CN104604085B - 用于交通工具的电力系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于交通工具的电力系统，其包括：发电机；与发电机连接的第一电池和第二电池；以及连接开关，其被设置在电连接第一和第二电池的连接线上，并且将第一电池和发电机电连接到第二电池以及将第一电池和发电机从第二电池电断开。当交通工具减速时，电力系统通过发电机执行再生发电。使得第一电池的端电压大于第二电池的端电压。电力系统还包括：第一控制装置，其在通过发电机进行再生发电期间使连接开关处于电连接状态以对第一电池和第二电池二者实施充电；放电监控装置，其在再生发电期间监控第一电池的放电状态；以及第二控制装置，其基于第一电池的放电状态来断开连接开关。

Description

用于交通工具的电力系统

技术领域

本发明涉及一种用于交通工具的电力系统，电力系统包括第一电池、第二电池以及对第一和第二电池进行充电的发电机。

背景技术

安装在交通工具中的已知电力系统通过使用两个电池例如铅蓄电池(第一电池)和锂电池(第二电池)来被配置。适当地使用这些电池，电力被供应到安装在交通工具中的各种电负载。专利文件例如JP-A-2012-080706公开了这种电力系统的配置。

具体地，锂电池经由通过半导体开关配置的连接开关而连接到发电机和铅蓄电池。在与交通工具的减速相关联的发电机的再生发电中，接通连接开关以能够将电力从发电机供应到锂电池。此外，在非再生发电中，断开连接开关以确保将电力从锂电池供应到电负载，电负载相对于连接开关而在锂电池侧上建立电连接。控制如上所述的连接开关，可以有效地使用由再生发电产生的电能。

在这样的配置中，铅蓄电池和锂电池可以具有不同的端电压，即铅蓄电池的端电压可以高于锂电池的端电压。利用这种配置，锂电池可以优先于铅蓄电池被充电。然而，在这种情况下，当在再生发电中接通连接开关以对铅蓄电池和锂电池两者进行充电时，会发生意外情况。具体地，在这种情况下，由于电池端电压的不同，铅蓄电池的状态可能从充电状态转变到放电状态以意外降低铅蓄电池的充电量(剩余容量)。换句话说，在再生发电中，充电从铅蓄电池施加到锂电池，从而铅蓄电池的充电量降低。

当铅蓄电池的充电量降低时，需要通过允许发电机在非再生发电中进行发电来对铅蓄电池进行充电以用于补偿降低。

发明内容

实施方式提供了一种用于交通工具的电力系统，其包括第一电池、第二电池和连接开关，该连接开关电连接和断开第一和第二电池以实现对第一和第二电池充电的有效应用。

作为实施方式的方面，提供了用于交通工具的电力系统，其包括：发电机；与发电机并联连接的第一电池和第二电池；以及连接开关，其是在电连接第一和第二电池的连接线上被提供的，并且将第一电池和发电机电连接到第二电池以及将第一电池和发电机从第二电池电断开。当交通工具减速时，电力系统通过发电机执行再生发电。使得第一电池的端电压大于第二电池的端电压。电力系统还包括：第一控制装置，其在通过发电机再生发电期间使连接开关处于电连接状态以对第一电池和第二电池实施充电；放电监控装置，其在再生发电期间监控第一电池的放电状态；以及第二控制装置，其在再生发电期间基于由放电监控装置监控的第一电池的放电状态来断开连接开关。

附图说明

在附图中：

图1是示出了根据实施方式的交通工具中的电力系统的示意图；

图2是示出了充电控制过程的程序的流程图；

图3示出了相对于接通交通工具速度和断开交通工具速度的、充电PbSOC的铅蓄电池状态；

图4示出了相对于放电允许值的PbSOC；

图5是示出了再生发电中的电池充电状态的时序图；以及

图6示出了相对于断开交通工具速度的、充电LiSOC的锂电池状态和PbSOC。

具体实施方式

参照附图，在下文中描述其中实现本发明的电力系统的实施方式。本实施方式的电力系统应用于具有发动机(内燃机)的交通工具。电力系统包括两个电池即铅蓄电池和锂电池，以及对这些电池充电的发电机。首先，参照图1，描述了本系统的概要。

图1是示出了根据本实施方式的电力系统的示意图。在图1中，电力系统包括作为其主要组件的交流发电机11(发电机)、铅蓄电池12和包括锂电池13的电池单元14。铅蓄电池12和锂电池13与交流发电机11并联连接。铅蓄电池12对应于第一电池，而锂电池13对应于第二电池。

交流发电机11连接到发动机的曲柄轴(输出轴)以利用曲柄轴的转动能来产生电力。换句话说，当交流发电机11的转子通过曲柄轴旋转时，响应于通过转子芯的激励电流，在定子线圈中引起AC电流。AC电流通过整流器被转变成DC电流。通过转子线圈的激励电流由调节器调节以由此将产生的DC电流的电压调节到设定电压Vreg。交流发电机11的调节器由发动机控制器30(第一控制装置、放电监控装置、第二控制装置、参考值设定装置、禁止交通工具速度设定装置、允许交通工具速度设定装置)控制。

铅蓄电池12是众所周知的通用电池。作为电负载，起动器15a连接到铅蓄电池12。当起动器15a由从铅蓄电池12供应的电力驱动时，发动机启动。电负载15b，例如前灯和电动窗电机，也连接到铅蓄电池12。

在电池单元14中，锂电池13是高密度电池，其与铅蓄电池12相比具有高功率密度和能量密度。锂电池13通过其中多个电池串联连接的电池组来被配置。应当认识到，确保铅蓄电池12的充电量大于锂电池13的充电量。

电池单元14设置有输入端子16和输出端子17，输入端子16和输出端子17经由电力馈线18彼此连接。交流发电机11和铅蓄电池12连接到输入端子16。从锂电池13对其供电的电负载19连接到输出端子17。电负载19的特定示例包括恒定电流负载，例如利用恒定电流驱动的导航系统和音频系统。

不同于锂电池13，电池单元14包括MOS开关21、SMR开关22和电池控制器23，电池控制器23执行控制，在电池控制器23下，这些开关接通/断开(电连接/断开)。电池控制器23是众所周知的电子控制单元，其由具有CPU和存储器的微计算机来配置。

MOS开关21是由MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)配置的半导体开关。在输入和输出端子16和17之间设置MOS开关21。MOS开关21用作如下开关：其将锂电池13电连接(接通)到交流发电机11和铅蓄电池12以及将锂电池13从交流发电机11和铅蓄电池12电断开(断开)。

类似于MOS开关21，SMR开关22是由MOSFET配置的半导体开关。SMR开关22布置在连接点(由图1中X1表示)和锂电池13之间，连接点连接在MOS开关21和输出端子17之间。SMR开关22用作如下开关：其将锂电池13电连接(接通)到连接在输入和输出端子16和17之间的馈电路径以及将锂电池13从该馈电路径电断开(断开)。

SMR开关22在紧急时刻还用作打开/关闭装置。正常地或在不同于紧急时刻的时期中，SMR开关22通过发送自电池控制器23的接通(on)信号而保持为接通状态(on state)。在下面例举的紧急时刻中，停止接通信号的输出以将SMR开关22带入断开状态(off state)。通过将SMR开关22带入断开状态，避免了锂电池13的过充电或过放电。例如，在交流发电机11处设置的调节器出故障以异常地升高设定电压Vreg的情况下，锂电池13可能过充电。在这种情况下，SMR开关22被带入断开状态。此外，在交流发电机11或MOS开关21出故障以不能对锂电池13进行充电的情况下，锂电池13可能过放电。在这种情况下，SMR开关22被带入断开状态。

MOS开关21和SMR开关22的接通状态和断开状态由电池控制器23持续监控。监控的结果以预定间隔从电池控制器23被传送到其他组件诸如发动机控制器30。

由交流发电机11产生的电力被供应到交通工具中的各种电负载，同时被供应到铅蓄电池12和锂电池13。当发动机驱动停止并且交流发电机11不进行发电时，电力从铅蓄电池12和锂电池13被供应到交通工具中的电负载。从铅蓄电池12和锂电池13到交通工具中的电负载的放电量和从交流发电机11施加到电池12和13的充电量被控制，使得电池12和13的SOC(荷电状态：实际充电量相对于完全充电状态时的充电量的百分比(％))将降至不会导致过充电或过放电的范围内(适当范围)。换句话说，确保发动机控制器30控制设定电压Vreg以不引起过充电或过放电，同时确保电池控制器23控制MOS开关21的操作。

在与交通工具的减速相关联的交流发电机11的再生发电中，MOS开关21和SMR开关22都接通以对铅蓄电池12和锂电池13二者充电。在本实施方式中，铅蓄电池12和锂电池13的端电压被确定成使得电池12的端电压高于电池13的端电压。因此，在开关21和22接通用于电池12和13的互相电连接的状态下，通过交流发电机11和铅蓄电池12二者来确保对锂电池13充电。

发动机控制器30具有怠速减少功能，该怠速减少功能当满足预定自动停止条件同时交通工具行驶时，自动停止发动机，并且当满足预定重新起动条件同时发动机自动停止时，自动重新起动发动机。自动停止条件例如包括：交通工具速度不大于预定水平；以及加速器的操纵变量为零(或实施制动)。发动机重新起动的条件例如包括：已经操纵加速器；以及已经释放制动。

当发动机在怠速减少控制下自动停止时，电池控制器23将MOS开关21和SMR开关22二者带入接通状态，使得锂电池13被充电(再生充电)同时发动机转数下降。当发动机重新起动时，电池控制器23将MOS开关21从接通状态带入断开状态，使得起动器15a通过在铅蓄电池12从锂电池13电断开的条件下从铅蓄电池12提供的电力来被驱动。

在与交通工具的减速相关联的再生发电中，MOS开关21接通以对铅蓄电池12和锂电池13充电。在这种情况下，交通工具速度的逐渐降低引起由交流发电机11进行的再生发电量的降低。当再生发电量以这种方式降低时，铅蓄电池12的状态可能从充电状态转变为放电状态。因此，铅蓄电池12的充电量(PbSOC)意外下降。这会导致交流发电机11被强迫在不同于再生发电时期的时期对电池12充电。此外，这还会导致降低燃料效率。在这方面，在本实施方式中，确保铅蓄电池12的放电状态在再生发电期间被监控，并且基于放电状态，确保MOS开关21断开(电断开)。在下文中具体描述了再生发电期间对电池充电/放电的控制。

图2是示出了由发动机控制器30执行的充电控制过程的程序的流程图。在本过程中，由发动机控制器30以预定周期重复执行该程序。应当认识到，作为发动机控制器30的替选，电池控制器23可以执行本过程。

如图2所示，在步骤S11中，确定交流发电机11是否当前执行与交通工具减速相关联的再生发电。在这种情况下，根据驾驶员的加速器操纵的条件、交通工具速度等进行确定。如果当前执行再生发电，则控制进行到步骤S12。在步骤S12中，确定本周期中执行的过程是否是在再生发电开始之后立即执行的过程。

如果步骤S12中确定为“是”，则控制进行到步骤S13，在步骤S13中，计算铅蓄电池12的剩余容量PbSOC。计算PbSOC的方法是众所周知的。如果简要解释，根据打开状态下的铅蓄电池12的开路电压以及充电/放电状态下的铅蓄电池12的电流积分值(在下文中称为电流积分值)来计算PbSOC。

然后，在步骤S14中，发动机控制器30设定接通交通工具速度和断开交通工具速度。接通交通工具速度被用作用于确定再生发电中是否接通MOS开关21的标准。断开交通工具速度用作用于确定如果MOS开关21在再生发电中已经接通则是否断开MOS开关21的标准。在这种情况下，接通交通工具速度对应于用于确定在再生发电期间是对铅蓄电池12和锂电池13二者充电还是仅对铅蓄电池12充电的交通工具速度阈值(确定值)(连接允许交通工具速度)。因此，在再生发电开始时的交通工具速度等于或大于接通交通工具速度的条件下，在再生发电中确保接通MOS开关21。

断开交通工具速度对应于用于进行从在再生发电期间对铅蓄电池12和锂电池13二者充电的情况转变到仅度铅蓄电池12充电的情况的交通工具速度阈值(确定值)(连接禁止交通工具速度)。因此，在交通工具速度降至断开交通工具速度以下的条件下，确保MOS开关21的状态从接通状态转变到断开状态。

在本实施方式中，基于在步骤S13中计算的PbSOC(再生发电开始时的PbSOC)来设定接通交通工具速度和断开交通工具速度。例如，基于图3所示的关系来设定接通交通工具速度和断开交通工具速度。图3示出了相对于接通交通工具速度和断开交通工具速度的PbSOC。在图3中，关系被建立成使得PbSOC越小，接通交通工具速度和断开交通工具速度就越大。换句话说，当PbSOC小时，期望铅蓄电池12优先于锂电池13而被充电。因此，接通交通工具速度被设定到更高水平以便MOS开关21难以接通。此外，当PbSOC小时，期望的是，锂电池13的充电与PbSOC大的情况相比早完成。因此，接通交通工具速度被设定到更高水平以便MOS开关21比较早地断开。

此后，在步骤S15中，发动机控制器30设定放电允许值，该放电允许值是用于确定是否在再生发电中允许从铅蓄电池12放电的标准。放电允许值对应于用于确定再生发电中是否允许或立即停止持续对铅蓄电池12放电的阈值(确定值)。例如，基于图4所示的关系来设定放电允许值。图4示出了相对于放电允许值的PbSOC。大的放电允许值在此意味着在再生发电中允许铅蓄电池12的比较大的放电量。

图4所示的关系被建立成使得，当满足“PbSOC<A1”时，确立“放电允许值＝0”，并且当满足“PbSOC≥A2”时，确立“放电允许值＝B”。此外，关系被确定成使得，当“PbSOC＝A1至A2”时(即当PbSOC从A1至A2变化时)，更大的PbSOC确立更大的放电允许值。换句话说，当再生发电开始时的PbSOC小时，放电允许值相应地被设定为小值(在本实施方式中为0)，使得铅蓄电池12被优先充电。此外，当再生发电开始时的PbSOC大时，放电允许值被设定为比较大的值，使得锂电池13被优先充电。

在步骤S15之后，在步骤S16中，确定此时的交通工具速度是否等于或大于接通交通工具速度。如果满足关系“(交通工具速度)≥(接通交通工具速度)”，或者如果在步骤S16中确定为“是”，则控制进行到步骤S17，在步骤S17中接通MOS开关21。因此，充电开始被施加到铅蓄电池12和锂电池13。

在接下来的步骤S18中，发动机控制器30计算流过铅蓄电池12的电流积分值。在这种情况下，如果在再生发电开始之后立即计算，则发动机控制器30计算从初始值(＝0)开始的电流积分值。如果在再生发电开始之后的某个点处执行计算，则当前周期的电流检测值被添加到前一周期的电流积分值。例如，通过在每个周期对电流检测值(Pb电流)在时间上积分来计算电流积分值，其中正在充电的Pb电流是正电流而正在放电的Pb电流是负电流。在完成步骤S18之后，停止当前过程直到下一迭代。

电流积分值对应于再生发电开始之后、充电状态中的铅蓄电池12的充电量和从充电状态转变到放电状态之后、放电状态中的铅蓄电池12的放电量之间的差值，即充电-放电平衡。换句话说，在再生发电中，通过对再生发电开始之后、充电状态中的Pb充电电流进行积分来计算充电量，而通过对放电状态之后的Pb放电电流进行积分来计算放电量。在这种情况下，在本实施方式中，在再生发电周期中计算一个电流积分值，从而计算充电-放电平衡。应当认识到，在步骤S15中计算的放电允许值对应于“预定放电参考值”。

上述计算的替选方案是，可以在再生发电开始之后分别计算铅蓄电池12的充电量和放电量，然后，充电量和放电量之间的差值可以被用作电流积分值(充电-放电平衡)。

在步骤S16中，如果满足关系“(交通工具速度)<(接通交通工具速度)”，或者如果确定为“否”，则当前过程被停止直到下一迭代，而不接通MOS开关21。替选地，如果满足关系“(交通工具速度)<(接通交通工具速度)”，且因此MOS开关21不接通，则可以计算电流积分值。

如果在步骤S12中确定为“否”，即如果再生发电被执行并且再生发电开始之后经过一些时间，则控制进行到步骤S19，在步骤S19中，发动机控制器30确定MOS开关21是否接通。如果满足关系“MOS开关21＝接通状态”，或者如果在步骤S19中确定为“是”，则控制进行到接下来的步骤S20。如果满足关系“MOS开关21＝断开状态”，或者如果在步骤S19中确定为“否”，则当前过程立即停止直到下一迭代。

在步骤S20中，确定当前的电流积分值(绝对值)是否已经变成等于或大于放电允许值。执行该处理的目的是确定再生发电期间铅蓄电池12的放电量是否已经超过预定量。考虑到负电流在铅蓄电池12的放电状态中被积分，执行该处理的目的是确定负电流积分值的绝对值是否已经变成等于或大于放电允许值。在步骤S21中，确定当前的交通工具速度是否已经变成小于断开交通工具速度。

如果满足关系“(电流积分值)<(放电允许值)”以及也满足关系“(交通工具速度)≥(断开交通工具速度)”(如果在步骤S20和步骤S21中确定为“否”)，则控制进行到步骤S18，在步骤S18中，发动机控制器30计算电流积分值。然后，本过程停止直到下一迭代。

如果满足关系“(电流积分值)≥(放电允许值)”或满足关系“(交通工具速度)<(断开交通工具速度)”(如果在步骤S20或步骤S21中确定为“是”)，则控制进行到步骤S22，在步骤S22中，断开MOS开关21。然后，本过程停止直到下一迭代。

图5是示出了再生发电中电池12和13的充电状态的时序图。在图5中，为了方便起见，再生发电开始时的PbSOC被认为是相同的，并且接通交通工具速度和断开交通工具速度被认为是恒定的。此外，SMR开关22被认为保持在接通状态。在图5中，时刻t1和时刻t2之间的时间段以及时刻t3和时刻t6之间的时间段是与交通工具减速相关联的再生发电的时间段。在显示电流的图中，Pb电流用实线表示，Li电流用点划线表示，并且产生的电流用双点划线表示。

在时刻t1，开始由交通工具减速触发的再生发电。然而，在这种情况下，交通工具速度小于接通交通工具速度(例如，小于30km/h)。

因此，MOS开关21不接通，并且因此只有铅蓄电池12利用再生发电被充电。换句话说，锂电池13被禁止充电。在图5中，在时刻t1或时刻t1之后，交流发电机11的产生的电流增加。由于这个增加，充电开始被施加于铅蓄电池12。因此，如图5所示，放电侧上的铅蓄电池12的Pb电流切换到充电侧。

此后，当交通工具速度减小时，产生的电流减小。由于这个减小，Pb电流切换到放电电流。在时刻t2，完成再生发电。

另一方面，在时刻t3，再次开始由交通工具减速触发的再生发电。在这种情况下，交通工具速度等于或大于接通交通工具速度(例如，30km/h或更大)。因此，MOS开关21被接通。换句话说，铅蓄电池12和锂电池13二者允许被充电。在时刻t3或时刻t3之后，由交流发电机11产生的电流增加。由于这个增加，充电开始被施加于铅蓄电池12和锂电池13。因此，以Pb电流和Li电流的形式的、电池12和电池13的充电电流分别流经馈电路径。与时刻t1的再生发电开始相比较，时刻t3的交通工具速度更高，并且相应地产生的电流更大。

在时刻t3或时刻t3之后，暂时地，产生的电流、Pb电流和Li电流稍微增加或基本上保持为恒定，但是此后随着交通工具速度的减小而逐渐减小。在时刻t4，Pb电流从充电电流转变为放电电流。本质上，在MOS开关21接通的状态下，电池12和13是互相电连接的。在该条件下，满足关系“(铅蓄电池12的端电压)>(锂电池13的端电压)”。因此，锂电池13是被优先充电的。在这种情况下，铅蓄电池12的电力被用于对锂电池13充电或用于驱动电负载。因此，随着产生的电流的减少，铅蓄电池12从充电状态转变为放电状态。

在时刻t3或时刻t3之后，通过对Pb电流进行积分来计算电流积分值。在这种情况下，在时刻t3和时刻t4之间的时间间隔中，利用充电电流的积分来计算电流积分值以逐渐增加电流积分值。在时刻t4和时刻t5之间的时间间隔中，利用放电电流的积分来计算电流积分值以逐渐减小电流积分值。然后，在时刻t5，电流积分值到达负侧上的预定值(放电允许值)，或者满足关系“(充电电流积分值)<(放电电流积分值+α)”。在该点，MOS开关21断开以停止对锂电池13实施充电。

换句话说，可以如下解释从时刻t3到时刻t5的时间段。具体地，在时刻t3和时刻t4之间的时间间隔中，发动机控制器30计算再生发电期间铅蓄电池12的充电量。然后，在时刻t4和时刻t5之间的时间间隔中，发动机控制器30计算再生发电期间铅蓄电池12的放电量。然后，在时刻t5，基于作为充电量和放电量之差的充电-放电平衡，发动机控制器30断开MOS开关21。

应当认识到，在从时刻t3到时刻t6的时间段中，交通工具速度还未减小到断开交通工具速度以下。因此，根据由关系式“(交通工具速度)<(断开交通工具速度)”所表示的交通工具速度条件来断开MOS开关21。然而，如果在电流积分值到达放电允许值之前满足该交通工具速度条件，则MOS开关21将相应地断开。

以上所述的实施方式具有以下优点。

在上述配置中，在再生发电期间监控铅蓄电池12的放电状态，并且基于放电条件将MOS开关21电断开。因此，防止了铅蓄电池12的充电量(PbSOC)意外减小。因此，充电被高效地施加于电池12和13。这可以防止再生发电期间PbSOC的意外减小。此外，这可以因此防止交流发电机11在不同于再生发电时期的时期内被迫实施充电到铅蓄电池12。因此，在由交流发电机11执行的发电中几乎不削弱燃料效率。

在电池12和13在再生发电期间彼此电断开的时间点(即当MOS开关21的状态从接通状态转变为断开状态时的时间点)依赖于在再生发电开始之后到铅蓄电池12的充电量和来自铅蓄电池12的放电量。例如，当铅蓄电池12的充电量在再生发电开始之后比较大时，来自铅蓄电池12的放电因此被允许。在这方面，根据上述配置，基于到铅蓄电池12的充电量和来自铅蓄电池12的放电量之间的平衡(电流积分值)，MOS开关21被电断开(被带入断开状态)。因此，可以在更适当的定时电断开MOS开关21。

根据上述配置，作为放电参考值的放电允许值被确保基于再生发电开始时铅蓄电池12的充电量(PbSOC)来被设定。本质上，再生发电期间铅蓄电池12的允许放电量取决于再生发电开始时PbSOC(铅蓄电池12的充电量)是比较大还是比较小。在这方面，在上述配置中由于放电允许值(放电参考值)基于PbSOC来被设定，因此MOS开关21能够在更适当的时刻被断开。

根据上述配置，基于PbSOC设定为放电允许值的值是0(满足关系“(充电量)＝(放电量)”)或正值(满足关系“(充电量)<(放电量)”)(见图4)。因此，当PbSOC小时，在再生发电期间防止铅蓄电池12的放电量超过其充电量。

此外，根据上述配置，在与交通工具减速相关联的再生发电期间，在交通工具速度减小到断开交通工具速度(连接禁止交通工具速度)时的时间点，MOS开关21从接通状态被带入断开状态。因此，在预定低速范围内减小了由交流发电机11的旋转引起的发电机负载。因此，正好在交通工具停止之前将不削弱驾驶性能。

再生发电开始时的更小的PbSOC导致更有必要对铅蓄电池12实施充电。在这方面，根据上述配置，当在再生发电开始时PbSOC小时，确保断开交通工具速度高。因此，减小了再生发电期间来自铅蓄电池12的放电从而防止PbSOC减小。此外，当在再生发电开始时PbSOC大时，确保断开交通工具速度低。因此，锂电池13能够被优先充电。

另一方面，交通工具速度越高，交通工具中动能变得越大。因此，再生发电开始时交通工具速度越高，再生发电中发电量变得越大。根据上述配置，当再生发电开始时的交通工具速度高于接通交通工具速度(连接允许交通工具速度)时，MOS开关21被控制成电连接，使得电池12和13两者能够被充电。此外，当交通工具速度等于或小于接通交通工具速度时并且因此再生发电中的发电量小时，只有电池12被充电。在这种情况下，充电被顺利地施加到电池12和13二者。

再生发电开始时的更小的PbSOC导致更有必要对铅蓄电池12实施充电。在这方面，根据上述配置，当在再生发电开始时PbSOC小时，确保接通交通工具速度高。因此，铅蓄电池12在再生发电期间能够被优先充电。此外，当在再生发电开始时PbSOC大时，确保接通交通工具速度低从而施加充电到电池12和13二者。

应当认识到，本发明不限于上述配置，而是本领域技术人员可以设想的任何修改、变型或等同物均应当被认为落入本发明的范围之内。

上面描述的实施方式可以如下所述来修改。

下面的配置可以被用于执行设定断开交通工具速度(连接禁止交通工具速度)的步骤(图2的步骤S14)。在该配置中，不仅基于再生发电开始时的铅蓄电池12的充电量(PbSOC)而且基于再生发电开始时的锂电池13的充电量(LiSOC)来设定断开交通工具速度。具体地，利用图6所示的图，基于每个周期的PbSOC和LiSOC来设定断开交通工具速度。在图6中，与PbSOC大的情况相比，当PbSOC小时，断开交通工具速度被设定到高水平。此外，与LiSOC大的情况相比，当LiSOC小时，断开交通工具速度被设定到低水平。

因此，当再生发电开始时LiSOC小时，可以通过设定低断开交通工具速度来延迟MOS开关21的断开的定时。因此，在再生发电期间锂电池13被优先充电。此外，当再生发电开始时LiSOC大时，可以通过设定高断开交通工具速度来提前MOS开关21的断开的定时。因此，在再生发电期间减小了来自铅蓄电池12的放电从而防止了PbSOC的减小。

可以计算PbSOC与LiSOC之比(＝PbSOC/LiSOC)。与PbSOC/LiSOC小的情况相比，当PbSOC/LiSOC大时，断开交通工具速度可以被设定到低水平。

下面的配置可以被用于执行设定接通交通工具速度(连接允许交通工具速度)的步骤(图2的步骤S14)。在该配置中，不仅基于再生发电开始时的铅蓄电池12的充电量(PbSOC)而且基于再生发电开始时的锂电池13的充电量(LiSOC)来设定接通交通工具速度。具体地，利用类似于图6所示的图，基于每个周期的PbSOC和LiSOC来设定接通交通工具速度。在这种情况下，关于图6所示的数值，可以使用数值+α(相对更高的交通工具速度)。与PbSOC大的情况相比，当PbSOC小时，接通交通工具速度被设定到高水平。此外，与LiSOC大的情况相比，当LiSOC小时，接通交通工具速度被设定到低水平。

因此，当再生发电开始时LiSOC小时，通过设定低接通交通工具速度，锂电池13将具有更多被充电的可能性。此外，当再生发电开始时LiSOC大时，通过设定高接通交通工具速度，铅蓄电池12可以被优先充电。

可以计算PbSOC与LiSOC之比(＝PbSOC/LiSOC)。与PbSOC/LiSOC小的情况相比，当PbSOC/LiSOC大时，接通交通工具速度可以被设定到低水平。

在上述实施方式中，基于图4所示的关系来设定放电允许值。此外，在这种情况下，基于PbSOC而被设定为放电允许值的值是0(满足关系“(充电量)＝(放电量)”)或正值(满足关系“(充电量)<(放电量)”)。替选地，例如，在任何情况下放电允许值可以被设定为正值。在这种情况下，再生发电开始时PbSOC越大，可以被设定为放电允许值的值就越大。

设定为放电允许值的值可以是负值“(充电量)>(放电量)”。当再生发电开始时PbSOC小时，可以设定负放电允许值。将负值设定为放电允许值，铅蓄电池12在再生发电期间更优先地被充电。因此，可靠地防止了PbSOC减小。还可以配置成使得，基于PbSOC，负值、0值和正值中的任一个被设定为放电允许值。

在上述实施方式中，在再生发电期间监控铅蓄电池12的放电状态。在这种情况下，充电-放电平衡(电流积分值)被计算作为监控信息。此外，在这种情况下，充电-放电平衡是充电状态中铅蓄电池12的充电量和已经从充电状态转变到放电状态之后铅蓄电池12的放电量之间的差值。替选地，例如，通过计算获得的监控信息可以只是放电状态中铅蓄电池12的放电量。基于放电量，MOS开关21可以被电断开。同样利用该配置，防止了铅蓄电池12(第一电池)在再生发电期间被过放电。

在上述实施方式中，铅蓄电池12被用作第一电池，而锂电池13被用作第二电池。替选地，例如，第二电池可以是不同的第二电池，例如镍镉电池或镍氢电池。替选地，第一和第二电池可以都是铅蓄电池，或者第一和第二电池可以都是锂电池。在任何情况下，仅需要第一和第二电池的端电压不同。

在下文中，将总结上述实施方式的各方面。

作为实施方式的一个方面，提供了用于交通工具的电力系统，其包括：发电机(11)；与发电机并联连接的第一电池(12)和第二电池(13)；以及连接开关(21)，其被设置于电连接第一和第二电池的连接线(18)上，并且将第一电池和发电机电连接到第二电池以及从第二电池电断开。电力系统在交通工具减速时通过发电机执行再生发电。使得第一电池的端电压高于第二电池的端电压。电力系统还包括：第一控制装置(30)，其使连接开关处于电连接状态以在通过发电机实现的再生发电期间对第一电池和第二电池二者实施充电；放电监控装置(30)，其在再生发电期间监控第一电池的放电状态；以及第二控制装置(30)，其在再生发电期间、基于由放电监控装置监控的第一电池的放电状态来断开连接开关。

在再生发电期间，连接开关被带入电连接状态以对第一电池和第二电池二者实施充电。然而，第一和第二电池具有不同设定的端电压。具体地，第一电池的端电压被设定到比第二电池的端电压更高的水平。因此，即使在再生发电期间，第一电池的状态也可以从充电状态转变到放电状态。例如，在与交通工具减速相关联的再生发电中，交通工具速度逐渐减小以减小由发电机执行的再生发电量。当再生发电量以这种方式减小时，第一电池的状态可以从充电状态转变到放电状态。因此，第一电池的充电量(剩余容量)可能在再生发电期间意外减小。因此，发电机会被迫在不同于再生发电时期的时期中对第一电池实施充电。

在这方面，根据上述配置，在再生发电期间监控第一电池的放电状态。基于放电状态，连接开关被电断开。因此，防止了第一电池的充电量意外减小。以这种方式，充电被有效地施加于第一和第二电池。

Claims (8)

1.一种用于交通工具的电力系统，包括：

发电机；

第一电池和第二电池，所述第一电池和所述第二电池与所述发电机并联连接；

连接开关，其被设置在电连接所述第一电池和所述第二电池的连接线上，并且将所述第一电池和所述发电机电连接到所述第二电池以及将所述第一电池和所述发电机从所述第二电池电断开，

当所述交通工具减速时，所述电力系统通过所述发电机执行再生发电，其中，

使所述第一电池的端电压大于所述第二电池的端电压，以及

所述电力系统还包括：

第一控制装置，所述第一控制装置在通过所述发电机进行再生发电期间，使所述连接开关处于电连接状态以对所述第一电池和所述第二电池实施充电；

放电监控装置，所述放电监控装置在再生发电期间监控所述第一电池的放电状态；以及

第二控制装置，所述第二控制装置在再生发电期间，基于由所述放电监控装置监控的所述第一电池的放电状态来断开所述连接开关。

2.根据权利要求1所述的电力系统，其中，

所述放电监控装置当在再生发电期间所述第一电池从充电状态转变到放电状态时，计算所述放电状态中所述第一电池的放电量作为用于监控所述放电状态的监控信息，以及

所述第二控制装置基于由所述放电监控装置计算的所述放电量来断开所述连接开关。

3.根据权利要求2所述的电力系统，其中，

所述放电监控装置基于处于充电状态中的所述第一电池的充电量和从所述充电状态转变到所述放电状态之后的所述第一电池的放电量之间的差值，来计算再生发电状态中的充电-放电平衡，以及

所述第二控制装置在所述充电-放电平衡变成预定的放电参考值时断开所述连接开关。

4.根据权利要求3所述的电力系统，还包括

参考值设定装置，所述参考值设定装置基于再生发电开始时所述第一电池的充电量来设定所述放电参考值。

5.根据权利要求1所述的电力系统，其中，

所述第二控制装置在所述再生发电期间所述连接开关处于电连接状态的情况下，当交通工具速度减小到预定连接禁止交通工具速度时断开所述连接开关，以及

所述电力系统还包括禁止交通工具速度设定装置，与所述第一电池的充电量大的情况相比，当在再生发电开始时所述第一电池的充电量小时，所述禁止交通工具速度设定装置将所述连接禁止交通工具速度设定到更高的水平。

6.根据权利要求5所述的电力系统，其中，

与所述第二电池的充电量大的情况相比，当在再生发电开始时所述第二电池的充电量小时，所述禁止交通工具速度设定装置将所述连接禁止交通工具速度设定到更低的水平。

7.根据权利要求1所述的电力系统，其中，

当再生发电开始时的所述交通工具速度高于预定连接允许交通工具速度时，所述第一控制装置允许所述连接开关处于所述电连接状态，以及

所述电力系统还包括允许交通工具速度设定装置，与所述第一电池的充电量大的情况相比，当在再生发电开始时所述第一电池的充电量小时，所述允许交通工具速度设定装置将所述连接允许交通工具速度设定到更高的水平。

8.根据权利要求7所述的电力系统，其中，

与所述第二电池的充电量大的情况相比，当在再生发电开始时所述第二电池的充电量小时，所述允许交通工具速度设定装置将所述连接允许交通工具速度设定到更低的水平。