CN103101449A - 电源管理装置、电源管理方法、及电源管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及即使在功率转换器发生故障的情况下也能由高电压电路向低电压电路进行供电而不会使车辆的电气设备停止、从而能使车辆继续稳定行驶的电源管理装置、电源管理方法、及电源管理系统。电源管理装置设置于包括第一蓄电装置、第二蓄电装置、对第一蓄电装置的功率进行转换并将其提供给第二蓄电装置和车辆的电气设备的功率转换器、以及与第一蓄电装置相连接的电动发电机的车辆，包括：通常时使第一蓄电装置与第二蓄电装置之间处于不导通状态、在检测出功率转换器的故障时切换成导通状态的开关；以及在将开关从不导通状态切换成导通状态之前对电动发电机进行控制、使得第一蓄电装置的电压与第二蓄电装置的电压之差在规定电压差以内的电源管理部。

Description

电源管理装置、电源管理方法、及电源管理系统

技术领域

本发明涉及电源管理装置、电源管理方法、及电源管理系统，特别涉及具有多个蓄电装置(electric power storage device)和功率转换器的车辆所使用的电源管理装置、电源管理方法、及电源管理系统。

背景技术

以地球上的温室效应气体问题为背景，要求开发出降低汽车中的燃料消耗量的技术。在这样的状况下，开发出了以下技术：即，将减速时所产生的动能作为功率来进行回收，以降低除减速时以外的发电量，从而降低车辆的燃料消耗量。在这样的车辆中，若提高发电机的电压，则能更高效地储存所发出的功率。因此，可用比使发动机的辅助设备(auxiliary apparatuses)动作的电压域要高的电压来进行发电和蓄电。另外，若将用功率转换器降压后的功率提供给辅助设备和电池，则能高效地利用功率。然而，在这样的系统中，若功率转换器发生故障，则无法由高电压电路向低电压电路进行供电。因此，只能由电池来对辅助设备进行供电。若电池的充电量下降，则辅助设备将停止动作，在最坏的情况下，车辆将无法行驶。

在现有的车辆的电源管理装置中，提出有为了防备功率转换器的故障而具备两个功率转换器的系统(例如专利文献1)。

另外，提出有在高电压电路与低电压电路之间发生短路故障的情况下、使发电机的发电量下降以成为与低电压电路相同程度的电压、并对低电压电路进行供电的系统(例如专利文献2)。

专利文献1：日本专利特开平11－122701号公报(第5页、图1)

专利文献2：日本专利第4143267号公报(第5页、图1)

发明内容

专利文献1所记载的现有的电源管理装置存在以下问题：即，由于为了防备功率转换器的故障而采用了将两个功率转换器进行并联连接的结构，因此，成本会随着双重系统化而大幅提高，并且会变得大型化等。

另外，专利文献2所记载的另一现有的电源管理装置在高电压电路与低电压电路之间发生短路故障的情况下，进行控制，使发电机的发电量下降以成为与低电压电路相同程度的电压，并对低电压电路进行供电。然而，在功率转换器未使高电压电路与低电压电路之间短路的通常故障的情况下，无法对低电压电路进行供电等问题不能消除而遗留下来。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，获得即使在功率转换器发生故障的情况下、也能由高电压电路向低电压电路进行供电、而不会使车辆的电气设备停止、从而能使车辆继续稳定行驶的电源管理装置、电源管理方法、及电源管理系统。

本发明是一种设置于车辆的电源管理装置，所述车辆包括：第一电路，该第一电路包含第一蓄电装置；第二电路，该第二电路包含第二蓄电装置；功率转换器，该功率转换器对所述第一蓄电装置的功率进行转换，并将其提供给所述第二蓄电装置和车辆的电气设备；以及电动发电机，该电动发电机与所述第一蓄电装置相连接，所述电源管理装置的特征在于，包括：开关，该开关连接于所述第一电路与所述第二电路之间，通常时使所述第一电路与所述第二电路之间处于不导通状态，在检测出所述功率转换器的故障时，将所述第一电路与所述第二电路之间从不导通状态切换成导通状态；以及电源管理部，该电源管理部在将所述开关从不导通状态切换成导通状态之前，对所述电动发电机进行控制，使得所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在第一规定电压差以内。

由于本发明是一种设置于车辆的电源管理装置，所述车辆包括：第一电路，该第一电路包含第一蓄电装置；第二电路，该第二电路包含第二蓄电装置；功率转换器，该功率转换器对所述第一蓄电装置的功率进行转换，并将其提供给所述第二蓄电装置和车辆的电气设备；以及电动发电机，该电动发电机与所述第一蓄电装置相连接，所述电源管理装置的特征在于，包括：开关，该开关连接于所述第一电路与所述第二电路之间，通常时使所述第一电路与所述第二电路之间处于不导通状态，在检测出所述功率转换器的故障时，将所述第一电路与所述第二电路之间从不导通状态切换成导通状态；以及电源管理部，该电源管理部在将所述开关从不导通状态切换成导通状态之前，对所述电动发电机进行控制，使得所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在第一规定电压差以内，因此，即使在功率转换器发生故障的情况下，也能由高电压电路向低电压电路进行供电，而不会使车辆的电气设备停止，从而能使车辆继续稳定行驶。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置及其周边的结构的结构图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置及其周边的动作的时序图。

图3A是表示本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置的处理的流程的流程图。

图3B是表示本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置的处理的流程的流程图。

具体实施方式

实施方式1.

利用图1～3，对本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置及电源管理方法进行说明。此外，在图1～3中，相同或相当部分以相同标号示出，并省略重复说明。

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置及其周边的结构的结构图。图1所示的结构都设置于车辆内。在图1中，标号1是第一蓄电装置，标号2是第二蓄电装置。第一蓄电装置1和第二蓄电装置2能通过各自所连接的电气设备来进行功率的充放电。第一蓄电装置1是高压系统的蓄电装置，第二蓄电装置2是低压系统的蓄电装置。第一蓄电装置1利用后述的电动发电机3来存储功率，通过后述的功率转换器4来进行功率转换，并对低压系统的第二蓄电装置2和后述的车辆的电气设备(electric apparatuses)5进行供电。

车辆以发动机(未图示)为动力来进行行驶，发动机利用发动机控制装置14来控制输出。发动机控制装置14与发动机转速检测单元11、节流阀开度检测单元12、以及油门开度检测单元15相连接。发动机转速检测单元11检测发动机的转速。节流阀开度检测单元12检测节流阀开度。油门开度检测单元15检测作为驾驶员的加速要求而被操作的加速踏板的开度。将来自发动机转速检测单元11、节流阀开度检测单元12、以及油门开度检测单元15的信号输入发动机控制装置14。发动机控制装置14基于这些信号的信息和来自各系统的要求转矩，对所需要的发动机输出进行计算，并对喷射器13发出燃料喷射指令。

在图1中，标号3是电动发电机。电动发电机3与第一蓄电装置1相连接。电动发电机3具备驱动模式和发电模式。在驱动模式下，电动发电机3利用存储于第一蓄电装置1的功率，来对发动机施加转矩，以起动发动机。另外，在发电模式下，由发动机对电动发电机3施加转矩，以对第一蓄电装置1进行充电。标号5是车辆的电气设备(electric apparatuses)。所谓车辆的电气设备(electric apparatuses)5，是指设置于车辆的多个辅助设备(auxiliaryapparatuses)。作为电气设备5的例子，例如有车头灯、空调、音响、以及控制发动机和电动车窗(power window)等的控制单元等。标号4是DC-DC变换器等功率转换器。功率转换器4对由电动发电机3所发出并存储于第一蓄电装置1的功率进行功率转换，以将其转换成比第一蓄电装置1的电压要低的电压，并将其提供给第二蓄电装置2和车辆的电气设备5。标号6是开关。开关6连接于包含电动发电机3和第一蓄电装置1的高电压电路与包含第二蓄电装置2和车辆的电气设备5的低电压电路之间。开关6对高电压电路与低电压电路之间的导通状态和不导通状态进行切换。标号7是电源管理部。电源管理部7对电动发电机3发出发电或驱动的指令，并发出发电模式和驱动模式时的转矩的指令。另外，电源管理部7对开关6的动作发出指令，使得在通常时处于不导通状态，并在检测出功率转换器4的故障的情况下，切换成导通状态。电源管理部7的内部具有用于检测第一蓄电装置1的端子间电压的第一蓄电装置1的端子间电压检测单元8、以及用于检测第二蓄电装置2的端子间电压的第二蓄电装置2的端子间电压检测单元9。利用这些端子间电压检测单元8、9，能对第一蓄电装置1和第二蓄电装置2的端子间电压进行测量。另外，在功率转换器4与第二蓄电装置2之间，连接有功率转换器输出电流检测单元10，能对功率转换器4的输出电流进行测量。电源管理部7和发动机控制装置14具备通信功能，能共享各自的控制所使用的信息。

此外，本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置由电源管理部7和开关6构成。另外，本发明的实施方式1所涉及的电源管理系统由第一蓄电装置1、第二蓄电装置2、功率转换器4、电动发电机3、开关6、以及电源管理部7构成。

图2是本发明的实施方式1所涉及的电源管理装置及电源管理系统的时序图。图中的横轴是时间轴，纵轴从上段起依次分别表示电源管理部7所生成的怠速停止许可/禁止信号、开关6的对导通/不导通进行切换的开关信号、表示有无从喷射器13喷射燃料的燃料喷射信号、车速传感器(未图示)所检测出的车辆速度、发动机转速检测单元11所检测出的发动机转速、第一蓄电装置1的端子间电压检测单元8所检测出的第一蓄电装置1的端子间电压、第二蓄电装置2的端子间电压检测单元9所检测出的第二蓄电装置2的端子间电压、电动发电机3的电流、电动发电机3的输出转矩、发动机的输出转矩、功率转换器4的输出电流、以及对电动发电机3所发出的动作指令。

如图2所示，对于电动发电机3的电流，在驱动模式时为功率损耗，在轴的上方示出增大的值，在发电模式时为蓄电，在轴的下方示出增大的值。另外，同样地，对于电动发电机3的输出转矩，在驱动模式时，在轴的上方示出增大的值，在发电模式时，在下方示出增大的值。

在图2中，为了简化说明，以在缓慢减速时功率转换器4发生故障、之后继续进行怠速运行时的动作为例来进行说明。但是，该时序图是用于对本发明的动作原理进行说明的时序图，本发明并不局限于该动作。

在图2中，T1表示第一目标电压，T2表示第二目标电压。另外，电动发电机3的电流和转矩特性是一个例子，并不局限于图2所示的特性。图2是一个例子，表示电流/电压/转矩等信息的纵轴的比例尺不一定相一致。

如图2所示，在时刻t＝T201以前，根据功率转换器4的输出电流的值可知，功率转换器4正在正常动作。另外，如车辆速度所示那样，车辆缓慢减速，发动机转速也逐渐接近规定的怠速转速。电动发电机3处于发电状态，从而经由功率转换器4对第二蓄电装置2和车辆的电气设备5进行供电，但第一蓄电装置1和第二蓄电装置2处于充分充电状态，第一蓄电装置1和第二蓄电装置2的端子间电压保持一定值。对于电动发电机3的电流，只有与用于驱动与功率转换器4相连接的车辆的电气设备5的功率相应的量的电流流过。对于电动发电机3的发电转矩，由发动机施加有与所产生的电流相当的量的转矩。对于发动机的输出转矩，产生使发动机自身旋转所需要的转矩和发电所需要的转矩的量。功率转换器4正常动作，以向低电压电路输出驱动车辆的电气设备5所需要的电流。

在时刻t＝T201，由于某些原因，导致功率转换器4发生故障。功率转换器4的输出电流下降，不久变为0。电源管理部7基于来自功率转换器输出电流检测单元10的检测电流值的值，来检测功率转换器4的故障。由于来自高电压电路的供电停止，因此，由第二蓄电装置2对车辆的电气设备5进行供电，从而第二蓄电装置2的电压逐渐下降。在第二蓄电装置2的电压成为规定值以下的情况下，由于无法驱动车辆的电气设备5，因此，存在车辆无法行驶的可能性，希望尽可能快地重新开始对第二蓄电装置2和车辆的电气设备5进行供电。因此，电源管理部7在检测出功率转换器4的故障的情况下，对发动机控制装置14发出禁止怠速停止的禁止信号，并对电动发电机3发出发电禁止指令，以作为电动发电机动作指令。由此，电动发电机3的发电电流和发电转矩下降而变为0。

在时刻t＝T202，电源管理部7开始进行使第一蓄电装置1的电压下降的处理。电源管理部7开始对第一目标电压T1进行计算。图中的D1表示在驱动电动发电机3的期间内电动发电机3与第一蓄电装置1之间所产生的电压降的最大值，将其预先存储于电源管理部7。因而，电源管理部7利用D1的值，来计算第一目标电压T1。具体而言，电源管理部7通过计算来求出从第二蓄电装置2的端子间电压减去D1而得的值，以作为第一目标电压T1。另外，与此同时，电源管理部7对电动发电机3发出驱动指令，以作为电动发电机动作指令。一边利用该驱动指令来加以限制，使第一蓄电装置1的端子间电压成为第一目标电压T1以下，并使电动发电机3的驱动转矩的变化量不成为规定值以上，一边使电动发电机3的驱动转矩逐渐增大。希望将该变化量设定为不会因电动发电机3所产生的驱动转矩而导致发动机或车辆的动作发生变化、从而不会给驾驶员带来不协调感的最大变化量。随着驱动转矩的上升，电动发电机3的电流也逐渐增大。由于电动发电机3的驱动转矩与为维持发动机的旋转所需要的转矩之比变大，因此，发动机的输出转矩相对减小。由于存储于第一蓄电装置1的功率被电动发电机3所消耗，因此，第一蓄电装置1的端子间电压逐渐下降。

在时刻t＝T203，发动机转速低于预先设定的规定转速。将该规定转速设定为使得从电动发电机3能输出的转矩高于发动机为维持旋转所需要的转矩的转速。换而言之，若发动机转速处于比规定转速要低的区域内，则能以电动发电机3单体来维持发动机的旋转。由于电源管理部7对电动发电机3发出指令，使其输出维持发动机转速的转矩，并对发动机控制装置14输出指示喷射器13停止燃料喷射的信号，以作为燃料喷射信号，因此，发动机的输出转矩变为0。

在时刻t＝T204，由于第一蓄电装置1的端子间电压接近第一目标电压T1，因此，电源管理部7对电动发电机3的驱动转矩进行限制，由此，驱动转矩逐渐下降。另外，电动发电机3的电流也会减小。另外，电源管理部7对发动机控制装置14输出指示喷射器13进行燃料喷射的信号，以作为燃料喷射信号。由此，发动机开始进行燃料喷射，发动机的输出转矩相对增大。

在时刻t＝T205，第一蓄电装置1的端子间电压达到第一目标电压T1。电源管理部7基于来自第二蓄电装置2的端子间电压检测单元9的检测值，开始对第二目标电压T2进行计算。将第二目标电压T2设为与第二蓄电装置2的端子电压相等的电压。根据电源管理部7的指令，将电动发电机3的动作指令从驱动切换成发电，从而将电动发电机3的电流从驱动(消耗)变为发电(蓄电)。电动发电机3一边加以限制，使第一蓄电装置1的端子间电压成为第二目标电压T2以上，并使电动发电机3的发电转矩的变化量不成为规定值以上，一边使电动发电机3的发电转矩逐渐增大。希望将该变化量设定为不会因电动发电机3所产生的转矩而导致发动机或车辆的动作发生变化、从而不会给驾驶员带来不协调感的最大变化量。随着发电转矩的上升，电动发电机3的电流也逐渐向发电侧增大。由于电动发电机3处于发电状态，且第一蓄电装置1处于蓄电状态，因此，第一蓄电装置1的端子间电压逐渐上升。

在时刻t＝T206，由于第一蓄电装置1的端子间电压稍稍接近了第二目标电压T2，因此，电动发电机3的发电转矩受到限制。第二蓄电装置2的端子间电压在功率转换器4发生故障后持续对车辆的电气设备5进行供电，从而所述第二蓄电装置2的端子间电压持续下降。

在时刻t＝T207，第一蓄电装置1的端子间电压与作为第二目标电压T2的第二蓄电装置2的端子间电压之间的电压差在规定电压差以内。电源管理部7对开关6输出使开关6的状态从不导通状态切换成导通状态的开关信号，开关6处于导通状态。对于电动发电机3的电流，输出为维持第二蓄电装置2的电压所需要的电流和提供给车辆的电气设备5的电流。对于电动发电机3的输出转矩，利用发动机来施加与电动发电机3的发电量相对应的转矩。发动机的输出转矩成为电动发电机3的发电转矩与为维持发动机的旋转所需要的转矩的合计值。对于电动发电机3的动作指令，在接通开关6后也继续发电状态，以对车辆的电气设备5和第二蓄电装置2进行供电。

这样，在本实施方式中，包括对高电压电路与低电压电路之间的不导通/导通进行切换的开关6，电源管理部7在检测出功率转换器4的故障时，在将开关6从不导通状态切换成导通状态之前，使电动发电机3动作，以使得高压系统的第一蓄电装置1的端子间电压与低压系统的第二蓄电装置2的端子间电压之间的电压差在规定值以内。由此，即使在功率转换器4发生故障的情况下，也能由高电压电路对低电压电路进行供电。

图3A、图3B是表示本发明的实施方式1所涉及的电源管理部7的动作的流程图。此外，图3A、图3B是将一个流程图分成两个图来进行记载，图3A所记载的部分与图3B所记载的部分是连续的。

如图3A所示，首先，在步骤S301中，电源管理部7对功率转换器4是否发生故障进行判定。即使第一蓄电装置1的端子间电压为规定值以上，功率转换器4处于可驱动状态，但在功率转换器4的输出电流为规定值以下时，也判定为发生故障，前进至步骤S302，在判定为未发生故障的情况下，结束处理。

在步骤S302中，电源管理部7对电动发电机3发出禁止通常的发电动作的指令，前进至步骤S303。

在步骤S303中，电源管理部7对发动机控制装置14发出禁止怠速停止的指令，前进至步骤S304。

在步骤S304中，电源管理部7开始进行使第一蓄电装置1的端子间电压下降的处理。电源管理部7对第一目标电压T1设定从第二蓄电装置2的端子间电压减去在驱动电动发电机3的期间内电动发电机3与第一蓄电装置1之间所产生的电压降的最大值D1而得的值，并对第一蓄电装置1的端子间电压是否为第一目标电压T1以下进行判定。在第一蓄电装置1的端子间电压为第一目标电压T1以下的情况下，前进至图3B所示的步骤S318，在第一蓄电装置1的端子间电压高于第一目标电压T1的情况下，前进至步骤S305。

在步骤S305中，电源管理部7发出驱动电动发电机3的指令，前进至步骤S306。

在步骤S306中，电源管理部7利用以发动机转速为自变量的查找表，来计算电动发电机3的驱动转矩，前进至步骤S307。此外，该查找表预先存储于电源管理部7，对每个发动机转速设定/存储有电动发电机3的驱动转矩。

在步骤S307中，电源管理部7将步骤S306中所计算出的电动发电机3的驱动转矩限制为将从第一蓄电装置1的端子间电压V1减去第一目标电压T1而得的值的绝对值与常数k1相乘而得的值(k1×|V1－T1|，这里，k1：常数)，前进至步骤S308。

在步骤S308中，电源管理部7对步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩的变化量是否大于规定变化量进行判定。即，利用下式，对从步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩(当前值)减去电动发电机3的驱动转矩(上次值)而得的值是否大于规定变化量进行判定。

电动发电机3的驱动转矩(当前值)

－电动发电机3的驱动转矩(上次值)＞规定变化量

当判定结果为满足上式时，前进至步骤S309，在除此以外的情况下，前进至步骤S310。

在步骤S309中，电源管理部7如下式那样加以限制，使得步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩的变化量为规定变化量以下，前进至步骤S313。

变化量限制后的电动发电机3的驱动转矩

＝电动发电机3的驱动转矩(上次值)＋规定变化量

另一方面，在步骤S310中，电源管理部7如下式那样，对步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩的变化量是否小于规定变化量进行判定。

步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩

－电动发电机3的驱动转矩(上次值)＜(－1)×规定变化量

当满足上式时，前进至步骤S311，在除此以外的情况下，前进至步骤S312。

在步骤S311中，电源管理部7如下式那样加以限制，使得步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩的变化量为规定变化量以上，前进至步骤S313。

变化量限制后的电动发电机3的驱动转矩

＝电动发电机3的驱动转矩(上次值)－规定变化量

在步骤S312中，电源管理部7如下式那样进行对变化量限制后的电动发电机3的驱动转矩的代入处理，前进至步骤S313。

变化量限制后的电动发电机3的驱动转矩

＝步骤S307中所限制的电动发电机3的驱动转矩

在步骤S313中，电源管理部7利用以发动机转速和油门开度为自变量的查找表，来计算车辆的要求转矩，前进至步骤S314。该查找表预先存储于电源管理部7，对每个发动机转速和每个油门开度设定/存储有车辆的要求转矩。

在步骤S314中，电源管理部7对电动发电机3发出到步骤S313为止所计算出的变化量限制后的电动发电机3的驱动转矩的指令，前进至步骤S315。

在步骤S315中，电源管理部7从步骤S313中所计算出的车辆的要求转矩减去步骤S314中所指示的变化量限制后的电动发电机3的驱动转矩，以计算出发动机的要求转矩。对发动机控制装置14发出所计算出的发动机的要求转矩的指令，前进至步骤S316。

在步骤S316中，电源管理部7对步骤S315中所计算出的发动机的要求转矩是否为规定值以下进行判定。在发动机的要求转矩为规定值以下的情况下，前进至步骤S317，在发动机的要求转矩大于规定值的情况下，返回步骤S304。

在步骤S317中，电源管理部7对发动机控制装置14发出停止燃料喷射的指令，返回步骤S304。

另一方面，在如图3B所示的步骤S318中，电源管理部7指示电动发电机3进行发电，前进至步骤S319。

在步骤S319中，电源管理部7将第二蓄电装置2的端子间电压设定为第二目标电压T2。之后，对电动发电机3的发电转矩设定将从第二目标电压T2减去第一蓄电装置1的端子间电压V1而得的值的绝对值扩大到常数倍而得的值(k2×|T2－V1|，这里，k2：常数)，前进至步骤S320。

在步骤S320中，电源管理部7如下式那样，对步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩的变化量是否大于规定变化量进行判定。

步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩

－电动发电机3的发电转矩(上次值)＞规定变化量

当判定结果为满足上式时，前进至步骤S321，在除此以外的情况下，前进至步骤S322。

在步骤S321中，电源管理部7如下式那样加以限制，使得步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩的变化量为规定变化量以下，前进至步骤S325。

变化量限制后的电动发电机3的发电转矩

＝电动发电机3的发电转矩(上次值)＋规定变化量

另一方面，在步骤S322中，电源管理部7如下式那样，对步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩的变化量是否小于规定变化量进行判定。

步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩

－电动发电机3的发电转矩(上次值)＜(－1)×规定变化量

当判定结果为满足上式时，前进至步骤S323，在除此以外的情况下，前进至步骤S324。

在步骤S323中，电源管理部7如下式那样加以限制，使得步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩的变化量为规定变化量以上，前进至步骤S325。

变化量限制后的电动发电机3的发电转矩

＝电动发电机3的发电转矩(上次值)－规定变化量

在步骤S324中，电源管理部7如下式那样进行对变化量限制后的电动发电机3的发电转矩的代入处理，前进至步骤S325。

变化量限制后的电动发电机3的发电转矩

＝步骤S319中所计算出的电动发电机3的发电转矩

在步骤S325中，电源管理部7利用以发动机转速和油门开度为自变量的查找表来计算车辆的要求转矩，并将其与到之前的步骤为止所计算出的变化量限制后的电动发电机3的发电转矩相加以作为发动机的要求转矩，前进至步骤S326。

在步骤S326中，电源管理部7对电动发电机3发出变化量限制后的电动发电机3的发电转矩的指令，前进至步骤S327。

在步骤S327中，电源管理部7对发动机控制装置14发出步骤S325中所计算出的发动机的要求转矩的指令，前进至步骤S328。

在步骤S328中，电源管理部7对第一蓄电装置1的端子间电压与第二蓄电装置2的端子间电压之差是否在规定值以内进行判定。在第一蓄电装置1的端子间电压与第二蓄电装置2的端子间电压之差在规定值以内的情况下，前进至步骤S329，在第一蓄电装置1的端子间电压与第二蓄电装置2的端子间电压之差大于规定值的情况下，前进至步骤S318，继续进行处理。

在步骤S329中，电源管理部7对开关6发出指令，以将其从不导通状态切换成导通状态，并结束处理。

如上所述，对本发明中的实施方式进行了说明，但只要在第一蓄电装置1的端子间电压与第二蓄电装置2的端子间电压之间的电压差在规定值以内时，能接通开关6以使得第一蓄电装置1和第二蓄电装置2之间成为导通状态即可，并不局限于该结构。

如以上所说明的那样，本发明的电源管理系统包括：第一蓄电装置1；第二蓄电装置2；功率转换器4，该功率转换器4对第一蓄电装置1的功率进行转换，并将其提供给第二蓄电装置2和车辆的电气设备5；电动发电机3，该电动发电机3与所述第一蓄电装置1相连接，利用第一蓄电装置1的功率来向外部施加转矩，或利用外部的转矩来进行发电，以对第一蓄电装置1进行充电；开关6，该开关6连接于包含所述第一蓄电装置1的电路与包含第二蓄电装置2的电路之间，在功率转换器4发生故障时将两个电路之间从不导通状态切换成导通状态；以及电源管理部7，该电源管理部7在将该开关6从不导通状态切换成导通状态之前，使所述电动发电机3动作，以使得所述第一蓄电装置1与所述第二蓄电装置2之间的电压差在规定电压差以内。另外，本发明的电源管理装置包括电源管理部7和开关6，所述电源管理部7具有第一蓄电装置1的端子间电压检测单元8和第二蓄电装置2的端子间电压检测单元9。此外，也可以将功率转换器输出电流检测单元10作为电源管理装置的结构要素。而且，本发明还包括该电源管理装置或电源管理系统所实施的电源管理方法。

根据本发明，由于采用了在功率转换器4发生故障的情况下、将高电压电路与低电压电路之间的开关6从不导通状态切换成导通状态的结构，因此，即使在功率转换器4发生故障的情况下，也能将由电动发电机3所发出的功率经由开关6而提供给车辆的电气设备5，因而，能使车辆继续稳定行驶，而不使车辆的电气设备5停止。另外，由于只是设置了开关6，因此，与进行双重系统化的情况相比，能采用廉价且小型的结构。此外，由于在高电压电路与低电压电路之间的电压差在规定值以内之后、再将开关6切换成导通状态，因此，不会使低电压电路的电压上升，能防止因超过车辆的电气设备5的耐受电压而导致发生烧毁。

另外，在第一蓄电装置1的端子间电压与第二蓄电装置2的端子间电压之间的电压差在规定电压差以上的情况下，将电动发电机3的动作设为向外部施加转矩的驱动状态。由此，由于能对发动机施加转矩，因此，能使电压迅速下降而不白白耗费存储于第一蓄电装置1的能量。由此，能使不对低电压电路进行供电的时间达到最小限度。

另外，在驱动电动发电机3的期间内，由于高电压电路内有大电流流过，因此，会因布线电阻而产生电压降，从而无法正确地测量第一蓄电装置1的端子间电压。因此，在第一蓄电装置1的端子间电压为比第二蓄电装置2的端子间电压要低的第一目标电压T1以下之前，使电动发电机3继续保持驱动状态，在第一蓄电装置1的端子间电压达到第一目标电压T1时，将电动发电机3切换成发电状态，在第一蓄电装置1的端子间电压与第二蓄电装置2的端子间电压之间的电压差为规定值以内之前，进行发电，将开关6从不导通状态变成导通状态。由此，由于在驱动电动发电机3的期间内高精度地对第一蓄电装置1的端子间电压进行测量，并在切换成发电状态之后使第一蓄电装置1的端子间电压接近第二蓄电装置2的电压，因此，能更正确地掌握切换开关6时的电压差，从而与在驱动状态下进行电压测量的情况相比，能降低对低电压电路施加高电压的可能性。

另外，在驱动电动发电机3的期间内，利用驱动电动发电机3时所产生的转矩的大小来减小发动机所输出的转矩。由此，在为了使第一蓄电装置1的端子间电压下降而驱动电动发电机3的情况下，由于能使发动机所输出的转矩下降与电动发电机3的驱动转矩相应的量，因此，能减少发动机所消耗的燃料量。

另外，在驱动电动发电机3的期间内进行控制，使得电动发电机3的驱动转矩与发动机的驱动转矩的总和与车辆侧所要求的转矩相一致。在单纯驱动电动发电机3的情况下，由于利用发动机的输出轴来输出电动发电机3的驱动转矩与发动机的输出转矩的总和，因此，转矩会发生变动，但通过采用如上所述的方式，无论是否驱动电动发电机3，车辆侧所要求的转矩都与包含电动发电机3的输出转矩的发动机输出轴的转矩相一致，因此，能抑制转矩发生变动。

另外，在驱动电动发电机3的期间内，在发动机的输出转矩在规定转矩以下的情况下，停止向发动机提供燃料。由此，在维持发动机旋转所需要的转矩小于电动发电机3的最大输出转矩的情况下，能停止燃料喷射，从而能使发动机所消耗的燃料量降至0。

另外，在检测出功率转换器4的故障之后、到将开关6从不导通状态切换成导通状态为止的期间内进行控制，使得电动发电机3所产生的驱动转矩或发电转矩的变化在规定值以下。由此，能减小连接于电动发电机3的动力轴上的发动机的转矩变动。

标号说明

1    第一蓄电装置

2    第二蓄电装置

3    电动发电机

4    功率转换器

5    车辆的电气设备

6    开关

7    电源管理部

8    第一蓄电装置1的端子间电压检测单元

9     第二蓄电装置2的端子间电压检测单元

10    功率转换器输出电流检测单元

11    发动机转速检测单元

12    节流阀开度检测单元

13    喷射器

14    发动机控制装置

15    油门开度检测单元

Claims (9)

1.一种电源管理装置，所述电源管理装置是设置于车辆的电源管理装置，所述车辆包括：第一电路，该第一电路包含第一蓄电装置；第二电路，该第二电路包含第二蓄电装置；功率转换器，该功率转换器对所述第一蓄电装置的功率进行转换，并将其提供给所述第二蓄电装置和车辆的电气设备；以及电动发电机，该电动发电机与所述第一蓄电装置相连接，所述电源管理装置的特征在于，包括：

开关，该开关连接于所述第一电路与所述第二电路之间，通常时使所述第一电路与所述第二电路之间处于不导通状态，在检测出所述功率转换器的故障时，将所述第一电路与所述第二电路之间从不导通状态切换成导通状态；以及

电源管理部，该电源管理部在将所述开关从不导通状态切换成导通状态之前，对所述电动发电机进行控制，使得所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在第一规定电压差以内。

2.如权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，

在所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差为第二规定电压差以上的情况下，所述电源管理部使所述电动发电机的动作处于利用所述第一蓄电装置的功率来向外部施加转矩的驱动状态。

3.如权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，

所述电源管理部

在所述第一蓄电装置的电压成为比所述第二蓄电装置的电压要低的目标电压以下之前，使所述电动发电机继续保持驱动状态，

在所述第一蓄电装置的电压达到所述目标电压时，将所述电动发电机的动作切换成利用外部的转矩来进行发电、以对所述第一蓄电装置进行充电的发电状态，并使所述电动发电机继续保持发电状态，

在所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在所述第一规定电压差以内时，将所述开关从不导通状态切换成导通状态。

4.如权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，

所述电源管理部进行控制，使得在所述电动发电机处于驱动状态的期间，根据所述电动发电机驱动时所产生的转矩的大小，使车辆的发动机所输出的转矩变小。

5.如权利要求4所述的电源管理装置，其特征在于，

所述电源管理部进行控制，使得在所述电动发电机处于驱动状态的期间，所述电动发电机的驱动转矩与所述发动机的驱动转矩的总和与车辆侧所要求的转矩相一致。

6.如权利要求4所述的电源管理装置，其特征在于，

所述电源管理部在所述电动发电机处于驱动状态的期间，在所述发动机的输出转矩为规定转矩以下的情况下，停止向所述发动机提供燃料。

7.如权利要求1至6的任一项所述的电源管理装置，其特征在于，

所述电源管理部进行控制，使得在从检测出所述功率转换器的故障起、到将所述开关从不导通状态切换成导通状态为止的期间内，所述电动发电机所产生的驱动转矩或发电转矩的变化处于规定范围内。

8.一种电源管理系统，其特征在于，包括：

第一电路，该第一电路包含第一蓄电装置；

第二电路，该第二电路包含第二蓄电装置；

功率转换器，该功率转换器对所述第一蓄电装置的功率进行转换，并将其提供给所述第二蓄电装置和车辆的电气设备；

电动发电机，该电动发电机与所述第一蓄电装置相连接；

开关，该开关连接于所述第一电路与所述第二电路之间，通常时使所述第一电路与所述第二电路之间处于不导通状态，在检测出所述功率转换器的故障时，将所述第一电路与所述第二电路之间从不导通状态切换成导通状态；以及

电源管理部，该电源管理部在将所述开关从不导通状态切换成导通状态之前，对所述电动发电机进行控制，使得所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在第一规定电压差以内。

9.一种电源管理方法，所述电源管理方法是在车辆中所实施的电源管理方法，所述车辆包括：第一电路，该第一电路包含第一蓄电装置；第二电路，该第二电路包含第二蓄电装置；功率转换器，该功率转换器对所述第一蓄电装置的功率进行转换，并将其提供给所述第二蓄电装置和车辆的电气设备；以及电动发电机，该电动发电机与所述第一蓄电装置相连接，所述电源管理方法的特征在于，包括：

在所述功率转换器正常动作的期间内、使设置于所述第一电路与所述第二电路之间的开关处于不导通状态的步骤；

在所述功率转换器发生故障时检测所述故障的步骤；

在检测出所述故障的情况下对所述电动发电机进行控制、使得所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在第一规定电压差以内的步骤；以及

在所述第一蓄电装置的电压与所述第二蓄电装置的电压之差在第一规定电压差以内时、将所述开关从不导通状态切换成导通状态的步骤。

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