CN105308842A

CN105308842A - 电源系统

Info

Publication number: CN105308842A
Application number: CN201480033136.0A
Authority: CN
Inventors: 石垣将纪; 户村修二; 柳泽直树; 冈村贤树
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2034-06-12
Also published as: CN105308842B; JP2015002573A; DE112014002828T5; JP5624176B1; WO2014200049A1; US20160137069A1; US9895980B2

Abstract

本发明提供一种电源系统。电力转换器具有：串联直接连接模式，固定多个开关元件的接通断开，以使得维持相对于相同电力量的输入输出而电压变化量不同的第1直流电源和第2直流电源相对于与负载连接的电力线串联连接的状态；和电压控制模式，通过多个开关元件的接通断开控制，将电力线上的输出电压(VH)向电压指令值(VH＊)控制。在电压控制模式中的时刻tx～ta期间，通过伴随第1直流电源和第2直流电源之间的充放电来控制输出电压(VH)，使第1直流电源和第2直流电源的电压之和(Va+Vb)与电压指令值(VH＊)一致。在时刻ta以后应用串联直接连接(SD)模式。

Description

电源系统

技术领域

本发明涉及电源系统，尤其涉及包含连接在多个直流电源和电力线之间的电力转换器而构成的电源系统的控制。

背景技术

组合多个电源来向负载供给电源的电力供给装置例如记载在日本特开2010－57288号公报(专利文献1)中。在专利文献1所记载的电力供给装置中设置有用于切换第1蓄电单元和第2蓄电单元的串联连接和并联连接的开关。

在专利文献1中记载了基于负载的要求驱动电力、并联连接状态及串联连接状态的各状态下的最大供给电力与总损失的差、和总损失来控制电力供给装置，以切换串联连接和并联连接。由此，提供一种电力供给装置，能够在负载的所有使用状态下尽可能地实现要求驱动电力，并且降低总损失而使相互效率提高。

另外，在日本特开2012－70514号公报(专利文献2)中记载有如下电力转换器的构成：通过多个开关元件的控制，能够对在串联连接了2个直流电源的状态下进行DC/DC转换的工作模式(串联连接模式)、和在并联地使用2个直流电源的状态下进行DC/DC转换的工作模式(并联连接模式)进行切换。

在先技术文献

专利文献1:日本特开2010－57288号公报

专利文献2:日本特开2012－70514号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的电力供给装置中，虽然能够切换2个蓄电单元的并联连接状态和串联连接状态，但是不具有蓄电单元和连接有负载的电力线之间的电压控制功能(升压功能)，因此有可能在电源电压下降时不能向负载供给足够的电压。因而，实际上难以追求效率而灵活地切换蓄电单元的连接方式。

在专利文献2中记载了具有多个工作模式的电力转换器。但是，在专利文献2中没有详细地记载用于选择这些工作模式的具体的处理。关于专利文献2所记载的电力转换器，电力转换器能够输出的电压范围按照工作模式而变化，因此，考虑到这一点，最好是控制电源系统，以能够选择在效率方面有利的工作模式。

本发明是为了解决这种问题点而完成的，本发明的目的在于，在构成为连接在多个直流电源与电力线之间的电力转换器具有多个工作模式的电源系统中控制工作模式的选择，以提高系统整体的效率。

用于问题的技术方案

在本发明的一个方面，电源系统构成为包括：负载；与负载连接的电力线；多个直流电源；连接在多个直流电源和电力线之间的电力转换器；以及用于控制电力转换器的工作的控制装置。多个直流电源包括相对于相同量的能量的输入输出而电压变化量不同的第1直流电源和第2直流电源。电力转换器包括多个开关元件，并且，构成为通过选择性地应用多个直流电源与电力线之间的电力转换方式不同的多个工作模式中的一个工作模式来进行工作，从而控制电力线上的输出电压。多个工作模式包括串联直接连接模式和电压控制模式。在串联直接连接模式中电力转换器以如下方式进行工作：固定多个开关元件的接通断开，以维持多个直流电源相对于电力线串联连接的状态。在电压控制模式中电力转换器以如下方式进行工作：通过多个开关元件的接通断开控制，从而根据电压指令值来通过第1直流电源和第2直流电源中的至少一方与电力线之间的直流电压转换，对输出电压进行控制。控制装置包括电压调整控制部。电压调整控制部在电压控制模式下控制由电力转换器进行的直流电压转换，以执行使多个直流电源的电压之和与电压指令值一致的电压调整控制。

优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和低于输出电压时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第1直流电源放电、而第2直流电源充电。

或者，优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和高于输出电压时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第2直流电源放电、而第1直流电源充电。

另外，优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和低于输出电压的情况下，当从负载供给了再生电力时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第2直流电源的充电电力高于第1直流电源的充电电力。

或者，优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和高于输出电压的情况下，当向负载供给动力运行电力时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第2直流电源的放电电力高于第1直流电源的放电电力。

优选的是，控制装置还包括模式选择部。模式选择部用于在电压控制模式下，当多个直流电源的电压之和与输出电压的差小于判定值时，将工作模式向串联直接连接模式切换。

另外，优选的是，电源系统搭载于电动车辆，负载包括用于产生电动车辆的车辆驱动力的电动机，电压调整控制部按照电动车辆的行驶状况来切换电压调整控制的执行和不执行。

更优选的是，电压调整控制部在电动车辆高速行驶时按照高速巡航的持续时间的预测来切换电压调整控制的执行和不执行。

或者，更优选的是，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和高于输出电压的情况下，无论电动车辆的行驶状况如何，都执行电压调整控制。

优选的是，多个开关元件具有第1开关元件到第4开关元件。第1开关元件电连接在第1节点和电力线之间。第2开关元件电连接在第2节点和第1节点之间。第3开关元件电连接在与第2直流电源的负极端子电连接的第3节点和第2节点之间。第4开关元件电连接在第1直流电源的负极端子和第3节点之间。电力转换器还具有第1电抗器和第2电抗器。第1电抗器电连接在第2节点和第1直流电源的正极端子之间。第2电抗器电连接在第1节点和第2直流电源的正极端子之间。多个工作模式包括第1模式到第3模式。在第1模式中，电力转换器通过第1开关元件到第4开关元件的接通断开控制，以在第1直流电源以及第2直流电源与电力线之间并联地执行直流电压转换的方式进行工作。在第2模式中，电力转换器通过第1开关元件到第4开关元件的接通断开控制，以在第1直流电源以及第2直流电源中的一方直流电源与电力线之间执行直流电压转换的方式进行工作。电力转换器在第3模式中固定第1开关元件到第4开关元件的接通断开来进行工作，以维持相对于电力线而第1直流电源和第2直流电源被串联地连接的状态。串联直接连接模式是第3模式，电压控制模式是第1模式或第2模式。

更优选的是，多个工作模式还包括第4模式。电力转换器在第4模式中以如下方式进行工作：通过对第3开关元件进行接通固定，并且对第1开关元件、第2开关元件以及第4开关元件进行接通断开控制，从而第1直流电源和第2直流电源在被串联地连接的状态下与电力线之间执行直流电压转换。在第4模式中，电压指令值被设定为比多个直流电源的电压之和高的电压。

更优选的是，多个工作模式还包括第5模式和第6模式。电力转换器在第5模式中固定第1开关元件到第4开关元件的接通断开来进行工作，以维持第1直流电源和第2直流电源中的一方与电力线电连接，而第1直流电源和第2直流电源中的另一方从电力线电切断的状态。电力转换器在第6模式中固定第1开关元件到第4开关元件的接通断开来进行工作，以维持相对于电力线而第1直流电源和第2直流电源被并联地连接的状态。

发明效果

根据本发明，能够在构成为连接在多个直流电源和电力线之间的电力转换器具有多个工作模式的电源系统中，控制工作模式的选择，以使得提高系统整体的效率。

附图说明

图1是表示按照本发明的实施方式1的包含电力转换器的电源系统的构成的电路图。

图2是表示图1所示的负载的构成例的概略图。

图3是用于说明图1所示的电力转换器所具有的多个工作模式的图表。

图4是表示在由不同种类的电源构成了图1所示的2个直流电源的情况下的两个直流电源的特性的一例的示意图。

图5是说明PB模式中的第1电路工作的电路图。

图6是说明PB模式中的第2电路工作的电路图。

图7是说明PB模式中的对第1直流电源的DC/DC转换(升压动作)的电路图。

图8是说明PB模式中的对第2直流电源的DC/DC转换(升压动作)的电路图。

图9是表示PB模式中的电力转换器的开关元件的控制动作例的波形图。

图10是用于说明PB模式中的用于设定各开关元件的控制信号的逻辑运算式的图表。

图11是说明SB模式中的电路工作的电路图。

图12是说明SB模式中的DC/DC转换(升压动作)的电路图。

图13是表示SB模式中的电力转换器的开关元件的控制动作例的波形图。

图14是用于说明SB模式中的用于设定各开关元件的控制信号的逻辑运算式的图表。

图15是用于比较图3所示的各工作模式中的直流电源间的电力分配比的控制与否和输出电压的可设定范围的图表。

图16是用于说明负载要求电压的电压范围的定义的示意图。

图17是用于说明相对于输出电压的变化的电源系统的损失特性的第1示意图。

图18是表示使直流电源的输出电压之和上升的电压调整控制的例子的示意性的动作波形图。

图19是用于说明相对于输出电压的变化的电源系统的损失特性的第2示意图。

图20是表示使直流电源的输出电压之和下降的电压调整控制的例子的示意性的动作波形图。

图21是用于说明按照本实施方式1的与由电力转换器控制进行的电压调整控制相关的控制构成的功能框图。

图22是用于说明按照图21所示的来自转换器指令生成部的工作指令值的电力转换器的控制构成的功能框图。

图23是说明电动车辆的高速行驶型式的例子的示意图。

图24是用于说明按照本实施方式2的与由电力转换器控制进行的电压调整控制相关的控制构成的功能框图。

图25是用于说明反映了基于行驶信息的电压调整允许标志的电压调整控制的控制处理的流程图。

图26是用于说明电压调整控制中的电压调整方法的选择性的设定的图表。

图27是说明按照实施方式3的电力转换器控制的基本性的概念的图。

图28是用于说明按照实施方式3的电力转换器控制的第1功能框图。

图29是用于说明按照实施方式3的电力转换器控制的第2功能框图。

图30是用于说明按照实施方式3的采用电力转换器控制的PB模式下的电源系统内的能量流的示意图。

标号说明

5：电源系统；10a、10b：直流电源；15：布线；20：电力线；21：接地布线；30：负载；32：变换器；35：电动发电机；36：动力传输齿轮；37：驱动轮；40：控制装置；50：电力转换器；101、102：工作点；110、120：工作区域；200：电压控制部；210、304、314：偏差运算部；220、306、316：控制运算部；230、260：限制器；240：电力分配部；250：循环电力加法部；270：减法部；300：占空比运算部；301、310：电流控制部；302、312：电流指令生成部；308、318：加法部；350、351、360、361、370、371、372、373、374：电流路径；400：PWM控制部；410：载波发生部；600：工作模式选择部；610：VHrq设定部；700：转换器指令生成部；710：电压调整控制部；720：电力上限值设定部；730：电力下限值设定部；750：行驶模式预测部；CH：平滑电容器；CW、CWa、CWb：载波；D1～D4：反并联二极管；Da、Db、Dc：占空比；Dfba、Dfbb：FB控制量；Dffa、Dffb：FF控制量；Fcr、Fpl：标志；Fvb：电压调整标志；Ia、Ib：电流(直流电源)；Ia＊、Ib＊：电流指令值；L1、L2：电抗器；MD：模式选择信号；N1～N3：节点；PT1、PT2：行驶模式；PH：总电力；Pa＊、Pb＊：电力指令值；PH＊：总电力指令值；PHmax、Pamax、Pbmax：电力上限值；PHmin、Pamin、Pbmin：电力下限值；PL：负载电力；Pa、Pb：电力(直流电源)；Pcv：转换器损失；Pld：负载损失；Pr：循环电力值；Ptl：总损失；S1～S4：开关元件；SDa、SDb、SDc：控制脉冲信号；SG1～SG4：控制信号；Ta、Tb：温度(直流电源)；VH：输出电压；VH＊：电压指令值；VHmax：上限电压；VHrq：负载要求电压；VR1～VR3：电压范围；Va、Vb：电压(直流电源)；k：电力分配比。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。再有，以下对图中的相同或相当部分标记同一符号，原则上不重复进行其说明。

[实施方式1]

(电力转换器的电路结构)

参照图1，电源系统5具备多个直流电源10a及10b、负载30、和电力转换器50。

在本实施方式中，直流电源10a及10b分别由如锂离子二次电池、镍氢电池那样的二次电池、或者双电层电容、锂离子电容等的输出特性优良的直流电压源要素构成。

电力转换器50连接在直流电源10a及10b与电力线20之间。电力转换器50根据电压指令值VH＊控制与负载30相连接的电力线20上的直流电压(以下，也称作输出电压VH)。即，电力线20相对于直流电源10a及10b共用地设置。

负载30接收电力转换器50的输出电压VH来进行工作。电压指令值VH＊被设定为适合于负载30的工作的电压。进而，负载30也可以构成为能够通过再生发电等来产生直流电源10a、10b的充电电力。

电力转换器50包括开关元件S1～S4和电抗器L1、L2。在本实施方式中，作为开关元件，能够使用IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)、电力用MOS(MetalOxideSemiconductor:金属氧化物半导体)晶体管或者电力用场效应晶体管等。相对于开关元件S1～S4，配置有反并联二极管D1～D4。另外，开关元件S1～S4能够分别响应于控制信号SG1～SG4来控制接通断开。即，开关元件S1～S4在控制信号SG1～SG4为高电平(以下为H电平)时接通，而在为低电平(以下为L电平)时断开。

开关元件S1电连接在电力线20和节点N1之间。电抗器L2连接在节点N1和直流电源10b的正极端子之间。开关元件S2电连接在节点N1和节点N2之间。电抗器L1连接在节点N2和直流电源10a的正极端子之间。

开关元件S3电连接在节点N2和节点N3之间。节点N3与直流电源10b的负极端子电连接。开关元件S4电连接在节点N3和接地布线21之间。接地布线21与负载30及直流电源10a的负极端子电连接。

从图1可知，电力转换器50成为与直流电源10a和直流电源10b的各自对应地具备升压斩波电路的构成。即，相对于直流电源10a，构成将开关元件S1、S2作为上臂元件而将开关元件S3、S4作为下臂元件的电流双向的第1升压斩波电路。同样地，相对于直流电源10b，构成将开关元件S1、S4作为上臂元件而将开关元件S2、S3作为下臂元件的电流双向的第2升压斩波电路。

并且，在由第1升压斩波电路形成在直流电源10a与电力线20之间的电力转换路径、和由第2升压斩波电路形成在直流电源10b与电力线20之间的电力转换路径这两方中包含开关元件S1～S4。

控制装置40构成为：由例如未图示的CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)和内置有存储器的电子控制单元(ECU)构成，基于存储在该存储器中的映射和程序，进行使用了由各传感器检测到的检测值的运算处理。或者，控制装置40的至少一部分也可以构成为通过电子电路等的硬件执行预定的数值、逻辑运算处理。

为了控制对负载30的输出电压VH，控制装置40生成用于控制开关元件S1～S4的接通断开的控制信号SG1～SG4。再有，虽然在图1中省略了图示，但是设置有直流电源10a的电压(以下记为Va)以及电流(以下记为Ia)、直流电源10b的电压(以下记为Vb)以及电流(以下记为Ib)、和输出电压VH的检测器(电压传感器、电流传感器)。进而，优选的是也配置直流电源10a和10b的温度(以下记为Ta和Tb)的检测器(温度传感器)。这些检测器的输出被提供给控制装置40。

在图1的构成中，开关元件S1～S4分别对应于“第1开关元件”～“第4开关元件”，电抗器L1和L2分别对应于“第1电抗器”和“第2电抗器”。

图2是表示负载30的构成例的概略图。

参照图2，负载30构成为例如包含电动车辆的行驶用电动机。负载30包括平滑电容器CH、变换器32、电动发电机35、动力传输齿轮36、驱动轮37。

电动发电机35是用于产生车辆驱动力的行驶用电动机，例如由多相的永磁铁型同步电动机构成。电动发电机35的输出转矩经由由减速机或动力分割机构构成的动力传输齿轮36传输到驱动轮37。电动车辆通过传输到驱动轮37的转矩而行驶。另外，电动发电机35在电动车辆的再生制动时通过驱动轮37的转动力来发电。该发电电力通过变换器(inverter)32进行AC/DC转换。该直流电力能够作为电源系统5所含有的直流电源10a、10b的充电电力来使用。

除了电动发电机之外还搭载有发动机(未图示)的混合动力车通过使该发动机和电动发电机35协调地工作来产生电动车辆所需的车辆驱动力。此时，也能够使用由发动机的转动产生的发电电力对直流电源10a、10b进行充电。

如此，电动车辆是总括地表示搭载行驶用电动机的车辆的电动车辆，其是包括由发动机及电动机产生车辆驱动力的混合动力车、和未搭载发动机的电动汽车及燃料电池汽车这两者的电动车辆。

负载30(电动发电机35)的工作是按照电动车辆的行驶状态(代表性地为车速)和驾驶员操作(代表性地为加速踏板和制动踏板的操作)进行控制，以使得能够得到所需要的车辆驱动力或车辆制动力。即，负载30的工作指令(例如电动发电机35的转矩指令值)根据电动车辆的行驶控制来设定。优选的是，该行驶控制由与控制装置40(图1)不同的上位ECU来执行。

(电力转换器的工作模式)

电力转换器50具有在直流电源10a、10b与电力线20之间的直流电力转换方式不同的多个工作模式。

图3中示出电力转换器50所具有的多个工作模式。

参照图3，工作模式大致区分为伴随开关元件S1～S4的周期性的接通断开控制而将直流电源10a和/或10b的输出电压升压的“升压模式(B)”、和固定开关元件S1～S4的接通断开而将直流电源10a和/或10b与电力线20电连接的“直接连接模式(D)”。

在升压模式中包括在直流电源10a及10b与电力线20之间进行并联的DC/DC转换的“并联升压模式(以下为PB模式)”、和在被串联连接的直流电源10a及10b与电力线20之间进行DC/DC转换的“串联升压模式(以下为SB模式)”。PB模式对应于专利文献2中的“并行连接模式”，SB模式对应于专利文献2中的“串行连接模式”。

进而，在升压模式中包括仅使用直流电源10a在与电力线20之间进行DC/DC转换的“基于直流电源10a的单独模式(以下为aB模式)”、和仅使用直流电源10b在与电力线20之间进行DC/DC转换的“基于直流电源10b的单独模式(以下为bB模式)”。在aB模式中，只要输出电压VH被控制为高于直流电源10b的电压Vb，直流电源10b就被维持与电力线20电切断的状态而设为不使用。同样地，在bB模式中，只要输出电压VH被控制为高于直流电源10a的电压Va，直流电源10a就被维持与电力线20电切断的状态而设为不使用。

在升压模式所包含的PB模式、SB模式、aB模式以及bB模式的各模式中，电力线20的输出电压VH根据电压指令值VH＊来控制。对于这些各模式中的开关元件S1～S4的控制，在后面叙述。

在直接连接模式中包括维持将直流电源10a及10b相对于电力线20并联连接的状态的“并联直接连接模式(以下称为PD模式)”、和维持将直流电源10a及10b相对于电力线20串联连接的状态的“串联直接连接模式(以下称为SD模式)”。

在PD模式中，将开关元件S1、S2、S4固定为接通，而开关元件S3固定为断开。由此，输出电压VH变为与直流电源10a、10b的输出电压Va、Vb(严密地说是Va、Vb中较高一方的电压)相等。Va、Vb间的电压差使直流电源10a、10b中产生短路电流，因此限定于该电压差较小时，能够应用PD模式。

在SD模式中，开关元件S2、S4固定为断开，而开关元件S1、S3固定为接通。由此，输出电压VH根据直流电源10a、10b的输出电压Va、Vb之和而唯一地决定(VH＝Va+Vb)。

进而，在直接连接模式中包括仅将直流电源10a与电力线20电连接的“直流电源10a的直接连接模式(以下为aD模式)”、和仅将直流电源10b与电力线20电连接的“直流电源10b的直接连接模式(以下为bD模式)”。

在aD模式中，开关元件S1、S2固定为接通，而开关元件S3、S4固定为断开。由此，直流电源10b变为从电力线20切断的状态，输出电压VH变为与直流电源10a的电压Va相等(VH＝Va)。在aD模式中，直流电源10b维持与电力线20电切断的状态，设为不使用。再有，当在Vb＞Va的状态下应用aD模式时，经由开关元件S2从直流电源10b到10a产生短路电流。因而，要应用aD模式，Va＞Vb成为必要条件。

同样地，在bD模式中，开关元件S1、S4固定为接通，而开关元件S2、S3固定为断开。由此，直流电源10a变为从电力线20切断的状态，输出电压VH变为与直流电源10b的电压Vb相等(VH＝Vb)。在bD模式中，直流电源10a维持与电力线20电切断的状态，设为不使用。再有，当在Va＞Vb的状态下应用bD模式时，经由二极管D2从直流电源10a到10b产生短路电流。因而，要应用bD模式，Vb＞Va成为必要条件。

在直接连接模式所包含的PD模式、SD模式、aD模式以及bD模式的各模式中，电力线20的输出电压VH依赖于直流电源10a、10b的电压Va、Vb来决定，因此不能直接控制。因而，在直接连接模式所包含的各模式下，由于输出电压VH不能设定为适合于负载30的工作的电压，因而有可能负载30的电力损失会增加。

另一方面，在直接连接模式中，开关元件S1～S4没有被进行接通断开转换，因此电力转换器50的电力损失大幅度地得到抑制。因此，根据负载30的工作状态，通过应用直接连接模式，电力转换器50的电力损失减少量多于负载30的电力损失增加量，由此有可能能够抑制电源系统5整体的电力损失。

在图3中，SD模式相当于电力转换器50中的“串联直接连接模式”，aB模式、bB模式以及PB模式分别相当于电力转换器50中的“电压控制模式”。另外，SD模式对应于“第1模式”，PB模式对应于“第2模式”，aB模式和bB模式对应于“第3模式”。进而，SB模式对应于“第4模式”，aD模式和bD模式对应于“第5模式”，PD模式对应于“第6模式”。

图4是表示在由不同种类的电源构成了直流电源10a、10b的情况下的两个直流电源的特性的一例的示意图。图4中示出对横轴标为能量、对纵轴标为电力的所谓的Ragone图(RagonePlot)。一般来说，直流电源的输出功率和积蓄能量存在权衡(tradeoff)的关系，因此对于高容量型的蓄电池，很难得到高输出，对于高输出型的蓄电池，很难提高积蓄能量。

因此，直流电源10a、10b优选为一方由积蓄能量高的所谓的高容量型的电源构成，而另一方由输出功率高的所谓的高输出型的电源构成。通过如此，能够均衡地长期间使用高容量型的电源所积蓄的能量，而将高输出型的电源作为缓冲来使用，输出使用高容量型电源的不足量。

在图4的例子中，直流电源10a由高容量型的电源构成，而直流电源10b由高输出型的电源构成。因此，直流电源10a的工作区域110与直流电源10b的工作区域120相比，可输出的电力范围窄。另一方面，工作区域120与工作区域110相比，可积蓄的能量范围窄。

在负载30的工作点101，需要短时间的高功率。例如，对于电动车辆，工作点101对应于由用户的加速器操作引起的急加速时。相对于此，在负载30的工作点102，需要长时间的低功率。例如，对于电动车辆，工作点102对应于持续的高速稳定行驶。

对于工作点101，能够主要通过来自高输出型的直流电源10b的输出来应对。而对于工作点102，能够主要通过来自高容量型的直流电源10a的输出来应对。由此，电动车辆通过在长时间内使用高容量型的蓄电池所积蓄的能量，能够延长由电能产生的行驶距离，并且能够快速地确保与用户的加速器操作对应的加速性能。

另外，在直流电源由蓄电池构成的情况下，当低温时有可能输出特性下降，当高温时有可能为了抑制劣化发展而充放电被限制。特别是，在电动车辆中，由于搭载位置的差异，也存在在直流电源10a、10b之间产生温度差的情况。因此，在电源系统5中存在以下状况：按照直流电源10a、10b的工作状态(特别是温度)，或者按照如上述那样的负载30的要求，仅使用了某一方的直流电源是效率更好的。通过设置如上述那样的仅使用直流电源10a、10b的一方的模式(aB模式、bB模式、aD模式、bD模式)，就能够应对这些状况。

即，在按照本实施方式1的电力转换器50中，按照直流电源10a、10b和/或负载30的工作状态来选择图3所示的多个工作模式中的某一个工作模式。对于用于选择工作模式的处理的详情，随后进行说明。

如此，通过组合种类和容量不同的直流电源，能够发挥各直流电源的特性，在系统整体中有效地使用积蓄能量。特别是，在本实施方式中，直流电源10a和10b设为构成相对于相同能量(电能)的输入输出而电压变化量不同的电源。

例如，在本实施方式中，对直流电源10a由二次电池构成、直流电源10b由容量(完全充电容量)比该二次电池小的电容器构成的例子进行说明。因此，设为相对于相同电力量的充放电，直流电源10b的电压变化量大于直流电源10a的电压变化量，进行以下的说明。即，直流电源10a对应于“第1直流电源”，直流电源10b对应于“第2直流电源”。

再有，直流电源10a和10b也能够由同容量且同一种类的直流电源构成。在这种情况下，当改变单位单元的连接方式(串联/并联)时，也能够以相对于相同电力量的充放电的电压变化量不同的方式构成直流电源10a、10b。

(各工作模式下的电路工作)

接着，说明各工作模式下的电力转换器50的电路工作。首先，使用图5～图8，对在直流电源10a及10b与电力线20之间进行并联的DC/DC转换的PB模式下的电路工作进行说明。

(PB模式下的电路工作)

如图5和图6所示，通过使开关元件S4或S2接通，能够将直流电源10a和10b相对于电力线20并联地连接。在此，在并联连接模式中，等效电路根据直流电源10a的电压Va与直流电源10b的电压Vb的高低而不同。

如图5(a)所示，当Vb＞Va时，通过使开关元件S4接通，经由开关元件S2、S3并联地连接直流电源10a和10b。此时的等效电路如图5(b)所示。

参照图5(b)，在直流电源10a和电力线20之间，通过开关元件S3的接通断开控制，能够交替地形成下臂元件的接通期间和断开期间。同样地，在直流电源10b和电力线20之间，通过对开关元件S2、S3共同地进行接通断开控制，能够交替地形成升压斩波电路的下臂元件的接通期间和断开期间。再有，开关元件S1作为控制来自负载30的再生的开关而工作。

另一方面，如图6(a)所示，当Va＞Vb时，通过使开关元件S2接通，经由开关元件S3、S4，直流电源10a和10b被并联连接。此时的等效电路如图6(b)所示。

参照图6(b)，在直流电源10b和电力线20之间，通过开关元件S3的接通断开控制，能够交替地形成下臂元件的接通期间和断开期间。同样地，在直流电源10a和电力线20之间，通过对开关元件S3、S4共同地进行接通断开控制，能够交替地形成升压斩波电路的下臂元件的接通期间和断开期间。再有，开关元件S1作为控制来自负载30的再生的开关而工作。

接着，使用图7和图8，对电力转换器50的PB模式下的升压动作详细地进行说明。

图7中示出PB模式下的对直流电源10a的DC/DC转换(升压动作)。

参照图7(a)，通过使开关元件S3、S4这一对接通，使开关元件S1、S2这一对断开，形成用于在电抗器L1积蓄能量的电流路径350。由此，形成使升压斩波电路的下臂元件接通的状态。

相对于此，参照图7(b)，通过使开关元件S3、S4这一对断开，并且使开关元件S1、S2这一对接通，形成用于将电抗器L1的积蓄能量与直流电源10a的能量一同输出的电流路径351。由此，形成使升压斩波电路的上臂元件接通的状态。

通过交替地反复进行开关元件S3、S4这一对被接通而开关元件S1、S2中的至少一方被断开的第1期间、和开关元件S1、S2这一对被接通而开关元件S3、S4中的至少一方被断开的第2期间，从而交替地形成图7(a)的电流路径350和图7(b)的电流路径351。

其结果是，相对于直流电源10a，构成将开关元件S1、S2这一对等效地作为上臂元件、将开关元件S3、S4这一对等效地作为下臂元件的升压斩波电路。在图7所示的DC/DC转换动作中，由于没有向直流电源10b的电流流通路径，因此直流电源10a和10b彼此不干扰。即，能够独立地控制对直流电源10a和10b的电力的输入输出。

在这种DC/DC转换中，在直流电源10a的电压Va与电力线20的输出电压VH之间，如下式(1)所示的关系成立。在式(1)中，将开关元件S3、S4这一对被接通的期间的占空比设为Da。

VH＝1/(1－Da)·Va…(1)

图8中示出PB模式下的对直流电源10b的DC/DC转换(升压动作)。

参照图8(a)，通过使开关元件S2、S3这一对接通，使开关元件S1、S4这一对断开，形成用于在电抗器L2积蓄能量的电流路径360。由此，形成使升压斩波电路的下臂元件接通的状态。

相对于此，参照图8(b)，通过使开关元件S2、S3这一对断开，并且使开关元件S1、S4这一对接通，形成用于将电抗器L2的积蓄能量与直流电源10b的能量一同输出的电流路径361。由此，形成使升压斩波电路的上臂元件接通的状态。

通过交替地反复进行开关元件S2、S3这一对被接通而开关元件S1、S4中的至少一方被断开的第1期间、和开关元件S1、S4这一对被接通而开关元件S2、S3中的至少一方被断开的第2期间，从而交替地形成图8(a)的电流路径360和图8(b)的电流路径361。

其结果是，相对于直流电源10b，构成将开关元件S1、S4这一对等效地作为上臂元件、将开关元件S2、S3这一对等效地作为下臂元件的升压斩波电路。在图8所示的DC/DC转换动作中，由于不存在包含直流电源10a的电流路径，因此直流电源10a和10b彼此不干扰。即，能够独立地控制对直流电源10a和10b的电力的输入输出。

在这种DC/DC转换中，在直流电源10b的电压Vb与电力线20的输出电压VH之间，如下式(2)所示的关系成立。在式(2)中，将开关元件S2、S3这一对被接通的期间的占空比设为Db。

VH＝1/(1－Db)·Vb…(2)

另外，从图7和图8可知，在PB模式下，在开关元件S1～S4中流过由直流电源10a与电力线20之间的DC/DC转换产生的电流、和由直流电源10b与电力线20之间的DC/DC转换产生的电流这两者。

因此，在通过二者的电力转换而流动的电流在各开关元件中为逆向的情况下，例如同时形成图7(a)中的电流路径350和图8(b)中的电流路径361的情况下，两个电流路径的电流相互抵消，因此开关元件S4的通过电流变小。由于这种现象，存在以下情况：在PB模式下，开关元件S1～S4中的损失能够比使用单独的直流电源执行DC/DC转换的aB模式或bB模式下的损失小。

图9中示出用于说明PB模式下的开关元件的控制动作例的波形图。在图9中示出在直流电源10a的PWM控制中使用的载波CWa和在直流电源10b的PWM控制中使用的载波CWb为同一频率且同一相位时的例子。

参照图9，例如，在PB模式下，如专利文献2所记载那样，能够控制(电压控制)直流电源10a和10b中的一方的输出，以使得补偿输出电压VH的电压偏差ΔVH(ΔVH＝VH＊－VH)，并且控制(电流控制)直流电源10a和10b中的另一方的输出，以使得补偿电流Ia、Ib的电流偏差。此时，电流控制的指令值(Ia＊或Ib＊)能够进行设定以控制该电源的输出电力。

作为一例，当要对直流电源10b的输出进行电压控制，而对直流电源10a的输出进行电流控制时，占空比Da基于电流偏差ΔIa(ΔIa＝Ia＊－Ia)来计算，而占空比Db基于电压偏差ΔVH(ΔVH＝VH＊－VH)来计算。

基于用于控制直流电源10a的输出的占空比Da和载波CWa的电压比较，生成控制脉冲信号SDa。同样地，基于用于控制直流电源10b的输出的占空比Db和载波CWb的比较，生成控制脉冲信号SDb。控制脉冲信号/SDa、/SDb是控制脉冲信号SDa、SDb的反转信号。

如图10所示，控制信号SG1～SG4基于控制脉冲信号SDa(/SDa)和SDb(/SDb)的逻辑运算来设定。

开关元件S1在图7和图8的升压斩波电路的各自中形成上臂元件。因此，控制开关元件S1的接通断开的控制信号SG1由控制脉冲信号/SDa和/SDb的逻辑或生成。其结果是，开关元件S1被进行接通断开控制，以使得实现图7的升压斩波电路(直流电源10a)的上臂元件和图8的升压斩波电路(直流电源10b)的上臂元件这两者的功能。

开关元件S2在图7的升压斩波电路中形成上臂元件，在图8的升压斩波电路中形成下臂元件。因此，控制开关元件S2的接通断开的控制信号SG2由控制脉冲信号/SDa和SDb的逻辑或生成。由此，开关元件S2被进行接通断开控制，以使得实现图7的升压斩波电路(直流电源10a)的上臂元件和图8的升压斩波电路(直流电源10b)的下臂元件这两者的功能。

同样地，开关元件S3的控制信号SG3由控制脉冲信号SDa和SDb的逻辑或生成。由此，开关元件S3被进行接通断开控制，以使得实现图7的升压斩波电路(直流电源10a)的下臂元件和图8的升压斩波电路(直流电源10b)的下臂元件这两者的功能。另外，开关元件S4的控制信号SG4由控制脉冲信号SDa和/SDb的逻辑或生成。由此，开关元件S4被进行接通断开控制，以使得实现图7的升压斩波电路(直流电源10a)的下臂元件和图8的升压斩波电路(直流电源10b)的上臂元件这两者的功能。

在PB模式下，控制信号SG2和SG4设定为互补的电平，因此开关元件S2和S4互补地进行接通断开。由此，图5所示的Vb＞Va时的工作和图6所示的Va＞Vb的工作被自然地切换。进而，通过开关元件S1、S3互补地进行接通断开，能够针对直流电源10a、10b根据占空比Da、Db执行直流电力转换。

再次参照图9，控制信号SG1～SG4根据图10所示的逻辑运算式，基于控制脉冲信号SDa(/SDa)和SDb(/SDb)来生成。通过根据控制信号SG1～SG4使开关元件S1～S4接通断开，对流过电抗器L1的电流I(L1)和流过电抗器L2的电流I(L2)进行控制。电流I(L1)相当于直流电源10a的电流Ia，电流I(L2)相当于直流电源10b的电流Ib。

如此，在PB模式下，执行在直流电源10a、10b与电力线20之间并联地输入输出直流电力的DC/DC转换之后，能够将输出电压VH控制为电压指令值VH＊。进而，能够按照作为电流控制的对象的直流电源的电流指令值来控制该直流电源的输入输出电力。

在PB模式下，从被电压控制的直流电源输入输出不足量，所述不足量是来自被电流控制的直流电源的输入输出电力相对于负载30的输入输出电力(以下也称为负载电力PL)的不足量。因而，能够通过电流控制中的电流指令值的设定，间接地控制直流电源间的电力分配。其结果是，在PB模式下，能够控制直流电源10a和10b相对于直流电源10a、10b整体对电力线20输入输出的总电力PH(PH＝Pa+Pb)的电力分配比。另外，也能够通过电流指令值的设定，从而进行利用从一方的直流电源输出的输出电力来对另一方的直流电源充电的工作(以下也称作电力循环)。因此，在PB模式下，通过进行伴随总电力PH的输入输出的输出电压VH的电压控制，并且单独地控制直流电源10a、10b的充电电平，能够调整电压Va、Vb。

再有，以下，输出电力Pa、Pb、总电力PH以及负载电力PL设为用正值表示各直流电源10a、10b放电时以及负载30的动力运行工作时的电力值，用负值表示各直流电源10a、10b充电时以及负载30的再生工作时的电力值。

(aB模式和bB模式下的电路工作)

仅使用直流电源10a、10b的一方的升压模式(aB模式、bB模式)下的电路工作与图7以及图8中的电路工作是共同的。

在aB模式下，通过图7(a)、图7(b)所示的开关动作，使直流电源10b成为不使用，而在直流电源10a和电力线20(负载30)之间执行双向的DC/DC转换。因此，在aB模式下，根据基于用于控制直流电源10a的输出的占空比Da的控制脉冲信号SDa，控制开关元件S1～S4。

具体地说，构成图7(a)、图7(b)所示的升压斩波电路的下臂元件的开关元件S3和S4根据控制脉冲信号SDa被共同地进行接通断开控制。同样地，构成升压斩波电路的上臂元件的开关元件S1和S2根据控制脉冲信号/SDa被共同地进行接通断开控制。

同样地，在bB模式下，通过图8(a)、图8(b)所示的开关动作，使直流电源10a成为不使用，而在直流电源10b和电力线20(负载30)之间执行双向的DC/DC转换。因此，在bB模式下，根据基于用于控制直流电源10b的输出的占空比Db的控制脉冲信号SDb，控制开关元件S1～S4。

具体地说，构成图8(a)、图8(b)所示的升压斩波电路的下臂元件的开关元件S2和S3根据控制脉冲信号SDb被共同地进行接通断开控制。同样地，构成升压斩波电路的上臂元件的开关元件S1和S4根据控制脉冲信号/SDb被共同地进行接通断开控制。

在aB模式和bB模式的各自模式中，也能够根据电力转换器50的控制来调整所使用的一方的直流电源10a或10b的电压。

(直接连接模式下的电路工作)

可理解为在直接连接模式下，通过根据图3固定开关元件S1～S4的接通断开，能够实现PD模式、SD模式、aD模式以及bD模式的各模式。

(SB模式下的电路工作)

接着，使用图11和图12来说明SB模式下的电路工作。

如图11(a)所示，通过将开关元件S3固定为接通，能够将直流电源10a和10b相对于电力线20串联地连接。此时的等效电路如图11(b)所示。

参照图11(b)，在SB模式下，在被串联连接的直流电源10a及10b与电力线20之间，通过对开关元件S2、S4共同地进行接通断开控制，能够交替地形成升压斩波电路的下臂元件的接通期间和断开期间。再有，开关元件S1作为如下开关来进行工作：通过在开关元件S2、S4的断开期间被接通，从而控制来自负载30的再生。另外，由被固定为接通的开关元件S3等效地形成将电抗器L1与开关元件S4连接的布线15。

接着，使用图12来说明SB模式下的DC/DC转换(升压动作)。

参照图12(a)，为了串联连接直流电源10a和10b，开关元件S3被固定为接通，而开关元件S2、S4这一对被接通，开关元件S1被断开。由此，形成用于在电抗器L1、L2中积蓄能量的电流路径370、371。其结果是，相对于被串联连接的直流电源10a、10b，形成使升压斩波电路的下臂元件接通的状态。

相对于此，参照图12(b)，在使开关元件S3固定为接通的状态下，与图12(a)相反地，开关元件S2、S4这一对被断开，开关元件S1被接通。由此，形成电流路径372。通过电流路径372，来自被串联连接的直流电源10a、10b的能量和电抗器L1、L2所积蓄的能量之和被输出到电力线20。其结果是，相对于被串联连接的直流电源10a、10b，形成使升压斩波电路的上臂元件接通的状态。

通过交替地反复进行在开关元件S3被固定为接通的状态下开关元件S2、S4这一对被接通而开关元件S1被断开的第1期间、和开关元件S1被接通而开关元件S2、S4被断开的第2期间，从而交替地形成图12(a)的电流路径370、371以及图12(b)的电流路径372。

在SB模式的DC/DC转换中，在直流电源10a的电压Va、直流电源10b的电压Vb和电力线20的输出电压VH之间，如下式(3)所示的关系成立。在式(3)中，将开关元件S2、S4这一对被接通的第1期间的占空比设为Dc。

VH＝1/(1－Dc)·(Va+Vb)…(3)

此外，当Va和Vb不同时、或电抗器L1、L2的电感不同时，图12(a)的动作结束时的电抗器L1、L2的电流值各不相同。因此，刚转移到图12(b)的动作后，当电抗器L1的电流更大时，经由电流路径373流过差量的电流。另一方面，当电抗器L2的电流更大时，经由电流路径374流过差量的电流。

图13中示出用于说明SB模式下的开关元件的控制动作例的波形图。

在SB模式下，如专利文献2所记载的那样，计算式(3)的占空比Dc，以使得补偿输出电压VH的电压偏差ΔVH(ΔVH＝VH＊－VH)。并且，基于载波CW和占空比Dc的电压比较，生成控制脉冲信号SDc。控制脉冲信号/SDc是控制脉冲信号SDc的反转信号。在SB模式下，直流电压(Va+Vb)和输出电压VH之间的DC/DC转换由图10所示的升压斩波电路执行。

如图14所示，控制信号SG1～SG4能够基于控制脉冲信号SDc(/SDc)的逻辑运算来设定。

控制脉冲信号SDc作为构成升压斩波电路的下臂元件的开关元件S2、S4这一对的控制信号SG2、SG4。同样地，构成升压斩波电路的上臂元件的开关元件S1的控制信号SG1通过控制脉冲信号/SDc获得。其结果是，互补地设置构成下臂元件的开关元件S2、S4这一对被接通的期间、和构成上臂元件的开关元件S1被接通的期间。

在SB模式下，直流电源10a和10b被串联连接的状态下，在与电力线20(负载30)之间执行双向的DC/DC转换。因此，不能直接控制直流电源10a的输出电力Pa以及直流电源10b的输出电力Pb。即，直流电源10a、10b的输出电力Pa、Pb之比根据如下式(4)由电压Va、Vb之比自动地决定。

Pa：Pb＝Va：Vb…(4)

再有，对于通过由来自直流电源10a、10b的输出电力之和(Pa+Pb)来相对于负载30进行输入输出供给，这与PB模式的同样的。

(工作模式的选择和电压调整控制)

以下，对按照本实施方式的电力转换器控制中的工作模式的选择处理详细地进行说明。

图15示出图3所示的各工作模式下的直流电源10a、10b间的电力分配的控制与否以及输出电压VH的可设定范围。

参照图15，在PB模式下，能够通过作为电流控制对象的直流电源中的电流指令值的设定，来控制直流电源10a、10b间的电力分配比k。再有，电力分配比k由直流电源10a的输出电力Pa相对于总电力PH(PH＝Pa+Pb)的比来定义(k＝Pa/PH)。即，在PB模式下，能够在0～1.0的范围内将电力分配比k设定为任意的值。再有，在PB模式下，输出电压VH能够控制在从电压Va及Vb的最大值即max(Va、Vb)到输出电压VH的控制上限值即上限电压VHmax的范围内(max(Va，Vb)≤VH≤VHmax)。再有，对于max(Va，Vb)，当Va＞Vb时，max(Va，Vb)＝Va，当Vb＞Va时，max(Va，Vb)＝Vb。另外，上限电压VHmax是考虑了元件的耐压等而确定的上限值。

在SB模式下，电力分配比k如式(4)所示那样由电压Va、Vb自动地决定，因此不能独立地控制各直流电源10a、10b的输出电力Pa、Pb。另外，输出电压VH不能设定得比(Va+Vb)低。在SB模式下，输出电压VH能够控制在从(Va+Vb)到上限电压VHmax的范围内(Va+Vb＜VH≤VHmax)。

在aB模式下，由于仅使用直流电源10a，因此固定为电力分配比k＝1.0。并且，通过基于式(1)的占空比Da来控制图8所示的升压斩波电路，输出电压VH能够控制在从max(Va，Vb)到上限电压VHmax的范围内(max(Va，Vb)＜VH≤VHmax)。

在bB模式下，由于仅使用直流电源10b，因此固定为电力分配比k＝0。并且，通过基于式(2)的占空比Db来控制图8所示的升压斩波电路，输出电压VH能够控制在从max(Va，Vb)到VHmax的范围内(max(Va，Vb)＜VH≤VHmax)。

在PD模式下，直流电源10a和10b相对于电力线20被并联地连接。因而，电力分配比k依赖于直流电源10a和10b的内阻而被唯一地决定，因此不能独立地控制各直流电源10a、10b的输出电力Pa、Pb。具体地说，当使用直流电源10a的内阻Ra和直流电源10b的内阻Rb时，变为k＝Rb/(Ra+Rb)。另外，由于固定为VH＝Va(VH＝Vb)，因此不能按照电压指令值VH＊来控制输出电压VH。再有，如上述那样，PD模式限于在电压Va和Vb的电压差很小时才能够应用。

在SD模式下，直流电源10a和10b相对于电力线20被串联地电连接。因而，固定为输出电压VH＝Va+Vb。即，不能按照电压指令值VH＊来控制输出电压VH。另外，由于与SB模式同样地由电压Va和Vb自动地决定，因此电力分配比k不能任意地控制。

在应用aD模式时，如上述那样，由于Va＞Vb为条件，因此直流电源10b被从电力线20切断，而直流电源10a与电力线20连接。因而，固定为输出电压VH＝Va。另外，电力供给仅由直流电源10a执行，因此固定为电力分配比k＝1.0。

同样地，在应用bD模式时，如上述那样，由于Vb＞Va为条件，因此直流电源10a被从电力线20切断，而直流电源10b与电力线20连接。因而，固定为输出电压VH＝Vb。另外，电力供给仅由直流电源10b执行，因此固定为电力分配比k＝0。

从图15可理解为，在各工作模式中，电力转换器50可输出的输出电压VH的范围不同。另外，如上述那样，在PB模式下能够控制直流电源10a、10b之间的电力分配，因此能够在输出电压VH的控制的同时调整电压Va、Vb。另一方面，在其余的SB模式、SD模式、aB模式、bB模式、aD模式、bD模式以及PD模式下，不能任意地控制直流电源10a、10b间的电力分配。

在此，向负载30供给的输出电压VH需要根据负载30的工作状态而设定为一定电压以上。如图2中例示那样，在负载30包含电动发电机35而构成的情况下，需要与变换器32的直流链(DC-link)侧电压相当的输出电压VH为由电动发电机35的线圈绕组(未图示)产生的感应电压以上。

另外，电动发电机35可输出的转矩范围根据输出电压VH而变化。具体地说，当提高输出电压VH时，可输出的转矩也变大。因此，例如，输出电压VH需要处于电动发电机35能够输出与根据电动车辆的行驶控制而确定的转矩指令值相当的转矩的电压范围。

从这些观点来看，能够根据负载30的工作状态(在图2的构成例中为电动发电机35的转矩和转速)，预先确定与用于使负载30工作的输出电压VH的最小值相当的负载最低电压VHmin。因此，负载要求电压VHrq可以与负载最低电压VHmin对应地确定。

进而，在电动发电机35的转矩控制中，输出同一转矩时的电流相位根据变换器32的直流链电压(输出电压VH)而变化。另外，电动发电机35中的相对于电流振幅的输出转矩之比即电动机效率根据电流相位而变化。因此，当设定电动发电机35的转矩指令值时，能够与该转矩指令值对应地确定电动发电机35中的效率变为最大、即电动发电机中的电力损失变为最小的最佳电流相位以及用于实现最佳电流相位的输出电压VH。在本实施方式中，优选的是，负载要求电压VHrq进一步考虑负载30的效率来确定。

考虑这些要素，能够与负载30的工作状态(例如转矩和转速)对应地预先设定与输出电压VH相关的负载要求电压VHrq。并且，需要由电力转换器50将输出电压VH至少控制在VH≥VHrq的范围内。进而，如果设为VH＝VHrq，则能够抑制负载30的损失。

如此，可理解：能够依赖于根据负载30的工作状态而设定的负载要求电压VHrq的范围来实现VH≥VHrq，即可应用的工作模式不同。

图16中示出了负载要求电压VHrq的电压范围VR1～VR3的定义。图17中示出了用于说明各电压范围中的工作模式的选择的图表。

参照图16，负载要求电压VHrq设定为电压范围VR1(VHrq≤max(Va，Vb)、VR2(max(Va，Vb)＜VHrq≤Va+Vb)以及VR3(Va+Vb＜VHrq≤VHmax)中的某一个。

电力转换器50不能输出比max(Va，Vb)低的电压，因此，在负载要求电压VHrq为电压范围VR1内时，不能使输出电压VH与负载要求电压VHrq一致。因此，在电压范围VR1中，在VH≥VHrq的范围内使VH尽量接近于VHrq，因此优选的是选择aD模式、bD模式以及PD模式中的某一种。

再有，如上述那样，根据电压Va、Vb的关系，可应用的工作模式也不同。即，当Va＞Vb时，仅能应用aD模式，而不能应用bD模式和PD模式。同样地，当Vb＞Va时，仅能应用bD模式，而不能应用aD模式和PD模式。相对于此，在Va和Vb的电压差较小，视为Va＝Vb的情况下，能够应用aD模式、bD模式以及PD模式。

在属于升压模式的aB模式、bB模式以及PB模式中，如果输出电压VH在max(Va，Vb)～VHmax的范围内，则能够根据电压指令值VH＊来控制。另一方面，在SB模式下，不能将输出电压VH控制得比(Va+Vb)低。即，如果输出电压VH在(Va+Vb)～VHmax的范围内，则能够根据电压指令值VH＊来控制。

在电压范围VR2中，能够按照上述的各工作模式下的输出电压VH的可控制范围来选择aB模式、bB模式以及PB模式。在应用这些工作模式时，通过设为VH＊＝VHrq，能够使输出电压VH与负载要求电压VHrq一致。另一方面，不能应用aD模式、bD模式以及PD模式。

进而，由于SD模式满足VH≥VHrq的条件，因此在电压范围VR2中能够应用。在SD模式下，不能使输出电压VH(VH＝Va+Vb)与负载要求电压VHrq一致，但能大幅度抑制电力转换器50的损失。因而，对于电源系统5整体的损失，与应用aB模式、bB模式和PB模式时相比，有能够抑制的可能性。因此，对于SD模式，也能够包含在电压范围VR2内的可应用的工作模式组中。

在电压范围VR3中，按照上述的各工作模式下的输出电压VH的可控制范围，PB模式、SB模式、aB模式、bB模式以及PB模式作为可应用的工作模式组来被选择。在应用这些工作模式时，通过设为VH＊＝VHrq，能够使输出电压VH与负载要求电压VHrq一致。另一方面，不能应用各直接连接模式(aD模式、bD模式、PD模式以及SD模式)。

如此，可选择的工作模式根据与负载要求电压VHrq相关的输出电压VH(VH≥VHrq)和电压Va、Vb之间的关系而不同。其中，工作模式优选为以抑制电源系统5整体的损失的方式来选择。

图17中示出用于说明相对于输出电压VH的变化的电源系统的损失特性的第1示意图。

图17的横轴表示电力转换器50的输出电压VH，纵轴表示电源系统的损失。图17中示出负载30的工作点(电动发电机35的转速和转矩)、即负载电力PL为相同之下的相对于输出电压VH的变化的电源系统的损失的特性。

参照图17，对于电力转换器50的电力损失(以下也称作转换器损失Pcv)，在VH≤Va或VH≤Vb的电压范围内通过aD模式、bD模式或PD模式的应用来抑制。在VH＞(Va，Vb)的电压范围内，升压比按照输出电压VH的上升而变大，因此转换器损失Pcv增大。

在VH＝Va+Vb时，通过SD模式的应用，转换器损失Pcv显著地减少。在VH＞(Va+Vb)的电压范围内，能够应用SB模式，但转换器损失Pcv随着输出电压VH的上升而增大。如上述那样，在SB模式下，电力转换器50的升压比变小，因此与应用PB模式、aB模式以及bB模式时相比，能够抑制转换器损失Pcv。但是，在SB模式下的转换器损失Pcv大于使用SD模式时的转换器损失Pcv。

如上述那样，通过考虑负载30的损失来设定负载要求电压VHrq，从而在VH＝VHrq时负载30的电力损失(以下仅称作负载损失Pld)变为最小。负载损失Pld在图2的构成例中对应于变换器32与电动发电机35的电力损失之和。因此，能够通过设定为电压指令值VH＊＝VHrq来控制输出电压VH，以使得一面抑制负载损失Pld，一面确保负载30的工作。

但是，在VH＝Va+Vb时，能够大幅度减少转换器损失Pcv，因此，即使控制为VH＝VHrq，也有可能电源系统5的总损失Ptl不变为最小。在此，总损失Ptl对应于转换器损失Pcv和负载损失Pld之和。

因此，在本实施方式中，将根据电压指令值VH＊来控制输出电压VH的输出电压控制、和用于使电压Va+Vb与电压指令值VH＊一致的电压调整控制进行组合，控制电力转换器50中的DC/DC电力转换。如图17的例子那样，在VH＊(VHrq)＞Va+Vb的情况下，执行电压调整控制，以使Va+Vb朝着VH＊上升。

图18中示出使Va+Vb上升的电压调整控制的动作波形例。

参照图18，在时刻tx以前，Va+Vb低于根据VH＊来控制的输出电压VH。因此，为了应用在效率方面有利的SD模式，从时刻tx开始进行电压调整控制。

如上述那样，当比较直流电源10a、10b时，相对于相同电力量的输入输出，直流电源10b的电压变化更大。因此，电压调整控制通过电压Vb的上升或下降来执行，以使Va+Vb与VH(VH＊)一致。在图17的例子中，为了使Va+Vb朝着VH＊上升，以电压Vb通过直流电源10b的充电而上升的方式执行电压调整控制。

在图18的例子中，通过主要由直流电源10a、10b间的电力循环、即直流电源10a的输出电力对直流电源10b进行充电，执行电压调整控制。由直流电源10b的充电引起的电压Vb的上升量大于由直流电源10a的放电引起的电压Va的下降量，因此，与电压调整控制的执行前相比，电压Va+Vb上升。

并且，当在时刻ta、(Va+Vb)与VH(VH＊＝VHrq)的电压差小于预定的基准值时，判定为Va+Vb和VH变为同等，结束电压调整控制。在时刻ta以后，应用SD模式。再有，为了进行电力循环，需要应用能够控制直流电源10a、10b间的电力分配的PB模式，因此在图18中，在时刻ta，工作模式从PB模式向SD模式切换。

当在根据VH＊＝VHrq控制的输出电压VH与Va+Vb变成同等的状态下应用SD模式时，转换器损失Pcv和负载损失Pld这两者被降低，因此能够使电源系统5的整体效率大幅度上升。

再有，图18中示出了以电力循环控制为主的电压调整控制的动作例，但在负载30的再生工作时(即，PH＜0，PL＜0)，通过不伴随电力循环而重点地对直流电源10b进行充电，也能够执行用于使Va+Vb上升的电压调整控制。在该情况下，通过在PB模式的选择下设定电力分配比k(例如，k＝0)，以使得重点地对直流电源10b进行充电，就能够执行电力调整控制。或者，在PB模式下，也能够执行电压调整控制，以使得由来自直流电源10a的输出电力和来自负载的再生电力这两者来自直流电源10b这两者来对直流电源10b进行充电。

或者，通过选择bB模式来仅将直流电源10b作为从负载30的再生电力的充电对象，从而也能够执行电压调整控制。

图19中示出用于说明相对于输出电压VH的变化的电源系统的损失特性的第2示意图。在图19中，也与图17同样地示出负载30的工作点(电动发电机35的转速和转矩)、即负载电力PL为相同之下的相对于输出电压VH的变化的电源系统的损失特性。

参照图19，负载损失Pld在VH＝VHrq时变为最小。但是，通过SD模式的应用，转换器损失Pcv变为最小的VH＝Va+Vb高于VHrq。

因此，如图19的例子那样，在VH＊(VHrq)＜Va+Vb的情况下执行电压调整控制，以使Va+Vb朝着VH＊下降。

图20中示出使Va+Vb下降的电压调整控制的动作波形例。

参照图20，在时刻tx以前，Va+Vb高于根据VH＊控制的输出电压VH。因此，为了应用在效率方面有利的SD模式，从时刻tx开始进行电压调整控制。在图20的例子中，为了使Va+Vb朝着VH＊下降，执行电压调整控制，以使得通过对直流电源10b放电，电压Vb下降。

在图20的例子中，与图18同样地，通过主要由直流电源10a、10b间的电力循环、具体地说是直流电源10b的输出电力对直流电源10a进行充电，执行电压调整控制。由电压变化大的直流电源10b的放电引起的电压Vb的下降量大于由电压变化小的直流电源10a的充电引起的电压Va的上升量，因此，与电压调整控制的执行前相比，电压Va+Vb下降。

与图18同样地，当在时刻tb、(Va+Vb)与VH(VH＊＝VHrq)的电压差小于预定的基准值时，结束电压调整控制。在时刻ta以后，应用SD模式。在图20中，也在时刻ta，工作模式从PB模式切换到SD模式。由此，在根据VH＊＝VHrq控制的输出电压VH与Va+Vb变为同等的状态下，能够应用SD模式。由此，通过使转换器损失Pcv和负载损失Pld这两者降低，能够提高电源系统5的整体效率。

再有，图20中示出了以电力循环控制为主的电压调整控制的动作例，但在负载30的动力运行动作时(即，PH＞0，PL＞0)，通过不伴随电力循环而重点地对直流电源10b进行放电，也能够执行用于使Va+Vb下降的电压调整控制。在该情况下，通过在PB模式的选择下设定电力分配比k(例如，k＝0)，以使得重点地对直流电源10b进行放电，从而能够执行电力调整控制。或者，在PB模式下，通过使来自直流电源10b的输出电力大于负载电力PL(Pb＞PL)，也能够执行电压调整控制，以使得伴随对直流电源10a进行充电的电力循环来供给负载电力PL。另外，通过选择bB模式来仅由直流电源10b供给负载电力PL，从而也能够执行电压调整控制。

图21是用于说明按照本实施方式1的与由电力转换器控制进行的电压调整控制相关的控制构成的功能框图。再有，以图21为代表的各功能框图中记载的各功能块设为通过由控制装置40进行的硬件和/或软件处理来实现。

参照图21，VHrq设定部610根据负载30的工作状态来设定负载要求电压VHrq。如图2的构成例那样，在负载30包含电动发电机35的情况下，能够基于电动发电机35的转速和转矩来决定负载要求电压VHrq。或者，作为负载30的工作状态，也能够使用搭载有电动发电机35的电动车辆的工作状态(车速、加速器开度等)来设定负载要求电压VHrq。

工作模式选择部600基于根据负载的30的工作状态求出的负载要求电压VHrq以及负载电力指令值PL＊、和直流电源10a、10b的工作状态(电源状态)，来选择工作模式。工作模式选择部600生成表示工作模式的选择结果的模式选择信号MD。再有，负载电力指令值PL＊相当于在负载30根据工作指令而工作的情况下的负载电力PL。例如，负载电力指令值PL＊能够从电动发电机35的转速和转矩指令值求出。

转换器指令生成部700基于模式选择信号MD和负载要求电压VHrq，生成电压指令值VH＊。转换器指令生成部700进一步基于负载电力指令值PL＊、模式选择信号MD、循环电力值Pr、电压调整标志Fvb、电力上限值Pamax、Pbmax、电力下限值Pamin、Pbmin来设定被进行电流控制的直流电源10a的电力指令值Pa＊。

电压调整控制部710基于直流电源10a、10b的电压Va、Vb和电压指令值VH＊来生成表示是否需要执行电压调整控制的电压调整标志Fvb。电压调整标志Fvb在电压调整控制执行时被激活(on)，而在电压调整控制不执行时被无效(off)。进而，电压调整控制部710根据电压调整控制的执行和不执行来设定用于电力循环的循环电力值Pr。

循环电力值Pr是为了通过变动直流电源10a和10b间的电力平衡或使之产生电力循环来调整电压容易变化的直流电源10b的电压而设定的。当循环电力值Pr被设定为正值时，直流电源10a的电力Pa向正方向(放电方向)变动，而直流电源10b的电力Pb向负方向(充电方向)变动。因此，在使直流电源10b的电压上升的情况下，设定为Pr＞0的正值。相反地，当循环电力值Pr被设定为负值时，电力Pa向负方向变动，而电力Pb向正方向变动。因此，在使直流电源10b的电压下降的情况下，设定为Pr＜0的负值。另外，在不需要调整直流电源10b的电压的情况下设定为Pr＝0。

电力上限值设定部720基于直流电源10a、10b的状态来设定电力上限值Pamax、Pbmax。各电力上限值表示放电电力的上限值，设定为0或正值。在设定为电力上限值＝0时，表示禁止从直流电源放电的意思。例如，电力上限值Pamax可基于直流电源10a的SOCa和温度Ta来设定。对于电力上限值Pbmax，也与Pamax同样地能够基于直流电源10b的状态(SOCb、Tb，Ib，Vb)来设定。

电力下限值设定部730基于直流10a、10b的状态来设定电力下限值Pamin、Pbmin。各电力下限值表示充电电力的上限值，设定为0或负值。在设定为电力下限值＝0时，表示禁止直流电源充电的意思。例如，电力下限值Pamin可基于直流电源10a的SOCa和温度Ta来设定。对于电力下限值Pbmin，也与Pamin同样地能够基于直流电源10b的状态(SOCb、Tb，Ib，Vb)来设定。

再有，能够根据电力上限值Pamax、Pbmax来设定直流电源10a、10b整体的总电力PH的电力上限值PHmax(PHmax＝Pamax+Pbmax)以及电力下限值PHmin(PHmin＝Pamin+Pbmin)。负载30的工作指令被限制为使得负载电力指令值PL＊处于PHmin≤PL＊≤PHmax的范围内。由此，能够不使直流电源10a、10b的过充电以及过放电而使负载30进行工作。

图22是用于说明按照来自的转换器指令生成部700的工作指令值的电力转换器50的控制构成的功能框图。

参照图22，占空比运算部300根据由转换器指令生成部700设定的电力指令值Pa＊、电压指令值VH＊，通过直流电源10a的电力Pa(电压Va、电流Ia)以及输出电压VH的反馈控制，计算式(1)、(2)的占空比Da、Db。

如上述那样，在PB模式下，通过将被进行电流控制的直流电源(在此为直流电源10a)的电流指令值Ia＊设定为Ia＊＝Pa＊/Va，能够通过运算基于电流Ia的反馈控制的占空比Da，将电力Pa控制为电力指令值Pa＊。

另一方面，对于被进行电压控制的直流电源(在此为直流电源10b)，能够通过运算基于输出电压VH的反馈控制的占空比Db，将输出电压VH控制为电压指令值VH＊。

PWM控制部400通过基于由占空比运算部300设定的占空比Da、Db以及来自载波发生部410的载波CWa、CWb的脉冲宽度调制控制来生成开关元件S1～S4的控制信号SG1～SG4。由PWM控制部400进行的脉冲宽度调制控制和控制信号SG1～SG4的生成与使用图9和图10说明过的情况同样地执行，因此不反复进行详细的说明。

由此，能够将输出电压VH反馈控制为电压指令值VH＊，并且将直流电源10a的电力Pa反馈控制为电力指令值Pa＊。另外，按照电压指令值Pa＊的直流电源10a的输出控制、和按照电压指令值VH的直流电源10b的输出控制的结果，对于直流电源10b的电力Pb，也能够控制为Pb＝PL＊－Pa＊。

再有，在aB模式和bB模式下，仅执行按照电压指令值VH＊的电压控制。即，基于输出电压VH和电压指令值VH＊，仅计算占空比Da、Db中的一方，并且通过基于载波CWa或CWb的脉冲宽度调制控制来生成控制信号SG1～SG4，以使得控制图7或图8所示的升压斩波电路。因此，所使用的直流电源10a或10b的电压Va或Vb根据伴随电压控制的总电力PH而上升或下降。

再次参照图21，工作模式选择部600基本上按照负载30的状态(VHreq，PL＊)和直流电源10a、10b的状态来选择工作模式。

转换器指令生成部700按照工作模式设定电压指令值VH＊。基本上，在执行采用开关控制的输出电压控制的PB模式、SB模式、aB模式以及bB模式中，电压指令值VH＊根据负载要求电压VHrq来设定。另一方面，在SD模式、PD模式、aD模式以及bB模式中，如图3所示，输出电压VH由电压Va和/或Vb唯一地决定。因此，在这些的直接连接模式中，电压指令值VH＊能够设定为按照各模式下的电压Va和/或Vb的电压值。

进而，转换器指令生成部700通过在PB模式下适当地设定电力指令值Pa＊，能够控制直流电源10a、10b间的电力分配比。例如，电力分配比优选为按照直流电源10a、10b的状态和负载电力(PL＊)来设定，以使得电力转换器50和直流电源10a、10b的电力损失变低。

电压调整控制部710基于电压Va+Vb和电压指令值VH＊的比较来控制电压调整标志Fvb的激活和无效(非激活)。例如，当Va+Vb与VH＊的电压差(|Va+Vb－VH＊|)大于预定的判定值Vt时，电压调整标志Fvb被激活，而当|Va+Vb－VH＊|≤Vt时，电压调整标志Fvb被无效。判定值Vt被设定为使得能够检测出Va+Vb与VH＊大致一致。

再有，电压调整标志Fvb通过由多位构成，以还包括与Va+Vb和VH＊的高低有关的信息的方式来生成。即，设为能够由电压调整标志Fvb来指示执行使Va+Vb上升的电压调整控制(Va+Vb＜VH＊时)和使Va+Vb下降的电压调整控制(Va+Vb＞VH＊时)中的哪一个。

再有，对于电压调整控制的执行和不执行，除了Va+Vb和VH＊的电压差以外，也可以进一步组合负载30和/或直流电源10a、10b的状态来进行控制。例如，通过限于预定条件成立时允许电压调整控制的执行，从而能够在该预定条件不成立时无论电压差如何都使电压调整控制成为不执行。该预定条件能够任意地设定，例如，在负载30包含电动车辆的电动发电机35的情况下，优选为根据电动车辆的行驶状态来允许电压调整控制的执行。另外，在Va+Vb和VH＊的电压差过大的情况下，也优选为电压调整控制设为不执行。

在不执行电压调整控制时、即电压调整标志Fvb无效时，工作模式选择部600和转换器指令生成部700根据上述的基本控制来生成模式选择信号MD、电压指令值VH＊以及电力指令值Pa＊(PB模式)。另外，在电压调整标志Fvb无效时，循环电力值设定为零(Pr＝0)。

在执行电压调整控制时、即电压调整标志Fvb激活时，工作模式选择部600和转换器指令生成部700的工作如以下这样修正。

工作模式选择部600在执行电压调整控制时(电压调整标志激活时)，基本上为了控制直流电源10a、10b间的电力分配而选择PB模式。

转换器指令生成部700在PB模式下，当执行使Va+Vb上升的电压调整控制时，设定电力指令值Pa＊，以使得促进直流电源10b的充电。在该情况下，设定为Pr＞0，因此，与不执行时电压调整控制相比，电力指令值Pa＊向放电侧变动来设定。其中，电力指令值Pa＊设定在Pamin≤Pa＊≤Pamax的范围内。

在负载30动力运行工作时(PL＊＞0)，通过根据循环电力值Pr设为Pa＊＞PL＊，能够伴随着电力循环而使直流电源10b的电压Vb快速地上升。

另一方面，在负载30再生工作时(PL＊＜0)，通过以降低Pa＊相对于PL＊的比率的方式设定电力指令值Pa＊，能够通过重点地对直流电源10b充电来使电压Vb+Vb上升。进而，通过根据循环电力值Pr设为Pa＊＞0，能够伴随着电力循环而使直流电源10b的电压Vb快速地上升。

转换器指令生成部700在PB模式下，当执行使Va+Vb下降的电压调整控制时，设定电力指令值Pa＊，以促进直流电源10b的放电。在该情况下，设定为Pr＜0，因此，与不执行电压调整控制时相比，电力指令值Pa＊向充电侧移动来设定。电力指令值Pa＊总是设定在Pamin≤Pa＊≤Pamax的范围内。

在负载30动力运行工作时(PL＊＞0)，通过以降低Pa＊相对于PL＊的比率的方式设定电力指令值Pa＊，能够通过重点地对直流电源10b进行放电来使电压Vb+Vb下降。进而，通过根据循环电力值Pr设为Pa＊＜0，能够伴随着电力循环而使直流电源10b的电压Vb快速地下降。

另一方面，在负载30再生工作时(PL＊＜0)，通过根据循环电力值Pr而设为Pa＊＜PL＊，能够伴随着电力循环使直流电源10b的电压Vb快速地下降。

另外，在PB模式下，即使在负载电力指令值PL＊＝0时，也能够通过设定循环电力值Pr来执行电压调整控制。具体地说，通过设定为Pr＞0，即使是PL＊＝0，也能够通过直流电源10a和10b间的充放电来执行使Va+Vb上升的电压调整控制。同样地，当设定为Pr＜0时，能够执行使Va+Vb下降的电压调整控制。

另外，转换器指令生成部700在使直流电源10a成为不使用来执行电压调整控制的情况下，能够选择bB模式。但是，在bB模式选择时不能进行电力循环，因此Va+Vb的变化方向(上升/下降)根据负载电力指令值PL＊和电压指令值VH＊来决定。因而，在bB模式下，对于使Va+Vb上升的电压调整控制，能够限定为在负载30再生工作时(PL＊＜0)或输出电压VH下降时(VH＞VH＊)被执行。同样地，使Va+Vb下降的电压调整控制能够限定为在负载30动力运行工作时(PL＊＞0)或输出电压VH上升时(VH＜VH＊)被执行。

再有，原理上，通过aB模式的选择而使电压Va上升或下降，从而也能够执行使Va+Vb朝着VH＊变化的电压调整控制。例如，也可以在由于直流电源10b的SOC或温度等的制约而难以使电压Vb向使Va+Vb与VH＊一致的方向变化的情况下，通过选择aB模式使直流电源10a的电压Va变化来执行电压调整控制。但是，对于由相同电力量的充放电产生的电压变化量，电压Vb的电压变化量大于电压Va的电压变化量，因此在通常时能够通过优先地使电压Vb变化，来有效地执行电压调整控制。

如以上说明的那样，根据本实施方式1的电力转换器控制，能够以组合输出电压控制和电压调整控制的方式来控制电力转换器50，输出电压控制是根据按照负载状态设定的电压指令值VH＊来控制输出电压VH的控制，电压调整控制是用于使直流电源10a、10b的电压之和(Va+Vb)与电压指令值VH＊一致的控制。特别是，通过使电压变化大的直流电源10b的电压向使之与电压指令值VH＊一致的方向变化，能够有效地执行电压调整控制。

电压调整控制的结果是，在与负载状态对应的输出电压VH下，能够应用电力转换器50的损失得到抑制的SD模式(串联直接连接模式)。由此，能够控制工作模式的选择，以使得提高电源系统整体的效率。

进而，在PB模式时，通过组合直流电源10a、10b间的电力循环，能够使Va+Vb快速地与电压指令值VH＊一致。特别是，当使用电力循环时，无论负载电力PL是正还是负(动力运行/再生)，都能够执行电压调整控制，以使得使Va+Vb向任意的方向变化。

另外，通过应用aB模式或bB模式，即使在难以在直流电源10a、10b的一方中产生用于电压调整控制的电压变化的情况下，也能够以仅使电压Va、Vb的一方变化的方式执行电压调整控制。

[实施方式2]

当通过在实施方式1中说明的电压调整控制而从VH＞Va+Vb的状态成为VH＝Va+Vb的状态时，担心会由于电压Vb上升而使得来自负载30的再生电力的回收能力下降。特别是，如图2中例示的那样，在电源系统5被搭载于电动车辆中的情况下，车辆行驶时的从电动发电机35的再生电力的回收对电动车辆的能量效率影响很大。即，当考虑应用到电动车辆时，若一律地执行电压调整控制，会担心能量效率反而会因再生能量的回收量下降而下降。

在实施方式2中，对按照实施方式1的电源系统5搭载于电动车辆的状况下的按照行驶状况的电压调整控制进行说明。以下，作为一例，对高速行驶时的电压调整控制进行说明。

图23是说明电动车辆的高速行驶模式(pattern)的例子的示意图。

参照图23，电动车辆从时刻t1开始行驶，从时刻t2开始成为以大致恒定的车速持续高速行驶的高速巡航状态。

在图23中由实线所示的行驶模式PT1下，在时刻t3以后也以与时刻t2～t3同等的速度继续行驶。即，在行驶模式PT1中，高速巡航长时间持续。例如，在高速公路上长时间行驶的时候，成为行驶模式PT1。

另一方面，在图23中由实线所示的行驶模式PT2下，在时刻t3结束高速巡航而进行伴随着加减速的行驶。因而，行驶模式PT2表示在高速行驶开始后高速巡航在较短时间内结束的行驶状况。

如此，电动车辆的高速行驶根据高速巡航的持续时间的长短而分类为行驶模式PT1和PT2中的任一种。

在此，在直流电源10b由电容器构成的情况下，SOCb由如下式(5)来表示。

SOCb＝(1/2)×C×Vb2…(5)

因此，当电压Vb上升，SOCb变高时，能够通过直流电源10b的充电来回收的再生能量减少。相反地，当电压Vb下降，SOCb变低时，能够通过直流电源10b的充电来回收的再生能量增加。

因此，在发生了如行驶模式PT2那样的车辆减速的情况下，电压Vb低的一方从再生能量的回收方面来看是有利的。特别是，在高速行驶时，车辆的动能大，因此通过再生制动而得到的再生能量也大。

另一方面，在高速行驶时，由于电动发电机35的转速也高，存在负载损失Pld变大的倾向。因而，在高速行驶长时间持续的高速巡航时，最好是通过在VH＝VHrq的状态下应用SD模式，提高电动车辆的能量效率。

但是，在高速行驶时，负载要求电压VHrq也随着电动发电机35的转速上升而上升。因此，当通过电压调整控制而使Va+Vb与VH＊(VH＊＝VHrq)一致时，担心减速时的再生能量的回收量会由于电压Vb上升而下降。

因而，对于高速巡航长时间持续的行驶模式PT1，提高高速巡航中的能量效率尤为重要。即，通过应用电压调整控制来提高高速巡航中的能量效率的好处超过因通过电压调整控制而Vb上升所导致的再生能量的回收量下降的弊端。

相对于此，对于高速行驶状态为在较短时间(时刻t2～t3)内结束的行驶模式PT2，由电压调整控制的应用而产生的高速巡航的高效率化的好处小，因此通过使电压调整控制成为不执行而使电压Vb不上升从而确保减速时的再生能量的回收量这方面的好处大。

如此，电压调整控制优选为在预测到高速巡航长时间持续时执行。因此，在实施方式2中，基于对是否持续长时间高速巡航的行驶模式的预测，判断是否需要进行实施方式1中说明的电压调整控制。

图24是用于说明按照本实施方式2的与由电力转换器控制进行的电压调整控制有关的控制构成的功能框图。

将图24与图19相比，在按照实施方式2的控制构成中，还设置行驶模式预测部750。行驶模式预测部750根据导航系统中的地图信息和交通拥堵信息、或者基于所储存的过去的行驶历史记录的学习等，取得用于预测行驶模式的行驶信息。

行驶模式预测部750基于所取得的行驶信息来生成电压调整允许标志Fpt。电压调整允许标志Fpt在为应该应用电压调整控制的行驶状况的情况下被激活，而在不是应该应用电压调整控制的行驶状况的情况下被无效。

作为一例，如用图23说明的那样，在向高速公路进入前(时刻t2以前)，基于由导航系统取得的行驶信息(地图信息、目的地设定以及路径搜索结果等)，由行驶模式预测部750预测高速行驶成为行驶模式PT1和PT2中的哪一种。行驶模式预测部750在预测出行驶模式PT1时将电压调整允许标志Fpt激活，而在预测出行驶模式PT2时，将电压调整允许标志Fpt无效。

电压调整控制部710基于来自行驶模式预测部750的电压调整允许标志Fpt，生成电压调整标志Fvb。具体地说，电压调整控制部710在电压调整允许标志Fpt为激活的情况下，与实施方式1同样地，按照Va+Vb与VH＊的电压差(|Va+Vb－VH＊|)和判定值Vt的比较而使电压调整标志Fvb激活。即，当|Va+Vb－VH＊|≤Vt时，电压调整标志Fvb被无效。相对于此，电压调整控制部710在电压调整允许标志Fpt无效时使电压调整标志Fvb无效。

进而，在实施方式2中，在电压调整标志Fvb激活时、即执行电压调整控制时，选择性地使指示伴随电力循环的电压调整控制的标志Fcr、和指示不伴随电力循环而使用行驶负载(即伴随动力运行或再生的负载电力)的电压调整控制的标志Fpl激活。标志Fcr和Fpl被反映在工作模式选择部600的工作模式选择和由转换器指令生成部700进行的电力指令值Pa＊的设定中。

图24所示的其余部分的构成以及功能与图21所示的情况是同样的，因此不反复进行说明。

图25是用于说明反映了与行驶状况相应的电压调整允许标志Fpt的电压调整控制的控制处理的流程图。图25所示的控制处理通过控制装置40执行预先存储的程序来实现。

参照图25，控制装置40通过步骤S100判定电压调整允许标志Fpt是否为激活。在电压调整允许标志Fpt为激活时(S100的判定为“是”时)，处理进入步骤S120。

控制装置40在步骤S120中按照Va+Vb和VH＊的电压差来开启执行电压调整控制。即，当|Va+Vb－VH＊|＞Vt时，电压调整标志Fvb被激活。另一方面，当|Va+Vb－VH＊|≤Vt时，电压调整标志Fvb被无效，电压调整控制成为不执行。

控制装置40在执行电压调整控制时通过步骤S130来根据行驶状态和电压关系选择性地设定电压调整方法。

在图26中示出用于说明电压调整控制中的电压调整方法的选择性的设定的图表。

参照图26，电压调整方法根据电压Va+Vb与电压指令值VH＊的关系、和电动车辆为加速中及减速中的哪一种来选择。

在电动车辆加速中，通过负载电力(PL＞0)的供给，能够使直流电源10b进行放电。即，当VH＜Va+Vb时，通过利用了行驶负载的直流电源10b的放电，能够使电压Vb有效地下降。因此，在电动车辆加速中且VH＜Va+Vb时，为了执行利用了行驶负载的电压调整控制，标志Fpl被激活。此时，工作模式能够应用PB模式或bB模式中的某一种。

相反地，当VH＞Va+Vb时，不能利用行驶负载使电压Vb上升，因此为了进行电压调整控制，需要电力循环。在该情况下，通过设为直流电源10a的电力指令值Pa＊＞PL，能够使用于对直流电源10b充电的电力循环得以产生。因此，在电动车辆加速中且VH＞Va+Vb时，为了执行伴随电力循环的电压调整控制，标志Fcr被激活。此时，工作模式需要设为PB模式。但是，在电力循环时，在负载电力PL的供给之外，电力转换器50内会产生电力损失，因此担心效率下降。

在电动车辆减速中，能够通过负载电力(PL＜0)对直流电源10b充电。即，当VH＞Va+Vb时，通过利用了行驶负载的直流电源10b的充电，能够使电压Vb有效地上升。因此，在电动车辆减速中且VH＞Va+Vb时，为了执行利用了行驶负载的电压调整控制，标志Fpl被激活。此时，工作模式能够应用PB模式或bB模式中的某一种。另外，设定为Pr＞0。

相反地，当VH＜Va+Vb时，不能利用行驶负载使电压Vb下降，因此为了进行电压调整控制，需要电力循环。在该情况下，通过设为直流电源10a的电力指令值Pa＊＜PL，能够产生用于使直流电源10b放电的电力循环。因此，在电动车辆减速中且VH＜Va+Vb时，为了执行伴随电力循环的电压调整控制，标志Fcr被激活。此时，工作模式需要设为PB模式。另外，设定为Pr＜0。

根据图26所示的电力调整方法的选择，通过积极地利用行驶负载使电压Vb上升或下降，能够抑制电力调整控制中的电力循环的频率。由此，能够抑制伴随电压调整控制的电力转换器50的电力损失，因此能够提高电源系统5和电动车辆整体的能量效率。

再次参照图25，控制装置40在执行电压调整控制时根据由步骤S130选择出的电压调整方法来选择工作模式(工作模式选择部600)，并且生成电力转换器50的工作指令(转换器指令生成部700)。

控制装置40在电压调整允许标志Fpt无效时(S100的判定为“否”时)，基本上使处理进入步骤S140，使电压调整控制成为不执行。即，即使是|Va+Vb－VH＊|＞Vt，电压调整标志Fvb也被无效。

但是，当着眼于再生能量的回收时，使电压Vb尽可能下降为上策。因此，控制装置40在电压调整允许标志Fpt无效时(S100的判定为“否”时)，优选为通过步骤S110比较电压Va+Vb和电压指令值VH＊。并且，控制装置40在VH＜Va+Vb时(S110的判定为“是”时)，即使电压调整允许标志Fpt被无效，也使处理进入步骤S120。由此，在VH＜Va+Vb的情况下，能够积极地执行使Vb下降的电压调整控制，因此能够期待提高车辆行驶中的再生能量的回收量。

根据图25所示的控制处理，在高速行驶时预测出图23所示的行驶模式PT1的情况下，通过执行电压调整控制，能够在与负载状态对应的输出电压VH中应用了SD模式(串联直接连接模式)的状态下进行高速巡航。由此，通过较长时间持续的高速巡航中的电源系统5的损失下降，能够提高电动车辆的能量效率。

另一方面，在预测出图23所示的行驶模式PT2的情况下，用于使电压Vb上升的电压调整控制成为不执行。由此，通过与高速巡航在较短时间内结束这一状况对应地，与高速巡航时的损失降低相比而重视提高减速时的再生能量回收量，能够提高电动车辆的能量效率。

再有，在实施方式2中，说明了控制高速行驶时的电压调整控制的执行/不执行，但不限于高速行驶时，也能够基于其他的情景下的行驶状况来进行同样的控制。即，对于基于行驶信息的电压调整允许标志Fpt的激活无效的设定，能够任意地进行设定。

如此，根据实施方式2的电力转换器控制，能够与电源系统应用于电动车辆的情况对应地，根据行驶状况适当地控制电压调整控制的执行和不执行。即，电压调整控制的结果是，能够控制电力转换器50，以使得经过行驶的总的能量效率不会因再生能量的回收量下降而下降。

再有，通过在VH＜Va+Vb的状况下积极地执行电压调整控制，能够从SD模式的应用频率增大和再生能量的回收量增大这两者提高能量效率。

[实施方式3]

在实施方式3中，对于应用实施方式1及2中说明的电力调整控制的用于控制直流电源10a、10b的输出的电力转换器控制的优选的变形例进行说明。特别是，对能够应用电力循环的PB模式下的控制进行说明。

图27是说明按照实施方式3的电力转换器控制的基本概念的图。

参照图27，输出电压VH在总电力PH大于负载电力PL的状态(PH＞PL)下上升，而在PH＜PL的状态下下降。因此，在按照本实施方式3的电力转换器控制中，根据输出电压VH的相对于电压指令值VH＊的电压偏差ΔVH来设定总电力PH的指令值。进而，通过在电力Pa和Pb之间分配总电力PH，对各直流电源10a、10b这两者的输出进行电力控制(电流控制)。

(PB模式下的控制工作)

首先，对电压调整控制时主要使用的能够进行电力分配控制的PB模式下的电力转换器控制进行说明。

图28和图29是用于说明按照实施方式3的电力转换器控制的框图。在图28中示出用于设定各直流电源的电力指令值的控制运算的构成，并且图29中示出用于根据所设定的电力指令值控制各直流电源的输出的控制运算的构成。

参照图28，电压控制部200基于输出电压VH的电压偏差来设定直流电源10a、10b的电力指令值Pa＊、Pb＊。电压控制部200具有偏差运算部210、控制运算部220、限制器230、电力分配部240、循环电力加法部250、限制器260、减法部270。

偏差运算部210根据电压指令值VH＊和输出电压VH的检测值之差来算出电压偏差ΔVH(ΔVH＝VH＊－VH)。控制运算部220基于电压偏差ΔVH算出电压控制所需的总电力PHr。例如，控制运算部220通过PI运算，根据如下式(6)设定PHr。

PHr＝Kp·ΔVH+Σ(Ki·ΔVH)…(6)

式(6)中的Kp是比例控制增益，Ki是积分控制增益。这些控制增益中也反映平滑电容器CH的容量值。通过根据式(6)设定总电力PHr，能够实现用于降低电压偏差ΔVH的反馈控制。或者，反映根据负载30的工作状态和工作指令值而预测出的负载电力指令值PL＊，也能够根据式(7)设定所要求的总电力PHr。如此，能够以对负载30的电力消耗进行前馈的形式控制输出电压VH。

PHr＝Kp·ΔVH+Σ(Ki·ΔVH)+PL＊…(7)

限制器230限制电力指令值PH＊，以使得为PHmax～PHmin的范围内。如果当PHr＞PHmax时，由限制器230设定成为PH＊＝PHmax。同样地，当PHr＜PHmim时，限制器230设定为PH＊＝PHmin。另外，当PHmax≥PHr≥PHmin时，直接设定为PH＊＝PHr。由此，确定总电力指令值PH＊。

电力分配部240基于总电力指令值PH＊和电力分配比k来算出直流电源10a应分担的电力k·PH＊。电力分配比k能够根据负载电力指令值PL＊设定，以使得电力转换器50和直流电源10a、10b的电力损失变低。例如，预先作成用于根据负载电力指令值PL＊唯一地决定电力分配比k的映射(map)。

循环电力加法部250通过对由电力分配部240算出来的k·Pa＊和由电压调整控制部710设定的循环电力值Pr进行相加，算出直流电源10a要求的电力Par(Par＝k·Pa＊+Pr)。

限制器260限制直流电源10a的电力指令值Pa＊，以使得成为由电力上限值设定部720和电力下限值设定部730设定的Pamax～Pamin的范围内。如果Par＞Pamax时，由限制器260修正为Pa＊＝Pamax。同样地，当Par＜Pamim时，限制器260修正为Pa＊＝Pamin。另外，当Pamax≥Par≥Pamin时，直接设为Pa＊＝Par。由此，确定直流电源10a的电力指令值Pa＊。

减法部270通过从总电力指令值PH＊减去电力指令值Pa＊，设定直流电源10b的电力指令值Pb＊(Pb＊＝PH＊－Pa＊)。

图30是用于说明采用根据图28设定的电力指令值的电源系统内的能量流的示意图。

参照图30，将输出电压VH控制为电压指令值VH＊所需的总电力指令值PH＊根据电力分配比k分配为电力指令值Pa＊、Pb＊。即，基本上设定为Pa＊＝k·PH、Pb＊＝(1－k)·PH＊。由此，能够在控制直流电源10a、10b间的电力分配之后，相对于电力线20输入输出按照用于控制输出电压VH的总电力指令值PH＊的电力。

进而，通过设定循环电力值Pr，由从直流电源10a的输出电力对直流电源10b充电(Pr＞0)、或者由从直流电源10b的输出电力对直流电源10a充电(Pr＜0)，从而能够实现采用电力循环的电压调整控制。

另外，电力指令值Pa＊被限制器260可靠地限制在Pamax～Pamin的范围内，因此能够包含直流电源10a免受过电力的危害。即，能够防止直流电源10a的过充电以及过放电。另外，如上述那样，通过限制为负载电力PL成为PHmin～PHmax的范围内，对于直流电源10b也能够谋求间接的防止发生过电力的保护。

再次参照图29，控制装置40包括用于根据电力指令值Pa＊、Pb＊控制从直流电源10a、10b的输出的占空比运算部300、PWM控制部400以及载波发生部410。占空比运算部300包括用于通过电流控制来控制直流电源10a的输出的电流控制部301和通过电流控制来控制直流电源10b的输出的电流控制部310。

电流控制部301具有电流指令生成部302、偏差运算部304、控制运算部306、FF加法部308。

电流指令生成部302基于电力指令值Pa＊和电压Va的检测值来设定直流电源10a的电流指令值Ia＊(Ia＊＝Pa＊/Va)。偏差运算部304根据电流指令值Ia＊和电流Ia的检测值之差来算出电流偏差ΔIa(ΔIa＝Ia＊－Ia)。控制运算部306基于电流偏差ΔIa算出电流反馈控制的制御量Dfba。例如，控制运算部306通过PI运算，根据如下式(8)算出控制量Dfba。

Dfba＝Kp·ΔIa+Σ(Ki·ΔIa)…(8)

式(8)中的Kp是比例控制增益，Ki是积分控制增益。这些控制增益独立于式(6)而进行设定。

另一方面，电压前馈控制的FF控制量Dffa按照通过对Da求解式(1)而得到的Da＝(VH－Va)/VH，根据式(9)来设定。

Dffa＝(VH＊－Va)/VH＊…(9)

FF加法部308通过对FB控制量Dfba和FF控制量Dffa进行相加，算出与直流电源10a的输出控制相关的占空比Da。与式(1)同样地，占空比Da相当于在直流电源10a的电压Va和输出电压VH之间进行DC/DC转换时的升压斩波电路(图7)的下臂元件(开关元件S3、S4)被接通的期间的占空比。

同样地，与直流电源10b对应的电流控制部310具有电流指令生成部312、偏差运算部314、控制运算部316、FF加法部318。

电流指令生成部312基于电力指令值Pb＊和电压Vb的检测值来设定直流电源10b的电流指令值Ib＊(Ib＊＝Pb＊/Vb)。偏差运算部314根据电流指令值Ib＊和电流Ib的检测值之差来算出电流偏差ΔIb(ΔIb＝Ib＊－Ib)。控制运算部316基于电流偏差ΔIb算出电流反馈控制的制御量Dfbb。例如，控制运算部316通过PI运算，根据如下式(10)算出控制量Dfbb。

Dfbb＝Kp·ΔIb+Σ(Ki·ΔIb)…(10)

式(14)中的Kp是比例控制增益，Ki是积分控制增益。这些控制增益独立于式(6)以及式(8)而进行设定。

另一方面，电压前馈控制的FF控制量Dffb按照通过对Db求解式(2)而得到的Db＝(VH－Vb)/VH，根据式(11)来设定。再有，在式(11)中，电压指令值VH＊也可以为输出电压VH的检测值。

Dffb＝(VH＊－Vb)/VH＊…(11)

FF加法部318通过对FB控制量Dfbb和FF控制量Dffb进行相加，算出与直流电源10b的输出控制相关的占空比Db。与公式(2)同样地，占空比Db相当于升压斩波电路(图8)的下臂元件(开关元件S2、S3)被接通的期间的占空比。

PWM控制部400通过基于由电流控制部301、310设定的占空比Da、Db以及来自载波发生部410的载波CWa、CWb的脉冲宽度调制控制来生成开关元件S1～S4的控制信号SG1～SG4。由PWM控制部400进行的脉冲宽度调制控制和控制信号SG1～SG4的生成与使用图9和图10说明过的情况同样地执行，因此不反复进行详细的说明。

如此，根据按照实施方式3的电力转换器控制，通过在PB模式下的DC/DC转换中将输出电压VH的电压偏差转换为电力指令值，并对各直流电源10a、10b的输出进行电流控制，能够将输出电压VH控制为电压指令值VH＊。特别是，按照实施方式3的电力转换器控制反映用于电压调整控制的循环电力值Pr，能够直接控制直流电源10a、10b的充放电电力，因此适合于与实施方式1和2中说明的电力调整控制的组合。

按照实施方式3的电力转换控制也能够应用到存在由电力调整控制来选择的可能性的aB模式和bB模式。

在aB模式下，通过图7(a)、图7(b)所示的开关动作，由开关元件S1～S4形成的升压斩波电路使直流电源10b成为不使用，而在直流电源10a和电力线20(负载30)之间执行双向的DC/DC转换。因此，在aB模式下，根据基于用于控制直流电源10a的输出的占空比Da的控制脉冲信号SDa，控制开关元件S1～S4。具体地说，构成图7(a)、图7(b)所示的升压斩波电路的下臂元件的开关元件S3和S4根据控制脉冲信号SDa而被共同地进行接通断开控制。同样地，构成升压斩波电路的上臂元件的开关元件S1和S2根据控制脉冲信号/SDa而被共同地进行接通断开控制。

再次参照图28，在aB模式下，也与PB模式同样地，由偏差运算部210、控制运算部220以及限制器230基于输出电压VH的电压偏差ΔVH来设定总电力指令值PH＊。再有，由于直流电源10b被设为不使用，因此提供给限制器230的电力上限值PHmax和电力下限值PHmin可设定为与直流电源10a的电力上限值Pamax和电力下限值Pamin同等。与之对应地，在aB模式下，负载30的工作指令值以被限制在成为Pamin≤PL≤Pamax的范围内的方式生成。

在aB模式下，由于直流电源10b被设为不使用，因此固定为Pr＝0。进而，通过固定为电力分配比k＝1.0，设定为电力指令值Pa＊＝PH＊，另一方面，设定为电力指令值Pb＊＝0。此时，能够通过限制器260进行保护，以使得电力指令值Pa＊不会超出Pamax～Pamin的范围，即直流电源10a中不会产生过电力。因此，在aB模式下，也能够使限制器230和260中的一方成为不工作。

进而，在图29的构成中，电流反馈控制仅对直流电源10a执行。即，与PB模式同样地，电流控制部301通过基于根据电力指令值Pa＊设定的电流指令值Ia与电流Ia的检测值的电流偏差的式(6)所示的反馈控制、和基于式(7)所示的电压比的前馈控制，算出占空比Da(Da＝Dfba+Dfba)。

相对于此，在aB模式下，如上述那样不需要控制脉冲信号SDb，因此电流控制部310的工作能够停止。即，停止占空比Db的运算。

在aB模式下，负载电力PL和电力指令值Pa＊也被限制器260和/或290可靠地限制在Pamax～Pamin的范围内。因而，能够包含单独使用的直流电源10a免受过电力的危害。另外，在aB模式下，通过直流电源10a的电流Ia的反馈控制来计算占空比Da，从而与仅通过输出电压VH的反馈控制来计算占空比Da的控制相比，能够快速地消除电压偏差ΔVH。

(bB模式下的控制工作)

在bB模式下，通过图8(a)、图7(b)所示的开关动作，由开关元件S1～S4形成的升压斩波电路使直流电源10a成为不使用，而在直流电源10b和负载30之间执行双向的DC/DC转换。因此，在bB模式下，根据基于用于控制直流电源10b的输出的占空比Db的控制脉冲信号SDb，控制开关元件S1～S4。具体地说，构成图8(a)、图8(b)所示的升压斩波电路的下臂元件的开关元件S2和S3根据控制脉冲信号SDb而被共同地进行接通断开控制。同样地，构成升压斩波电路的上臂元件的开关元件S1和S4根据控制脉冲信号/SDb而被共同地进行接通断开控制。

再次参照图28，在bB模式下，也与PB模式以及aB模式同样地，基于输出电压VH的电压偏差ΔVH来设定总电力指令值PH＊。在bB模式下，由于直流电源10a被设为不使用，因此提供给限制器230的电力上限值PHmax以及电力下限值PHmin可设定为与直流电源10b的电力上限值Pbmax以及电力下限值Pbmin同等。同样地，固定为Pr＝0。

进而，通过固定为电力分配比k＝0，设定为电力指令值Pb＊＝PH＊，另一方面，设定为电力指令值Pa＊＝0。此时，不需要采用限制器260进行的限制。即，在bB模式下，能够由限制器230直接保护直流电源10b免受过电力的危害。

进而，在图29的构成中，电流反馈控制仅对直流电源10b执行。即，与PB模式同样地，电流控制部310通过基于根据电力指令值Pb＊设定的电流指令值Ib与电流Ib的检测值的电流偏差的式(8)所示的反馈控制、和基于式(9)所示的电压比的前馈控制，算出占空比Db(Db＝Dfbb+Dfbb)。

相对于此，在bB模式下，如上述那样不需要控制脉冲信号SDa，因此电流控制部301的工作能够停止。即，停止占空比Da的运算。

在bB模式下，提供给限制器230电力上限值PHmax以及电力下限值PHmin也能够设定为与直流电源10b的电力上限值Pbmax以及电力下限值Pbmin同等。由此，电力指令值Pb＊被可靠地限制在Pbmax～Pbmin的范围内。另外，在bB模式下，负载30的工作指令值被以限制在成为Pbmin≤PL≤Pbmax的范围内的方式生成。其结果是，能够保护单独使用的直流电源10b免受过电力的危害。另外，在bB模式下，通过对直流电源10b的电流Ib进行反馈控制，与通过直接反馈控制来消除直流电压VH的控制相比，能够快速地消除产生的电压偏差ΔVH。

根据如此进行的实施方式3的电力转换控制，即使在执行电压调整控制时选择aB模式和bB模式，也能够应用与PB模式共同的控制逻辑，将输出电压VH控制为电压指令值VH＊，并且通过电流反馈来控制直流电源10a或10b的电力。特别是，通过对直流电源10a或10b的输出进行电流控制，也能够改善输出电压VH的控制响应性，。

再有，在本实施方式中，例示了在2个直流电源10a、10b与共同的电力线20之间执行DC/DC转换的电力转换器50，但本发明的应用不限于这种情况。例如，对于在3个以上的直流电源与电力线之间配置了电力转换器的电源系统的构成中，也能够通过3个以上的多个直流电源中的、相对于相同电力量的输入输出而电压变化不同的直流电源之间的充放电，来应用同样的电压调整控制。

对于电压转换器的构成，与SD模式同样地，只要具有维持多个串联电源相对于电力线串联连接的状态的工作模式，并且能够在该工作模式以外单独地控制多个直流电源的充放电，则也可以应用与电力转换器50不同的电路结构。

进一步，明确地记载的是：对于实施方式1，由于不伴随行驶模式预测，因此，只要是通过直流电压VH进行工作的设备，则负载30可以由任意的设备构成。即，在本说明书中，说明了以包含电动车辆的行驶用电动机的方式构成负载30的例子，但按照实施方式1的电压调整控制的应用不限于具有这种负载的电源系统。另外，对于作为搭载于电动车辆时的负载而例示的电动车辆的驱动系统的构成，也不限于图2的例子。也明确地记载的是：只要是伴随与电力线之间的电力的授受而产生车辆驱动力和制动力的结构，本发明能够不限定电动发电机的个数以及连接结构而加以应用。

对于此次公开的实施方式，应认为在各个方面为例示，而不是限制性的。本发明的范围并不是上述的说明而是由权利要求书示出，意味着包括与权利要求书等同的含义以及在范围内的全部变更。

Claims

1.一种电源系统，具备：

负载；

与所述负载连接的电力线；

多个直流电源，其包括相对于相同量的能量的输入输出而电压变化量不同的第1直流电源和第2直流电源；

电力转换器，其连接在所述多个直流电源和所述电力线之间；以及

控制装置，其用于控制所述电力转换器的工作，

所述电力转换器包括多个开关元件，并且，构成为通过选择性地应用所述多个直流电源与所述电力线之间的电力转换方式不同的多个工作模式中的一个工作模式来进行工作，从而控制所述电力线上的输出电压，

所述多个工作模式包括：

串联直接连接模式，固定所述多个开关元件的接通断开，以维持所述多个直流电源相对于所述电力线串联连接的状态；和

电压控制模式，通过所述多个开关元件的接通断开控制，从而根据电压指令值来通过所述第1直流电源和所述第2直流电源中的至少一方与所述电力线之间的直流电压转换，对所述输出电压进行控制，

所述控制装置包括电压调整控制部，所述电压调整控制部用于在所述电压控制模式下控制由所述电力转换器进行的所述直流电压转换，以执行使所述多个直流电源的电压之和与所述电压指令值一致的电压调整控制。

2.根据权利要求1所述的电源系统，

相对于相同量的能量的输入输出，所述第2直流电源的电压变化量大于所述第1直流电源的电压变化量，

所述电压调整控制部，在所述多个直流电源的电压之和低于所述输出电压的情况下，通过控制由所述电力转换器进行的所述直流电压转换来执行所述电压调整控制，以使得所述第1直流电源放电、而所述第2直流电源充电。

3.根据权利要求1所述的电源系统，

所述电压调整控制部，在所述多个直流电源的电压之和高于所述输出电压的情况下，通过控制由所述电力转换器进行的所述直流电压转换来执行所述电压调整控制，以使得所述第2直流电源放电、而所述第1直流电源充电。

4.根据权利要求1所述的电源系统，

所述电压调整控制部，在所述多个直流电源的电压之和低于所述输出电压的情况下，当从所述负载供给了再生电力时，通过控制由所述电力转换器进行的所述直流电压转换来执行所述电压调整控制，以使得所述第2直流电源的充电电力高于所述第1直流电源的充电电力。

5.根据权利要求1所述的电源系统，

所述电压调整控制部，在所述多个直流电源的电压之和高于所述输出电压的情况下，当向所述负载供给动力运行电力时，通过控制由所述电力转换器进行的所述直流电压转换来执行所述电压调整控制，以使得所述第2直流电源的放电电力高于所述第1直流电源的放电电力。

6.根据权利要求1所述的电源系统，

所述控制装置还包括模式选择部，所述模式选择部用于在所述电压控制模式下，当所述多个直流电源的电压之和与所述输出电压的差小于判定值时，将所述工作模式向所述串联直接连接模式切换。

7.根据权利要求1～6的任一项所述的电源系统，

所述电源系统搭载于电动车辆，

所述负载包括用于产生所述电动车辆的车辆驱动力的电动机，

所述电压调整控制部按照所述电动车辆的行驶状况来切换所述电压调整控制的执行和不执行。

8.根据权利要求7所述的电源系统，

所述电压调整控制部，在所述多个直流电源的电压之和高于所述输出电压的情况下，无论所述电动车辆的行驶状况如何，都执行所述电压调整控制。

9.根据权利要求2～5的任一项所述的电源系统，