CN106467033B - 驱动装置及其控制方法以及输送设备 - Google Patents

驱动装置及其控制方法以及输送设备 Download PDF

Info

Publication number
CN106467033B
CN106467033B CN201610663601.XA CN201610663601A CN106467033B CN 106467033 B CN106467033 B CN 106467033B CN 201610663601 A CN201610663601 A CN 201610663601A CN 106467033 B CN106467033 B CN 106467033B
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage means
electric storage
voltage
type battery
condition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610663601.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106467033A (zh
Inventor
伊藤嘉启
泷泽大二郎
岛田昌浩
小熊宏和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN106467033A publication Critical patent/CN106467033A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106467033B publication Critical patent/CN106467033B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0038Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供一种即使进行蓄电器的充放电也能保证与该蓄电器的充放电相关的控制的成立性的驱动装置。驱动装置具备:第1蓄电器;与第1蓄电器相比能量重量密度优异且输出重量密度较差的第2蓄电器;对第1蓄电器的输出电压升压并进行电力分配控制的升压部;和通过来自第1蓄电器与所述第2蓄电器中的至少一方的电力来驱动的电动机。在第1、第2蓄电器的电压的二维坐标上,表示第1、第2蓄电器的电压的关系的电压点属于充分满足以下全部条件的区域内:第2蓄电器的电压为电动机的耐压界限值以下;第2蓄电器的电压为升压部以最大升压率将第1蓄电器的电压升压后的值以下;第2蓄电器的电压为升压部以最小升压率将第1蓄电器的电压升压后的值以上。

Description

驱动装置及其控制方法以及输送设备
技术领域
本发明涉及具备特性不同的2个蓄电器以及电动机的驱动装置及其控制方法以及输送设备。
背景技术
专利文献1所记载的电动车辆是仅借助电能来行驶(不同时使用内燃机)的所谓电动汽车,其具备:驱动车轮的电动机;对电动机供给电力的第1电池以及第2电池;和控制从各电池向电动机的电力供给的电力控制部。
根据专利文献1所记载的电池的选定方法,决定要求发动机输出和要求电池能量容量,在以电池的输出密度和能量密度为参数的二维的电池性能图上,将具有与上述要求发动机输出和要求电池能量容量之比一致的一定的倾斜度的直线设定为要求P/E线,将从输出密度比该要求P/E线大的动力电池之中选出的第1电池和从能量密度比要求P/E线大的能量电池之中选出的第2电池并联组合搭载在车辆上。
专利文献1:JP特开2015-061369号公报
上述说明的专利文献1所记载的技术在车辆的设计时选定在具有所希望的行驶性能的车辆上应搭载的电池。即,从进行充放电前的动力电池以及能量电池之中选定至少1个电池,在车辆的行驶时,进行与充放电前的电池所固有的特性相应的控制。但是,在实际上车辆行驶的情景下进行电池的充放电,电池的电压、温度等这样的状态因充放电而发生变化。因此,在充放电前成立的与充放电前的电池所固有的特性相应的控制因电池的状态变化变得不成立而失败的情况有可能出现。这样的控制的失败的原因如下:作为各电池的电压,在充放电前的无负载状态下得到开路电压(OCV:Open Circuit Voltage)而在充放电后的负载状态下得到闭路电压(CCV:Closed Circuit Voltage),针对这样的在充放电的前后得到的电压的差异并未作考虑。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种即使进行蓄电器的充放电也能够保证与该蓄电器的充放电相关的控制的成立性的驱动装置及其控制方法以及输送设备。
为了达成上述目的,第1方面所记载的发明是一种驱动装置,其具备:第1蓄电器(例如,后述的实施方式中的高输出型蓄电池ES-P);与所述第1蓄电器相比,能量重量密度优异且输出重量密度较差的第2蓄电器(例如,后述的实施方式中的高容量型蓄电池ES-E);对所述第1蓄电器的输出电压进行升压并进行电力分配控制的升压部(例如,后述的实施方式中的VCU101);和通过从所述第1蓄电器以及所述第2蓄电器当中的至少一方得到的电力来驱动的电动机(例如,后述的实施方式中的电动发电机MG),在以所述第1蓄电器的电压和所述第2蓄电器的电压为变量的二维坐标上,表示所述第1蓄电器的电压与所述第2蓄电器的电压的关系的电压点属于充分满足以下全部条件的区域内:所述第2蓄电器的电压为所述电动机的耐压界限值以下的第1条件(例如,后述的实施方式中的第1绝对制约条件);所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最大升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以下的第2条件(例如,后述的实施方式中的第2绝对制约条件);和所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最小升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以上的第3条件(例如,后述的实施方式中的第3绝对制约条件)。
第2方面所记载的发明在第1方面所记载的发明中,具备控制所述升压部的控制部(例如,后述的实施方式中的ECU111),所述最大升压率是能够保持所述控制部进行控制的所述升压部的控制成立性的界限值。
第3方面所记载的发明在第1或第2方面所记载的发明中,具备:检测所述第1蓄电器的电压的第1传感器(例如,后述的实施方式中的V1传感器107);和检测所述升压部将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值的第2传感器(例如,后述的实施方式中的V2传感器105),所述最小升压率是基于所述升压部的产品公差和所述第1传感器及所述第2传感器的检测误差的值。
第4方面所记载的发明在第1至第3方面的任一方面所记载的发明中,关于所述第1蓄电器和所述第2蓄电器,所述电压点属于充分满足以下全部条件的区域内:所述第2蓄电器的电压为针对所述第1条件设置了第1余量而得到的值以下的第1推荐条件;所述第2蓄电器的电压为针对所述第2条件设置了第2余量使得所述升压部的升压率变小而得到的值以下的第2推荐条件;所述第2蓄电器的电压为针对所述第3条件设置了第3余量使得所述升压部的升压率变大而得到的值以上的第3推荐条件。
第5方面所记载的发明在第4方面所记载的发明中,所述第1余量、所述第2余量以及所述第3余量的大小各自不同。
第6方面所记载的发明在第5方面所记载的发明中,所述第1余量、所述第2余量以及所述第3余量之中,所述第1余量最小,所述第3余量最大。
第7方面所记载的发明在第1至第6方面的任一方面所记载的发明中,具备:控制所述升压部使得所述电压点属于充分满足所述第1条件、所述第2条件以及所述第3条件的全部条件的区域内的控制部(例如,后述的实施方式中的ECU111)。
第8方面所记载的发明是一种具有第1方面至第7方面的任一方面所记载的驱动装置的输送设备。
第9方面所记载的发明是一种驱动装置中的控制方法,该驱动装置具备:第1蓄电器(例如,后述的实施方式中的高输出型蓄电池ES-P);与所述第1蓄电器相比,能量重量密度优异并且输出重量密度较差的第2蓄电器(例如,后述的实施方式中的高容量型蓄电池ES-E);对所述第1蓄电器的输出电压进行升压并进行电力分配控制的升压部(例如,后述的实施方式中的VCU101);和通过从所述第1蓄电器以及所述第2蓄电器当中的至少一方得到的电力来驱动的电动机(例如,后述的实施方式中的电动发电机MG),在以所述第1蓄电器的电压和所述第2蓄电器的电压为变量的二维坐标上,表示所述第1蓄电器的电压与所述第2蓄电器的电压的关系的电压点属于充分满足以下全部条件的区域内:所述第2蓄电器的电压为所述电动机的耐压界限值以下的第1条件(例如,后述的实施方式中的第1绝对制约条件);所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最大升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以下的第2条件(例如,后述的实施方式中的第2绝对制约条件);所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最小升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以上的第3条件(例如,后述的实施方式中的第3绝对制约条件)。
发明效果
根据第1方面的发明、第8方面的发明以及第9方面的发明,表示第1蓄电器的电压与第2蓄电器的电压的关系的电压点属于控制成立域中充分满足第1~第3条件的全部条件的区域内,因而即使进行第1蓄电器以及第2蓄电器的充放电,也能够抑制表示第1蓄电器的电压与第2蓄电器的电压的关系的电压点从可控制域向控制失败域转移。因此,即使进行这2个蓄电器的充放电,也能够保证与该2个蓄电器的充放电相关的控制的成立性。此外,当电压点属于充分满足第1~第3条件的全部条件的区域内时,由于第1蓄电部能够经由升压部与第2蓄电部以及电动机进行电力的交换,因此有效利用了第1蓄电器和第2蓄电器各自的特性的与充放电相关的控制成立。
根据第2方面的发明,考虑了基于控制部的升压部的控制成立性,能够保证与2个蓄电器的充放电相关的控制的成立性。
根据第3方面的发明,考虑了由于基于控制部的升压部的升压率所涉及的偏差而不可避免地产生的大于1的最小升压率,能够保证与2个蓄电器的充放电相关的控制的成立性。
根据第4方面的发明,对第1蓄电部和第2蓄电部进行选择,使得表示第1蓄电器的电压与第2蓄电器的电压的关系的电压点属于靠近控制成立域的中心的更内部的区域,即属于充分满足在第1~第3条件上施加了余量而得到的第1~第3推荐条件的全部条件的区域。由此,即使表示第1蓄电器的电压与第2蓄电器的电压的关系的电压点从控制成立域朝向控制失败域移动,设置在控制成立域与控制失败域的边界附近的余量也会起到作为防止向控制失败域的转移的缓冲域的作用。因此,即使进行这2个蓄电器的充放电,也能够更进一步地保证与该2个蓄电器的充放电相关的控制的成立性。
根据第5方面的发明,考虑了充放电前后的电压点的移动倾向,能够适当地保证与2个蓄电器的充放电相关的控制的成立性。
根据第6方面的发明,由于考虑了充放电前后的电压点的移动倾向来适当地设定余量,因此能够更适当地保证与2个蓄电器的充放电相关的控制的成立性。
根据第7方面的发明,由于控制部对基于升压部的电力分配控制进行控制使得电压点属于充分满足3个条件的全部条件的区域内,因此即使进行第1蓄电器以及第2蓄电器的充放电,也能够抑制电压点从可控制域向控制失败域转移。
附图说明
图1是表示电动车辆的内部构成的框图。
图2是表示高容量型蓄电池、高输出型蓄电池、VCU、PDU以及电动发电机的关系的电路图。
图3是表示与高容量型蓄电池的电压以及高输出型蓄电池的电压之间的关系相应的2个区域和充放电前后的电压点的移动的图。
图4是表示控制成立域内的充分满足第1~第3绝对制约条件的全部条件的绝对区域的图。
图5是表示控制成立域内的绝对区域和充分满足第1~第3推荐制约条件的全部条件的中心区域的图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示电动车辆的内部构成的框图。图1所示的1MOT型的电动车辆具备:电动发电机MG、高容量型蓄电池ES-E、高输出型蓄电池ES-P、VCU(Voltage Control Unit,电压控制单元)101、PDU(Power Drive Unit,动力驱动单元)103、V2传感器105、V1传感器107、开关组109、ECU111。另外,图1中的粗实线表示机械连结,二重点线表示电力布线,细实线表示控制信号。
电动发电机MG通过从高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P当中的至少方得到的电力来驱动,产生用于电动车辆行驶的动力。由电动发电机MG产生的转矩经由包含变速级或者固定级的齿轮箱GB以及减速器D被传递到驱动轮W。此外,电动发电机MG在电动车辆的减速时作为发电机进行动作,输出电动车辆的制动力。另外,通过使电动发电机MG作为发电机进行动作而产生的再生电力被蓄积到高容量型蓄电池ES-E与高输出型蓄电池ES-P当中的任意一者。
高容量型蓄电池ES-E具有锂离子电池、镍氢电池等这样的多个蓄电单元,对电动发电机MG供给高电压的电力。此外,高输出型蓄电池ES-P也具有锂离子电池、镍氢电池等这样的多个蓄电单元,经由VCU101对电动发电机MG供给高电压的电力。高输出型蓄电池ES-P经由VCU101相对于PDU103与高容量型蓄电池ES-E并联连接。此外,高输出型蓄电池ES-P的电压比高容量型蓄电池ES-E的电压低。因此,高输出型蓄电池ES-P的电力在借助VCU101升压到与高容量型蓄电池ES-E的电压相同等级后,经由PDU103供给到电动发电机MG。
另外,高容量型蓄电池ES-E、高输出型蓄电池ES-P并不限定为前述的镍氢电池、锂离子电池这样的二次电池、需要从电池外部供给活性物质的燃料电池、空气电池。例如,也可以将虽然蓄电容量少但能在短时间内充放大量电力的电容器、蓄电器用作高输出型蓄电池ES-P。
此外,高容量型蓄电池ES-E的特性与高输出型蓄电池ES-P的特性互不相同。高容量型蓄电池ES-E与高输出型蓄电池ES-P相比,输出重量密度较低而能量重量密度较高。另一方面,高输出型蓄电池ES-P与高容量型蓄电池ES-E相比,能量重量密度较低而输出重量密度较高。这样,高容量型蓄电池ES-E在能量重量密度这一点上相对出色,高输出型蓄电池ES-P在输出重量密度这一点上相对出色。另外,所谓能量重量密度,是指每单位重量的电力量(Wh/kg),所谓输出重量密度,是指每单位重量的电力(W/kg)。因此,能量重量密度出色的高容量型蓄电池ES-E是以高容量为主要目的的蓄电器,输出重量密度出色的高输出型蓄电池ES-P是以高输出为主要目的的蓄电器。
这样的高容量型蓄电池ES-E与高输出型蓄电池ES-P的特性的差异例如是因根据电极、活性物质、电解室这种电池的构成要素的结构、材质等决定的各种参数而引起的。例如,对于作为表示可充放电的电气的总量的参数的蓄电容量而言,高容量型蓄电池ES-E比高输出型蓄电池ES-P出色,另一方面,对于作为表示对充放电的耐劣化性的参数的速率特性、作为表示对充放电的电阻值的参数的内部电阻(阻抗)而言,高输出型蓄电池ES-P比高容量型蓄电池ES-E出色。
VCU101将高输出型蓄电池ES-P的输出电压保持直流不变进行升压。此外,VCU101对在电动车辆减速时由电动发电机MG发电并转换成直流的电力进行降压。由VCU101降压后的电力被充电至高输出型蓄电池ES-P。图2是表示高容量型蓄电池ES-E、高输出型蓄电池ES-P、VCU101、PDU103以及电动发电机MG的关系的电路图。如图2所示,VCU101通过以高输出型蓄电池ES-P的电压V1作为输入电压对2个开关元件进行接通断开切换动作,从而升压至与高容量型蓄电池ES-E的电压V2相同的等级。
PDU103将直流电压转换成交流电压,将3相电流供给至电动发电机MG。此外,PDU103将在电动车辆的减速时由电动发电机MG发电的交流电压转换成直流电压。
V2传感器105检测高容量型蓄电池ES-E的电压V2。另外,V2传感器105所检测出的电压V2与VCU101将高输出型蓄电池ES-P的电压V1进行升压后的值相等。表示V2传感器105所检测出的电压V2的信号被送至ECU111。V1传感器107检测高输出型蓄电池ES-P的电压V1。表示V1传感器107所检测出的电压V1的信号被送至ECU111。
开关组109具有:将从高容量型蓄电池ES-E至PDU103的电流路径连接和断开的开关SWe;和将从高输出型蓄电池ES-P至VCU101的电流路径连接和断开的开关SWp。各开关SWe、SWp根据ECU对蓄电池的选择结果而被接通或者断开。
ECU111进行以下控制:进行后述的电力分配控制的VCU101以及PDU103的控制;高输出型蓄电池ES-P及高容量型蓄电池ES-E与电动发电机MG之间的充放电的控制;以及开关组109的接通断开控制。ECU111的详细情况后述。
接着,说明高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P的使用方式。
在为了电动车辆的行驶而需要较大的驱动力时,高输出型蓄电池ES-P向电动发电机MG供给电力。此外,高容量型蓄电池ES-E在电动车辆行驶时始终将一定的电力向电动发电机MG进行供电。此外,电动发电机MG所产生的再生电力被优先输入到高输出型蓄电池ES-P。因此,高容量型蓄电池ES-E的剩余容量(SOC:State of Charge)伴随行驶而连续降低。另一方面,高输出型蓄电池ES-P的SOC在中间值的附近变动使得维持该中间值。
将这样有效利用特性不同的高输出型蓄电池ES-P和高容量型蓄电池ES-E各自的特性,与电动发电机MG、其他蓄电池进行电力交换的控制称为“电力分配控制”。在本实施方式中,通过VCU101将在高输出型蓄电池ES-P输入输出的电力进行升降压,从而实施电力分配控制。
在本实施方式的电动车辆中,将高容量型蓄电池ES-E和高输出型蓄电池ES-P相对于PDU103并联连接,高容量型蓄电池ES-E的电压V2被直接输入到PDU103,但比高容量型蓄电池ES-E低的高输出型蓄电池ES-P的电压V1由VCU101升压至与高容量型蓄电池ES-E的电压V2相同的等级后,被输入到PDU103。因此,在高容量型蓄电池ES-E的电压V2不高于高输出型蓄电池ES-P的电压V1的状态下,至少针对本实施方式的构成的控制不成立而失败。在图3中,在与高容量型蓄电池ES-E的电压V2和高输出型蓄电池ES-P的电压V1之间的关系相应的2个区域之中,将绘制了阴影的区域表示为“控制成立域”,将未绘制阴影的区域表示为“控制失败域”。
另外,在图3中,虽然将高容量型蓄电池ES-E的电压V2比高输出型蓄电池ES-P的电压V1高的区域统一设为“控制成立域”,但实际上如后所述,需要考虑VCU101的大于1的最小升压率和最大升压率。因此,考虑了这些升压率的“控制成立域”存在于图3中的“控制成立域”的内部且较小。
图3是以高输出型蓄电池ES-P的电压V1和高容量型蓄电池ES-E的电压V2作为变量的二维坐标,将横轴设为高输出型蓄电池ES-P的电压V1,将纵轴设为高容量型蓄电池ES-E的电压V2。在该二维坐标上,高容量型蓄电池ES-E的电压V2越高就位于越靠上方的位置,通过充电或再生而向上侧移动,通过放电而向下侧移动。此外,在该二维坐标上,高输出型蓄电池ES-P的电压V1越高就位于越靠右侧的位置,通过充电或再生而向右侧移动,通过放电而向左侧移动。
如前所述该二维坐标以高输出型蓄电池ES-P的电压V1和高容量型蓄电池ES-E的电压V2为变量,因此表示高容量型蓄电池ES-E的电压V2与高输出型蓄电池ES-P的电压V1的关系的点(以下称为“电压点”)通过高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P的充放电而在该二维坐标上移动。
例如,若设高容量型蓄电池ES-E放电,高输出型蓄电池ES-P被充电或再生,则电压点由将高容量型蓄电池ES-E的放电所引起的向下侧的运动与高输出型蓄电池ES-P的充电或再生所引起的向右侧的运动进行合成得到的向右下的向量表示。在该情况下,可能产生电压点向控制失败域转移的危险。另一方面,若设高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P放电,则电压点由将高容量型蓄电池ES-E的放电所引起的向下侧的运动与高输出型蓄电池ES-P的放电所引起的向左侧的运动进行合成得到的向左下的向量表示。
如上所述,高容量型蓄电池ES-E的SOC连续地降低,高输出型蓄电池ES-P的SOC在中间值附近变动使得维持该中间值。因此,高容量型蓄电池ES-E的电压V2如图3中单点划线的箭头所示那样降低,高输出型蓄电池ES-P的电压V1如图3中双点划线的箭头所示那样以规定值为中心进行变动。因此,若这2个蓄电池的充放电推进,则电压点具有向由2个粗线向量包围的范围的方向移动的倾向。为此,若在充放电前的2个蓄电池的电压(OCV:OpenCircuit Voltage)处于图3中电压点A所示的关系的状态时,电动车辆开始行驶,2个蓄电池的充放电推进,则充放电后的2个蓄电池的电压(CCV:Closed Circuit Voltage)就会转移成图3中电压点B所示的关系,针对本实施方式的构成的控制有可能不成立而失败。
在本实施方式中,为了尽可能减小表示高容量型蓄电池ES-E的电压V2与高输出型蓄电池ES-P的电压V1的关系的电压点转移到图3所示的控制失败域的可能性,进行控制以使得电压点属于控制成立域内。
(实施例1)
在实施例1中,表示高容量型蓄电池ES-E的电压V2与高输出型蓄电池ES-P的电压V1的关系的电压点所属的区域通过图4中以斜线绘制了阴影的充分满足第1~第3绝对制约条件的全部条件的区域(以下称为“绝对区域”)来表示。
第1绝对制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为电动发电机MG以及PDU103的耐压界限值以下。由于如图2中也示出那样在高容量型蓄电池ES-E与电动发电机MG以及PDU103之间不存在电压的调整单元,因此若高容量型蓄电池ES-E的电压V2不为电动发电机MG以及PDU103的耐压界限值以下,则不能实现电动发电机MG、PDU103的保护。
第2绝对制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为VCU101以4倍的升压率将高输出型蓄电池ES-P的电压V1进行升压后的值以下(V2≤4×V1)。另外,该升压率(4倍)是能够高概率地保持VCU101的控制成立性的最大值(最大升压率)的一例。所谓VCU101的控制成立性,是指能够保证被PWM(Pulse Width Modulation)控制的VCU101的升压率相对于占空比的线性性。若高容量型蓄电池ES-E的电压V2大于将高输出型蓄电池ES-P的电压V1乘以最大升压率而得到的值,则不能从高输出型蓄电池ES-P向高容量型蓄电池ES-E、电动发电机MG供给电力。因此,控制失败。
另外,最大升压率是根据VCU101的不同而不同的值。即,需要在高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P的选择之前,选择VCU101。换言之,与后述的第3绝对制约条件一起,所选择的VCU101的性能对高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P的选择产生支配性的影响。
第3绝对制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为VCU101以1.09倍的升压率将高输出型蓄电池ES-P的电压V1进行升压后的值以上(V2≥1.09×V1)。另外,该升压率(1.09倍)是VCU101的升压率的最小值(最小升压率)的一例,是根据VCU101的不同而不同的值,其根据构成VCU101的芯片的公差、和V2传感器105的检测误差+V1传感器107的检测误差的误差累积而得到。若高容量型蓄电池ES-E的电压V2小于将高输出型蓄电池ES-P的电压V1乘以最小升压率而得到的值,则不能从高容量型蓄电池ES-E向高输出型蓄电池ES-P、电动发电机MG供给电力。因此,控制失败。另外,VCU101的最小升压率是由于VCU101的个体差异所导致的偏差而不可避免地产生的。
这样,在本实施例中,对蓄电池进行选择,使得电压点属于控制成立域中的充分满足第1~第3绝对制约条件的全部条件的图4中以斜线绘制了阴影的绝对区域内。因此,即使进行高输出型蓄电池ES-P以及高容量型蓄电池ES-E的充放电,也能够抑制表示高输出型蓄电池ES-P的电压V1与高容量型蓄电池ES-E的电压V2的关系的电压点从可控制域向控制失败域转移。为此,即使进行这2个蓄电池的充放电,也能够保证与该2个蓄电池的充放电相关的控制的成立性。此外,当电压点属于充分满足第1~第3绝对制约条件的全部条件的区域内时,由于高输出型蓄电池ES-P能够经由VCU101进行与高容量型蓄电池ES-E以及电动发电机MG的电力交换,因此有效利用了高输出型蓄电池ES-P与高容量型蓄电池ES-E各自的特性的与充放电相关的控制成立。
另外,也可以取代第2绝对制约条件,使用图4中以单点划线示出的第2’绝对制约条件。第2’绝对制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为VCU101以3倍升压率将高输出型蓄电池ES-P的电压V1进行升压后的值以下(V2≤3×V1)。另外,该升压率(3倍)是能够可靠地保持VCU101的控制成立性的最大值的一例。通过取代第2绝对制约条件而采用第2’绝对制约条件,从而能够选择的高容量型蓄电池ES-E和高输出型蓄电池ES-P的组合的数目虽然会减少,但是控制的稳定性得到提高。此外,由于电压点更加接近于控制成立域的中心,因此能够更进一步地保证控制的成立性。
(实施例2)
在实施例2中,表示高容量型蓄电池ES-E的电压V2与高输出型蓄电池ES-P的电压V1的关系的电压点所属的区域由图5中以点绘制了阴影的充分满足第1~第3推荐制约条件的全部条件的区域(以下称为“中心区域”)表示。第1推荐制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为针对实施例1中说明的第1绝对制约条件设置了朝向控制成立域的内部的余量而得到的值以下。第2推荐制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为针对实施例1中说明的第2绝对制约条件设置了朝向控制成立域的内部的余量使得VCU101的升压率变小而得到的值以下。第3推荐制约条件是高容量型蓄电池ES-E的电压V2为针对实施例1中说明的第3绝对制约条件设置了朝向控制成立域的内部的余量使得VCU101的升压率变大而得到的值以上。
另外,图5中示出了基于第2绝对制约条件来设定了第2推荐制约条件的情况,但当然也可以取代第2绝对制约条件而使用前述的第2’绝对制约条件。若基于取代第2绝对制约条件的第2’绝对制约条件来设定第2推荐制约条件,则能够选择的高容量型蓄电池ES-E和高输出型蓄电池ES-P的组合的数目虽然会减少,但是控制的稳定性得到提高。此外,由于电压点更进一步地接近于控制成立域的中心,因此能够更近一步地保证控制的成立性。
另外,设置于第1绝对制约条件与第1推荐制约条件之间的余量(以下称为“第1余量”)、设置于第2绝对制约条件与第2推荐制约条件之间的余量(以下称为“第2余量”)以及设置于第3绝对制约条件与第3推荐制约条件之间的余量(以下称为“第3余量”)之中,第1余量最小,第3余量最大,第2余量是第1余量与第3余量之间的中间的大小。该余量的大小的差异基于图3所示的电压点的移动的倾向。
由于如前所述电动发电机MG所产生的再生电力被优先地输入到高输出型蓄电池ES-P,因而若2个蓄电池的充放电推进,则电压点难以向电压V2增加的方向移动。因此,第1余量最小。
在此,相对于高输出型蓄电池ES-P的SOC在中间值附近变动使得维持该中间值的情况,高容量型蓄电池ES-E的SOC随着行驶而连续地降低。因此,图4中的倾斜度越小的条件,通过高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P的充放电从而电压点变得不属于中心区域内的可能性就越高。
由于图4中的第2绝对制约条件的倾斜度是4或者3(使用了第2’绝对制约条件的情况下),图4中的第3绝对制约条件的倾斜度是1.09,所以第3绝对制约条件的倾斜度最小。因此,第3余量最大。
这样,在本实施例中,进行向电动发电机MG供给电力的蓄电池的选择,使得电压点属于图5中以点绘制了阴影的充分满足第1~第3推荐制约条件的全部条件的中心区域内。即,对高输出型蓄电池ES-P和高容量型蓄电池ES-E进行选择,使得表示高输出型蓄电池ES-P的电压V1与高容量型蓄电池ES-E的电压V2的关系的电压点属于在第1~第3绝对制约条件上施加了余量的接近于控制成立域的中心的更内部的区域。由此,即使该电压点从控制成立域朝向控制失败域移动,设置于控制成立域与控制失败域的边界附近的余量也会起到作为防止向控制失败域转移的缓冲域的作用。另外,由于图5所示的中心区域比图4所示的绝对区域小,并且中心区域的形状是考虑了充放电前后的电压点的移动倾向而形成的、与绝对区域不相似的形状,因此能够可靠地抑制电压点向控制失败域的转移。
另外,第1~第3余量并非越大越好。第1~第3余量越大,电压点就越处于接近控制成立域的中心的位置。但是,另一方面,能够选择的高容量型蓄电池ES-E以及高输出型蓄电池ES-P的组合的数目减少。因此,第1~第3余量需要根据各自的特性适当地设定。
如以上所说明的那样,根据本实施方式,即使进行这2个蓄电池的充放电,也能够保证该2个蓄电池的控制的成立性。
本发明并不限定于前述的实施方式,能够适当地进行变形、改良等。例如,上述说明的电动车辆是1MOT型的EV(Electrical Vehicle),但也可以是搭载了多个电动发电机的EV,又可以是与至少1个电动发电机一起搭载了内燃机的HEV(Hybrid ElectricalVehicle),还可以是FCV(Fuel Cell Vehicle)。
符号说明
101 VCU
103 PDU
105 V2传感器
107 V1传感器
109 开关组
111 ECU
ES-E 高容量型蓄电池
ES-P 高输出型蓄电池
MG 电动发电机
SWe、SWp 开关

Claims (9)

1.一种驱动装置,具备:
第1蓄电器;
第2蓄电器,其与所述第1蓄电器相比,能量重量密度优异并且输出重量密度较差;
升压部,其对所述第1蓄电器的输出电压进行升压,并进行电力分配控制;和
电动机,其通过从所述第1蓄电器以及所述第2蓄电器当中的至少一方得到的电力来驱动,
所述第1蓄电器的电压以及所述第2蓄电器的电压满足以下的条件:
所述第2蓄电器的电压为所述电动机的耐压界限值以下的第1条件;
所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最大升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以下的第2条件;和
所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最小升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以上的第3条件。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备:控制部,其控制所述升压部,
所述最大升压率是能够保持所述控制部进行控制的所述升压部的控制成立性的界限值。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备:
第1传感器,其检测所述第1蓄电器的电压;和
第2传感器,其对所述升压部将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值进行检测,
所述最小升压率是基于所述升压部的产品公差和所述第1传感器以及所述第2传感器的检测误差的值。
4.根据权利要求1或2所述的驱动装置,其中,
所述第1蓄电器的电压以及所述第2蓄电器的电压满足以下的条件:
所述第2蓄电器的电压为针对所述第1条件设置了第1余量而得到的值以下的第1推荐条件;
所述第2蓄电器的电压为针对所述第2条件设置了第2余量使得所述升压部的升压率变小而得到的值以下的第2推荐条件;和
所述第2蓄电器的电压为针对所述第3条件设置了第3余量使得所述升压部的升压率变大而得到的值以上的第3推荐条件。
5.根据权利要求4所述的驱动装置,其中,
所述第1余量、所述第2余量以及所述第3余量的大小各自不同。
6.根据权利要求5所述的驱动装置,其中,
所述第1余量、所述第2余量以及所述第3余量当中,所述第1余量最小,所述第3余量最大。
7.根据权利要求1或2所述的驱动装置,其中,
所述驱动装置具备:控制部,其控制所述升压部使得表示所述第1蓄电器的电压与所述第2蓄电器的电压的关系的电压点属于充分满足所述第1条件、所述第2条件以及所述第3条件的全部的区域内。
8.一种输送设备,具有权利要求1~7中任一项所述的驱动装置。
9.一种驱动装置中的控制方法,所述驱动装置具备:
第1蓄电器;
第2蓄电器,其与所述第1蓄电器相比,能量重量密度优异并且输出重量密度较差;
升压部,其对所述第1蓄电器的输出电压进行升压,并进行电力分配控制;和
电动机,其通过从所述第1蓄电器以及所述第2蓄电器当中的至少一方得到的电力来驱动,
所述第1蓄电器的电压以及所述第2蓄电器的电压满足以下的条件:
所述第2蓄电器的电压为所述电动机的耐压界限值以下的第1条件;
所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最大升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以下的第2条件;和
所述第2蓄电器的电压为所述升压部以最小升压率将所述第1蓄电器的电压进行升压后的值以上的第3条件。
CN201610663601.XA 2015-08-19 2016-08-12 驱动装置及其控制方法以及输送设备 Active CN106467033B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015162171A JP2017041974A (ja) 2015-08-19 2015-08-19 駆動装置及びその制御方法、並びに、輸送機器
JP2015-162171 2015-08-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106467033A CN106467033A (zh) 2017-03-01
CN106467033B true CN106467033B (zh) 2019-07-19

Family

ID=58158565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610663601.XA Active CN106467033B (zh) 2015-08-19 2016-08-12 驱动装置及其控制方法以及输送设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9731620B2 (zh)
JP (1) JP2017041974A (zh)
CN (1) CN106467033B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6348929B2 (ja) * 2016-05-23 2018-06-27 本田技研工業株式会社 動力システム及び輸送機器、並びに、電力伝送方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842927A (zh) * 2007-10-29 2010-09-22 丰田自动车株式会社 燃料电池的输出控制装置
CN101978542A (zh) * 2008-03-21 2011-02-16 丰田自动车株式会社 电源控制电路
CN103269898A (zh) * 2010-12-20 2013-08-28 丰田自动车株式会社 电动车辆及其控制方法
JP2014143817A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Toyota Motor Corp 車両の電源システム
JP2015061369A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 マツダ株式会社 電動車両用電池の選定方法および電動車両

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6611127B2 (en) * 2000-08-07 2003-08-26 Nissan Motor Co., Ltd. Drive circuit for motor/generator
US8080973B2 (en) * 2008-10-22 2011-12-20 General Electric Company Apparatus for energy transfer using converter and method of manufacturing same
US7932633B2 (en) * 2008-10-22 2011-04-26 General Electric Company Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same
US9000614B2 (en) * 2009-08-11 2015-04-07 General Electric Company System for multiple energy storage and management and method of making same
US8421271B2 (en) * 2009-08-31 2013-04-16 General Electric Company Apparatus for transferring energy using onboard power electronics and method of manufacturing same
JP5577775B2 (ja) * 2010-03-17 2014-08-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両用電源装置
US9290097B2 (en) * 2010-11-05 2016-03-22 Robert Louis Steigerwald Apparatus for transferring energy using onboard power electronics with high-frequency transformer isolation and method of manufacturing same
US9566916B2 (en) * 2013-03-11 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle power-up sequencing with VVC test
JP6024563B2 (ja) * 2013-03-28 2016-11-16 マツダ株式会社 車両用電源制御装置
JP2015101130A (ja) * 2013-11-21 2015-06-04 トヨタ自動車株式会社 回転電機の駆動装置
JP2015125880A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 川崎重工業株式会社 蓄電デバイスの温度制御装置及び方法、並びに電力貯蔵システム
JP2015133858A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 マツダ株式会社 車両用電源システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842927A (zh) * 2007-10-29 2010-09-22 丰田自动车株式会社 燃料电池的输出控制装置
CN101978542A (zh) * 2008-03-21 2011-02-16 丰田自动车株式会社 电源控制电路
CN103269898A (zh) * 2010-12-20 2013-08-28 丰田自动车株式会社 电动车辆及其控制方法
JP2014143817A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Toyota Motor Corp 車両の電源システム
JP2015061369A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 マツダ株式会社 電動車両用電池の選定方法および電動車両

Also Published As

Publication number Publication date
US9731620B2 (en) 2017-08-15
US20170054403A1 (en) 2017-02-23
CN106467033A (zh) 2017-03-01
JP2017041974A (ja) 2017-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106467032B (zh) 驱动装置以及输送设备
CN106208187B (zh) 电动车辆
US10081350B2 (en) Vehicle propulsion system having an energy storage system and optimized method of controlling operation thereof
CN104520131B (zh) 电动车驱动系统
CN104903141B (zh) 用于提供供给电压的方法和电驱动系统
CN101218119B (zh) 混合电动车辆的动力系
CN102148525B (zh) 车辆用电源设备
CN102442220B (zh) 在混合动力车或电动车中管理多个电池组的方法和设备
CN105098868B (zh) 双电源系统以及电动车
CN102143873B (zh) 车辆、车辆的控制方法
CN102398507B (zh) 用于控制混合动力系系统的高压电池连接的方法和设备
CN103490460B (zh) 用于传递来自能源的能量的系统和制造其的方法
CN106467031B (zh) 驱动装置、输送设备以及蓄电器控制方法
US10093196B2 (en) Electric storage device, equipment, and control method
CN106183767A (zh) 电动车辆和电池组
CN109080465A (zh) 车辆的电源装置
CN106558746B (zh) 驱动装置、输送设备及控制方法
CN106026318A (zh) 使用具有高频变压器隔离的车载功率电子设备转移能量的设备及其制造方法
CN106961135A (zh) 电力供给系统、输送设备及电力传输方法
CN103229385A (zh) 用于汽车的蓄能装置
CN106972211A (zh) 蓄电装置、输送设备及控制方法
JP2017073917A (ja) 駆動装置、輸送機器及び管理方法
CN109088448A (zh) 车辆的电源装置
CN201800715U (zh) 插电式混合动力车的串联式混合动力控制系统
CN107031427B (zh) 蓄电装置、输送设备及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant