力，所述第一蓄电部的充放电电力与由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值相当。
6.如权利要求2所述的电源系统，其中，所述目标电流值决定部参照预先确定的电阻发热特性决定所述目标电流值，所述电阻发热特性表示流向所述第一蓄电部的电流和发热量的对应关系。
7.如权利要求2所述的电源系统，还具备电流值限制部，所述电流值限制部，在由所述要求生成部生成了所述升温要求时，为了将所述第一蓄电部的输出电压维持在预定电压值以上，基于预先确定的输出电压特性，限制由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值，所述输出电压特性表示流向所述第一蓄电部的电流和输出电压的对应关系。
8.如权利要求1所述的电源系统，其中，所述第一蓄电部被构成为包含锂离子电池。
9.一种车辆，其具备电源系统和驱动力产生部，所述电源系统具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部，所述驱动力产生部接受从所述电源系统供给的电力而产生驱动力，
所述电源系统具备：
电力线，其被构成为能够在所述驱动力产生部和所述电源系统之间授受电力；和
多个充放电控制部，其分别设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间，各自被构成为能够控制对应的所述蓄电部的充电/放电，
所述多个蓄电部包括：成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部，
所述第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池，所述热反应特性是：与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化，
所述电源系统具备：
温度取得部，其取得所述第一蓄电部的温度；
蓄电状态取得部，其取得所述第一蓄电部的蓄电状态；
要求生成部，其基于由所述温度取得部取得的温度，生成对所述第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求；
电流方向决定部，其对于由所述要求生成部生成了所述升温要求或所述冷却要求的蓄电部，为了满足所述升温要求或所述冷却要求，从由所述蓄电状态取得部取得的蓄电状态，基于所述热反应特性，决定应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向；和
控制指令生成部，其向所述多个充放电控制部的各个发出控制指令，使得有由所述电流方向决定部决定的方向的电流流过。
10.如权利要求9所述的车辆，其中，所述电源系统还具备目标电流值决定部，所述目标电流值决定部，基于所述第一蓄电部的温度，决定用于流向由所述电流方向决定部决定的充电侧或放电侧的目标电流值。
11.如权利要求10所述的车辆，其中，所述控制指令生成部向与所述第一蓄电部对应的所述充放电控制部发出所述控制指令，使得所述第一蓄电部的电流值与由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值一致。
12.如权利要求11所述的车辆，其中，所述控制指令生成部向与所述第二蓄电部对应的所述充放电控制部的各个发出所述控制指令，使得供给相当于所述第一蓄电部的充放电电力的总和与来自所述驱动力产生部的电力要求之差的电力。
13.如权利要求10所述的车辆，其中，
所述多个蓄电部包括：一个所述第一蓄电部和一个所述第二蓄电部，
所述控制指令生成部向与所述第二蓄电部对应的所述充放电控制部发出所述控制指令，使得供给相当于所述第一蓄电部的充放电电力和来自所述驱动力产生部的电力要求之差的电力，所述第一蓄电部的充放电电力与由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值相当。
14.如权利要求10所述的车辆，其中，所述目标电流值决定部参照预先确定的电阻发热特性决定所述目标电流值，所述电阻发热特性表示流向所述第一蓄电部的电流和发热量的对应关系。
15.如权利要求10所述的车辆，还具备电流值限制部，所述电流值限制部，在由所述要求生成部生成了所述升温要求时，为了将所述第一蓄电部的输出电压维持在预定电压值以上，基于预先确定的输出电压特性，限制由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值，所述输出电压特性表示流向所述第一蓄电部的电流和输出电压的对应关系。
16.如权利要求9所述的车辆，其中，所述第一蓄电部被构成为包含锂离子电池。
17.一种温度管理方法，其用于具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部的电源系统中的蓄电部，其中，
所述电源系统具备：
电力线，其被构成为能够在负载装置和所述电源系统之间授受电力；和
多个充放电控制部，其分别设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间，各自被构成为能够控制对应的所述蓄电部的充电/放电，
所述多个蓄电部包括：成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部，
所述第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池，所述热反应特性是：与蓄电状态相应地，分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化，
所述温度管理方法包括：
温度取得步骤，取得所述第一蓄电部的温度；
蓄电状态取得步骤，取得所述第一蓄电部的蓄电状态；
要求生成步骤，基于在所述温度取得步骤中取得的温度，生成对所述第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求；
电流方向决定步骤，对于在所述要求生成步骤中生成了所述升温要求或所述冷却要求的蓄电部，为了满足所述升温要求或所述冷却要求，从在所述蓄电状态取得步骤中取得的蓄电状态，基于所述热反应特性，决定应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向；和
控制指令生成步骤，向所述多个充放电控制部的各个发出控制指令，使得有在所述电流方向决定步骤中决定的方向的电流流过。
18.如权利要求17所述的温度管理方法，其中，所述温度管理方法还包括目标电流值决定步骤，所述目标电流值决定步骤，基于所述第一蓄电部的温度，决定用于流向在所述电流方向决定步骤中决定的充电侧或放电侧的目标电流值。
19.如权利要求18所述的温度管理方法，其中，在所述控制指令生成步骤中，向与所述第一蓄电部对应的所述充放电控制部发出所述控制指令，使得所述第一蓄电部的电流值与在所述目标电流值决定步骤中决定的所述目标电流值一致。
20.如权利要求19所述的温度管理方法，其中，在所述控制指令生成步骤中，向与所述第二蓄电部对应的所述充放电控制部的各个发出所述控制指令，使得供给相当于所述第一蓄电部的充放电电力的总和与来自所述负载装置的电力要求之差的电力。
21.如权利要求18所述的温度管理方法，其中，
所述多个蓄电部包括：一个所述第一蓄电部和一个所述第二蓄电部，
在所述控制指令生成步骤中，向与所述第二蓄电部对应的所述充放电控制部发出所述控制指令，使得供给相当于所述第一蓄电部的充放电电力和来自所述负载装置的电力要求之差的电力，所述第一蓄电部的充放电电力与由所述目标电流值决定部决定的所述目标电流值相当。
22.如权利要求18所述的温度管理方法，其中，在所述目标电流值决定步骤中，参照预先确定的电阻发热特性，决定所述目标电流值，所述电阻发热特性表示流向所述第一蓄电部的电流和发热量的对应关系。
23.如权利要求18所述的温度管理方法，还包括电流值限制步骤，所述电流值限制步骤，在所述要求生成步骤中生成了所述升温要求时，为了将所述第一蓄电部的输出电压维持在预定电压值以上，基于预先确定的输出电压特性，限制在所述目标电流值决定步骤中决定的所述目标电流值，所述输出电压特性表示流向所述第一蓄电部的电流和输出电压的对应关系。
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