CN105291870B - 电源控制装置和电源控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电源控制装置和电源控制方法。提供用于电源装置(100)的电源控制装置(80)，该电源装置(100)包括多个蓄电池(10,20)以及执行该多个蓄电池(10,20)的充电的发电机(30)并控制多个蓄电池(10,20)之间的并联。利用如下一个来执行电压调整：充电处理，利用从发电机(30)到蓄电池的供电，该蓄电池在多个蓄电池(10,20)之中具有最低的输出电压；以及放电处理，利用从蓄电池到负载电路的供电，该蓄电池在多个蓄电池(10,20)之中具有最高的输出电压，该负载电路连接到具有最高输出电压的蓄电池。在多个蓄电池(10,20)之间的输出电压差变得等于或小于预先确定的阈值的情况下，执行并联。

Description

电源控制装置和电源控制方法
技术领域
本发明涉及控制包括多个电源的电源装置。
背景技术
日本专利申请公开No.2013-055853公开了一种电源控制装置，该电源控制装置经由执行双向直流电压转换的转换器使两个蓄电装置互相并联。转换器以使两个蓄电装置之间的电压差落入预定范围之内的方式，而转换直流电压，并且从而由于从高压蓄电装置到低压蓄电装置的电流的产生，而抑制了电能损失。
然而，使用转换器的构造在构造上是复杂的，并且该构造使用了增加了数量的构件，这导致了更高的成本。在装置结构的简化、尺寸减小和成本降低方面，该构造是不足的，并且从而期望改进。
发明内容
以下面的行驶能够实现发明的方面。
根据发明的方面，设置有一种电源控制装置，其用于电源装置，该电源装置包括多个蓄电池和执行多个蓄电池的充电的发电机。电源控制装置控制多个蓄电池之间的并联连接。电源控制装置包括电压比较单元，该电压比较单元执行所述多个蓄电池的输出电压之间的比较；电压调整单元，该电压调整单元通过如下处理中的一个处理来执行电压调整：a)充电处理，该充电处理利用从所述发电机到蓄电池的供电来执行，该蓄电池在作为由所述电压比较单元执行的所述比较的对象的所述多个蓄电池之中，具有最低的输出电压；以及b)放电处理，该放电处理利用从蓄电池到负载电路的供电来执行，该蓄电池在作为由所述电压比较单元执行的所述比较的对象的所述多个蓄电池之中，具有最高的输出电压，所述负载电路连接到具有所述最高的输出电压的所述蓄电池；以及连接处理单元，由于利用所述电压调整单元执行的所述电压调整，在所述多个蓄电池之间的输出电压差变得等于或者小于预先确定的阈值的情况下，该连接处理单元执行所述并联连接。根据该方面，能够通过将所述多个蓄电池之间的输出电压差调整成变得等于或者小于所述阈值，来执行所述并联连接。以这种方式，能够在不使用根据相关技术的转换器的情况下容易地抑制电能损失和电压变化的同时，执行并联连接，并且从而能够使装置变得简化、小型化并且廉价。
在上述方面中，电源装置可以包括：发电机；第一蓄电池，该第一蓄电池直接地或者经由第一连接开关连接到第一电源线，第一辅助机组连接到该第一电源线；以及第二蓄电池，该第二电池经由第二连接开关连接到第二电源线，第二辅助机组连接到该第二电源线，并且所述第一电源线与所述第二电源线经由第三连接开关彼此相连。根据该方面，所述各个蓄电池能够连接到所述发电机，并且能够通过所述连接开关的所述打开和闭合而互相并联连接。
在上述方面中，所述第一蓄电池可以经由所述第一连接开关连接到所述第一电源线，所述第一辅助机组连接到该第一电源线。
在上述方面中，在做出用于所述并联连接的执行请求的情况下，所述电压比较单元可以执行所述多个蓄电池的所述输出电压之间的所述比较，所述电压调整单元可以基于所述比较的所述结果来执行所述电压调整，并且所述连接处理单元可以基于所述电压调整的所述结果来控制所述并联连接。根据该方面，能够基于用于所述并联连接的所述请求，通过对所述多个蓄电池执行所述电压调整来执行所述并联连接。
在上述方面中，所述电压比较单元可以执行所述多个蓄电池的所述输出电压之间的所述比较，所述电压调整单元可以基于所述比较的结果来执行所述电压调整，并且在所述电压调整之后做出用于所述并联连接的执行请求的情况下，所述连接处理单元可以基于所述电压调整的所述结果来控制所述并联连接。
在上述方面中，当所述发电机处于发电状态下时，所述电压调整单元可以利用所述充电处理来执行所述电压调整，并且当所述发电机处于不发电状态下时，所述电压调整单元可以利用所述放电处理来执行所述电压调整。根据该方面，能够通过依据所述发电机的所述状态而执行所述电压调整使得多个蓄电池之间的所述输出电压差变得等于或者小于所述阈值，来执行所述并联连接。
在上述方面中，所述多个蓄电池可以包括：第一蓄电池，该第一蓄电池直接连接到所述发电机；以及第二电池，该第二电池经由连接开关并联到所述第一电池。在所述第二电池的所述输出电压超过所述第一电池的所述输出电压的情况下，在所述发电机处于所述发电状态下，所述电压调整单元可以通过对第一蓄电池的所述充电处理来执行所述电压调整，并且在所述第一电池的所述输出电压超过所述第二电池的所述输出电压的情况下，在所述发电机处于所述不发电状态下，所述电压调整单元可以通过对第一蓄电池的所述放电处理来执行所述电压调整。在所述第一电池与所述第二电池之间的输出电压差等于或者小于所述阈值的情况下，所述连接处理单元可以通过闭合所述连接开关，来执行所述第一电池与所述第二电池之间的所述并联连接。根据该方面，在所述第二电池的所述输出电压超过所述第一电池的所述输出电压的情况下，在所述发电机处于所述发电状态下，能够利用对所述第一电池的所述充电处理来执行所述电压调整，并且在所述第一电池的输出电压超过所述第二电池的所述输出电压的情况下，在所述发电机处于所述不发电状态下，能够利用对所述第一电池的放电处理来执行所述电压调整。在所述第一电池与所述第二电池之间的输出电压差变得等于或者小于所述阈值的情况下，能够通过闭合所述连接开关来执行所述第一电池与所述第二电池之间的所述并联连接。
在上述方面中，在所述第二电池的所述输出电压超过所述第一电池的所述输出电压的情况下，当所述发电机处于所述不发电状态下时，通过将所述发电机的所述状态改变成所述发电状态而对所述第一电池执行的所述充电处理，所述电压调整单元可以执行所述电压调整，并且在所述第一电池的所述输出电压超过所述第二电池的所述输出电压的情况下，当所述发电机处于所述发电状态下时，通过将所述发电机的所述状态改变成所述不发电状态而对所述第一电池执行的所述放电处理，所述电压调整单元可以执行所述电压调整。根据该方面，在所述第二电池的所述输出电压超过所述第一电池的所述输出电压的情况下，当所述发电机处于所述不发电状态下时，所述发电机的所述状态能够改变成所述发电状态，来代替等待改变成所述发电状态，并且从而能够立即执行利用所述发电机的对所述第一电池的所述充电处理，并且能够执行所述电压调整。而且，根据该方面，在所述第一电池的所述输出电压超过所述第二电池的所述输出电压的情况下，当所述发电机处于所述发电状态下时，所述发电机的所述状态能够改变成所述不发电状态，而代替等待改变成所述不发电状态，并且从而能够立即执行所述第一电池的所述放电，并且能够执行所述电压调整。
除了以上之外，还能够以多种形式实现本发明。例如，能够以如下形式实现本发明：设置有电源控制装置的电源装置、安装了电源装置的车辆、电源控制方法、用于实现电源控制方法的程序、存储该程序的非临时性存储介质等。
附图说明
下面将通过参考附图描述发明的示例性实施例的特征、优势、技术以及工业重要性，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据第一实施例的电源装置的示意性构造的说明图；
图2是示出由电源控制单元执行的第一电池与第二电池之间的并联连接的控制的流程图；
图3是示出在通过根据图2所示的控制流程使第一电池充电，而使第一电池与第二电池互相并联的情况的实例的时序图；
图4是示出在通过根据图2所示的控制流程使第一电池放电，而使第一电池与第二电池互相并联的情况的实例的时序图；
图5是示出在发动机利用启动钥匙操作而启动期间的电源装置的状态的说明图；
图6是示出在当车辆处于放置时的电源装置的状态的说明图；
图7是示出在燃料发电停止期间或者怠速减少期间的电源装置的状态的说明图；
图8是示出在怠速减少之后重新启动期间的电源装置的状态的说明图；
图9是示出在减速再生期间的电源装置的状态的说明图；
图10是示出在SOC恢复控制期间的电源装置的状态的说明图；
图11是示出根据第二实施例的并联连接的控制的流程图；
图12是示出根据第三实施例的并联连接的控制的流程图；
图13是示出根据第四实施例的电源装置的示意性构造的说明图；
图14是示出由电源控制单元执行的根据第四实施例的并联连接的控制的流程图。
具体实施方式
A.第一实施例：图1是示出根据第一实施例的电源装置100的示意性构造的说明图。例如，电源装置100是安装在汽车上的电源装置。例如，根据该实施例的汽车是使用汽油发动机作为动力源的汽油车辆，其中执行了怠速减少(idle reduction)以及通过由发动机产生的转矩和在减速期间的再生(再生制动)来充电。怠速减少意味着当汽车停止时停止发动机，并且在行驶开始之前重新启动发动机。
电源装置100设置有：作为12V电源的第一电池10和第二电池20；连接开关70，其用于第一电池10与第二电池20之间的并联连接；用于第二电池20的保护开关74；作为发电机的交流发电机30；以及控制装置80。另外，电源装置100设置有作为电源的负载的启动装置40、第一辅助机组50和第二辅助机组60。在以下说明中，在某种情况下，第一电池将称为“Bt1”，并且第二电池将称为“Bt2”。另外，在某种情况下，交流发电机将称为“Alt”，并且启动装置将称为“St”。在某种情况下，第一辅助机组将称为“H1”，并且第二辅助机组将称为“H2”。在某种情况下，连接开关将称为“SWa”，并且保护开关将称为“SWp”。
第一电池(Bt1)10、交流发电机(Alt)30、启动装置(St)40和第一辅助机组(H1)50经由第一电源线PL1而互相并联连接。第二电池(Bt2)20和第二辅助机组(H2)60经由第二电源线PL2而互相并联连接。第二电池20经由保护开关(SWp)可断开地连接到第二电源线PL2。第一电源线PL1与第二电源线PL2经由连接开关(SWa)70可断开地互相连接。换句话说，第二电池20和第二辅助机组60在连接开关70接通的状态下，并联连接到第一电池10、启动装置40和第一辅助机组50，并且在连接开关70断开的状态下从第一电池10、启动装置40和第一辅助机组50断开。例如，将继电器开关用作连接开关70和保护开关74。
第一辅助机组50是电气负载。期望的是第一辅助机组50能够总是接收电力。第一辅助机组50的实例包括：音频、空调装置、安全装置、汽车导航系统，以及诸如用于转向的致动器和用于停止的致动器这样的用于行驶的致动器。而且，控制装置80是一种第一辅助机组50。
第二辅助机组60是消耗少量电力的电气负载。第二辅助机组60不需要总是能够接收电力。第二辅助机组60的实例包括定期地或者不定期地临时运行的致动器。
交流发电机30是利用由发动机(下文中，在某些情况下，称为“燃料发电”)产生的转矩而执行发电、或者利用减速再生(在某些情况下，称为“再生制动”)而执行发电(在某些情况下，称为“再生发电”)的发电机。在第一电池10与第二电池20互相并联连接的情况下，第一电池10和第二电池20两者都利用由交流发电机30产生的电力而充电。在第一电池10与第二电池20互相分开的情况下，只有第一电池10利用由交流发电机30产生的电力而充电。
启动装置40是用于发动机启动的电动机。在第一电池10与第二电池20互相并联连接的情况下，启动装置40通过接收从第一电池10和第二电池20的供电并且旋转，而将转矩应用到发动机，以使发动机启动。在第一电池10与第二电池20互相分开的情况下，启动装置40通过接收仅从第一电池10的供电并且旋转，而将转矩应用到发动机，以使发动机启动。
铅蓄电池用作第一电池10。诸如锂离子二次电池、镍氢二次电池、以及铅蓄电池这样的各种蓄电池用作第二电池20。
在连接开关70断开的状态下，如后文所述，对于启动装置40和第一辅助机组50的供电由第一电池10执行，并且对于第二辅助机组60的供电由第二电池20执行。在连接开关70是接通的状态下，如下文所述，对于启动装置40、第一辅助机组50和第二辅助机组60的供电由第一电池10和第二电池20两者执行。
控制装置80是电子控制单元(ECU，未示出)，其构造为设置有如下元件的计算机：例如，CPU，其执行计算机程序；ROM，其存储计算机程序等；RAM，其临时存储数据；以及I/O端口，其连接到各种传感器、致动器等。控制装置80用作Alt控制单元82和电源控制单元84，该Alt控制单元82控制利用交流发电机30的发电，电源控制单元84控制第一电池10与第二电池20之间的并联连接。另外，控制装置80不仅作为Alt控制单元82和电源控制单元84而运行，还作为用于电子控制的、诸如下述的各种功能块而运行：控制启动装置40的操作的功能块(在某些情况下，称为“启动装置控制单元”)、通过使用Alt控制单元和启动装置控制单元来控制怠速减少的功能块、控制行驶状态的功能块、以及制动控制功能块。根据该实施例的说明，诸如电源控制单元84和Alt控制单元82这样的控制装置(电子控制单元)80中的功能块组成控制装置80。然而，一些功能块可以构造成为独立的且外部的控制装置，或者每一个块都可以构造成独立的且外部的控制装置。
Alt控制单元82控制交流发电机30的燃料发电和再生发电。控制的细节是常规的，并且从而将省略其说明。另外，如后文所述，Alt控制单元82响应于电源控制单元84的请求，而控制交流发电机30的运行状态。在交流发电机30处于发电状态下的情况下，Alt控制单元82在燃料发电期间指示与燃料发电相对应的发电电压(14V至15V)，并且在再生发电期间指示与再生发电相对应的发电电压(例如，15V)。以这种方式，Alt控制单元82运行处于发电的状态下(发电状态)的交流发电机30。另外，在交流发电机30处于没有发电的状态下(发电抑制状态)而运行的情况下，Alt控制单元82指示与发电抑制状态相对应的发电抑制电压(例如，12V)。以这种方式，Alt控制单元82运行处于发电抑制状态下的交流发电机30。
如上所示，电源控制单元84基于第一电池电压VBt1和第二电池电压VBt2，来控制连接开关70和保护开关74的打开和关闭，并且控制第一电池10与第二电池20之间的并联连接。第一电池电压VBt1(下文中，在某些情况下，称为“VBt1”)和第二电池电压VBt2(下文中，在某些情况下，称为“VBt2”)利用安置在各个输出端子中的电压传感器(未示出)来检测。
图2是示出由电源控制单元84执行的第一电池10与第二电池20之间的并联连接的控制的流程图。当连接开关70断开并且第一电池10与第二电池20之间的并联连接解除的情况发生时，该控制流程由电源控制单元84执行。取消并联连接的情况的实例被认为包括各种情况：诸如，第二电池20的蓄电(充电状态，SOC)降低，并且已经变得不能够与第一电池10一起对负载执行供电的情况(下文中，在某些情况下，称为“低SOC”)；以及第二电池20作为备用电源而将维持在的高SOC状态下的情况。低SOC是能够充分地确保由第二辅助机组(H2)60消耗的至少少量的电力的状态。
首先，在步骤S10中，电源控制单元84断开开关(SW)中的一个开关，此处为连接开关70，使得第一电池10与第二电池20处于分开的状态。在步骤S20中，电源控制单元84待机直到产生并联连接请求为止。如后文所述，例如，在执行利用交流发电机30的再生发电的情况下，在执行利用交流发电机30的燃料发电用于从低SOC恢复的情况下等，并联连接请求在电源控制单元84的外部，例如，在控制行驶状态的功能块中，或者在Alt控制单元82中产生。在并联连接请求产生的情况下，并联连接请求标志开启。
在并联连接请求产生的情况下，在步骤S30中，电源控制单元84将第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2互相比较。在第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1的情况下(步骤S30：是)，在步骤S40中，电源控制单元84利用Alt控制单元82的控制使得交流发电机30能够处于发电状态下，并且在步骤S50中，电源控制单元84利用交流发电机30执行对第一电池10的充电。使得交流发电机30能够“处于发电状态”包括：不但维持发电状态，还有从发电抑制状态改变到发电状态。在第二电池电压VBt2没有超过第一电池电压VBt1的情况下(步骤S30：否)，在步骤S60中，发电控制单元84利用Alt控制单元82的控制使得交流发电机30能够处于发电抑制状态下，并且在步骤S70中，电源控制单元84利用从第一电池10到第一辅助机组50的供电而执行放电。使得交流发电机30能够“处于发电抑制状态”包括：不仅维持发电抑制状态，还有从发电状态改变到发电抑制状态。
然后，在步骤S80中，发电控制单元84待机，直到第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差变得等于或者小于预先确定的阈值Vth，即，直到满足以下表达式(1)。
|VBt1-VBt2|≤Vth…(1)
将作为归因于并联连接的能量损失能够接受的电压差适当地设定为阈值Vth。例如，将在输出电压基准值的1％至10％的范围之内的任意值设定为阈值Vth。
在第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差变得等于或者小于预先确定的阈值Vth的情况下，在步骤S90中，电源控制单元84接通连接开关70和保护开关74，并且使第一电池10与第二电池20互相并联连接。然后，在步骤S100中，电源控制单元84利用Alt控制单元取消步骤S40的发电状态或者步骤S60的发电抑制状态，利用Alt控制单元82使交流发电机30的运行状态返回到正常控制状态，并且终止该控制流程。
图3是示出在通过使第一电池10根据图2所示的控制流程来充电而使第一电池10与第二电池20互相并联连接的情况的实例的时序图。如图3(f)所示，连接开关(SWa)70是断开的，并且如图3(a)所示，电池连接状态是分开状态。另外，如图3(c)所示，交流发电机30处于发电抑制状态下，并且在该状态下执行利用从第一电池10到负载(第一辅助机组50)的供电的放电，并且执行利用从第二电池20到负载(第二辅助机组60)的供电的放电。因此，如图3(d)所示，第一电池电压VBt1和第二电池电压VBt2根据由负载消耗的电力而减小。
在时刻t1处，如图3(b)所示，产生并联连接请求，并且并联连接请求标志从关闭到开启。在该情况下，如图3(d)所示，第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1。因此，如图3(c)所示，交流发电机30进入发电状态并且开始第一电池10的充电。然后，第一电池电压VBt1上升到变得等于第二电池电压VBt2。然后，在时刻t2处，如图3(e)所示，第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth。在该状态下，如图3(f)所示，连接开关(SWa)70接通，并且如图3(a)所示，电池连接状态变为并联连接状态。然后，随着强制设定的发电状态取消，交流发电机30的运行状态返回至正常状态。如3(c)示出了维持原来的发电状态的状态。
图4是示出在通过使第一电池10根据图2所示的控制流程来放电而使第一电池10与第二电池20互相并联连接的情况的实例的时序图。如图4(f)所示，连接开关(SWa)70断开，并且如图4(a)所示，电池连接状态是分开状态。另外，如图4(c)所示，交流发电机30处于发电状态，并且在该状态下，虽然执行了第一电池10的充电，但是没有执行第二电池20的充电。在该情况下，在该状态下执行利用对于负载(第二辅助机组60)的供电的第二电池20的放电。因此，虽然第一电池电压VBt1利用充电而升高，但是第二电池电压VBt2与由负载消耗的电力相对应地降低，如图4(d)所示。
在时刻t3处，如图4(b)所示，产生并联连接请求，并且并联连接请求标志从关闭变成开启。在该情况下，如图4(d)所示，第二电池电压VBt2被第一电池电压VBt1超过。因此，如图4(c)所示，交流发电机30进入发电抑制状态，并且开始利用从第一电池10到负载(第一辅助机组50)的供电的放电。然后，第一电池电压VBt1降低到变得等于第二电池电压VBt2。然后，在时刻t4处，如图4(e)所示，第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth。在该情况下，如图4(f)所示，连接开关(SWa)70接通，并且如图4(a)所示，电池连接状态变为并联连接状态。然后，随着强制设定的发电抑制状态取消，交流发电机30的运行状态返回到正常状态。图4(c)示出了状态已经从发电抑制状态返回到发电状态的状态。
如上所述，在该实施例中，在第一电池10与第二电池20之间的并联连接取消的分开状态下进行并联连接的情况下、并且在第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1的情况下，执行利用交流发电机30的发电的对第一电池10的充电。以这种方式，使第一电池电压VBt1上升，第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth，并且第一电池10与第二电池20能够互相并联连接。因此，在两个电池之间的并联连接期间，能够抑制归因于电池内输出电压差的电能损失。另外，在第一电池电压VBt1超过第二电池电压VBt2的情况下，抑制了交流发电机30的发电，并且执行了利用从第一电池10到负载的供电的放电。以这种方式，使第一电池电压VBt1下降，第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth，并且第一电池10与第二电池20能够互相并联连接。因此，能够在两个电池之间的并联连接期间抑制归因于蓄电池内输出电压差的电能损失。因此，在该实施例中，在不使用根据相关技术的任何转换器的情况下容易地抑制电能损失和电压变化的同时，能够执行并联连接，并且从而装置能够变得简化、小型化并且廉价。
进行步骤S30的第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的比较的功能涉及发明的电压比较单元。进行步骤S40和S50的第一电池10的充电的功能和进行步骤S60和S70的第一电池10的放电的功能涉及发明的电压调整单元。进行待机直到步骤S80的第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差变得等于或者小于预先确定的阈值Vth的功能和进行步骤S90的并联连接的功能涉及发明的连接处理单元。
当第一电池10与第二电池20之间的并联连接和分开由电源控制单元84控制时，能够有效地进行根据其实例将在下文中描述的各种车辆运行状态的电源连接状态的切换。
图5是示出在利用启动钥匙操作的发动机启动期间的电源装置100的状态的说明图。当通过对车辆(汽车)的启动钥匙(未示出)操作而启动发动机时，保护开关74和连接开关70接通，并且第一电池10与第二电池20互相并联。以这种方式，执行从第一电池10和第二电池20两者到启动装置40以及第一辅助机组50和第二辅助机组60的供电，并且能够提高基于启动钥匙操作的发动机的启动性。
图6是示出在当车辆处于放置时的电源装置100的状态的说明图。当发动机停止并且车辆处于放置时，虽然连接开关70接通，但是保护开关74断开，并且只有第二电池20处于隔离的状态。以这种方式，利用从第一电池10的供电生产用于第一辅助机组50和第二辅助机组60的暗电流，并且第二电池20的SOC能够保留为备用。
图7示出了在燃料发电停止或者怠速减少期间的电源装置100的状态的说明图。在燃料发电停止或者怠速减少期间，虽然保护开关74是接通的，但是连接开关70断开，并且在该状态下，第一电池10连接到的第一电源线PL1和第二电池20连接到的第二电源线PL2互相分开。利用第一电池10进行对于第一辅助机组50的供电，并且利用第二电池20进行对于第二辅助机组60的供电，并且第二电池20的蓄电量能够经受主动消耗。因此，第一电池10和第二电池20两者都能够利用当交流发电机30执行再生发电时所产生的电力而有效地充电。
图8是示出在怠速减少之后重新启动期间的电源装置100的状态的说明图。在怠速减少期间，如图7所示，虽然保护开关74接通，但是连接开关70断开。在该状态下，第一电池10连接到的第一电源线PL1和第二电池20连接到的第二电源线PL2互相分开。如上所述，利用第一电池10进行对于第一辅助机组50的供电，且利用第二电池20进行对于第二辅助机组60的供电。在供电期间，第一辅助机组50与第二辅助机组60之间的耗电量不同，并且在电能损失方面，不优选的是，在怠速减少之后重新启动期间，使第一电池10与第二电池20互相并联。因此，优选的是，在怠速减少之后的重新启动期间的电池连接状态维持为其处于在怠速减少期间的分开状态的情况下，通过利用来自第一电池10的供电而使启动装置40运行，而执行发动机的重新启动。
图9是示出在减速再生期间的电源装置100的状态的说明图。在响应车辆减速的由交流发动机30执行的再生发电期间，保护开关74和连接开关70接通，并且第一电池10与第二电池20互相并联连接。以这种方式，由交流发电机30的再生发电产生的电力供应至第一辅助机组50和第二辅助机组60，并且第一电池10和第二电池20二者利用电力而充电。能够充分地存储和使用通过再生发电获得的电力。
图10是示出在SOC恢复控制期间的电源装置100的状态的说明图。在SOC恢复控制期间，如在图9所示的车辆的减速再生的情况下，保护开关74和连接开关70接通，并且第一电池10与第二电池20互相并联连接。以这种方式，由交流发电机30的燃料发电产生的电力供应至第一辅助机组50和第二辅助机组60，并且第一电池10和第二电池20两者都利用电力而充电。结果，能够恢复处于低SOC状态的第一电池10或者第二电池20。在恢复的优先级仅给予第一电池10的SOC的情况下，在连接开关70断开的情况下，只有第一电池10可以利用交流发电机30的燃料发电而充电。
参考图7至10描述的电源装置100的状态仅仅是第一电池10与第二电池20之间的连接的状态的实例。本发明不限于此，并且第一电池10与第二电池20之间的连接的状态由电源控制单元84的控制而控制，从而响应依据车辆运行状态的各种状态。
B.第二实施例：第二实施例假设电源装置100与第一实施例的电源装置100(参考图1)相同。此处，将描述由电源控制单元84执行的用于并联连接的控制流程是不同于根据第一实施例的用于并联连接的控制流程(参考图2)的情况。
图11是示出根据第二实施例的并联连接的控制的流程图。根据与图2所示的控制流程的比较明显的是，该控制流程与图2示出的控制流程的不同之处仅在于：省略了图2中的步骤S20的用于等待连接请求的产生的处理，并且与图2中的步骤S20的处理相同的用于等待连接请求的产生的处理作为步骤S75直接增加在图2的步骤S80之前。
在根据该实施例的控制流程中，当第一电池10与第二电池20之间的并联取消为分开状态时(步骤S10)，不考虑是否存在并联连接请求，将第一电池电压VBt1和第二电池电压VBt2互相比较(步骤S30)。第一电池10的充电(步骤S40和S50)或者第一电池10的放电(步骤S60和S70)根据比较的结果而开始。然后，电源控制单元84等待连接请求的产生(步骤S75)。另外，电源控制单元84等待直到第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth(步骤S80)。然后，电源控制单元84接通连接开关70和保护开关74，使得第一电池10与第二电池20互相并联连接(步骤S90)。
即使在该实施例中，在从第一电池10与第二电池20之间的并联连接消除的分开状态进行并联连接的情况下，第一电池10也能够如第一实施例中地充电或者放电，使得第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth，并且使得第一电池10与第二电池20互相并联连接。因此，能够抑制在两个电池之间的并联连接期间归因于电池内输出电压差的电能损失。因此，即使在该实施例中，也能够在不使用根据相关技术的转换器的情况下容易地抑制电能损失和电压变化的同时，执行并联连接，并且从而能够使装置变得简化、小型化并且廉价。
在该实施例中，不考虑是否存在连接请求，在第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1的情况下执行第一电池10的充电，并且在第一电池电压VBt1超过第二电池电压VBt2的情况下执行第一电池10的放电。因此，在当连接请求产生时的时间点处，第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)已经变得等于或者小于阈值Vth，并且能够立即进行并联连接。
在该实施例的控制流程中，在并联连接请求产生之后(步骤S75)，确定第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)是否等于或者小于阈值Vth(步骤S80)。然而，这也能够修改为如下。在第一电池10的充电(步骤S50)或者放电(步骤S70)的执行之后，执行步骤S80的确定。在第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)超过阈值Vth的情况下，不考虑是否存在并联连接请求，所述处理返回到步骤S30，并且重复进行。在第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)已经变得等于或者小于阈值Vth并且做出并联连接请求的情况下，可以执行步骤S90的并联连接，并且在不存在并联连接请求的情况下，所述处理可以返回到步骤S30并且重复进行。在这种情况下，第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)等于或者小于阈值Vth的状态可能维持直到并联连接请求的产生为止。因此，在做出并联连接请求的情况下，能够立即执行并联连接。否则，不考虑是否存在并联连接请求，所述处理返回到步骤S30并且重复进行。
C.第三实施例：第三实施例假设与第一实施例的电源装置100(参考图1)相同的电源装置100是如第二实施例的情况。此处，将描述如下情况：由电源控制单元84执行的用于并联连接的控制流程是与用于根据第一实施例的并联连接的控制流程(参考图2)不同的控制流程。
图12是示出根据第三实施例的并联的控制的流程图。与根据第一实施例(参考图2)的控制流程相似，当第一电池10与第二电池20之间的并联连接取消的情况发生时，该控制流程利用电源控制单元84执行。
如图2中的步骤S10和S20，首先在步骤S110中，电源控制单元84断开一个开关(SW)，此处为连接开关70，使得第一电池10与第二电池20处于分开状态。在步骤S120中，电源控制单元84待机，直到产生并联连接请求。
在并联连接请求产生的情况下，不同于图2中的控制流程，在步骤S130中，电源控制单元84确定交流发电机30的运行状态。然后，电源控制单元84依据交流发电机30处于发电状态还是发电抑制状态，来执行如下不同的处理。
在交流发电机30处于发电状态的情况下，在步骤S140中，使第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2互相比较。在第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1情况下，在步骤S150中执行第一电池10的充电(如图2中的步骤S50)。在第二电池电压VBt2等于或者小于第一电池电压VBt1的情况下，处理返回到步骤S130，并且电源控制单元84待机，直到交流发电机30的状态变为发电抑制状态为止。
在交流发电机30处于发电抑制状态的情况下，在步骤S160中使第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2互相比较。在第一电池电压VBt1超过第二电池电压VBt2的情况下，在步骤S170中执行利用从第一电池10到第一辅助机组50的供电的放电(如图2中的步骤S70)。在第二电池电压VBt2等于或者小于第一电池电压VBt1的情况下，处理返回到步骤S130，并且电源控制单元84待机，直到交流发电机30的状态变为发电状态为止。
在第一电池10的充电或者放电的开始之后，在步骤S180中电源控制单元84待机，如图2中的步骤S80，直到第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差变得等于或者小于预先确定的阈值Vth为止，即，直到满足表达式(1)为止。在第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于预先确定的阈值Vth的情况下，在步骤S190中，电源控制单元84接通连接开关70和保护开关74，使第一电池10与第二电池20互相并联连接(如图2中的步骤S90)，并且终止该控制流程。
在根据第一实施例的控制流程中，当做出并联连接请求时，使第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2互相比较，并且然后在第一电池10应该充电的情况下，利用处于发电状态的交流发电机30执行充电，并且在第一电池10应该放电的情况下，利用处于发电抑制状态下的交流发电机30执行放电。相比之下，在根据本实施例的控制流程中，当做出并联连接请求时，在交流发电机30处于发电状态下，在第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1的情况下执行对第一电池10的充电，并且在交流发电机30处于发电抑制状态下，在第一电池电压VBt1超过第二电池电压VBt2的情况下执行对第一电池10的放电。在这种情况下，充电或者放电与交流发电机30的运行状态之间的对应关系可以不同，该充电或者放电应当根据第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的数值关系而执行。因此，产生了需要待机直到对应关系变得一致为止的问题。然而，除了这个问题之外，如第一实施例，在从第一电池10与第二电池20之间的并联连接取消的分开状态而执行并联连接的情况下，能够对第一电池10充电或者放电，使得第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于阈值Vth，并且第一电池10与第二电池20互相并联连接。因此，能够抑制在两个电池之间的并联连接期间归因于电池内输出电压差的电能损失。因此，即使在本实施例中，也能够在不使用根据相关技术的任意转换器的情况下容易地抑制电能损失和电压变化的同时，执行并联连接，并且从而能够使装置变得简化、小型化并且廉价。
D.第四实施例：图13示出了根据第四实施例的电源装置100B的示意性构造的说明图。电源装置100B与根据第一实施例的电源装置100的不同之处仅在于：连接开关(SWb)72安置在图1所示的电源装置100的第一电池10与第一电源线PL1之间。在以下说明中，在某些情况下，第一电源线PL1与第二电源线PL2之间的连接开关(SWa)70将称为“第一连接开关70”，并且在某些情况下，第一电池10与第一电源线PL1之间的连接开关(SWb)72将称为“第二连接开关72”。
图14示出了由电源控制单元84执行的根据第四实施例的并联连接的控制的流程图。在根据第一实施的控制流程(参考图2)相似，当第一电池10与第二电池20之间的并联连接取消的情况发生时，该控制流程由电源控制单元84执行。
首先，在步骤S210中，如图12中的步骤S110中那样，电源控制单元84断开一个开关(SW)，此处为第一连接开关70和第二连接开关72中的至少一个开关，使得第一电池10与第二电池20处于分开状态。依据已经在第一实施例中所述的操作状态来确定连接开关的接通/断开。然后，在步骤S220中，如图12中的步骤S210中那样，电源控制单元84待机直到并联连接请求的产生为止。
在并联连接请求产生的情况下，在步骤S230中，如图12中的步骤S130那样，电源控制单元84确定交流发电机30的运行状态。然后，依据交流发电机30处于发电状态还是处于发电抑制状态，电源控制单元84执行如下不同的处理。
在交流发电机30处于发电状态的情况下，在步骤S240中，如图12中的步骤S140那样，将第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2互相比较。在第二电池电压VBt2超过第一电池电压VBt1的情况下，在步骤S250a中，将第一连接开关70断开，并且将第二连接开关72接通，并且执行对第一电池10的充电(如图12中的步骤S150中那样)。在第二电池电压VBt2等于或者小于第一电池电压VBt1的情况下，在步骤S250b中，将第一连接开关70和保护开关74接通，并且将第二连接开关72断开，并且执行第二电池20的充电。
在交流发电机30处于发电抑制状态下的情况下，在步骤S260中，如图12中的步骤S160中那样，将第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2互相比较。在第一电池电压VBt1超过第二电池电压VBt2的情况下，在步骤S270a中，将第一连接开关70断开，并且将第二连接开关72接通，并且执行利用从第一电池10到第一辅助机组50的供电而放电(如图11中的步骤S170中那样)。在第二电池电压VBt2等于或者小于第一电池电压VBt1的情况下，在步骤S270b中，将第一连接开关70和保护开关74接通，并且将第二连接开关72断开，并且执行了利用从第二电池20到第一辅助机组50和第二辅助机组60的供电的放电。
在交流发电机30处于发电状态下对一个电池的充电、或者在交流发电机30处于发电抑制状态下对一个电池的放电开始之后，在步骤S280中，如图12中的步骤S180中，电源控制单元84待机，直到第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于预先确定的阈值Vth为止，即，直到满足表达式(1)为止。在第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)变得等于或者小于预先确定的阈值Vth的情况下，在步骤S290中，电源控制单元84接通第一连接开关70、第二连接开关72和保护开关74，使第一电池10与第二电池20互相并联连接(如图12中的步骤S190中那样)，并且终止该控制流程。
在根据第一至第三实施例的电源装置100中，第一电池10经由第一电源线PL1直接连接到交流发电机30(参考图1)。因此，归因于第一电池10的充电的第一电池电压VBt1中的上升、或者归因于第一电池10的放电的第一电池电压VBt1中的下降，能够单独地确保第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的电压差处于由阈值Vth表示的容许范围之内。相比之下，在根据本实施例的电源装置100B中，第一电池10能够利用第二连接开关72而从第一电源线PL1断开。因此，第一电池10的充电、第二电池20的充电、第一电池10的放电和第二电池20的放电能够根据第一连接开关70与第二连接开关72的打开和关闭的组合而互相独立的执行。以这种方式，不仅利用归因于第一电池10的充电的第一电池电压VBt1的上升和归因于第一电池10的放电的第一电池电压VBt1的下降，还能够利用归因于第二电池20的充电的第二电池电压VBt2的上升和归因于第二电池20的放电的第二电池电压VBt2的下降，而使第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的电压差能够处于由阈值Vth表示的容许范围之内。因此，与根据第一至第三实施例的电源装置100相比，在从第一电池10与第二电池20互相分开的状态执行并联连接的情况下，根据本实施例的电源装置100B在使得第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的电压差处于由阈值Vth表示的容许范围之内这方面，具有更高的自由度。因此，即使在本实施例中，在从第一电池10与第二电池20之间的并联连接取消的分开状态而执行并联连接的情况下，也能够对第一电池10和第二电池20的一个电池充电或者放电，使得第一电池电压VBt1与第二电池电压VBt2之间的差(绝对值)等于或者小于阈值Vth，并且使得第一电池10与第二电池20互相并联连接。因此，能够抑制在两个电池之间的并联连接期间归因于电池内输出电压差的电能损失。因此，即使在本实施例中，也能够在不使用根据相关技术的任何转换器的情况下容易地抑制电能损失和电压变化的同时，执行并联连接，并且从而能够使装置变得简化、小型化并且廉价。本发明不限于本说明书中描述的实施例、实例和修改实例，并且在不超过发明的范围的情况下，能够以各种构造实现。例如，为了部分地或者完全地解决上述目的，或者部分地或完全地实现上述效果，与发明内容中描述的各个方面的技术特性相对应的实施例、实例和修改实例的技术特征能够适当地替换和组合。在本说明书中，技术特性除非描述为必要的，否则都能够适当地删除。参考如下作为实例。
在上述实施例的每个实施例中，已经描述了在具有两个电池的电源装置中两个电池互相并联连接的情况作为实施例。然而，也可能是如下构造：其中，在具有多个、三个以上电池的电源装置中控制多个电池之间的并联连接。例如，具有三个电池的电源装置可以是图1和13所示的电源装置，其被构造成还设置有：第三辅助机组，其直接连接到第三电源线；第三电池，其经由保护开关连接到第三电源线；以及第三连接开关，其使第三电源线与第一电源线PL1互相连接。例如，可以一次两个电池地互相比较各个电池的电压，并且可以顺序地执行通过对确定为具有更低的电压的电池充电、或者对确定为具有更高的电压的电池放电的电压调整，使得在多个电池之间的输出电压差变得等于或者小于预先确定的阈值的情况下，控制执行并联连接。另外，可以顺序地执行通过如下处理的电压调整：对在三个电池之中确定为具有最低电压的电池充电或者对在三个电池之中确定为具有最高电压的电池放电。
在上述实施例中，已经描述了控制安装在汽车上的电源装置的多个电源之间的连接的单元控制装置，该汽车使用汽油发动机作为动力源，并且具有其上安装的电源装置。然而，发明可以应用到其它类型的汽车(例如，混合动力汽车、电动汽车和燃料电池车)，并且可以应用到其它运输设备(例如，双轮车辆、电动火车等)。另外，发明除了可以应用到运输设备之外，还可以应用到用于控制电源的装置(例如，发电装置)。

Claims (7)

1.一种电源控制装置(80)，该电源控制装置(80)用于电源装置(100)，该电源装置(100)包括多个蓄电池(10、20)以及执行对所述多个蓄电池(10、20)充电的发电机(30)，所述电源控制装置(80)控制所述多个蓄电池(10、20)之间的并联连接，该电源控制装置(80)的特征在于，包括：
电压比较单元，该电压比较单元执行所述多个蓄电池(10、20)的输出电压之间的比较；
电压调整单元，该电压调整单元通过如下处理中的一个处理来执行电压调整：a)充电处理，该充电处理利用从所述发电机(30)到蓄电池的供电来执行，该蓄电池在作为由所述电压比较单元执行的比较的对象的所述多个蓄电池(10、20)之中，具有最低的输出电压；以及b)放电处理，该放电处理利用从蓄电池到负载电路的供电来执行，该蓄电池在作为由所述电压比较单元执行的比较的对象的所述多个蓄电池(10、20)之中，具有最高的输出电压，所述负载电路连接到具有所述最高的输出电压的蓄电池；以及
连接处理单元，由于利用所述电压调整单元执行的所述电压调整，在所述多个蓄电池(10、20)之间的输出电压差变得等于或者小于预先确定的阈值的情况下，该连接处理单元执行所述并联连接，
其中，所述多个蓄电池(10、20)包括：第一蓄电池(10)，该第一蓄电池(10)直接连接到所述发电机(30)；以及第二蓄电池(20)，该第二蓄电池(20)经由连接开关并联连接到所述第一蓄电池(10)，
其中，所述第一蓄电池(10)连接到期望总是接收电力的第一辅助机组(50)，并且所述第二蓄电池(20)连接到第二辅助机组(60)，所述第二辅助机组(60)中的电力消耗小于所述第一辅助机组(50)，
其中，在所述第二蓄电池(20)的输出电压超过所述第一蓄电池(10)的输出电压的情况下，在所述发电机(30)处于发电状态下，所述电压调整单元通过对所述第一蓄电池(10)的所述充电处理来执行所述电压调整，
其中，在所述第一蓄电池(10)的输出电压超过所述第二蓄电池(20)的输出电压的情况下，在所述发电机(30)处于不发电状态下，所述电压调整单元通过对所述第一蓄电池(10)的所述放电处理来执行所述电压调整，并且
其中，在所述第一蓄电池(10)与所述第二蓄电池(20)之间的输出电压差等于或者小于所述阈值的情况下，通过闭合所述连接开关，所述连接处理单元执行所述第一蓄电池(10)与所述第二蓄电池(20)之间的并联连接。
2.根据权利要求1所述的电源控制装置(80)，
所述第一蓄电池(10)直接地或者经由第一连接开关(72)连接到第一电源线(PL1)，所述第一辅助机组(50)连接到该第一电源线(PL1)；以及
所述第二蓄电池(20)经由第二连接开关(74)连接到第二电源线(PL2)，所述第二辅助机组(60)连接到该第二电源线(PL2)，并且
其中，所述第一电源线(PL1)与所述第二电源线(PL2)经由第三连接开关(70)彼此相连。
3.根据权利要求2所述的电源控制装置(80)，
其中，所述第一蓄电池(10)经由所述第一连接开关(72)连接到所述第一电源线(PL1)，所述第一辅助机组(50)连接到所述第一电源线(PL1)。
4.根据权利要求1或2所述的电源控制装置(80)，
其中，在做出用于所述并联连接的执行请求的情况下，所述电压比较单元执行所述多个蓄电池(10、20)的输出电压之间的比较，所述电压调整单元基于所述比较的结果来执行所述电压调整，并且所述连接处理单元基于所述电压调整的结果来控制所述并联连接。
5.根据权利要求1所述的电源控制装置(80)，
其中，所述电压比较单元执行所述多个蓄电池(10、20)的所述输出电压之间的所述比较，所述电压调整单元基于所述比较的结果来执行所述电压调整，并且在所述电压调整之后做出用于所述并联连接的执行请求的情况下，所述连接处理单元基于所述电压调整的结果来控制所述并联连接。
6.根据权利要求1所述的电源控制装置(80)，
其中，在所述第二蓄电池(20)的输出电压超过所述第一蓄电池(10)的输出电压的情况下，当所述发电机(30)处于所述不发电状态下时，通过将所述发电机(30)的状态改变成发电状态而对所述第一蓄电池(10)执行的所述充电处理，所述电压调整单元执行所述电压调整，并且
其中，在所述第一蓄电池(10)的所述输出电压超过所述第二蓄电池(20)的输出电压的情况下，当所述发电机(30)处于所述发电状态下时，通过将所述发电机(30)的状态改变成不发电状态而对所述第一蓄电池(10)执行的所述放电处理，所述电压调整单元执行所述电压调整。
7.一种电源控制方法，该电源控制方法用于电源装置(100)，所述电源装置(100)包括多个蓄电池(10、20)以及执行所述多个蓄电池(10、20)的充电的发电机(30)，所述电源控制方法用于控制所述多个蓄电池(10、20)之间的并联连接，该电源控制方法的特征在于，包括：
互相比较所述多个蓄电池(10、20)的输出电压；
通过如下处理中的一个处理来执行电压调整：a)充电处理，该充电处理利用从所述发电机(30)到蓄电池的供电来执行，该蓄电池在作为比较中的比较对象的所述多个蓄电池(10、20)之中，具有最低的输出电压；以及b)放电处理，该放电处理利用从蓄电池到负载电路的供电来执行，该蓄电池在作为比较中的比较对象的所述多个蓄电池(10、20)之中，具有最高的输出电压，所述负载电路连接到具有所述最高的输出电压的所述蓄电池；并且
由于所述电压调整，在所述多个蓄电池(10、20)之间的输出电压差变得等于或者小于预先确定的阈值的情况下，执行所述并联连接，
其中，所述多个蓄电池(10、20)包括：第一蓄电池(10)，该第一蓄电池(10)直接连接到所述发电机(30)；以及第二蓄电池(20)，该第二蓄电池(20)经由连接开关并联连接到所述第一蓄电池(10)，
其中，所述第一蓄电池(10)连接到期望总是接收电力的第一辅助机组(50)，并且所述第二蓄电池(20)连接到第二辅助机组(60)，所述第二辅助机组(60)中的电力消耗小于所述第一辅助机组(50)，
其中，在所述第二蓄电池(20)的输出电压超过所述第一蓄电池(10)的输出电压的情况下，在所述发电机(30)处于发电状态下，所述电压调整单元通过对所述第一蓄电池(10)的所述充电处理来执行所述电压调整，
其中，在所述第一蓄电池(10)的输出电压超过所述第二蓄电池(20)的输出电压的情况下，在所述发电机(30)处于不发电状态下，所述电压调整单元通过对所述第一蓄电池(10)的所述放电处理来执行所述电压调整，并且
其中，在所述第一蓄电池(10)与所述第二蓄电池(20)之间的输出电压差等于或者小于所述阈值的情况下，通过闭合所述连接开关，所述连接处理单元执行所述第一蓄电池(10)与所述第二蓄电池(20)之间的并联连接。
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