CN104052104A

CN104052104A - 车载供电系统

Info

Publication number: CN104052104A
Application number: CN201410099490.5A
Authority: CN
Inventors: 片山直树; 斋藤成则; 前田俊一
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-09-17
Also published as: JP2014177213A; US20140265558A1; DE102014103545A1

Abstract

一种安装在车辆中的供电系统。旋转机器（10）连接至车辆的内燃发动机的输出轴并且具有发电功能、发动机起动功能和发动机输出辅助功能。连接开关（50）被配置成电连接和断开第二二次电池（30）与第一二次电池（20）和旋转机器（10）的并联连接。连接在第一二次电池（20）与第一连接点（X）之间的第一电池开关（60）被配置成电连接和断开第一二次电池（20）与第一连接点（X），其中该第一连接点（X）被置于第一二次电池（20）与连接开关（50）之间。第一电负载（41、42）电连接至第一连接点（X）。第二电负载（43）电连接至第二连接点（Y），其中该第二连接点（Y）被置于第二二次电池（30）与连接开关（50）之间。

Description

车载供电系统

技术领域

本发明涉及一种车载供电系统，该车载供电系统包括第一二次电池、第二二次电池以及具有发电功能以对该第一电池和第二电池进行充电的旋转机器。

背景技术

日本专利申请公开号No.2012-80706中所公开的已知车载供电系统选择性地使用铅电池（作为第一二次电池）和锂离子电池（作为第二二次电池）来向各种车载电负载供电。更具体地，该系统通过半导体开关而将锂离子电池电连接至交流发电机和铅电池。

在再生周期期间，将半导体开关置于接通状态使之能够从交流发电机向锂离子电池供电。在非再生周期期间，将半导体开关置于断开状态使之能够从锂离子电池向被置于半导体开关的锂离子电池侧上的电负载供电。以此方式控制半导体开关可以使再生电源得到有效利用。

近年来，一种旋转机器是可用的，该旋转机器包括用于通过接收来自车辆的内燃发动机的输出轴的扭矩来产生电力的发电功能、用于通过将初始旋转施加至车辆的内燃发动机的输出轴来起动内燃发动机的起动功能以及用于通过将扭矩施加至车辆的内燃发动机的输出轴来辅助内燃发动机的输出的输出辅助功能。

可以认为，如上配置的具有发电功能、起动功能和输出辅助功能的旋转机器替代常规的交流发电机而被用在车载供电系统中。另外，在具有用于控制发动机的自动停止和重新起动的怠速停止控制功能的车辆中，发动机起动在车辆行驶期间是通过旋转机器而重复的。在这种系统中，在起动发动机期间和输出辅助期间驱动旋转机器需要相对较大的电力。然而，二次电池所充的电力不足会导致旋转机器的不良驱动，这可能导致车辆不能按需行驶的缺陷。

另外，在起动期间和输出辅助期间，较高的电流流过向旋转机器供电的二次电池，这可能导致二次电池的输出电压下降。二次电池的输出电压的下降可能导致通过二次电池供电的电负载（除旋转机器之外）的操作不稳定。

考虑到上述情况，因此期望具有一种在适当地驱动旋转机器的同时能够有利地驱动车载电负载的车载供电系统。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，提供了一种安装在车辆中的供电系统。在该系统中，旋转机器连接至车辆的内燃发动机的输出轴。所述旋转机器具有用于通过接收来自发动机的输出轴的扭矩来生成电力的发电功能、用于通过将扭矩施加至所述发动机的输出轴来起动所述发动机的起动功能以及用于在所述发动机起动之后通过将扭矩施加至所述发动机的输出轴来辅助所述发动机的输出的输出辅助功能。第一二次电池和第二二次电池均与所述旋转机器并联地电连接。连接开关被设置在电连接所述第一二次电池和第二二次电池的连接线路中。所述连接开关被配置成电连接和断开所述第二二次电池和所述第一二次电池与所述旋转机器的并联连接。所述第一电池开关连接在所述第一二次电池与第一连接点之间，其中该第一连接点被设置在所述连接线路中并且位于所述第一二次电池与所述连接开关之间并且电连接至所述旋转机器。所述第一电池开关被配置成电连接和断开所述第一二次电池与所述第一连接点。第一电负载电连接至所述第一连接点。第二电负载电连接至第二连接点，该第二连接点沿着连接线路被设置并且位于所述第二二次电池与所述连接开关之间。

在以上实施例中，所述第一二次电池和所述第二二次电池均与所述旋转机器并联地电连接，这使得所述旋转机器中生成的电力能够被充至所述第一二次电池和所述第二二次电池中。另外，所述连接开关和所述第一电池开关被单独地接通或断开，这使得所述第一电负载和所述第二电负载以及所述旋转机器能够被有利地驱动，其中所述连接开关被插入所述第一电负载与所述第二电负载之间。

也就是说，当所述连接开关被设为断开（或处于电流切断状态中）并且所述第一电池开关被设为接通（或处于电流传导状态中）时，所述旋转机器和所述第一电负载根据需要通过所述第一二次电池供电，并且所述第二电负载根据需要通过所述第二二次电池供电。这种设定即使在所述第一二次电池的输出电压根据从所述旋转机器施加至发动机的曲轴的扭矩而改变时仍能够防止所述第二电负载的操作不稳定，这提供了所述第二电负载的稳定操作。另外，这还在所述第一电负载被驱动时能够提供所述第二电负载的稳定操作，这导致了用于在车辆行驶期间需要稳定操作的车载恒压需求电负载的系统的适当配置。

同时，当所述连接开关被设为接通（或处于电流传导状态）并且所述第一电池开关被设为断开（或处于电流切断状态）时，所述第一电负载能够在不消耗所述第一二次电池的电力的情况下通过从所述第二二次电池供电而被驱动。在这种设置中，所述第一二次电池的SOC能够储备预期用于在起动期间或输出辅助期间驱动所述旋转机器的电力需求，由此提供使用者预期的驱动以及车辆的行驶。

附图说明

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的车载供电系统；

图2示意性地示出了开关控制过程的流程图；以及

图3示意性地示出了开关控制的示例的时序图。

具体实施例

下文中将参照附图对本发明进行更全面地描述。根据本发明的一个实施例的供电系统是安装在车辆中的供电系统，其中该车辆通过内燃发动机作为驱动源而被驱动行驶。

发动机配备有起动机。在响应于起动命令而起动发动机时，该起动机与发动机的曲轴（作为输出轴）通过齿轮机构机械地接合，并且将扭矩外部地施加至发动机的曲轴，由此起动发动机。

除了用于在通过发动机的曲轴驱动时生成电力的发电功能之外，还具有发动机起动功能和输出辅助功能的旋转机器替代常规的交流发电机而连接至曲轴。为了实现发动机起动功能，该旋转机器在发动机预热之后的发动机点火期间通过在起动发动机时将扭矩外部地施加至发动机的曲轴来起动发动机。为了实现输出辅助功能，该旋转机器在车辆行驶期间通过将扭矩外部地施加至发动机的曲轴来辅助驱动发动机的曲轴。

所述旋转机器可以是通过皮带连接至曲轴的皮带驱动集成式起动机发电机（ISG）。该旋转机器被插在发动机的曲轴与变速器之间并且通过曲轴直接被驱动以直接驱动该曲轴。由于该旋转机器总是连接至曲轴，因此即使在曲轴不完全静止时，该旋转机器仍能够通过将扭矩施加至该曲轴来起动发动机。因此，所述旋转机器能够在怠速停止和重新起动时有利地起动发动机。另外，使起动机的扭矩输出特性适配于冷却起动并且使所述旋转机器的扭矩输出特性适配于预热后的起动能够响应于起动命令而导致有利地执行发动机起动以及发动机怠速停止和重新起动。

如图1所示，本实施例的供电系统包括旋转机器10、作为第一二次电池的铅电池20、作为第二二次电池的锂离子电池30、起动机41、各种电负载42、43、作为连接开关的金属氧化物半导体（MOS）开关50、作为第一电池开关的PB开关60以及作为第二电池开关的SMR开关70。铅电池20、锂离子电池30、起动机41、电负载42、43通过作为连接线路的馈电线15而与旋转机器10并联地电连接。馈电线15形成用于互相连接以上电气元件的馈送路径。

铅电池20是众所周知的通用二次电池，而锂离子电池30是具有比铅电池20更高的充电和放电能效、更高的输出密度以及更高的能量密度的高密度二次电池。锂离子电池30是由多个串联连接的电池构成的电池组。

MOS开关50（一种基于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的半导体开关）连接在锂离子电池30与旋转机器10和铅电池20的并联连接之间。MOS开关50用作连接和断开锂离子电池30与旋转机器10和铅电池20的并联连接的开关。馈电线15具有与MOS开关50并联连接的旁路51。旁路51（常闭电磁继电器）在通过铅电池20或锂离子电池30正常供电时处于断开状态。旁路51在MOS开关50中存在异常的情况下处于接通状态，以使得MOS开关50总是处于断开状态，由此绕过SMR开关50。

PB开关60（一种类似于MOS开关50的基于MOSFET的半导体开关）连接在铅电池20与第一连接点X之间，在第一连接点X处，旋转机器10、起动机41、电负载42以及MOS开关50彼此电连接。PB开关60用作连接及断开铅电池20和第一连接点X的开关。

SMR开关70（一种类似于MOS开关50和PB开关60的基于MOSFET的半导体开关）连接在锂离子电池30与第二连接点Y之间，在第二连接点Y处，MOS开关50和电负载43彼此电连接。SMR开关70用作连接及断开锂离子电池30和第二连接点Y的开关。

MOS开关50、PB开关60以及SMR开关70中每一个的接通状态（电流传导状态）与断开状态（电流切断状态）之间的切换由作为开关控制器的电子控制单元（ECU）80来执行。

锂离子电池30、开关50、70以及ECU80被整体地容纳于壳体中以形成电池单元U。ECU80电连接至电池单元之外的ECU90。即，ECU80、90能够通过诸如本地互连网络（LIN）等的通信网络而彼此通信，以使得ECU80、90能够共享存储在彼此中的各种数据。

电负载43为恒压需求电负载，其需要电压通常为恒定的电源或者电源的电压波动在预定的范围内是稳定的。电负载43电连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15。因此，锂离子电池30主要负责对电负载43（即恒压需求电负载）供电。

电负载43包括但不限于车辆导航设备或车辆音频设备。例如，当电源电压不恒定而是变化很大、或变化大到超出范围以上时，电源电压可能瞬间下降到最小工作电压以下。这可能导致故障发生，以使得例如车辆导航设备的恒压需求电负载43的操作会在车辆行驶期间被重置。因此，电负载43的电源电压需要在最小工作电压以上保持恒定且稳定。

电负载42是除电负载43（恒压需求电负载）和起动机41之外的一般电负载。电负载42包括但不限于车头灯、诸如前挡风玻璃等的雨刷、空调的鼓风机、后挡风玻璃的除霜加热器等。电负载42还包括在满足预定驱动条件时驱动的驱动负载。该驱动负载包括例如动力转向装置、电动车窗等。起动机41和电负载42电连接至MOS开关50的铅电池20侧上的馈电线15。因此，铅电池20主要负责对起动机41和电负载42供电。

旋转机器10接收来自发动机的曲轴的旋转能量以生成电力。旋转机器10中生成的电力被供应至电负载42、43并且还被供应至铅电池20和锂离子电池30。当发动机静止并且旋转机器10中没有生成电力时，旋转机器10、起动机41以及电负载42、43由铅电池20和锂离子电池30供电。从铅电池20和锂离子电池30中每一个向旋转机器10、起动机41以及电负载42、43的放电量以及从旋转机器10向铅电池20和锂离子电池30中每一个的充电量，被控制成使得二次电池20、30中每一个的充电状态（SOC）（即实际充电量除以完全充电时的充电量）是在其合理的SOC范围内，从而使得铅电池20和锂离子电池30中每一个既不过量充电也不过量放电。

ECU80检测锂离子电池30的温度、输出电压以及充电电流和放电电流，以基于检测值来计算锂离子电池30的SOC。ECU90检测铅电池20的温度、输出电压以及充电电流和放电电流，以基于检测值来计算铅电池20的SOC。ECU80基于其计算SOC来打开及闭合开关50、60、70中的每一个，由此控制二次电池以使其SOC处于其各自合适的SOC范围内。

旋转机器10由二次电池供电以驱动发动机的曲轴。旋转机器10连接至MOS开关50的铅电池20侧上的馈电线15。铅电池20由此主要负责对旋转机器10供电。

在本实施例中，执行减速再生以使得旋转机器10能够接收车辆再生能量以生成电力并且将所生成的电力充至二次电池20、30（主要是锂离子电池30）。在ECU90的控制下执行减速再生的条件是车辆处于减速状态并且车辆发动机的燃料注入被切断。二次电池20、30彼此并联地电连接，以使得当开关50、60、70均接通时，旋转机器10中生成的电力优先地被充至具有较低的端子电压的二次电池。

锂离子电池30的端子电压可以被控制成更加频繁地低于铅电池20的端子电压，以使得锂离子电池30优先于铅电池20被充电。这种设置能够通过适当地设置二次电池20、30的开路电压和内阻值来实现。开路电压能够通过选择锂离子电池30的正极活性材料、负极活性材料和电解质来被调节。

另外，在本实施例中，ECU90（作为自动停止和重新起动控制器）执行怠速停止和重新起动，以使得在满足预定自动停止条件时发动机自动停止，并且旋转机器10被控制成在满足预定重新起动条件同时发动机在自动停止之后静止时自动重起发动机。

在执行如上怠速停止和重新起动之后，在ECU90的控制下执行起动辅助（作为输出辅助），以使得旋转机器10将扭矩施加至发动机的曲轴直到车速达到预定速度为止。当车辆通过车辆的驾驶员在车辆行驶期间踩下制动踏板而加速时，在ECU90的控制下执行临时辅助（作为输出辅助），以使得旋转机器10将扭矩施加至发动机的曲轴。临时辅助还在需要曲轴的较高输出时被执行，例如在车辆驶上陡峭的上升斜坡时。起动辅助和临时辅助能够增强车辆的燃料效率。

电流流经二次电池20、30中的向旋转机器10供电的每个二次电池，其中电流根据起动期间、起动辅助期间以及临时辅助期间旋转机器10施加至发动机的曲轴的扭矩而变化。向旋转机器10供电的二次电池的输出电压下降了该二次电池的电流和内阻的乘积。二次电池的这种输出电压下降可能使恒压需求电负载43的电源电压瞬间下降，这导致了恒压需求电负载43的操作的不期望的重置。

因此，在本实施例中，ECU80被配置成根据车辆的行驶状态适当地控制各个开关50、60、70的状态，由此抑制了故障以使得恒压需求电负载43的操作能够在车辆行驶期间被重置。

MOS断开状态是使得MOS开关50断开且PB开关60和SMR开关70均接通的开关50、60、70的状态。PB断开状态是使得PB开关60断开且MOS开关50和SMR开关70均接通的开关50、60、70的状态。SMR断开状态是使得SMR开关70断开且MOS开关50和PM开关60均接通的开关50、60、70的状态。另外，完全接通状态是使得MOS开关50、PB开关60和SMR开关70均接通的开关50、60、70的状态。

现在将参照图2对根据本实施例的开关控制过程进行说明。该过程在ECU80中每隔预定的时间间隔而被执行。

在步骤S01中，判定发动机起动是否正被起动机41执行。如果在步骤S01中判定发动机起动正被起动机41执行，则在步骤S02中，开关50、60、70被控制至SMR断开状态。

如果在步骤S01中判定发动机起动没有被起动机41执行，则在步骤S03中判定发动机起动是否正被旋转机器10执行。如果在步骤S03中判定发动机起动正被旋转机器10执行，则在步骤S04中，开关50、60、70被控制至MOS断开状态。

如果在步骤S03中判定发动机起动没有被旋转机器10执行，则在步骤S05中判定铅电池20的充电状态（SOC）以及锂离子电池30的SOC是否均已经被计算。如果在步骤S05中判定铅电池20和锂离子电池30的SOC均还没有被计算（即，都没有被计算或仅有一个已被计算），则在步骤S06中，开关50、60、70被控制至SMR断开状态。

随后，在步骤S07中，获取SOC还没有被计算的铅电池20或锂离子电池30的SOC的初始值以使能SOC计算。此后，该过程结束。锂离子电池30的SOC初始值能够通过检测其开路电压并且然后基于该开路电压的检测值来计算SOC而获得。铅电池20的SOC初始值能够通过将电力以预定电压从旋转机器10充至铅电池20并且在流经铅电池20的电流已经减小至预定值时判定铅电池20的SOC已经达到SOC的预定值（例如，90%）而获得。

如果在步骤S05中判定铅电池20的SOC以及锂离子电池30的SOC已经被计算，则在步骤S08中判定输出辅助或包括在电负载42中的驱动负载的驱动是否被旋转机器10执行。如果在步骤S08中判定输出辅助或驱动负载的驱动正被旋转机器10执行，则在步骤S09中，开关50、60、70被控制至MOS断开状态。即，开关50、60、70在输出辅助或驱动负载的驱动正被执行时被设为MOS断开状态，这能够抑制MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15的电压波动。

如果在步骤S08中判定输出辅助以及驱动负载的驱动均没有被旋转机器10执行，则在步骤S10中判定再生是否正在旋转机器10中被执行。如果在步骤S10中判定再生正在旋转机器10中被执行，则在步骤S11中，开关50、60、70被控制至完全接通状态，其中铅电池20和锂离子电池30被充电。

如果在步骤S10中判定再生没有在旋转机器10中被执行，则在步骤S12中，开关50、60、70被控制至PB断开状态。这是因为可以假设空转停止或车辆正在行驶。

图3示出了用于开关控制的时序图。

在时刻T0，响应于起动命令而执行初始起动。在初始起动期间，起动机41将扭矩施加至发动机的曲轴。在开始对ECU80、90供电之后，ECU80、90开始各种过程。ECU80将开关50、60、70控制至SMR断开状态。开关50、60、70在由起动机41执行起动期间被设为SMR断开状态，这使得起动机41和电负载42、43能够由铅电池20供电并且禁止锂离子电池30放电。在初始起动期间，锂离子电池30的SOC未知。因此，禁止其SOC未知的锂离子电池30放电能够防止锂离子电池30过量放电。

在初始起动发动机之后，车辆正常行驶。由于铅电池20的SOC以及锂离子电池30的SOC的初始值在紧接发动机的初始起动之后是未知的，因此开关50、60、70保持SMR断开状态。

由于SMR开关70是断开的，因此锂离子电池30的输出电压等于其开路电压。因此，ECU80作为开路电压而获取锂离子电池30的输出电压并且然后基于所获取的开路电压、利用定义开路电压与锂离子电池30的SOC之间的关系的映射来获取锂离子电池30的SOC的初始值。

由于PB开关60在SMR断开状态中是接通的，因此旋转机器10和铅电池20彼此电连接。旋转机器10通过发动机的曲轴而被驱动以生成电力并且将所生成的电力以预定的电压充至铅电池20，由此获取铅电池20的SOC的初始值。

在时刻T1获取铅电池20的SOC以及锂离子电池30的SOC的初始值之后，ECU80将开关50、60、70控制至PB断开状态。在时刻T1至T2的时间周期期间，车辆正常行驶并且PB开关60在PB断开状态中是断开的，这禁止了从铅电池20向电负载42、43供电。MOS开关50和SMR开关70在PB断开状态中是接通的，这使得电负载42、43能够由锂离子电池30供电。

在时刻T2，制动踏板被车辆的驾驶员踩下。车速由此降低并且因而满足用于再生的执行条件，由此发起了再生。在发起再生时，ECU80将开关50、60、70控制至完全接通状态。PB开关60被设为接通，这使得旋转机器10和铅电池20能够彼此电连接。MOS开关50和SMR开关70也处于接通，这使得旋转机器10和锂离子电池30能够彼此电连接。因此，在时刻T2至T3的时间周期期间，电力通过旋转机器10中的再生而被生成，由此对铅电池20和锂离子电池30进行充电。

在时刻T3，车速降低到预定速度（例如10km/h）以下并且因而满足自动停止条件，由此执行怠速停止。在执行怠速停止时，ECU80将开关50、60、70控制至PB断开状态。在执行怠速停止的时刻T3至T4的时间周期期间，开关50、60、70被设为PB断开状态，这使得电负载42、43能够仅由锂离子电池30供电。

在时刻T4，加速器踏板被车辆的驾驶员踩下。重新起动条件由此被满足。然后，ECU90驱动旋转机器10以将扭矩施加至发动机的曲轴，由此自动重新起动发动机。在怠速停止之后重新起动时，ECU80将开关50、60、70控制至MOS断开状态。因此，在执行发动机在怠速停止之后重新起动的时刻T4至T5的时间周期期间，旋转机器10和电负载42由铅电池20供电并且恒压需求电负载由锂离子电池30供电。

在时刻T5，发动机进入稳定点火的状态，其中发动机曲轴的转速变得等于或大于预定值。ECU90使得旋转机器10能够继续将扭矩施加至发动机的曲轴，由此利用旋转机器10来执行起动辅助。同时，ECU80使开关50、60、70处于MOS断开状态。因此，在由旋转机器10执行起动辅助的时刻T5至T6的时间周期期间，旋转机器10和电负载42由铅电池20供电并且恒压需求电负载43由锂离子电池30供电。

外部地施加至发动机的曲轴所需的扭矩在起动辅助期间比在起动发动机期间更小。因此，在执行起动辅助的时刻T5至T6的时间周期期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩比在执行发动机在怠速停止之后重新起动的时间T4至T5的时间周期期间从旋转机器10施加至曲轴的扭矩更小。

在时刻T6，车速超过预定速度（例如30km/h）。ECU90因而使旋转机器10终止起动辅助。在终止起动辅助时，ECU80将开关50、60、70控制至PB断开状态。

在时刻T7，加速器踏板被车辆的驾驶员强有力地踩下。用于临时辅助的执行条件由此被满足。然后，ECU90通过驱动旋转机器10以将扭矩施加至发动机的曲轴来执行临时辅助。在执行临时辅助时，ECU80将开关50、60、70控制至MOS断开状态。因此，在执行临时辅助的时刻T7至T8的时间周期期间，旋转机器10和电负载42由铅电池20供电并且恒压需求电负载43由锂离子电池30供电。

在临时辅助期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩随着加速器踏板的踩踏量等而改变。另外，与起动辅助一样，在临时辅助期间外部地施加至发动机的曲轴所需的扭矩比在起动发动机期间更小。因此，在执行临时辅助的时刻T7至T8的时间周期期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩比在执行发动机在怠速停止之后重新起动的时刻T4至T5的时间周期期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩更小。

在时刻T8，加速器踏板的踩踏量减小，这导致用于临时辅助的执行条件无法被满足。然后，ECU90终止临时辅助。在终止临时辅助时，ECU10将开关50、60、70控制至PB断开状态。

在时刻T9，用于减速再生的执行条件被满足。然后，ECU90控制旋转机器10以执行再生。在执行再生时，ECU80将开关50、60、70控制至完全接通状态。在时刻T10，自动停止条件被满足并且ECU90因而执行怠速停止。在执行怠速停止时，ECU80将开关50、60、70控制至PB断开状态。

本实施例能够提供下列优点。

铅电池20和锂离子电池30均与旋转机器10并联地电连接，这使得在旋转机器10中生成的电力能够被充至铅电池20和锂离子电池30中。另外，MOS开关50和PB开关60被单独地接通或断开，这使得起动机41、电负载42和电负载43以及旋转机器10能够被有利地驱动，其中MOS开关50被插在电负载42与电负载43之间。

也就是说，当MOS开关50被设为断开（或处于电流切断状态中）并且PB开关60被设为接通（或处于电流传导状态中）时，旋转机器10、起动机41以及电负载42根据需要由铅电池20供电，并且电负载43根据需要由锂离子电池30供电。这种设定即使在铅电池20的输出电压根据从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩而改变时也能够防止电负载43的操作不稳定，这提供了电负载43的稳定操作。另外，这还在起动机41或电负载42被驱动时能够提供电负载43的稳定操作，这导致了用于车载恒压需求电负载42（一种在车辆行驶期间要求稳定操作的电负载）的系统的合适配置。

同时，当MOS开关50被设为接通（或处于电流传导状态中）并且PB开关60被设定为接通（或处于电流切断状态中）时，起动机41和电负载42能够在不消耗铅电池20的电力的情况下通过来自锂离子电池30的供电而被驱动。在这种设置中，铅电池20的SOC能够储备预期用于在起动期间或输出辅助期间驱动旋转机器10的电力需求，由此提供使用者预期的驱动以及车辆的行驶。

当满足驱动条件并且因而驱动负载（例如，起动机41、作为一般电负载42的动力转向装置或电动车窗）被驱动时，电流流经连接至驱动负载的二次电池，并且该二次电池的输出电压下降。例如，起动机41由操作按键开关的驾驶员驱动。动力转向装置通过驾驶员的转向操作而被驱动。电动车窗通过使用者的切换操作而被驱动。这些驾驶员或使用者的操作难以提前预测。在本实施例中，驱动负载电连接至第一连接点，这使得驱动负载能够由铅电池20供电。这能够防止被供给恒压需求电负载的电压的波动。

在具有怠速停止和重新起动控制功能的车辆中，发动机的自动停止和重新起动根据车辆行驶期间的交通条件或使用者的便利性而被不规则地执行。在上述系统的配置的情况下，由于铅电池20具有足以能够用来驱动旋转机器10的电力，因此旋转机器10能够即使在被突然要求在怠速停止之后的重新起动中被驱动时仍能适当地被驱动。

当锂离子电池30被过量充电时，锂离子电池30可能膨胀。当锂离子电池30过量放电时，其可能显著地降级。因此，针对锂离子电池30必须根据其SOC而适当地进行充电和放电管理。在本实施例中，获取锂离子电池30的SOC初始值并且通过将SMR开关70置于断开状态而禁止锂离子电池30被充电及放电直到锂离子电池30的SOC被计算为止。另外，将MOS开关50和PB开关60中的每一个置于接通状态使得电负载42、43能够由铅电池20供电。这可以防止锂离子电池30在驱动电负载42、43时被过量充电和过量放电。

（修改）

上述实施例可以进行如下修改。

在上述实施例中，旋转机器10在输出辅助期间仅由铅电池20供电。铅电池20的所充电力由于输出辅助期间的电力消耗而可能减小到用于在怠速停止之后重新起动发动机所需的电力以下。因此，在一些可选实施例中，在从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩小于预定值的条件下，开关50、60、70可以被控制至完全接通状态。

这使得铅电池20的SOC能够保持在较高的水平并且还使得旋转机器10能够在怠速停止之后的发动机重新起动期间仅由铅电池20供电。此外，在旋转机器10的输出辅助期间，在从旋转电机10施加至发动机曲轴的扭矩小于预定值并且铅电池20的SOC在预定值以下的条件下，开关50、60、70可以被控制至完全接通状态。

在上述实施例的一些可选实施例中，可以去除SMR开关70。同样，在这种配置中，ECU80能够在驱动旋转机器10期间通过将MOS开关50置于断开状态并且将PB开关60置于接通状态，来防止恒压需求电负载43的操作不稳定。另外，ECU80能够在车辆的正常行驶期间通过将MOS开关50置于接通状态并且将PB开关60置于断开状态来储备铅电池20的所充电力。

在上述实施例的一些可选实施例中，可以去除起动机41。发动机的初始起动可以由将初始扭矩施加至发动机曲轴的旋转机器10来执行。

在上述实施例的一些可选实施例中，替代恒压需求电负载43或除恒压需求电负载43之外，一般电负载可以电连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15。MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15的电压波动相比MOS开关50的铅电池20侧上而言被抑制得更多。例如，当车头灯作为一般电负载而电连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15时，车头灯的亮度波动能够被抑制。

在上述实施例中，所述系统被配置成包括作为第一二次电池的铅电池20以及作为第二二次电池的锂离子电池30。可选地，可以包括作为第一二次电池和第二二次电池的其他类型的二次电池。例如，可以包括作为第一二次电池的镍氢电池，并且可以包括作为第二二次电池的镍镉电池。仍然可选地，可以包括作为第一电池和第二电池的相同类型的电池。

本发明所属领域的技术人员将设想具有以上描述和相关附图中所介绍的教学的优点的本发明的许多修改以及其他实施例。因此，应当理解的是，本发明不限于所公开的指定实施例并且修改和其他实施例旨在包含于所附权利要求的范围内。尽管文中采用了指定的术语，但它们仅以通用性和描述性的意义而被使用并且并非是出于限制性的目的。

Claims

1.一种安装在车辆中的供电系统，包括：

旋转机器（10），其连接至所述车辆的内燃发动机的输出轴，并且具有用于通过接收来自所述发动机的所述输出轴的扭矩而生成电力的发电功能、用于通过将扭矩施加至所述发动机的所述输出轴来起动所述发动机的起动功能以及用于在所述发动机起动之后通过将扭矩施加至所述发动机的所述输出轴来辅助所述发动机的输出的输出辅助功能；

第一二次电池（20）和第二二次电池（30），它们中的每一个都与所述旋转机器（10）并联地电连接；

连接开关（50），其被设于电连接所述第一二次电池（20）和所述第二二次电池（30）的连接线路（15）中，并且被配置成电连接和断开所述第二二次电池（30）和所述第一二次电池（20）与所述旋转机器（10）的并联连接；以及

第一电池开关（60），其连接在所述第一二次电池（20）与第一连接点（X）之间，所述第一连接点（X）沿着所述连接线路（15）而被设置并且位于所述第一二次电池（20）与所述连接开关（50）之间并且电连接至所述旋转机器（10），所述第一电池开关（60）被配置成电连接和断开所述第一二次电池（20）与所述第一连接点（X），

其中，第一电负载（41、42）电连接至所述第一连接点（X），并且

第二电负载（43）电连接至第二连接点（Y），所述第二连接点（Y）沿着所述连接线路（15）被设置并且位于所述第二二次电池（30）与所述连接开关（50）之间。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述第二电负载（43）是恒压需求电负载，所述恒压需求电负载需要供应给它的预定恒定电压从而被稳定地驱动，并且

所述第一电负载（41、42）包括驱动负载（41），所述驱动负载（41）被配置成在比驱动所述第二电负载（43）的驱动周期更短的驱动周期内根据预定驱动条件而被驱动。

3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括自动停止和重新起动控制器（90），其被配置成控制所述车辆的发动机以使得在满足预定自动停止条件时该发动机自动被停止，并且在满足所述预定自动停止条件且所述发动机由此自动被停止之后，在满足预定重新起动条件时所述发动机通过将扭矩施加至所述发动机的输出轴的所述旋转机器（10）而被重新起动。

4.根据权利要求1至3之一所述的系统，其中，

所述第一二次电池（20）是铅电池，

所述第二二次电池是锂离子电池，并且所述系统还包括第二电池开关（70），所述第二电池开关（70）沿着所述连接线路（15）被设置并且被连接在所述第二二次电池（30）与所述第二连接点（Y）之间，所述第二电池开关（70）被配置成电连接和断开所述第二二次电池（30）与所述第二连接点（Y）。