CN104052140A

CN104052140A - 车载供电系统

Info

Publication number: CN104052140A
Application number: CN201410098072.4A
Authority: CN
Inventors: 片山直树; 前田俊一; 斋藤成则
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JP6024537B2; DE102014103551A1; US9273603B2; CN104052140B; JP2014180151A; US20140261250A1

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。第一蓄电池（20）和第二蓄电池（30）均与旋转机器（10）并联地电连接。连接开关（50）沿着电连接第一蓄电池和第二蓄电池的连接线路（15）设置，其中，连接开关（50）构造成使第二蓄电池（30）与第一蓄电池（20）和旋转机器（10）的并联连接电连接和断开。开关控制器（80）构造成在发动机起动期间和发动机输出辅助期间通过将连接开关（50）控制成电流切断状态来使第二蓄电池（30）与所述并联连接断开。

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蓄电池、第二蓄电池以及具有发电功能以对第一电池和第二电池进行充电的旋转机器。

背景技术

如日本专利申请公报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（作为第一蓄电池）和锂离子电池（作为第二蓄电池）为各种车载电气负荷供电。更具体地，该系统通过半导体开关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中允许电力从交流发电机供应至锂离子电池。在非再生周期期间，将半导体开关置于断开状态中允许电力从锂离子电池供应至设置在半导体开关的锂离子电池侧上的电气负荷。以此方式控制半导体开关可以使再生电力得到有效利用。

近年来，能够利用一种旋转机器，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。

可以考虑的是，如上构造的具有发电功能、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在车载供电系统中使用。在这种构造中，旋转机器通过蓄电池供电以在起动期间和输出辅助期间驱动车辆的发动机的输出轴。然而，在旋转机器中比在连接至蓄电池的（除旋转机器之外的）电气负荷中消耗更多的电力。因此，在起动期间和输出辅助期间，较高的电流流过为旋转机器供电的蓄电池，从而可以导致蓄电池的输出电压下降。蓄电池的输出电压的下降可以导致通过蓄电池供电的（除旋转机器之外的）电气负荷的运行不稳定。

考虑到上述情况，因此希望具有这样一种包括第一蓄电池、第二蓄电池以及用于连接和断开第一蓄电池和第二蓄电池的连接开关的车载供电系统，该车载供电系统能够有利地执行对连接在第一蓄电池与第二蓄电池之间的连接开关的第二蓄电池侧上的电气负荷的电力供应。

发明内容

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种安装在车辆中的供电系统。在该系统中，旋转机器连接至所述车辆的内燃发动机的输出轴，其中，所述旋转机器具有用于通过接收来自所述发动机的所述输出轴的扭矩来产生电力的发电功能、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。第一蓄电池和第二蓄电池均与所述旋转机器并联地电连接。连接开关沿电连接所述第一蓄电池与所述第二蓄电池的连接线路设置，其中，所述连接开关构造成使所述第二蓄电池与并联连接的所述第一蓄电池和所述旋转机器电连接和断开。开关控制器构造成在所述旋转机器起动所述发动机期间以及在所述旋转机器辅助所述发动机的输出期间通过将所述连接开关控制成电流切断状态来使所述第二蓄电池与并联连接的所述第一蓄电池和所述旋转机器断开。

在旋转机器将扭矩施加至发动机曲轴的起动期间和输出辅助期间将连接开关置于电流切断状态可以抑制连接开关的第二蓄电池侧上的连接线路的电压的波动，即使在第二蓄电池的输出电压根据从旋转机器施加至发动机的曲轴的扭矩而变化时亦如此。应当指出的是，车辆在输出辅助期间是在运动的。因此，将需要运行稳定性的电气负荷在车辆运动时连接至连接开关的第二蓄电池侧上的连接线路允许该电气负荷有利地通过第二蓄电池供电。

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方式的车载供电系统；

图2示意性地示出了开关控制处理的流程图；以及

图3示意性地示出了开关控制的示例的时序图。

具体实施方式

下文中将参照附图对本发明进行更全面的描述。根据本发明的一个实施方式的供电系统为安装在车辆中的供电系统，其中，车辆通过内燃发动机作为驱动源驱动行驶。

发动机设置有起动机。在响应于起动命令起动发动机时，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，并且从外部将扭矩施加至发动机的曲轴，从而起动发动机。

除用于在被发动机的曲轴驱动时产生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连接至曲轴。为了实施发动机起动功能，旋转机器在发动机预热之后的发动机燃烧期间在起动发动机时通过从外部将扭矩施加至发动机的曲轴来起动发动机。为了实施输出辅助功能，旋转机器在车辆行驶期间通过从外部将扭矩施加至发动机的曲轴来协助驱动发动机的曲轴。

旋转机器可以是通过带连接至曲轴的带传动起动发电一体机（ISG）。旋转机器介于发动机的曲轴与变速器之间并且通过曲轴直接驱动以直接驱动曲轴。由于旋转机器总是连接至曲轴，因此即使在曲轴不完全静止时，旋转机器仍可以通过将扭矩施加至曲轴来起动发动机。因此，旋转机器可以有利地在怠速停止和重新起动时起动发动机。另外，使起动机的扭矩输出特性适于冷起动并且使旋转机器的扭矩输出特性适于在预热之后起动可以导致响应于起动命令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，本实施方式的供电系统包括旋转机器10、作为第一蓄电池的铅电池20、作为第二蓄电池的锂离子电池30、起动机41、各种电气负荷42、43、作为连接开关的金属氧化物半导体（MOS）开关50、作为第一蓄电池开关的PB开关60以及作为第二蓄电池开关的SMR开关70。铅电池20、锂离子电池30、起动机41、电气负荷42、43均通过作为连接线的馈电线15与旋转机器10并联地电连接。馈电线15形成用于使以上电气元件互相连接的馈送路径。

铅电池20为众所周知的通用蓄电池，而锂离子电池30为具有比铅电池20更高的充电和放电能量效率、更高的输出密度以及更高的能量密度的高密度蓄电池。锂离子电池30为由多个串联连接的单电池形成的组装电池。

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与并联连接的旋转机器10和铅电池20之间。MOS开关50用作将锂离子电池30与并联连接的旋转机器10和铅电池20连接及断开的开关。馈电线15设置有与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，使得MOS开关50一直处于断开状态，从而绕过SMR开关50。

PB开关60（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、电气负荷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（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和电气负荷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中的每一者在接通状态（电流导通状态）与断开状态（电流切断状态）之间的切换通过作为开关控制器的电子控制单元（ECU）80来进行。

锂离子电池30、开关50、70以及ECU80成整体地容置在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能够通过诸如局域互联网络（LIN）之类的通信网络彼此通信，使得ECU80、90可以共享存储在彼此中的各种数据。

电气负荷43为恒压需求电气负荷，该恒压需求电气负荷要求具有基本恒定的电压的电源或者电源的电压波动稳定在预定的范围内。电气负荷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主要负责对电气负荷43——即，恒压需求电气负荷——供电。

电气负荷43包括但不限于车辆导航装置或车辆音频装置。例如，当电源电压不恒定但变化很大、或变化大到超出上述范围时，电源电压可以瞬间下降到最小工作电压以下。这可以导致故障发生，使得恒压需求电气负荷43——例如，车辆导航装置——的运行可以在车辆行驶期间重置。因此，电气负荷43的电源电压需要在最小工作电压以上保持恒定且稳定。

电气负荷42为除电气负荷43（恒压需求电气负荷）和起动机41之外的常规电气负荷。电气负荷42包括但不限于车头灯、诸如前挡风玻璃之类的雨刷、空调的鼓风机、后挡风玻璃的除霜加热器等。电气负荷42还包括在满足预定驱动条件时进行驱动的驱动负荷。驱动负荷包括例如动力转向装置、电动车窗等。起动机41和电气负荷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和电气负荷42供电。

旋转机器10从发动机的曲轴接收旋转能以产生电力。旋转机器10中产生的电力供应至电气负荷42、43并且还供应至铅电池20和锂离子电池30。当发动机静止并且旋转机器10中无电力产生时，旋转机器10、起动机41以及电气负荷42、43均通过铅电池20和锂离子电池30供电。从铅电池20和锂离子电池30中的每一者至旋转机器10、起动机41以及电气负荷42-43的放电量以及从旋转机器10至铅电池20和锂离子电池30中的每一者的充电量被控制成使得蓄电池20、30中的每一者的充电状态（SOC）——实际充电量除以充满电时的充电量——处于其合理的SOC范围内，从而使得铅电池20和锂离子电池30中的每一者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基于其计算的SOC来断开及闭合开关50、60、70中的每个开关，从而控制蓄电池使其SOC处于其各自的合理的SOC范围内。

旋转机器10通过蓄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。从而铅电池20主要负责对旋转机器10供电。

在本实施方式中，执行减速再生使得旋转机器10接收车辆再生能量以产生电力并且将所产生的电力充至蓄电池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至车辆发动机的燃料注入被切断。蓄电池20、30彼此并联地电连接，使得当开关50、60、70均接通时，旋转机器10中产生的电力优先地充至具有较低的终端电压的蓄电池。

锂离子电池30的终端电压可以被控制成更加频繁地低于铅电池20的终端电压，使得锂离子电池30优先于铅电池20充电。这种设置可以通过合适地设定蓄电池20、30的内阻值和开路电压来实现。开路电压可以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调节。

另外，在本实施方式中，ECU90执行怠速停止和重新起动，使得发动机在满足预定的自动停止条件时自动地停止并且旋转机器10被控制成在发动机于自动停止之后静止的同时满足预定的重新起动条件时自动地重新起动发动机。

在执行如上怠速停止和重新起动之后，在ECU90的控制下执行开动辅助（作为输出辅助），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。当车辆在车辆行驶期间通过车辆的驾驶员踩下加速踏板加速时，在ECU90的控制下执行临时辅助（作为输出辅助），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具有较高输出时执行，例如在车辆驶上陡峭的上升斜坡时执行。开动辅助和临时辅助均可以提高车辆的燃料效率。

电流流过蓄电池20、30中的将电力供应至旋转机器10的每个蓄电池，其中，电流根据起动期间、开动辅助期间以及临时辅助期间旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩变化。将电力供应至旋转机器10的蓄电池的输出电压下降蓄电池的电流和内阻的乘积。蓄电池的这种输出电压的下降可以使恒压需求电气负荷43的电源电压瞬间下降，从而导致了恒压需求电气负荷43的运行的不希望的重置。

因此，在本实施方式中，ECU80构造成根据车辆的行驶状态合理地控制相应开关50、60、70的状态，从而抑制了使得恒压需求电气负荷43的运行在车辆行驶期间可能重置的故障。

MOS断开状态为使得MOS开关50断开且PB开关60和SMR开关70二者接通的开关50、60、70的状态。PB断开状态为使得PB开关60断开且MOS开关50和SMR开关70二者接通的开关50、60、70的状态。SMR断开状态为使得SMR开关70断开且MOS开关50和PB开关60二者接通的开关50、60、70的状态。另外，全接通状态为使得MOS开关50、PB开关60和SMR开关70全部接通的开关50、60、70的状态。

现在将参照图2对根据本实施方式的开关控制处理进行说明。该处理在ECU80中每隔预定的时间间隔执行。

在步骤S01中，判断是否正在通过起动机41执行发动机起动。如果在步骤S01中判定正在通过起动机41执行发动机起动，则在步骤S02中，将开关50、60、70控制至SMR断开状态。

如果在步骤S01中判定没有通过起动机41执行发动机起动，则在步骤S03中判断是否正在通过旋转机器10执行发动机起动。如果在步骤S03中判定正在通过旋转机器10执行发动机起动，则在步骤S04中，将开关50、60、70控制至MOS断开状态。

如果在步骤S03中判定没有通过旋转机器10执行发动机起动，则在步骤S05中判断铅电池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，都没有被计算或仅一者被计算），则在步骤S06中，将开关50、60、70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的初始值以实现SOC计算。此后，该处理结束。锂离子电池30的SOC的初始值可以通过检测其开路电压来获得并且然后基于开路电压的检测值来计算SOC。铅电池20的SOC的初始值可以通过将电力以预定电压从旋转机器10充至铅电池20并且在流过铅电池20的电流已经减小至预定值时确定铅电池20的SOC已经达到预定SOC值（例如，90%）来获得。

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均已经计算，则在步骤S08中判断是否正在通过旋转机器10执行输出辅助或包括在电气负荷42中的驱动负荷的驱动。如果在步骤S08中判定正在通过旋转机器10执行输出辅助或驱动负荷的驱动，则在步骤S09中，将开关50、60、70控制至MOS断开状态。即，开关50、60、70在执行输出辅助或驱动负荷的驱动时被设定至MOS断开状态，从而可以抑制在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中判定既没有通过旋转机器10执行输出辅助也没有通过旋转机器10执行驱动负荷的驱动，则在步骤S10中判断旋转机器10中是否正在执行再生。如果在步骤S10中判定旋转机器10中正在执行再生，则在步骤S11中，开关50、60、70被控制至全接通状态，在此状态下铅电池20和锂离子电池30进行充电。

如果在步骤S10中判定旋转机器10中没有执行再生，则在步骤S12中，开关50、60、70被控制至PB断开状态。这是因为可以假定怠速被停止或车辆正在行驶。

图3示出了用于开关控制的时序图。

在时间T0处，响应于起动命令执行初始起动。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开始各种处理。ECU80将开关50、60、70控制至SMR断开状态。开关50、60、70在通过起动机41执行起动期间设定至SMR断开状态，从而允许起动机41和电气负荷42、43通过铅电池20供电并且阻止锂离子电池30放电。在初始起动期间，锂离子电池30的SOC未知。因此，阻止其SOC未知的锂离子电池30放电可以防止锂离子电池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保持处于SMR断开状态。

由于SMR开关70断开，锂离子电池30的输出电压等于其开路电压。因此，ECU80获取锂离子电池30的输出电压作为开路电压并且然后基于所获取的开路电压借助于定义锂离子电池30的开路电压与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通过发动机的曲轴驱动以产生电力并且将所产生的电力以预定的电压充至铅电池20，从而获取铅电池20的SOC的初始值。

在时间T1在获取铅电池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。在时间T1至T2的时长期间，在PB断开状态中车辆正常行驶并且PB开关60是断开的，这阻止了从铅电池20至电气负荷42、43的电力供应。MOS开关50和SMR开关70在PB断开状态中是接通的，这允许电气负荷42、43通过锂离子电池30供电。

在时间T2处，制动踏板被车辆的驾驶员踩下。由此车速减小并且此时满足再生的执行条件，从而启动再生。在再生启动时，ECU80将开关50、60、70控制至全接通状态。PB开关60设定为接通，这允许旋转机器10和铅电池20彼此电连接。MOS开关50和SMR开关70也接通，这允许旋转机器10和锂离子电池30彼此电连接。因此，在时间T2至T3的时长期间，通过再生在旋转机器10中产生电力，从而对铅电池20和锂离子电池30进行充电。

在时间T3处，车速减小到预定速度（例如，10km/h）以下并且此时满足自动停止条件，从而执行怠速停止。在执行怠速停止时，ECU80将开关50、60、70控制至PB断开状态。在执行怠速停止的时间T3至T4的时长期间，开关50、60、70设定至PB断开状态，这允许电气负荷42、43仅通过锂离子电池30供电。

在时间T4处，加速器踏板被车辆的驾驶员踩下。从而满足了重新起动条件。然后，ECU90驱动旋转机器10以将扭矩施加至发动机的曲轴，从而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的重新起动的时间T4至T5的时长期间，旋转机器10和电气负荷42通过铅电池20供电并且恒压需求电气负荷43通过锂离子电池30供电。

在时间T5处，发动机进入稳定点火的状态，其中，发动机的曲轴的旋转速度变得等于或大于预定值。ECU90允许旋转机器10继续将扭矩施加至发动机的曲轴，从而借助于旋转机器10来执行开动辅助。同时ECU80使开关50、60、70保持处于MOS断开状态。因此，在通过旋转机器10执行开动辅助的时间T5至T6的时长期间，旋转机器10和电气负荷42通过铅电池20供电并且恒压需求电气负荷43通过锂离子电池30供电。

需要从外部施加至发动机曲轴的扭矩在开动辅助期间比在起动发动机期间要小。因此，在执行开动辅助的时间T5至T6的时长期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩比在执行发动机于怠速停止之后的重新起动的时间T4至T5的时长期间从旋转机器10施加至曲轴的扭矩更小。

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

在时间T7处，加速器踏板被车辆的驾驶员强有力地踩下。从而满足临时辅助的执行条件。于是，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间T7至T8的时长期间，旋转机器10和电气负荷42通过铅电池20供电并且恒压需求电气负荷43通过锂离子电池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改变。另外，与开动辅助一样，在临时辅助期间需要从外部施加至发动机曲轴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间T7至T8的时长期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩比在执行发动机于怠速停止之后的重新起动的时间T4至T5的时长期间从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩更小。

在时间T8处，加速器踏板的踩踏量减小，这导致不满足临时辅助的执行条件。于是，ECU90终止临时辅助。在终止临时辅助时，ECU80将开关50、60、70控制至PB断开状态。

在时间T9处，满足用于减速再生的执行条件。于是，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控制至全接通状态。在时间T10处，满足自动停止条件并且然后ECU90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。

本实施方式可以提供下列益处。

ECU80在旋转机器10将扭矩施加至发动机曲轴的发动机起动期间、临时辅助期间以及开动辅助期间将MOS开关50控制至其断开状态。这可以抑制根据从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩由蓄电池的输出电压的变化造成的MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15的电压的变化。应当指出的是，车辆在临时辅助期间和开动辅助期间正在运动。因此，将在车辆运动时需要操作稳定性的电气负荷43连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15允许电气负荷43有利地通过锂离子电池30供电。

不利的是，例如，当诸如车辆导航装置之类的恒压需求电气负荷43在车辆行驶期间重置时，必须再次设定目标。在本实施方式中，MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15上的压降的影响可以通过控制MOS开关50来抑制。因此，将恒压需求电气负荷43连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15允许电气负荷43被合理地驱动。

MOS开关50和PB开关60在旋转机器10将扭矩施加至发动机曲轴的发动机起动期间、临时辅助期间以及开动辅助期间被分别控制至断开状态和接通状态。这可以抑制根据从旋转机器10施加至发动机曲轴的扭矩由蓄电池的输出电压的变化造成的MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15的电压的变化。应当指出的是，车辆在输出辅助期间正在运动。将在车辆运动时需要操作稳定性的电气负荷连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15允许电气负荷有利地通过锂离子电池30供电。

同时，当MOS开关50和PB开关60分别设定为接通和断开时，电连接至第一连接点X的电气负荷42可以在不消耗铅电池20的电力的情况下通过从锂离子电池30供应的电力来驱动。在这种设定中，铅电池20的SOC可以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，从而提供使用者预期的车辆的驱动以及行驶。

在旋转机器10中产生电力期间，MOS开关50、PB开关60、SMR开关70即使在旋转机器10不将扭矩施加至发动机的曲轴时仍全部被设定为接通的。这导致了铅电池20、锂离子电池30和旋转机器10彼此电连接的全接通状态，从而允许旋转机器10中产生的电力被充至铅电池20和锂离子电池30两者。

锂离子电池30的空余容量的量会由于在旋转机器10的非驱动状态期间仅由锂离子电池30给电气负荷42、43供电而增加。这允许再生期间旋转机器10中产生的更多的电力充至锂离子电池30。由于锂离子电池30具有比铅电池20更高的能量效率，因此增加锂离子电池30的充电和放电的量可以使整个供电系统具有更高的能量效率。

当锂离子电池30过量充电时，锂离子电池30可能扩容。当锂离子电池30过量放电时，其会显著地劣化。因此，针对锂离子电池30必须根据其SOC合理地进行充电和放电管理。在本实施方式中，获取锂离子电池30的SOC的初始值并且通过将SMR开关70置于断开状态直到锂离子电池30的SOC被计算出为止来防止锂离子电池30充电及放电。另外，将MOS开关50和PB开关60中的每一者置于接通状态允许电气负荷42、43通过铅电池20供电。这可以在驱动电气负荷42、43的同时防止锂离子电池30过量充电和过量放电。

（改型）

上述实施方式可以进行如下修改。

在上述实施方式中，旋转机器10在输出辅助期间仅通过铅电池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以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，在一些替代性实施方式中，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可以被控制至全接通状态。

这允许铅电池20的SOC保持在较高的水平并且还允许旋转机器10在怠速停止之后的发动机重新起动期间仅通过铅电池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可以被控制至全接通状态。

在对上述实施方式的一些替代性实施方式中，可以去除PB开关60和SMR开关70并且仅MOS开关50可以连接在铅电池20与锂离子电池30之间。另外，在这种构型中，ECU80可以通过在旋转机器10的驱动期间将MOS开关70置于断开状态来防止恒压需求电气负荷43的运行失稳。

在对上述实施方式的一些替代性实施方式中，可以去除起动机41。发动机的初始起动可以通过旋转机器10将初始扭矩施加至发动机的曲轴来执行。

在对上述实施方式的一些替代性实施方式中，替代恒压需求电气负荷43的或除恒压需求电气负荷43之外的常规电气负荷可以电连接至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的电压波动比MOS开关50的铅电池20侧上的馈电线15的电压波动更多地受到抑制。例如，当作为常规电气负荷的车头灯电连接至MOS开关50的锂离子电池30侧上的馈电线15时，可以抑制车头灯的亮度的波动。

在上述实施方式中，系统构造成包括作为第一蓄电池的铅电池20以及作为第二蓄电池的锂离子电池30。替代性地，可以包括其他类型的蓄电池作为第一蓄电池和第二蓄电池。例如，可以包括镍氢电池作为第一蓄电池，并且可以包括镍镉电池作为第二蓄电池。还可选地，可以包括同类型的电池作为第一电池和第二电池。

受益于上述描述和相关联的附图中给出的教示，本发明所属领域的技术人员可以想到本发明许多改型以及其他实施方式。因此，应当理解的是，本发明不限于所公开的特定实施方式并且那些改型和其他实施方式意在包括在所附权利要求的范围内。尽管文中采用了特定的术语，但它们仅以通用性和描述性的意义使用而并非出于限制的目的。

Claims

1.一种安装在车辆中的供电系统，包括：

旋转机器（10），所述旋转机器（10）连接至所述车辆的内燃发动机的输出轴，所述旋转机器（10）具有用于通过接收来自所述发动机的所述输出轴的扭矩来产生电力的发电功能、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；

第一蓄电池（20）和第二蓄电池（30），所述第一蓄电池（20）和所述第二蓄电池（30）均与所述旋转机器（10）并联地电连接；

连接开关（50），所述连接开关（50）沿电连接所述第一蓄电池（20）与所述第二蓄电池（30）的连接线路（15）设置，所述连接开关（50）构造成使所述第二蓄电池（30）与并联连接的所述第一蓄电池（20）和所述旋转机器（10）电连接和断开；以及

开关控制器（80），所述开关控制器（80）构造成在所述旋转机器（10）起动所述发动机期间以及在所述旋转机器（10）辅助所述发动机的输出期间通过将所述连接开关（50）控制成电流切断状态来使所述第二蓄电池（30）与并联连接的所述第一蓄电池（20）和所述旋转机器（10）断开。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述连接开关（50）的第二蓄电池（30）侧上的所述连接线路（15）上电连接有恒压需求电气负荷（43），所述恒压需求电气负荷（43）需要被供给预定的恒定电压。

3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括第一电池开关（60），所述第一电池开关（60）连接在所述第一蓄电池（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）设置在所述第一蓄电池（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）构造成使所述第一蓄电池（20）与所述第一连接点（X）电连接和断开，其中，所述开关控制器（80）构造成在所述旋转机器（10）向所述发动机的所述输出轴施加扭矩期间将所述连接开关（50）控制成电流切断状态并且将所述第一蓄电池（20）控制成电流导通状态，并且，所述开关控制器（80）构造成在所述旋转机器（10）不向所述发动机的所述输出轴施加扭矩期间将所述连接开关（50）控制成电流导通状态以及将所述第一蓄电池（20）控制成电流切断状态。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述开关控制器（80）构造成在所述旋转机器（10）接收来自所述发动机的所述输出轴的扭矩而产生电力期间将所述连接开关（50）控制成电流导通状态以及将所述第一蓄电池（20）控制成电流导通状态。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述第二蓄电池（30）具有比所述第一蓄电池（20）更高的充放电能量效率。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的系统，其中，

所述第一蓄电池（20）为铅电池，

所述第二蓄电池为锂离子电池，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）连接在所述第二蓄电池（30）与第二连接点（Y）之间，所述第二连接点（Y）沿着所述连接线路（15）设置在所述第二蓄电池（30）与所述连接开关（50）之间并且电连接至电气负荷（43），所述第二电池开关（70）构造成使所述第二蓄电池（30）与所述第二连接点（Y）电连接和断开；以及

充电状态计算装置（80），所述充电状态计算装置（80）构造成计算所述第二蓄电池（30）的充电状态，

其中，所述开关控制器（80）构造成：除非已经通过所述充电状态计算装置（80）计算出所述第二蓄电池（30）的充电状态，否则无论所述旋转机器（10）是否正在向所述发动机的所述输出轴施加扭矩都将所述连接开关（50）控制成电流导通状态、将所述第一蓄电池（20）控制成电流导通状态、以及将所述第二蓄电池（30）控制成电流导通状态。