CN106887880A - 电力供给系统、输送设备及电力传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种电力供给系统、输送设备及电力传输方法,该电力供给系统能够抑制两个蓄电装置中的能量密度相对较高的蓄电装置的劣化的进展。电力供给系统(1)的控制装置(5)在要求输出属于零与规定的第A阈值(DT_th4、DT_th2)之间的范围内的状态下执行如下处理:控制电力传输电路部(11),以便在与电负载(100)的要求输出的变化对应的第一蓄电装置(2)的输出的变化的灵敏度成为比与要求输出的变化对应的第二蓄电装置(3)的输出或输入的变化的灵敏度相对低的灵敏度的样态下,向电负载供给与要求输出对应的供电量。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用两个蓄电装置对电动马达等电负载进行供电的电力供给系统。
背景技术
以往,作为这种电力供给系统,例如已知有专利文献1所示的系统。在专利文献1中提出有一种系统,其使用容量相对较大的高容量型的蓄电装置和可输出的电力的上限值相对较高的高输出型的蓄电装置这两个蓄电装置,来对车辆的电动马达进行供电。
在该系统中,通过使在两个蓄电装置之间接发的电量的接发速率根据车速进行变动,来调整表示两个蓄电装置各自的剩余容量的SOC(State Of Charge)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-187758号公报
在专利文献1所示的技术中,为了将作为高输出型的蓄电装置的电容器的SOC保持在中心附近,使用作为高容量型的蓄电装置的电池以根据车速进行变动的接发速率对高输出型的蓄电装置进行充电。
因此,高容量型的蓄电装置的输出追随车速的变动而进行变动。因此,在车速频繁地变动的状况下,高容量型的蓄电装置的输出也频繁地变动。特别是车速容易根据路面的状况而与驾驶员的意图无关地发生变动。进而,容易产生使高容量型的蓄电装置的输出频繁地变动的状况。
另外,在专利文献1的系统中,设定为车速越低,该接发速率变得越大。
而且,低车速区域通常为常用性高的区域。因此,在常用性高的低车速区域中,容易产生高容量型的蓄电装置的输出的频繁变动,并且容易将接发速率设定为高速率。
在此,高容量型的蓄电装置通常在进行产生频繁的输出变动的放电或高速率的放电时,该蓄电装置的劣化容易急剧地进展。
因此,在专利文献1的系统中,高容量型的蓄电装置的劣化可能过早地进展。
发明内容
本发明鉴于上述背景而提出,其目的在于提供一种能够抑制两个蓄电装置中的能量密度相对较高的蓄电装置的劣化的进展的电力供给系统。而且,其目的在于提供一种能够对两个蓄电装置中的输出密度相对较高的蓄电装置适当地进行充电的电力供给系统。
另外,其目的在于提供一种具备这样的电力供给系统的输送设备。
另外,其目的在于提供一种能够抑制两个蓄电装置中的能量密度相对较高的蓄电装置的劣化的进展的电力传输方法。
用于解决课题的方案
本发明的电力供给系统为了实现上述目的,其特征在于,
所述电力供给系统具备:
第一蓄电装置;
第二蓄电装置,其与所述第一蓄电装置相比,输出密度高且能量密度低;
电力传输电路部,其构成为,夹装在所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置与接受来自该第一蓄电装置及该第二蓄电装置中的至少一方的供电而进行工作的电负载之间的电力传输路径上,且能够根据被提供的控制信号来控制该电负载、该第一蓄电装置及该第二蓄电装置之间的电力传输;以及
控制装置,其构成为具有控制所述电力传输电路部的功能,
所述控制装置构成为,能够取得所述电负载的要求输出,且具有在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下执行如下处理的功能,在该处理中,控制所述电力传输电路部,以便在与该要求输出的变化对应的所述第一蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S1)成为比与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S2a)或与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输入的变化的灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下,从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少包括该第一蓄电装置的一方或双方的蓄电装置向所述电负载供给与所述要求输出对应的供电量(第一发明)。
在此,对本发明的用语进行补充。“供电量”是指向电力的供给对象供给的电量。在这种情况下,电力的供给对象不限于所述电负载,也可以是蓄电装置(第一蓄电装置或第二蓄电装置)或电容元件等。另外,第一蓄电装置或第二蓄电装置的“输出”是指从第一蓄电装置或第二蓄电装置输出的供电量。另外,第一蓄电装置或第二蓄电装置的“输入”是指该第二蓄电装置的充电量。在这种情况下,“电量”、“供电量”、“充电量”及各蓄电装置的“输出”或“输入”例如由每单位时间的电能量(例如电力值)、或每单位时间的电荷量(例如电流值)表示。
另外,电负载的“要求输出”是指规定电负载的工作所需的电量的要求值的输出。作为该“要求输出”,可以使用电量的要求值本身。另外,在电负载例如产生与供给的电量对应的机械的输出(动力或动能)的情况下,也可以将该机械输出的要求值用作电负载的“要求输出”。
另外,与“要求输出”对应的供电量是指为了实现“要求输出”而应向电负载供给的供电量。另外,与关于要求输出的任意的阈值(后述的第A阈值等)对应的供电量是指,使要求输出与该阈值一致的情况下的与该要求输出对应的供电量。
另外,所述“电力传输电路部”能够控制所述电负载、所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置之间的电力传输是指,“电力传输电路部”至少具有能够控制从第一蓄电装置及第二蓄电装置分别向所述电负载供给的供电量的功能,或者除了该功能之外,还具有能够进行所述电负载、所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置之间的电力的供给源及供给目的地的选择性切换控制的功能。
将以上作为前提来说明本发明。
根据所述第一发明,在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下,能够不产生或难以产生与要求输出的变动对应的第一蓄电装置的输出的变动。因此,能够提高第一蓄电装置的输出的稳定性。进而能够抑制能量密度相对较高的第一蓄电装置的劣化的进展,且同时能够向电负载或第二蓄电装置供电。
在上述第一发明中,更具体来说,优选的是,所述控制装置构成为,具有在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下执行第一供电控制处理的功能,在该第一供电控制处理中,控制所述电力传输电路部,以便从所述第一蓄电装置输出规定的基本供电量,且同时将该基本供电量中的与所述要求输出对应的供电量向所述电负载供给,并且将从所述基本供电量减去与所述要求输出对应的供电量而得到的差量的供电量即剩余量供电量对所述第二蓄电装置进行充电,在与所述要求输出对应的供电量成为小于所述基本供电量的值的状态下,在所述灵敏度(S1)成为比所述灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下,所述控制装置执行所述第一供电控制处理(第二发明)。
在这种情况下,所述第一供电控制处理是在与所述要求输出对应的供电量成为小于所述基本供电量的值的状态下执行的控制处理,因此从所述第一蓄电装置输出的基本供电量不需要追随要求输出的变动。因此,能够在所述灵敏度(S1)成为比所述灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下执行所述第一供电控制处理。
其结果是,能够确保第一蓄电装置的输出的稳定性,进而能够抑制第一蓄电装置的劣化的进展。
另外,在该第二发明中,在所述第一供电控制处理的执行中,将所述基本供电量中的剩余量供电量对输出密度相对较高的第二蓄电装置进行充电。因此,能够防止该第二蓄电装置枯竭的情况。并且,虽然第二蓄电装置通常在其剩余容量较低的情况容易劣化,但通过基于所述第一供电控制处理的第二蓄电装置的充电,能够使该第二蓄电装置的剩余容量从低剩余容量恢复。其结果是,能够抑制第二蓄电装置的劣化的进展。
在上述第二发明中,优选的是,所述基本供电量是与所述要求输出的值无关地被设定的供电量(第三发明)。
由此,所述基本供电量没有被设定为所述要求输出的值的函数值,因此不会受到或难以受到所述要求输出的变动的影响。因此,能够可靠地确保所述第一供电控制处理的执行中的第一蓄电装置的输出的稳定性。进而能够进一步抑制第一蓄电装置的劣化的进展,且同时能够从该第一蓄电装置向电负载或第二蓄电装置供电。
在上述第二发明或第三发明中,优选的是,所述控制装置构成为包括如下功能:能够取得所述第二蓄电装置的剩余容量即第二剩余容量,并根据所述第二剩余容量可变地设定所述基本供电量(第四发明)。
由此,能够根据第二剩余容量的状态来调整所述第一供电控制处理的执行中的第二蓄电装置的充电量。
另外,由于第二剩余容量相对于要求输出的变动的响应性比第二蓄电装置的瞬间输出的响应性低,因此所述基本供电量难以受到所述要求输出的变动的影响。因此,能够确保第一蓄电装置的输出的稳定性。进而能够抑制第一蓄电装置的劣化的进展。
而且,在特性上,通常第二蓄电装置与第一蓄电装置相比,相对于与容量维持率等相关的劣化的影响程度根据剩余容量(第二剩余容量)而较大地变动。因此,通过根据所述第二剩余容量可变地设定所述基本供电量,由此能够反映相对于第一蓄电装置的劣化的影响程度而设定该基本供电量。进而也能够抑制第二蓄电装置的劣化的进展。
在上述第四发明中,优选的是,所述控制装置构成为,设定所述基本供电量,使得所述基本供电量相对于所述第二剩余容量的变化而连续地变化。(第五发明)。
需要说明的是,所述基本供电量相对于所述第二剩余容量的变化而连续地变化是指,相对于所述第二剩余容量的变化而不产生所述基本供电量的不连续变化(阶梯状的变化),或者该阶梯状的变化十分微小。
根据上述第五发明,能够使第一蓄电装置输出的基本供电量相对于第二剩余容量的变化而平滑地变化。因此,能够提高第一蓄电装置的输出的稳定性而抑制该第一蓄电装置的劣化的进展,且同时能够调整第二蓄电装置的剩余容量。
在上述第四发明或第五发明中,优选的是,所述控制装置构成为,设定所述基本供电量,使得所述第二剩余容量越小而越增大该基本供电量(第六发明)。
根据上述第六发明,第二剩余容量越小,成为进行第二蓄电装置的充电的要求输出的范围越扩大,并且第二剩余容量越小,所述第一供电控制处理的执行中的向第二蓄电装置的充电量越大。
因此,在所述第一供电控制处理的执行中,伴随着第二剩余容量降低,抑制该第二剩余容量的进一步降低。另外,伴随着通过第二蓄电装置的充电而使第二剩余容量上升,第二蓄电装置变得难以被充电,因此抑制该第二剩余容量的进一步上升。因此,第二剩余容量容易保持为不偏向低剩余容量侧或高剩余容量侧的状态。
在此,输出密度相对较高的第二蓄电装置中,通常与在其剩余容量(第二剩余容量)偏向高容量侧或低容量侧的状态下进行放电相比,在该第二剩余容量不过于偏向高容量侧或低容量侧的状态下进行放电的情况容易抑制第二蓄电装置的劣化的进展。另外,第二蓄电装置的剩余容量越是从中间区域的剩余容量脱离,第二蓄电装置越容易劣化。
因此,根据第六发明,能够大幅地抑制第二蓄电装置的劣化的进展。
在上述第六发明中,优选的是,所述控制装置构成为,在所述第二剩余容量小于规定的第二阈值B2_th2的情况下,将所述基本供电量设定为恒定值。(第七发明)。
由此,在所述第二剩余容量属于比第二阈值B2_th2低的区域的情况下,在所述第一供电控制处理的执行中,从所述第一蓄电装置输出恒定值的基本供电量。因此,防止该第一蓄电装置的输出极端大的情况,并且该输出的稳定性较高。进而能够有效地抑制该第一蓄电装置的劣化的进展,且同时调整第二蓄电装置的剩余容量,并且能够抑制产生对电负载的供电量的不足的情况。
在上述第二发明~第七发明中的任一发明中,优选的是,所述控制装置构成为,能够取得所述第二蓄电装置的剩余容量即第二剩余容量,并将所述第二剩余容量为规定的第一阈值B2_th1以下的情况作为必要条件来执行所述第一供电控制处理(第八发明)。
需要说明的是,上述第一阈值B2_th1是比所述第七发明中的第二阈值B2_th2大的阈值。
根据上述第八发明,在所述第二剩余容量比第一阈值B2_th1高的情况下,不会进行所述第一供电控制处理的执行引起的第二蓄电装置的充电。因此,能够有效地防止第二蓄电装置的剩余容量变得过高的情况。进而能够有效地防止第二蓄电装置的劣化的进展。
另外,通常充电结束后的所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置各自的剩余容量处于较高的状态。根据第八发明,在这样的状态下,能够防止过度的第一供电处理控制的执行。
在上述第八发明中,优选的是,所述控制装置构成为,在所述第二剩余容量大于所述第一阈值B1_th1的情况下,从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少包括第二蓄电装置的一方或双方的蓄电装置向所述电负载供给与所述要求输出对应的供电量(第九发明)。
由此,在所述第二剩余容量比第一阈值B2_th1高的情况下,优先进行从第一蓄电装置及第二蓄电装置中的第二蓄电装置向电负载的供电。因此,能够使第二蓄电装置的剩余容量迅速地返回比第一阈值B2_th1低的区域(能够有效地抑制第二蓄电装置的劣化的进展的区域)。
在上述第二发明~第八发明中的任一发明中,优选的是,所述控制装置构成为,具有在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下且在与所述要求输出对应的供电量大于所述基本供电量的情况下执行第二供电控制处理的功能,在该第二供电控制处理中,控制所述电力传输电路部,以便从所述第一蓄电装置输出所述基本供电量,且同时将该基本供电量向所述电负载供给,并将从与所述要求输出对应的供电量减去所述基本供电量而得到的差量的供电量从所述第二蓄电装置向所述电负载供给(第十发明)。
由此,在所述第二供电控制处理中,由于从第一蓄电装置输出所述基本供电量,因此能够实现与该要求输出的变化对应的所述第一蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S1)成为比与要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S2a)相对低的灵敏度的样态。因此,能够确保第一蓄电装置的输出的稳定性。
另外,由于所述第二蓄电装置输出要求输出中的对于所述基本供电量来说不足的量,因此所述第二蓄电装置在要求输出较高的状态下进行向电负载的供电。其结果是,能够有效利用第二蓄电装置的特性而使用该第二蓄电装置。
另外,在与所述要求输出对应的供电量从比所述基本供电量大的供电量和比所述基本供电量小的供电量中的一方的供电量向另一方的供电量变化的情况下,即在从第一供电控制处理及第二供电控制处理中的一方向另一方的切换时,将第一蓄电装置的输出维持为基本供电量。因此,能够防止第一蓄电装置的输出的急剧的变动。
因此,能够有效利用第二蓄电装置的特性,且同时抑制第一蓄电装置的劣化的进展。
需要说明的是,在以上说明的第一发明~第十发明中的任一发明中,作为所述电负载,例如可以采用电动马达(第十一发明)。
另外,在上述第十发明中,优选的是,所述电力传输电路部包括:电压转换器,其对所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少一方的输出电压进行转换并输出;以及逆变器,其将从所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置或所述电压转换器输入的直流电力转换为交流电力而向所述电动马达供给(第十二发明)。
由此,能够适当地控制第一蓄电装置、第二蓄电装置及作为所述电负载的电动马达之间的电力传输。
另外,本发明的输送设备具备上述第一发明~第十二发明中的任一发明的电力供给系统(第十三发明)。根据该输送设备,能够实现起到关于上述第一发明~第十二发明进行说明的效果的输送设备。
另外,本发明的电力传输方法是在具备第一蓄电装置和第二蓄电装置且进行从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少一方向电负载的供电的电力供给系统中,进行所述电负载、第一蓄电装置及第二蓄电装置之间的电力传输的方法,其中,所述第二蓄电装置与所述第一蓄电装置相比,输出密度高且能量密度低,所述电力传输方法的特征在于,
所述电力传输方法包括如下步骤:在所述电负载的要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下,在与该要求输出的变化对应的所述第一蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S1)成为比与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S2a)或与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输入的变化的灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下,从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少包括该第一蓄电装置的一方或双方的蓄电装置向所述电负载供给与所述要求输出对应的供电量(第十四发明)。
由此,与第一发明同样,在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下,能够不产生或难以产生与要求输出的变动对应的第一蓄电装置的输出的变动。因此,能够提高第一蓄电装置的输出的稳定性。进而能够抑制能量密度相对较高的第一蓄电装置的劣化的进展,且同时能够向电负载或第二蓄电装置供电。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的电力供给系统的整体结构的图。
图2是表示实施方式的电力供给系统所具备的电压转换器的一个例子的电路结构的图。
图3是表示实施方式的电力供给系统所具备的逆变器的一个例子的电路结构的图。
图4是表示实施方式的电力供给系统所具备的控制装置的控制处理的流程图。
图5是以映射形态表示在图4的STEP4中执行的第一控制模式下的通常并用控制处理中的要求驱动力与第二蓄电装置的剩余容量的关系的图。
图6是表示在图4的STEP4中执行的通常并用控制处理的流程图。
图7是表示在图4的STEP4中执行的通常并用控制处理的流程图。
图8是表示在图4的STEP4中执行的通常并用控制处理的流程图。
图9是表示图7的STEP19或图8的STEP25的处理的流程图。
图10是表示在图9的处理中使用的系数α与第二蓄电装置的剩余容量的关系的图。
图11是以映射形态表示在图4的STEP4中执行的第二控制模式下的通常并用控制处理中的要求驱动力与第二蓄电装置的剩余容量的关系的图。
图12是以映射形态表示在图4的STEP4中执行的第三控制模式下的通常并用控制处理中的要求驱动力与第二蓄电装置的剩余容量的关系的图。
图13是表示在图4的STEP6中执行的停止延长控制处理的流程图。
图14是表示第一蓄电装置及第二蓄电装置各自的剩余容量的组合的随时间变化的形态的一个例子的图。
图15是表示第一蓄电装置的剩余容量的随时间变化的形态的一个例子的图。
图16是表示第二蓄电装置的剩余容量的随时间变化的形态的一个例子的图。
图17是表示停止延长控制处理的执行期间的第一蓄电装置及第二蓄电装置的剩余容量的随时间变化的一个例子的图。
图18是表示电动马达的再生运转时的控制装置的控制处理(第一实施方式)的流程图。
图19是表示与图18的处理相关的映射的图。
图20是表示电动马达的再生运转时的控制装置的控制处理(第二实施方式)的流程图。
图21是表示与图20(或图22)的处理相关的映射的图。
图22是表示电动马达的再生运转时的控制装置的控制处理(第三实施方式)的流程图。
符号说明:
1…电力供给系统;2…第一蓄电装置;3…第二蓄电装置;4…电力传输路径;5…控制装置;11…电力传输电路部;15、16…电压转换器;17…逆变器;100…电动马达(电负载)。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下,参照图1~图19,对本发明的第一实施方式进行说明。参照图1,本实施方式的电力供给系统1是向作为电负载的一个例子的电动马达100供给电力的系统。
该电力供给系统1在本实施方式的一个例子中搭载于将电动马达100作为推进力产生源使用的输送设备、例如电动车辆(省略图示)。在这种情况下,电动马达100除了接受电力的供给而产生驱动力的动力运转之外,还能够进行通过电动车辆(以下,有时仅称作车辆)的动能来输出再生电力的再生运转。
电力供给系统1具备作为电源的第一蓄电装置2及第二蓄电装置3、配置在电动马达100、第一蓄电装置2及第二蓄电装置3之间的电力传输路径4、以及具有进行电力供给系统1的工作控制的功能的控制装置5。需要说明的是,电力供给系统1的电负载除了电动马达100之外,还可以包括辅机类等电负载。
第一蓄电装置2及第二蓄电装置3是各自的特性不同的蓄电装置。第一蓄电装置2是与第二蓄电装置3相比能量密度高的蓄电装置。该能量密度是每单位重量或每单位体积能够储藏的电能量。这样的第一蓄电装置2例如能够由锂离子电池、燃料电池、空气电池等构成。
另外,第二蓄电装置3是与第一蓄电装置2相比输出密度高的蓄电装置。该输出密度是每单位重量或每单位体积能够输出的电量(每单位时间的电能量或每单位时间的电荷量)。这样的第二蓄电装置3例如能够由锂离子电池、镍氢电池、电容器等构成。
能量密度相对较高的第一蓄电装置2与第二蓄电装置3相比,能够储藏较多的电能。而且,第一蓄电装置2具有如下这样的特性:与在频繁地产生其输出的变动那样的形态下进行放电相比,在难以产生该输出的变动的形态下进行稳定的放电的情况可以抑制劣化的进展。
另外,输出密度相对较高的第二蓄电装置3与第一蓄电装置2相比,内部电阻(阻抗)小,因此能够瞬间输出较大的电力。并且,第二蓄电装置3具有如下这样的特性:与在其剩余容量偏向高容量侧或低容量侧的状态下进行放电或充电相比,将该剩余容量维持为中等程度的值而进行放电或充电的情况可以抑制劣化的进展。更详细来说,第二蓄电装置3具有如下这样的特性:其剩余容量越是从中等程度的值向高容量侧或低用量侧增加或减少,该第二蓄电装置3的劣化越容易进展。
需要说明的是,在本实施方式中,第一蓄电装置2及第二蓄电装置3均是能够充电的蓄电装置。
电力传输路径4由通电线或基板的配线图案等构成。在该电力传输路径4上夹装有用于控制第一蓄电装置2、第二蓄电装置3及电动马达100之间的电力传输的电力传输电路部11。
并且,电力传输路径4包括:进行第一蓄电装置2与电力传输电路部11之间的电力传输的电力传输路径4a;进行第二蓄电装置3与电力传输电路部11之间的电力传输的电力传输路径4b;以及进行电动马达100与电力传输电路部11之间的电力传输的电力传输路径4c。在电力传输路径4a、4b上夹装有作为进行各自的接通断开的开关部的接触器12、13。
电力传输电路部11构成为,根据从控制装置5提供的控制信号,能够控制第一蓄电装置2、第二蓄电装置3及电动马达100之间的电力传输。更详细来说,电力传输电路部11能够根据被提供的控制信号来控制电力的供给源及供给目的地的选择性切换、以及从供给源向供给目的地的电力的供给量(供电量)。
具体来说,电力传输电路部11具备:电压转换器15,其能够对从第一蓄电装置2输入的电压进行升压或降压并输出;电压转换器16,其能够对从第二蓄电装置3输入的电压进行升压或降压并输出;以及逆变器17,其能够将直流电力转换为交流电力并输出。
在这种情况下,电压转换器15、16与逆变器17的输入侧并联连接。另外,在逆变器17的输入侧(电压转换器15、16的输出侧)夹装有使向逆变器17输入的直流电压(从电压转换器15或16输出的直流电压)平滑化的电容器18。
需要说明的是,电力传输电路部11也可以是包括所述接触器12、13的电路部。
电压转换器15、16是所谓的DC/DC转换器,能够分别采用公知的结构。图2示出这样的电压转换器15、16的一个例子的电路结构。图示的电路结构的电压转换器15或16是能够对第一蓄电装置2或第二蓄电装置3的输出电压进行升压并输出的电压转换器。该电压转换器15或16构成为,在一对初级侧端子21a、21b与一对次级侧端子22a、22b之间如图示那样连接电容器23、线圈24、高压侧及低压侧的两个开关部27a、27b,其中,一对初级侧端子21a、21b与第一蓄电装置2或第二蓄电装置3连接,一对次级侧端子22a、22b与逆变器17连接。该开关部27a、27b分别通过将晶体管等半导体开关元件25与二极管26并联连接而构成。
这样的结构的电压转换器15或16通过具有规定的占空比的控制信号(所谓的占空信号)来控制开关部27a、27b各自的半导体开关元件25的接通断开,由此能够从次级侧端子22a、22b输出将向初级侧端子21a、21b输入的直流电压以所需的升压率进行升压而得到的直流电压,或者从初级侧端子21a、21b输出将向次级侧端子22a、22b输入的直流电压以所需的降压率进行降压而得到的直流电压。并且,也可以对上述升压率或降压率进行可变地控制。
而且,电压转换器15或16也能够通过将双方的开关部27a、27b的半导体开关元件25、25控制为断开,从而将从次级侧向初级侧的通电(电力传输)切断。
补充来说,电压转换器15、16也可以为图2所示的结构以外的电路结构。另外,电压转换器15、16中的任一方或双方也可以构成为,能够对从第一蓄电装置2或第二蓄电装置3输入的电压进行降压并输出。另外,也能够省略电压转换器15、16中的任一方。是否需要电压转换器15或16、或者电压转换器15或16的电压转换的种类(升压或降压)能够根据电负载的工作所需要的电压、以及第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出电压等在各种各样的组合图案中选定。
例如,在第一蓄电装置2为比第二蓄电装置3电压高的蓄电装置的情况下,在省略所述电压转换器15、16中的任一方时,优选省略与第一蓄电装置2连接的电压转换器15。这样,通过省略电压转换器15、16中的一方,能够削减电力供给系统的实现所需的成本。
逆变器17能够采用公知的电路结构。图3示出例如电动马达100为3相的电动马达的情况下的逆变器17的一个例子的电路结构。图示的逆变器17通过在施加有直流电压的一对电源端子31a、31b之间并联连接U相、V相、W相这3相的臂32u、32v、32w而构成。各相的臂32u、32v、32w通过将高压侧及低压侧的两个开关部35a、35b串联连接而构成。该开关部35a、35b分别通过将晶体管等半导体开关元件33及二极管34并联连接而构成。而且,各相的臂32u、32v、32w的开关部35a、35b之间的中点成为3相的交流电力的输出部。
这样的结构的逆变器17通过由PWM控制方式等生成的控制信号来控制各相的臂32u、32v、32w的开关部35a、35b各自的半导体开关元件33的接通断开,由此能够将向电源端子31a、31b输入的直流电力转换为3相的交流电力,并将该交流电力向电动马达100(动力运转时的电动马达100)输出。
而且,也能够在电动马达100的再生运转时(发电时),通过具有规定的占空比的控制信号(所谓的占空信号)来控制各相的臂32u、32v、32w的开关部35a、35b各自的半导体开关元件33的接通断开,由此将从电动马达100输入的3相的交流电力转换为直流电力而从电源端子31a、31b输出。
补充来说,逆变器17的相数(臂的个数)设定为与电负载的工作所需的交流电力的相数匹配。另外,在电负载为通过直流电力的通电来工作的电负载(例如直流马达)的情况下,能够省略逆变器17。
如以上那样构成的电力传输电路部11通过控制电压转换器15、16及逆变器17(详细来说,向电压转换器15、16及逆变器17分别提供使所述半导体开关元件25、33接通断开的控制信号(具有规定的占空比的占空信号)),从而能够控制第一蓄电装置2、第二蓄电装置3及电动马达100之间的电力传输。
例如,在电动马达100的动力运转时,能够进行从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的一方或双方向电动马达100供电、从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3供电而对该第二蓄电装置3充电、或者将电动马达100的再生运转时的再生电力向第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的一方或双方充电等。
需要说明的是,在本实施方式中,虽然不通过第二蓄电装置3对第一蓄电装置2进行充电,但也能够像进行该充电那样控制电力传输电路部11。
控制装置5由包括CPU、RAM、ROM、接口电路等的电子电路单元构成。需要说明的是,控制装置5也可以由能够相互通信的多个电子电路单元构成。
该控制装置5包括电力传输控制部41和检测第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的剩余容量(所谓的SOC)的剩余容量检测部42,作为通过安装的硬件结构或安装的程序(软件结构)来实现的功能,其中,所述电力传输控制部41控制电力传输电路部11,由此控制第一蓄电装置2、第二蓄电装置3及电动马达100之间的电力传输。
并且,作为实现上述的功能所需的信息,将由要求驱动力或要求制动力构成的要求驱动/制动力、规定电力传输电路部11的控制形态的控制模式及各种传感检测数据向控制装置5输入,该要求驱动力是应由动力运转时的电动马达100产生的驱动力(驱动转矩)的要求值,该要求制动力是应由再生运转时的电动马达100产生的制动力(再生转矩)的要求值。
在搭载有本实施方式的电力供给系统1的电动车辆的行驶时,根据例如油门踏板的操作量及制动踏板的操作量各自的检测值等,通过未图示的车辆控制装置来设定上述要求驱动/制动力。
需要说明的是,也可以使控制装置5具有设定要求驱动/制动力的功能。
上述控制模式例如通过电动车辆的驾驶员操作未图示的模式切换操作器来设定。在本实施方式中,对控制装置5选择性地设定后述的第一控制模式~第三控制模式这三种控制模式。需要说明的是,控制模式也可以根据电动车辆的行驶状态、行驶环境等自动地设定。
作为上述传感检测数据,例如将以下这样的数据向控制装置5输入。即,将检测第一蓄电装置2的通电电流的电流传感器51、检测第一蓄电装置2的输出电压的电压传感器52、检测第一蓄电装置2的温度的温度传感器53、检测第二蓄电装置3的通电电流的电流传感器54、检测第二蓄电装置3的输出电压的电压传感器55、检测第二蓄电装置3的温度的温度传感器56、分别检测电压转换器15的输入侧(第一蓄电装置2侧)的电流及电压的电流传感器57及电压传感器58、检测电压转换器15的输出侧(逆变器17侧)的电流的电流传感器59、分别检测电压转换器16的输入侧(第二蓄电装置3侧)的电流及电压的电流传感器60及电压传感器61、检测电压转换器16的输出侧(逆变器17侧)的电流的电流传感器62、及检测逆变器17的输入侧的电压(电压转换器15、16各自的输出侧的电压)的电压传感器63各自的检测数据向控制装置5输入。
并且,控制装置5的剩余容量检测部42例如使用第一蓄电装置2的上述电流传感器51、电压传感器52及温度传感器53的检测数据来逐次检测(推定)第一蓄电装置2的剩余容量。另外,剩余容量检测部42例如使用第二蓄电装置3的上述电流传感器54、电压传感器55及温度传感器56的检测数据来逐次检测(推定)第二蓄电装置3的剩余容量。
在此,对于蓄电装置的剩余容量的检测方法来说,以往提出有各种各样的方法。并且,作为检测第一蓄电装置2及第二蓄电装置3的剩余容量的方法,能够采用公知的方法。
需要说明的是,检测第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的剩余容量的方法也可以是不使用通电电流、输出电压及温度中的任一个的检测数据的方法、或使用其他的检测数据的方法。另外,第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的剩余容量的检测处理也可以由与控制装置5不同的检测装置进行。
另外,电力传输电路部11例如适当使用上述电流传感器57、59、60、62及电压传感器58、61、63的检测数据、电动马达100的要求驱动/制动力、以及由剩余容量检测部42检测出的第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的剩余容量的检测值,来控制电力传输电路部11的电压转换器15、16及逆变器17。
(电力传输控制部的控制处理)
接下来,以下详细说明控制装置5的电力传输控制部41的控制处理。
在车辆的行驶时,控制装置5通过电力传输控制部41以规定的控制处理周期逐次执行图4的流程图所示的控制处理。需要说明的是,图4的流程图所示的控制处理是电动马达100的动力运转时的控制处理。
在STEP1中,电力传输控制部41取得当前设定的控制模式。而且,在STEP2中,电力传输控制部41从剩余容量检测部42分别取得第一蓄电装置2的剩余容量SOC1(以下,有时称作第一剩余容量SOC1)的检测值和第二蓄电装置3的剩余容量SOC2(以下,有时称作第二剩余容量SOC2)的检测值。
接下来,电力传输控制部41在STEP3中判断第一剩余容量SOC1的检测值为规定的阈值B1_th1以上且第二剩余容量SOC2的检测值为规定的下限值B2_min以上这样的条件是否成立。
与第一剩余容量SOC1相关的上述阈值B1_th1是预先确定为在进行后述的通常并用控制处理上所需的第一剩余容量SOC1的极限值的阈值。作为该阈值B1_th1,例如可以采用能够仅从第一蓄电装置2向电动马达100供给为了使电动马达100产生恒定的输出所需的供电量(例如为了使车辆以规定的车速巡航行驶所需的供电量)的极限的剩余容量值。该阈值B1_th1被设定为比下限值B1_min(接近零的值)略高的值,该下限值B1min为以使第一蓄电装置2不产生劣化的方式能够从该第一蓄电装置2向外部进行供电的极限的剩余容量值。
另外,与第二剩余容量SOC2相关的下限值B2_min是以使第二蓄电装置3不产生劣化的方式能够从该第二蓄电装置3向外部进行供电的极限的剩余容量值(接近零的值)。
上述STEP3的判断结果成为肯定的状况是第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2成为通常范围(常用区域)的值的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP4中执行与当前设定的控制模式对应的通常并用控制处理。虽然详见后述,但该通常并用控制处理是如下处理:在与控制模式对应的样态下控制电力传输电路部11,以便进行从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的一方或双方向电动马达100的供电,并且在从第一蓄电装置2向电动马达100的供电时,适当地进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电。
通过上述通常并用控制处理的执行,第二蓄电装置3适当地由第一蓄电装置2充电,但是第一蓄电装置2的剩余容量SOC1减少。因此,第一剩余容量SOC1最终变得小于阈值B1_th1而使STEP3的判断结果成为否定。
这样,当STEP3的判断结果成为否定时,电力传输控制部41接着在STEP5中判断第一剩余容量SOC1的检测值为所述下限值B1_min以上且第二剩余容量SOC2的检测值为所述下限值B2_min以上这样的条件是否成立。
该STEP5的判断结果成为肯定的状况尤其是如下状况:虽然为第一蓄电装置2的剩余容量较少残留的状况,但在一定程度的期间,通过第一蓄电装置2与第二蓄电装置3的协作而能够向电动马达100进行供电,以使电动马达100产生要求驱动力。
在该状况下,电力传输控制部41在STEP6中执行停止延长控制处理。虽然详见后述,但停止延长控制处理是以尽可能地消耗第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这双方的剩余容量的方式控制电力传输电路部11的处理。
另外,STEP5的判断结果成为否定的状况是难以从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3向电动马达100供电的状况。在该状况下,电力传输控制部41执行停止处理。在该停止处理中,电力传输控制部41以切断第一蓄电装置2及第二蓄电装置3的输出(向负载侧的放电)且保持该切断状态的方式控制电压转换器15、16或接触器12、13。
需要说明的是,在该停止处理中,控制装置5产生用于将因第一蓄电装置2及第二蓄电装置3的剩余容量不足而无法进行车辆的行驶的意旨或无法使电动马达100工作的意旨等向车辆的驾驶员报告的报告输出(视觉性输出或听觉性输出)。
(通常并用控制处理)
接下来,详细说明所述STEP4的通常并用控制处理。在此,预先对以下说明中的用语进行补充。
在以下的说明中,第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的“输出”或“输入”、或者“供电量”或“充电量”为例如由电力值(每单位时间的电能量)表示的电量。
另外,电动马达100的“与要求驱动力DT_dmd对应的供电量”是指,在将该供电量向电动马达100进行了供电时,该电动马达100产生的驱动力成为与要求驱动力DT_dmd一致或大致一致的供电量。
在“供电量”是由电力值表示的电量的情况下,该“与要求驱动力DT_dmd对应的供电量”成为与要求驱动力DT_dmd和电动马达100的旋转速度(详细来说,为电动马达100的转子或输出轴的旋转速度)对应的供电量。在这种情况下,“与要求驱动力DT_dmd对应的供电量”的值例如能够根据该要求驱动力DT_dmd和电动马达100的旋转速度的检测值,通过映射或运算式来求出。
另外,与要求驱动力DT_dmd相关的任意的“与阈值对应的供电量”是指,使要求驱动力DT_dmd与该阈值一致的情况下的与该要求驱动力DT_dmd对应的供电量。
(第一控制模式)
将以上作为前提事项,参照图5~图10,说明将控制模式设定成作为第一控制模式~第三控制模式中的基本的控制模式的第一控制模式的情况。
第一控制模式是以能够尽可能地抑制第一蓄电装置2及第二蓄电装置3的劣化的进展的方式进行电力传输电路部11的控制的控制模式。
参照图5,预先说明该第一控制模式中的通常并用控制处理的概要。图5是以映射形态表示在第一控制模式下,第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出相对于根据电动马达100的要求驱动力DT_dmd而应向该电动马达100供给的电量(供电量)的负担形态和第二剩余容量SOC2之间的关系的图。
图5的斜线区域表示第一蓄电装置2负担向电动马达100供给的供电量的整体或一部分的区域,点绘区域表示第二蓄电装置3负担该供电量的整体或一部分的区域。
更详细来说,与成为要求驱动力DT_dmd=0的线(横轴)相接的斜线区域表示仅第一蓄电装置2负担向电动马达100供给的供电量的整体的区域,与该线(横轴)相接的点绘区域表示仅第二蓄电装置3负担向电动马达100供给的供电量的整体的区域。
另外,斜线区域的上侧的点绘区域或点绘区域的上侧的斜线区域表示第一蓄电装置2和第二蓄电装置这双方负担向电动马达100供给的供电量的区域。
在第一控制模式下的通常并用控制处理中,如图5所示,通过第二剩余容量SOC2的值属于成为SOC2≥B2_th1的高剩余容量区域(包括充满电状态的剩余容量值(100%))的情况、属于成为B2_th1>SOC2≥B2_th2的中等剩余容量区域的情况、以及属于成为B2_th2>SOC2的低剩余容量区域的情况,大致区分与电动马达100的要求驱动力DT_dmd对应的第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出的负担形态。并且,在与高、中等、低的各剩余容量区域对应的负担形态下,从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的一方或双方向电动马达100供给与电动马达100的要求驱动力DT_dmd对应的供电量。
需要说明的是,在本实施方式中,通常并用控制处理是在第二剩余容量SOC2的检测值为所述下限值B2_min以上的情况下进行的处理,因此,更详细来说,所述低剩余容量区域是成为B2_th2>SOC2≥B2_min的剩余容量区域。
因此,在图5中,对第二剩余容量SOC2进行区分的上述阈值B2_th1、B2_th2是作为第一控制模式用而预先确定的阈值(固定值)。上述的阈值B2_th1、B2_th2预先基于实验等设定成,由该阈值B2_th1、B2_th2规定范围的中等剩余容量区域成为在尽可能地抑制第二蓄电装置3的劣化的进展上,实际的第二剩余容量SOC2的值所属的优选的剩余容量区域。因此,由阈值B2_th1、B2_th2规定范围的中等剩余容量区域是在将实际的第二剩余容量SOC2的值尽可能地维持于该中等剩余容量区域而进行了第二蓄电装置3的充放电的情况下,能够适当地抑制第二蓄电装置3的劣化的进展的剩余容量区域。
以下,具体说明第一控制模式下的通常并用控制处理。
在通常并用控制处理中,电力传输控制部41以规定的控制处理周期逐次执行图6~图8的流程图所示的处理。
在STEP10中,电力传输控制部41取得电动马达100的要求驱动力DT_dmd。然后,电力传输控制部41在STEP12中判断在所述STEP2中取得的第二剩余容量SOC2的检测值是否为所述高剩余容量区域的下限值即所述阈值B2_th1以上。
该STEP12的判断结果成为肯定的状况是SOC2的检测值属于高剩余容量区域的状况。在该情况下,电力传输控制部41接着在STEP13中判断要求驱动力DT_dmd是否大于规定的阈值DT_th1。
上述阈值DT_th1在本实施方式的一个例子中为预先确定的规定的恒定值(固定值)。作为该阈值DT_th1,能够采用例如在第二剩余容量SOC2属于高剩余容量区域的状态下,通过仅来自第二蓄电装置3的供电能够由电动马达100产生的上限的驱动力值或与其接近的驱动力值。需要说明的是,为了更适当地抑制第二蓄电装置3的劣化,也可以根据由温度传感器56检测出的第二蓄电装置3的温度的检测值等将阈值DT_th1设定为可变。
STEP13的判断结果成为肯定的状况是图5的高剩余容量区域中的斜线区域的状况。在该情况下,电力传输控制部41在STEP14中控制电力传输电路部11,以使第二蓄电装置3的输出P2与对应于阈值DT_th1的供电量一致,且使第一蓄电装置2的输出P1与从对应于要求驱动力DT_dmd的供电量减去第二蓄电装置3的负担量的输出P2而得到的不足量的供电量一致。
需要说明的是,详细来说,第一蓄电装置2的输出P1是从第一蓄电装置2输出的电量(放电量),第二蓄电装置3的输出P2是从第一蓄电装置2输出的电量(放电量)。
由此,以使第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出P1、P2的总和与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致的方式,从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这双方向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。另外,此时,与要求驱动力DT_dmd对应的供电量中的第二蓄电装置3的负担量(输出P2)成为与阈值DT_th1对应的供电量。
具体来说,上述STEP14的处理例如能够如下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定控制逆变器17的输入电压(=电压转换器15、16的输出电压)的目标值。另外,将与阈值DT_th1对应的供电量设定为电压转换器16的输出电力的目标值,并且将从与要求驱动力DT_dmd对应的供电量减去第二蓄电装置3的负担量的输出P2(=与阈值DT_th1对应的供电量)而得到的供电量设定为电压转换器15的输出电力的目标值。
并且,通过控制信号(占空信号)来控制电压转换器15、16,以便实现逆变器17的输入电压的目标值和电压转换器15、16各自的输出电力的目标值。同时,逆变器17通过控制信号(占空信号)而被进行反馈控制,以便将目标电流向电动马达100通电,该目标电流能够实现根据要求驱动力DT_dmd而设定的目标电力、或通过限制处理(用于限制各蓄电装置2、3的输出的限制处理)限制该目标电力而得到的目标电力。
另一方面,STEP13的判断结果成为否定的状况是图5的高剩余容量区域中的点绘区域的状况。在该情况下,电力传输控制部41在STEP15中控制电力传输电路部11,以使第二蓄电装置3的输出P2与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致。
由此,不使用第一蓄电装置2,仅从第二蓄电装置3向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。
具体来说,上述STEP15的处理例如能够如下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定逆变器17的输入电压(=电压转换器16的输出电压)的目标值。并且,将与要求驱动力DT_dmd对应的供电量设定为电压转换器16的输出电力的目标值。
然后,控制电压转换器16,以便实现逆变器17的输入电压的目标值和电压转换器16的输出电力的目标值。同时,逆变器17被进行反馈控制,以使与要求驱动力DT_dmd对应的目标电流向电动马达100通电。
另外,将电压转换器15控制为通电切断状态。或者,将第一蓄电装置2侧的接触器12控制为断开状态。
如以上那样,在第二剩余容量SOC2的检测值属于高剩余容量区域的情况下,在电动马达100的动力运转中,进行从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的至少包括第二蓄电装置3的蓄电装置向电动马达100的供电。因此,能够使第二蓄电装置3积极地放电,使该第二蓄电装置3的剩余容量SOC2接近中等剩余容量区域。因此,能够满足电动马达100的要求驱动力DT_dmd,且同时实现所述第二蓄电装置3的劣化的抑制。
补充说明时,在所述STEP13的判断处理中使用的阈值DT_th1也能够以与上述不同的样态进行设定。例如,也可以将该阈值DT_th1设定成,使与阈值DT_th1对应的供电量成为规定的恒定值(例如第二蓄电装置3在高剩余容量区域中能够输出的上限的供电量或与其接近的恒定值的供电量)。另外,也可以将阈值DT_th1设定为根据第二剩余容量SOC2的检测值而变化。
在所述STEP12的判断结果为否定的情况下,电力传输控制部41进一步在STEP16中判断第二剩余容量SOC2的检测值是否为所述中等剩余容量区域的下限值即所述阈值B2_th2以上。
该STEP16的判断结果成为肯定的状况是SOC2的检测值属于中等剩余容量区域的状况。在该状况中,电力传输控制部41接着在STEP17(参照图7)中判断要求驱动力DT_dmd是否大于规定的阈值DT_th2。
在这种情况下,在本实施方式的一个例子中,例如图5所示,规定的阈值DT_th2是根据第二剩余容量SOC2的检测值而被可变地设定的阈值。详细来说,设定为伴随着SOC2的检测值变小,阈值DT_th2增大。另外,阈值DT_th2被设定为比在将后述的基本供电量P1_base向电动马达100供电的情况下该电动马达100能够产生的驱动力大的驱动力值。
STEP17的判断结果成为肯定的状况是图5的中等剩余容量区域中的点绘区域的上侧的斜线区域的状况。在该情况下,电力传输控制部41在STEP18中控制电力传输电路部11,以使第二蓄电装置3的输出P2与规定值的供电量一致,并且使第一蓄电装置2的输出P1与从对应于要求驱动力DT_dmd的供电量减去第二蓄电装置3的负担量的输出P2而得到的不足量的供电量一致。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制能够与图6的STEP14同样地进行。
由此,以使第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出P1、P2的总和与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致的方式,从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这双方向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。另外,此时,与要求驱动力DT_dmd对应的供电量中的第二蓄电装置3的负担量成为规定值的供电量。
在这种情况下,作为从第二蓄电装置3输出的规定值的供电量,例如,能够采用第二蓄电装置3在中等剩余容量区域中能够输出的上限的供电量或与其接近的恒定值的供电量。另外,作为该规定值的供电量,也可以使用例如设定为根据第二剩余容量SOC2的检测值而变化的供电量。
另一方面,在STEP17的判断结果成为否定的情况下,电力传输控制部41接着在STEP19中根据第二剩余容量SOC2的检测值来决定第一蓄电装置2的输出P1的基本值即基本供电量P1_base。
在此,上述基本供电量P1_base是在第二剩余容量SOC2的检测值属于中等剩余容量区域或低剩余容量区域的状态下,与要求驱动力DT_dmd无关地从第一蓄电装置2输出的下限的电量。即,在本实施方式中,在第二剩余容量SOC2的检测值属于中等剩余容量区域或低剩余容量区域的状态下,以与要求驱动力DT_dmd无关地从第一蓄电装置2输出基本供电量P1_base或大于该基本供电量P1_base的供电量的方式控制电力传输电路部11。
上述基本供电量P1_base例如像图9的流程图所示那样设定。即,电力传输控制部41在STEP31中根据第二剩余容量SOC2的检测值,来决定规定与第二剩余容量SOC2的检测值对应的基本供电量P1_base的变化的图案的系数α。
在这种情况下,根据SOC2的检测值并使用预先制作成的映射或运算式,例如以图10的图所示的图案来设定系数α。在该例子中,系数α的值是“0”至“1”的范围内的值。并且,该系数α的值被设定为,在将第二蓄电装置3的中等剩余容量区域及低剩余容量区域合并的剩余容量区域(低侧剩余容量区域)中,基本上SOC2的检测值越小,该系数α的值变得越大。
更详细来说,在SOC2的检测值属于中等剩余容量区域的情况下,系数α的值被设定为,伴随着SOC2的检测值从中等剩余容量区域的上限的阈值B2_th1到下限的阈值B2_th2减少,该系数α的值从“0”至“1”连续地增加。
另外,在第二剩余容量SOC2的检测值属于低剩余容量区域的情况下,α的值被设定为最大值“1”。
接下来,在STEP32中,电力传输控制部41将如上述那样决定的系数α的值乘以预先确定的规定值(固定值)的供电量P1b,由此计算出基本供电量P1_base(=α×P1b)。供电量P1b是基本供电量P1_base的最大值。
由此,基本供电量P1_base被决定为,根据第二剩余容量SOC2的检测值而以与系数α相同的图案进行变化。
需要说明的是,例如,也可以根据第一剩余容量SOC1的检测值等预先设定第一蓄电装置2的输出P1的上限值,在如上述那样计算出的基本供电量P1_base超过该上限值的情况下,接着STEP32的处理而执行将该基本供电量P1_base强制地限制为该上限值的限制处理,由此确定基本供电量P1_base。
另外,例如,也可以替代STEP31、32的处理,根据第二剩余容量SOC2的检测值,使用预先制作成的映射或运算式直接决定基本供电量P1_base。
返回图7,在如上述那样执行STEP19的处理之后,电力传输控制部41接着在STEP20中判断与要求驱动力DT_dmd对应的供电量是否为基本供电量P1_base以下。该STEP20的判断处理与判断要求驱动力DT_dmd是否为根据电动马达100的旋转速度的检测值将基本供电量P1_base换算为驱动力值而得到的阈值以下的处理等价。并且,该情况下的该阈值是图5中虚线所示的阈值DT_th4。需要说明的是,图5中虚线所示的阈值DT_th4是使电动马达100的旋转速度恒定的情况下的阈值。
STEP20的判断结果成为肯定的状况是图5的中等剩余容量区域中的最下段的斜线区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP21中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与基本供电量P1_base一致,并使第二蓄电装置3的输入、即充电量与从基本供电量P1_base减去对应于要求驱动力DT_dmd的供电量而得到的剩余量的供电量(剩余量供电量)一致。
由此,与要求驱动力DT_dmd无关地从第一蓄电装置2输出根据第二剩余容量SOC2的检测值而如上述那样设定的基本供电量P1_base,同时将该基本供电量P1_base中的与要求驱动力DT_dmd对应的供电量从第一蓄电装置2向电动马达100供给,并且将从基本供电量P1_base减去与要求驱动力DT_dmd对应的供电量而得到的剩余量供电量从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3充电。
具体来说,上述STEP21的处理能够例如以下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定逆变器17的输入电压(=电压转换器15的输出电压)的目标值。而且,将基本供电量P1_base设定为电压转换器15的输出电力的目标值,并且将从基本供电量P1_base减去与要求驱动力DT_dmd对应的供电量而得到的供电量设定为从电压转换器16的输入侧(第二蓄电装置3侧)向第二蓄电装置3供给的供给电力的目标值。
并且,控制电压转换器15,以便实现逆变器17的输入电压的目标值和电压转换器15的输出电力的目标值,并且控制电压转换器16,以便实现从电压转换器16向第二蓄电装置3供给的供给电力的目标值。同时,逆变器17被进行反馈控制,以使与要求驱动力DT_dmd对应的目标电流向电动马达100通电。
需要说明的是,在基本供电量P1_base与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致的情况下,第二蓄电装置3的输入(充电量)成为零,因此将电压转换器16控制为通电切断状态,或将第二蓄电装置3侧的接触器13控制为断开状态。
另一方面,STEP20的判断结果成为否定的状况是图5的中等剩余容量区域中的点绘区域的状况。在该情况下,电力传输控制部41在STEP22中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与基本供电量P1_base一致,并且使第二蓄电装置的输出P2与从对应于要求驱动力DT_dmd的供电量减去基本供电量P1_base而得到的不足量的供电量一致。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制能够与图5的STEP14同样地进行。
由此,以使第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出P1、P2的总和与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致的方式,从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这双方向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。另外,此时,与要求驱动力DT_dmd对应的供电量中的第一蓄电装置2的负担量(输出P1)成为根据第二剩余容量SOC2的检测值而如上述那样设定的基本供电量P1_base。
补充来说时,在上述STEP22中,在第二蓄电装置的输出P2(从与要求驱动力DT_dmd对应的供电量减去基本供电量P1_base而得到的不足量的供电量)超过中等剩余容量区域中的第二蓄电装置3能够输出的上限的供电量的情况下,也可以将该第二蓄电装置3的输出P2限制为该上限的供电量,并通过与所述STEP18相同的处理来控制电力传输电路部11。
或者,也可以将所述STEP7的判断处理中的阈值DT_th2设定为,对应于阈值DT_th2的供电量与所述基本供电量P1_base加上第二蓄电装置3的上限的供电量或与其接近的恒定值的供电量而得到的值一致。
如以上那样,在第二剩余容量SOC2的检测值属于中等剩余容量区域的情况下,在电动马达100的动力运转中,进行从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的至少包括第一蓄电装置2的蓄电装置向电动马达100的供申。
另外,在要求驱动力DT_dmd为所述阈值DT_th2以下的情况下,第一蓄电装置2的输出P1被保持为根据第二剩余容量SOC2的检测值而设定的基本供电量P1_base。并且,在基本供电量P1_base大于与要求驱动力DT_dmd对应的供电量的情况(换言之,要求驱动力DT_dmd小于将基本供电量P1_base换算为电动马达100的驱动力值而得到的阈值DT_th4的情况)下,仅从第一蓄电装置2向电动马达100供给基本供电量P1_base中的与要求驱动力DT_dmd对应的供电量,与此同时,将剩余量的供电量向第二蓄电装置3充电。
而且,在要求驱动力DT_dmd为所述阈值DT_th2以下的情况下,在基本供电量P1_base小于与要求驱动力DT_dmd对应的供电量时(换言之,在要求驱动力DT_dmd大于阈值DT_th4时),从第一蓄电装置2向电动马达100供给基本供电量P1_base,并且从第二蓄电装置3向电动马达100供给不足量的供电量。
因此,在第二剩余容量SOC2的检测值属于中等剩余容量区域的情况下,与属于高剩余容量区域的情况相比,变得难以产生进行从第二蓄电装置3向电动马达100的供电的状况。而且,伴随着第二剩余容量SOC2降低,成为进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的要求驱动力DT_dmd的范围扩大,并且第二蓄电装置3的充电量变得容易增加。
其结果是,能够将第二剩余容量SOC2尽可能地保持在中等剩余容量区域。进而能够尽可能地抑制第二蓄电装置3的劣化的进展。
另外,在要求驱动力DT_dmd为所述阈值DT_th2以下的情况下,从第一蓄电装置2输出的基本供电量P1_base与要求驱动力DT_dmd无关地根据第二剩余容量SOC2来设定。因此,第二蓄电装置3的输出P2或输入追随要求驱动力DT_dmd的变动而进行变动,另一方面,第一蓄电装置2的输出P1的变动相对于要求驱动力DT_dmd的变动而灵敏度较低。
其结果是,第一蓄电装置2的输出P1不易产生频繁的变动,成为稳定性较高的输出。进而能够尽可能地抑制第一蓄电装置2的劣化的进展。
接下来,所述STEP16的判断结果成为否定的状况是第二剩余容量SOC2的检测值属于低剩余容量区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41接着在STEP23(参照图8)中判断要求驱动力DT_dmd是否大于规定的阈值DT_th3。
在这种情况下,规定的阈值DT_th3在本实施方式的一个例子中被设定为规定的恒定值。另外,阈值DT_th3被设定为,比在将根据第二剩余容量SOC2而如上述那样设定的基本供电量P1_base向电动马达100供电的情况下该电动马达100能够产生的驱动力大的驱动力值。
需要说明的是,也可以将阈值DT_th3设定为,与该阈值DT_th3对应的供电量成为第一蓄电装置2的上限的供电量(>P1_base)或与其接近的恒定值的供电量。
STEP23的判断结果成为肯定的状况是图5的低剩余容量区域中的点绘区域的状况。在这种情况下,电力传输控制部41在STEP24中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与规定值的供电量一致,并且使第二蓄电装置3的输出P2与从对应于要求驱动力DT_dmd的供电量减去第一蓄电装置2的负担量的输出P1而得到的不足量的供电量一致。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制能够与图6的STEP14同样地进行。
由此,以使第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出P1、P2的总和与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致的方式,从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这双方向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。另外,此时,与要求驱动力DT_dmd对应的供电量中的第一蓄电装置2的负担量成为规定值的供电量。
在这种情况下,作为从第一蓄电装置2输出的规定值的供电量,例如可以采用第一蓄电装置2能够输出的上限的供电量或与其接近的恒定值的供电量。另外,作为该规定值的供电量,也能够使用设定为根据第一剩余容量SOC1的检测值及第二剩余容量SOC2的检测值中的一方或双方而变化的供电量。
另一方面,在STEP23的判断结果成为否定的情况下,电力传输控制部41接着在STEP25中根据第二剩余容量SOC2的检测值来决定第一蓄电装置2的输出P1的基本值即基本供电量P1_base。
该STEP25的处理与所述STEP19的处理相同。在此,在本实施方式中,低剩余容量区域中的所述系数α为最大值“1”,因此由STEP25决定的基本供电量P1_base为最大值P1b。
需要说明的是,与STEP19的处理的情况同样,也可以例如预先根据第一剩余容量SOC1的检测值等来设定第一蓄电装置2的输出P1的上限值,在根据第二剩余容量SOC2决定的基本供电量P1_base超过该上限值的情况下,将该基本供电量P1_base强制地限制为该上限值。
另外,例如,也可以替代在STEP25中执行图9的流程图的处理,而根据第二剩余容量SOC2的检测值并使用预先制作成的映射或运算式,直接决定基本供电量P1_base。
在执行STEP25的处理之后,电力传输控制部41接着在STEP26中判断与要求驱动力DT_dmd对应的供电量是否为基本供电量P1_base以下。该STEP26的判断处理与所述STEP20的判断处理同样,与判断要求驱动力DT_dmd是否为根据电动马达100的旋转速度的检测值将基本供电量P1换算为驱动力值而得到的阈值DT_th4(参照图5)以下的处理等价。
STEP26的判断结果成为肯定的状况是图5的低剩余容量区域中的斜线区域、且要求驱动力DT_dmd成为阈值DT_th4以下的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP27中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与基本供电量P1_base一致,并且使第二蓄电装置3的输入(充电量)与从基本供电量P1_base减去对应于要求驱动力DT_dmd的供电量而得到的剩余量的供电量一致。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制能够与图7的STEP21同样地进行。
由此,与要求驱动力DT_dmd无关地从第一蓄电装置2输出根据第二剩余容量SOC2的检测值而如上述那样设定的基本供电量P1_base,同时将该基本供电量P1_base中的与要求驱动力DT_dmd对应的供电量从第一蓄电装置2向电动马达100供电,并且将从基本供电量P1_base减去与要求驱动力DT_dmd对应的供电量而得到的剩余量的供电量从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3充电。
另一方面,STEP26的判断结果成为否定的状况是图5的低剩余容量区域中的斜线区域、且要求驱动力DT_dmd大于阈值DT_th4的状况。在这种情况下,电力传输控制部41在STEP28中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致。
由此,不使用第二蓄电装置3,仅从第一蓄电装置2向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。
具体来说,上述STEP28的处理能够例如像以下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定逆变器17的输入电压(=电压转换器15的输出电压)的目标值。而且,将与要求驱动力DT_dmd对应的供电量设定为电压转换器15的输出电力的目标值。
并且,通过控制信号(占空信号)来控制电压转换器15,以便实现逆变器17的输入电压的目标值和电压转换器15的输出电力的目标值。同时,逆变器17通过控制信号(占空信号)而被进行反馈控制,以便将目标电流向电动马达100通电,该目标电流能够实现根据要求驱动力DT_dmd设定的目标电力、或通过限制处理(用于限制第一蓄电装置2的输出的限制处理)限制该目标电力而得到的目标电力。
另外,将电压转换器16控制为通电切断状态。或者,将第二蓄电装置3侧的接触器13控制为断开状态。
如以上那样,在第二剩余容量SOC2的检测值属于低剩余容量区域的情况下,在电动马达100的动力运转中,进行从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3中的至少包括第一蓄电装置2的蓄电装置向电动马达100的供电。
另外,在与要求驱动力DT_dmd对应的供电量为基本供电量P1_base以下的情况下,第一蓄电装置2的输出P1与要求驱动力DT_dmd无关地被保持为基本供电量P1_base。并且,在仅从第一蓄电装置2向电动马达100供给基本供电量P1_base中的与要求驱动力DT_dmd对应的供电量的同时,将剩余量的供电量使用于第二蓄电装置3的充电。因此,第二蓄电装置3的输入追随要求驱动力DT_dmd的变动而进行变动,另一方面,第一蓄电装置2的输出P1(=P1_base)的变动相对于要求驱动力DT_dmd的变动而灵敏度较低。
另外,在与要求驱动力DT_dmd对应的供电量大于基本供电量P1_base的情况下,直至要求驱动力DT_dmd超过阈值DT_th3为止,仅从第一蓄电装置2向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量,且仅在要求驱动力DT_dmd超过阈值DT_th3的情况下,第二蓄电装置3负担与要求驱动力DT_dmd对应的供电量的一部分。
因此,在第二剩余容量SOC2的检测值属于低剩余容量区域的情况下,与属于高剩余容量区域或中等剩余容量区域的情况相比,不易产生进行从第二蓄电装置3向电动马达100的供电的状况。
而且,由于低剩余容量区域中的基本供电量P1_base为最大值P1b,因此成为进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的要求驱动力DT_dmd的范围及充电量比中等剩余容量区域大。
其结果是,只要要求驱动力DT_dmd成为大于阈值DT_th3的状态不继续,则第二剩余容量SOC2就容易从低剩余容量区域向中等剩余容量区域恢复。
另外,在与要求驱动力DT_dmd对应的供电量为基本供电量P1_base以下的情况下,从第一蓄电装置2输出的基本供电量P1_base与要求驱动力DT_dmd无关地根据第二剩余容量SOC2来设定。而且,特别是低剩余容量区域中的基本供电量P1_base为恒定值(=P1b)。因此,第一蓄电装置2的输出P1不会产生与要求驱动力DT_dmd的变动对应的变动。
而且,在要求驱动力DT_dmd大于阈值DT_th3的状况下,通过使第一蓄电装置2的输出P1成为规定的恒定值,从而能够使该第一蓄电装置2的输出P1不根据要求驱动力DT_dmd而变动。
其结果是,低剩余容量区域中的第一蓄电装置2的输出P1不易产生频繁变动,成为稳定性高的输出。进而能够尽可能地抑制第一蓄电装置2的劣化的进展。
以上是将控制模式设定为第一控制模式~第三控制模式中的作为基本的控制模式的第一控制模式的情况下的通常并用控制处理的详细内容。
(第二控制模式)
接下来,说明控制模式被设定为第二控制模式的情况下的通常并用控制处理。
图11是以映射形态表示在第二控制模式下,第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出相对于根据电动马达100的要求驱动力DT_dmd而应向该电动马达100供给的电量(供电量)的负担形态和第二剩余容量SOC2之间的关系的图。需要说明的是,图11中的斜线区域及点绘区域的意义与图5相同。另外,为了与第一控制模式比较,图11中的双点划线表示在图5中由虚线所示的阈值DT_th4的线。
将第一控制模式的图5与第二控制模式的图11对比可知,第二控制模式是使对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出的负担形态进行区分的阈值与第一控制模式不同的控制模式。
在本实施方式中的第二控制模式下,在第二剩余容量SOC2比较低的状态下,与第一控制模式相比而第二蓄电装置3容易被充电,另外,在第二剩余容量SOC2比较高的状态下,与第一控制模式相比,成为从第二蓄电装置3向电动马达100进行供电的要求驱动力DT_dmd的范围扩大。
更详细来说,在本实施方式中的第二控制模式下,将第二剩余容量SOC2的中等剩余容量区域的上限的阈值B2_th1预先设定为比第一控制模式高的值。
另外,第二蓄电装置3的低剩余容量区域及中等剩余容量区域中的第一蓄电装置2的基本供电量P1_base以比第一控制模式大的方式(换言之,根据电动马达100的旋转速度将基本供电量P1_base换算为驱动力值而得到的阈值DT_th4(使旋转速度恒定的情况下的换算值)以比第一控制模式大的方式),根据第二剩余容量SOC2的检测值来决定。
这样的基本供电量P1_base能够由与第一控制模式的情况同样的方法来决定。例如,与第一控制模式的情况同样,通过与图9的流程图所示的处理相同的处理,能够决定基本供电量P1_base(=α×P1b)。但是,在这种情况下,将基本供电量P1_base的最大值P1b预先设定为比第一控制模式大的值。作为第二控制模式中的基本供电量P1_base的最大值P1b,例如可以采用从第一蓄电装置2能够输出的上限的供电量或与其接近的供电量。
需要说明的是,也能够例如根据第二剩余容量SOC2的检测值,并使用预先制作成的映射或运算式直接决定第二控制模式中的基本供电量P1_base。
另外,在第二控制模式中,将高剩余容量区域中的要求驱动力DT_dmd的阈值DT_th1和中等剩余容量区域中的要求驱动力DT_dmd的阈值DT_th2均设定为比第一控制模式大的值。
另外,在图11所示的例子中,将低剩余容量区域中的要求驱动力DT_dmd的阈值DT_th3设定为,与其对应的供电量与基本供电量P1_base一致。但是,若与阈值DT_th3对应的供电量是从第一蓄电装置2能够输出的上限的供电量以下,则也可以大于基本供电量P1_base。
第二控制模式下的与第二剩余容量SOC2及要求驱动力DT_dmd相关的阈值的设定样态除了以上说明的事项以外,与第一控制模式相同。
并且,第二控制模式中的通常并用控制处理与第一控制模式同样地按照所述的图6~图8的流程图来执行。需要说明的是,在将低剩余容量区域中的要求驱动力DT_dmd的阈值DT_th3设定为与其对应的供电量与基本供电量P1_base一致的情况下,能够省略图8的STEP26、28的处理。
第二控制模式中的通常并用控制处理如以上那样执行。
在该第二控制模式下,将低剩余容量区域及中等剩余容量区域合并的剩余容量区域(低侧剩余容量区域)比第一控制模式宽,并且在该剩余容量区域中,成为进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的要求驱动力DT_dmd的范围比第一控制模式扩大。因此,第二剩余容量SOC2容易被保持为接近高剩余容量区域的状态。
另外,在中等剩余容量区域及高剩余容量区域中,成为从第二蓄电装置3向电动马达100进行供电的要求驱动力DT_dmd的范围也比第一控制模式扩大。
其结果是,在要求驱动力DT_dmd比较大的状态(成为DT_dmd>DT_th4的状态)下,在宽度宽的要求驱动力DT_dmd的范围内,能够相对于该要求驱动力DT_dmd的变动而以较高的响应性使向电动马达100供给的供电量发生变化。进而能够提高电动马达100的实际的驱动力相对于要求驱动力DT_dmd的变化的响应性。
需要说明的是,在本实施方式中,将第二剩余容量SOC2的中等剩余容量区域的上限的阈值B2_th1和第一蓄电装置2的基本供电量P1_base这两方设定为比第一控制模式大的值,但也可以仅将阈值B2_th1及基本供电量P1_base中的任一方设定为比第一控制模式大的值。即便这样,也能够使成为进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的区域比第一控制模式扩大。
(第三控制模式)
接下来,说明控制模式被设定为第三控制模式的情况下的通常并用控制处理。
图12是以映射形态表示在第三控制模式下,第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出相对于根据电动马达100的要求驱动力DT_dmd而应向该电动马达100供给的电量(供电量)的负担形态和第二剩余容量SOC2的关系的图。需要说明的是,图12中的斜线区域及点绘区域的意义与图5相同。另外,为了与第一控制模式进行比较,图12中的双点划线表示在图5中由虚线所示的阈值DT_th4的线。
将第一控制模式的图5与第三控制模式的图12对比可知,第三控制模式是使对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出的负担形态进行区分的阈值与第一控制模式不同的控制模式。
在本实施方式中的第三控制模式下,即使在第二剩余容量SOC2比较低的状态下,第二蓄电装置3也比第一控制模式难以被充电,另外,在第二剩余容量SOC2比较高的状态下,成为从第一蓄电装置2向电动马达100进行供电的要求驱动力DT_dmd的范围比第一控制模式扩大。
更详细来说,在本实施方式中的第三控制模式下,将第二剩余容量SOC2的中等剩余容量区域的上限的阈值B2_th1预先设定为比第一控制模式低的值。
另外,第二蓄电装置3的低剩余容量区域及中等剩余容量区域中的第一蓄电装置2的基本供电量P1_base以比第一控制模式小的方式(换言之,根据电动马达100的旋转速度将基本供电量P1_base换算为驱动力值而得到的阈值DT_th4(使旋转速度恒定的情况下的换算值)以比第一控制模式小的方式),根据第二剩余容量SOC2的检测值来设定。
这样的基本供电量P1_base能够由与第一控制模式的情况同样的方法来决定。例如,与第一控制模式的情况同样,通过与图9的流程图所示的处理同样的处理,能够决定基本供电量P1_base(=α×P1b)。但是,在这种情况下,将基本供电量P1_base的最大值P1b预先设定为比第一控制模式小的值。
需要说明的是,也能够例如根据第二剩余容量SOC2的检测值,并使用预先制作成的映射或运算式直接设定第三控制模式中的基本供电量P1_base。
另外,在第三控制模式中,将高剩余容量区域中的要求驱动力DT_dmd的阈值DT_th1和中等剩余容量区域中的要求驱动力DT_dmd的阈值DT_th2均设定为比第一控制模式小的值。
第三控制模式下的与第二剩余容量SOC2及要求驱动力DT_dmd相关的阈值的设定样态除了以上说明的事项以外,与第一控制模式相同。
并且,第三控制模式中的通常并用控制处理与第一控制模式同样地按照所述的图6~图8的流程图来执行。
第三控制模式中的通常并用控制处理如以上那样执行。
在该第三控制模式中,将低剩余容量区域及中等剩余容量区域合并的剩余容量区域(低侧剩余容量区域)比第一控制模式窄,并且在该剩余容量区域中,成为进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的要求驱动力DT_dmd的范围也比第一控制模式缩小。因此,难以产生进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的状态。
因此,与第一控制模式及第二控制模式相比,能够减少与该充电相伴的电力损失。其结果是,与第一控制模式及第二控制模式相比,能够减少在车辆的每单位行驶距离中第一蓄电装置2及第二蓄电装置3整体消耗的电能量。进而能够延长车辆的可续航距离。
需要说明的是,在本实施方式中,将第二剩余容量SOC2的中等剩余容量区域的上限的阈值B2_th1和第一蓄电装置2的基本供电量P1_base这两方设定为比第一控制模式小的值,但也可以仅将阈值B2_th1及基本供电量P1_base中的任一方设定为比第一控制模式小的值。即便这样,也能够使成为进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电的区域比第一控制模式缩小。
当整理至此所述的第一控制模式~第三控制模式时,第一控制模式是以尽可能地不使第一蓄电装置2及第二蓄电装置3劣化为主要目的的所谓的“耐用模式”。第二控制模式是以提高相对于电动马达100的要求驱动力DT_dmd的响应性为主要目的的所谓的“运动模式”。第三控制模式是以提高车辆的耗电性能(电能的每单位消耗量的车辆的续航距离)这一点为主要目的的所谓的“经济模式”。
(停止延长控制处理)
接下来,详细说明所述STEP6的停止延长控制处理。
在停止延长控制处理中,电力传输控制部41控制电力传输电路部11,以便在电动马达100的动力运转时,从第一蓄电装置2尽可能地持续向电动马达100供电,且同时从第二蓄电装置3向电动马达100仅供给相对于与要求驱动力DT_dmd对应的供电量的不足量。
在该停止延长控制处理中,电力传输控制部41以规定的控制处理周期执行图13的流程图所示的处理。具体来说,电力传输控制部41在STEP41中根据第一剩余容量SOC1的检测值来决定从第一蓄电装置2能够输出的上限供电量P1_max。
该上限供电量P1_max例如在图15的图所示的形态下,根据SOC1的检测值并通过预先制作成的映射或运算式来决定。该上限供电量P1_max被决定为,SOC1越小,该上限供电量P1_max越成为较小值。
接下来,电力传输控制部41在STEP42中判断上述上限供电量P1_max是否大于与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。
在该STEP42的判断结果是肯定的情况下,电力传输控制部41在STEP43中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与对应于要求驱动力DT_dmd的供电量一致。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制能够与图8的STEP28同样地进行。
另一方面,在STEP42的判断结果是否定的情况下,电力传输控制部41在STEP44中控制电力传输电路部11,以使第一蓄电装置2的输出P1与上限供电量P_max一致,并且使第二蓄电装置3的输出P2与从对应于要求驱动力DT_dmd的供电量减去第一蓄电装置2的输出P1(=P1_max)而得到的不足量的供电量一致。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制能够与图6的STEP14同样地进行。
需要说明的是,在STEP44中,在第一剩余容量SOC1的检测值达到下限值B1_min且上限供电量P1_max=0的状态下,仅从第二蓄电装置3向电动马达100供给与要求驱动力DT_dmd对应的供电量。在该状况下,将电力传输电路部11的电压转换器15控制为通电切断状态,或者将第一蓄电装置2侧的接触器12控制为断开状态。
停止延长控制处理如以上那样执行。在这样的停止延长控制处理中,优先使用难以输出较大供电量的第一蓄电装置2来进行向电动马达100的供电。并且,即使在第一蓄电装置2能够输出的上限供电量P1_max不满足与要求驱动力DT_dmd对应的供电量的情况下,通过从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方向电动马达100供电,也能够使第一蓄电装置2放电至下限值B1_min的剩余容量。
并且,之后进行从容易输出较大供电量的第二蓄电装置3向电动马达100的供电,由此能够使第二蓄电装置3放电至下限值B2_min的剩余容量或与其接近的剩余容量。
在此,参照图14~图16,对通过以上说明的通常并用控制处理及停止延长控制处理使第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2以何种形态进行变化的一个例子进行说明。
需要说明的是,在该例中,通常并用控制处理中的控制模式例如为第一控制模式。
图14所示的图形S是例示出在一边执行通常并用控制处理一边进行车辆的行驶的状况下,第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2的组合以何种图案进行变化的图形。
如该图形S所示,通过适当地进行从第一蓄电装置2向第二蓄电装置3的充电,第二剩余容量SOC2例如以保持于阈值B2_th1的附近的值的方式进行增减,另一方面,第一剩余容量SOC1减少。
另外,图14中的粗线箭头a1~a4表示例如从第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2的组合成为点Q的状态的时刻(时刻t0)起,开始车辆的巡航行驶的情况下的第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2的组合的变化的方式。巡航行驶是电动马达100的要求驱动力DT_dmd和旋转速度维持为大致恒定的状态下的车辆的行驶。
并且,图15中的点b1及粗线箭头b2~b4表示从上述时刻t0起的第一剩余容量SOC1的变化,图16中的粗线箭头c1、c2、点c3及粗线箭头c4表示从上述时刻t0起的第二剩余容量SOC2的变化。
a1、b1、c1是从时刻t0至t1的期间,a2、b2、c2是从时刻t1至t2的期间,a3、b3、c3是从时刻t2至t3的期间,a4、b4、c4是时刻t3以后的期间。需要说明的是,时刻t3是因第一剩余容量SOC1达到阈值B1_th1而开始停止延长控制处理的时刻。另外,巡航行驶中的电动马达100的要求驱动力DT_dmd例如是图16的c1、c2、c3、c4的高度位置的值。
在时刻t0~t1的期间,通过第一控制模式下的通常并用控制处理,不进行从第一蓄电装置2向电动马达100的供电或向第二蓄电装置3的充电,而进行仅从第二蓄电装置3向电动马达100的供电(参照图16)。因此,如图14的箭头a1及图15的点b1所例示的那样,第一剩余容量SOC1被维持为恒定。另外,如图14的箭头a1及图16的箭头c1所例示的那样,第二剩余容量SOC2减少。
当在时刻t1第二剩余容量SOC2达到阈值B2_th1时,接下来,在时刻t1~t2的期间,通过第一控制模式下的通常并用控制处理,从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方向电动马达100供电(参照图16)。因此,如图14的箭头a2及图15的箭头b2所例示的那样,第一剩余容量SOC1减少,并且如图14的箭头a2及图16的箭头c2所例示的那样,第二剩余容量SOC2减少。
当在时刻t2第二剩余容量SOC2达到与图16的点c3对应的值时,通过第一控制模式下的通常并用控制处理,仅从第一蓄电装置2向电动马达100供电。因此,在时刻t2~t3的期间,如图14的箭头a3及图16的点c3所例示的那样,第二剩余容量SOC2被维持为恒定。并且,如图14的箭头a3及图15的箭头b3所例示的那样,第一剩余容量SOC1减少。
当在时刻t3第一剩余容量SOC1减少至阈值B1_th1时,开始停止延长控制处理。因此,在时刻t3以后,如图14的箭头a4及图15的箭头b4所例示的那样,第一蓄电装置2输出所述上限供电量P1_max,且同时第一剩余容量SOC1减少至下限值B1_min。另外,如图14的箭头a4及图16的箭头c4所例示的那样,第二剩余容量SOC2减少至下限值B2_min。
图17示出停止延长控制处理下的第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2的随时间变化的一个例子。图示例表示在开始停止延长控制处理之后,将向电动马达100的输出(供电量)维持为某一恒定值的状况(即,车辆的巡航行驶状态)下的、第一剩余容量SOC1及第二剩余容量SOC2的随时间变化的一个例子。
如图示那样,通过进行从第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方向电动马达100的供电,能够确保向电动马达100的恒定值的供电量,且同时将第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的剩余容量SOC1、SOC2消耗至各自的下限值B1_min、B2_min。
这样,通过第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方来实现向电动马达100的可供电期间的延长,由此与仅通过一方的蓄电装置(例如为第一蓄电装置2)实现可供电期间的延长的情况相比,可充分地用尽第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方的电力,因此能够进一步延长向电动马达100的可供电期间,进而延长车辆的可续航距离。
如以上那样,特别在第一控制模式下的通常并用控制处理中,能够将第二剩余容量SOC2保持为中等剩余容量区域或其附近的值,且同时使第一剩余容量SOC1减少。
另外,在停止延长控制处理中,能够使基于向电动马达100的供电引起的第一蓄电装置2及第二蓄电装置3的放电充分地进行至各自的下限值B1_min、B2_min或与其接近的剩余容量值。
(再生运转时的控制处理)
接下来,说明电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理。
在本实施方式中,电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理以规定的控制处理周期如图18的流程图所示那样执行。
具体来说,电力传输控制部41在STEP51中取得第二剩余容量SOC2的检测值和电动马达100的要求再生量G_dmd。在本实施方式中,该要求再生量G_dmd是电动马达100的发电电力(每单位时间的发电能量)的要求值。
这样的要求再生量G_dmd例如根据电动马达100的再生运转时的要求制动力和电动马达100的旋转速度的检测值,通过预先制作成的映射或运算式来求出。
接下来,在STEP52中,电力传输控制部41根据SOC2的检测值和电动马达100的要求再生量G_dmd,基于预先制作成的映射来决定第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的目标输入Pc1、Pc2(目标充电量)。
图19视觉地示出该映射。在该映射中,要求再生量G_dmd成为规定的阈值G_th1以下的点绘区域表示仅对第二蓄电装置3进行充电的区域(成为Pc1=0的区域),要求再生量G_dmd成为大于阈值G_th1的斜线区域表示对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方进行充电的区域。
上述阈值G_th1是根据第二剩余容量SOC2的检测值而设定的阈值。在图示例中,阈值G_th1设定成,在第二剩余容量SOC2成为规定值SOC2a以下的区域中,阈值G_th1为预先确定的恒定值(固定值),在第二剩余容量SOC2比规定值SOC2a大的区域中,阈值G_th1随着第二剩余容量SOC2的增加而变小。规定值SOC2a以下的区域中的阈值G_th1被设定为接近要求再生量G_dmd的最大值G_max的值。
在上述STEP52中,在SOC2的检测值与要求再生量G_dmd的组合属于点绘区域的情况下,将第一蓄电装置2的目标输入Pc1设定为零,并且设定要求再生量G_dmd作为第二蓄电装置3的目标输入Pc2。因此,在要求再生量G_dmd小于阈值G_th1的情况下,以仅对第二蓄电装置3充入再生电力的方式设定目标输入Pc1、Pc2。
另外,在SOC2的检测值与要求再生量G_dmd的组合属于斜线区域的情况下,设定与阈值G_th1一致的再生量作为第二蓄电装置3的目标输入Pc2,并且将从要求再生量G_dmd减去第二蓄电装置3的目标输入Pc2而得到的剩余的再生量设定为第一蓄电装置2的目标输入Pc1。
因此,在要求再生量G_dmd大于阈值G_th1且第二剩余容量SOC2的检测值大于规定值SOC2a的情况下,以SOC2的检测值越大而要求再生量G_dmd中的第二蓄电装置3的目标输入Pc2所占的比例变得越小的方式(换言之,以SOC2的检测值越大而要求再生量G_dmd中的第一蓄电装置2的目标输入Pc1所占的比例变得越大的方式)设定目标输入Pc1、Pc2。
接下来,在STEP53中,电力传输控制部41判断要求再生量G_dmd是否大于上述阈值G_th1。
该STEP53的判断结果成为肯定的状况是图19的斜线区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP54中控制电力传输电路部11,以便分别以目标输入Pc1、Pc2对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3进行充电。
具体来说,上述STEP54的处理能够例如以下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定逆变器17的输出电压(=电压转换器15、16的输入电压)的目标值。而且,将目标输入Pc1设定为从电压转换器15向第一蓄电装置2输出的输出电力的目标值,并且将目标输入Pc2设定为从电压转换器16向第二蓄电装置3输出的输出电力的目标值。
并且,控制逆变器17,以便实现逆变器17的输出电压的目标值。同时控制电压转换器15、16,以便实现从电压转换器15、16各自向第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的输出电力的目标值。
另一方面,所述STEP53的判断结果成为否定的状况是图19的点绘区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP55中控制电力传输电路部11,以便以目标输入Pc2仅对第二蓄电装置3进行充电。
具体来说,上述STEP55的处理能够例如以下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定逆变器17的输出电压(=电压转换器16的输入电压)的目标值。另外,将目标输入Pc2设定为从电压转换器16向第二蓄电装置3输出的输出电力的目标值。
并且,控制逆变器17,以便实现逆变器17的输出电压的目标值。同时控制电压转换器16,以便实现从电压转换器16向第二蓄电装置3输出的输出电力的目标值。
而且,将电压转换器15控制为通电切断状态。或者将第一蓄电装置2侧的接触器12控制为断开状态。由此,禁止来自第一蓄电装置2的放电。
如以上那样,执行电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理。
通过如上述那样执行再生运转时的电力传输控制部41的控制处理,由此再生电力基本上对第二蓄电装置3进行充电。并且,仅将对第二蓄电装置3充电未用尽的再生电力(超过阈值G_th1的再生量)向第一蓄电装置2充电。
由此,尽可能地减少需要通过第一蓄电装置2对第二蓄电装置3充电的状况的产生,且同时能够将第二剩余容量SOC2维持为中等剩余容量区域或其附近的剩余容量值。
另外,第一蓄电装置2通常对高速率下的充电(每单位时间的充电量较大的高速充电)的耐性较低,但通过尽可能地削减对第一蓄电装置2的再生量,能够尽可能地抑制第一蓄电装置2的劣化。
在此,对以上说明的第一实施方式与本发明的对应关系进行补充说明。
在本实施方式中,电动马达100(电负载)的要求驱动力DT_dmd相当于本发明中的要求输出。另外,与第二剩余容量SOC2相关的阈值B2_th1、B2_th2分别相当于本发明中的第一阈值、第二阈值。
与第二剩余容量SOC2的中等剩余容量区域中的要求输出DT_dmd相关的阈值DT_th2和与低剩余容量区域中的要求输出DT_dmd相关的阈值DT_th4(将基本供电量P1_base换算为驱动力值而得到的阈值)相当于本发明中的第A阈值。
另外,所述通常并用控制处理中的STEP21、27的处理相当于本发明中的第一供电控制处理,STEP22的处理相当于本发明中的第二供电控制处理。
[第二实施方式]
接下来,参照图20及图21,对本发明的第二实施方式进行说明。需要说明的是,本实施方式仅电动马达100的再生运转时的控制处理与第一实施方式不同。因此,省略说明与第一实施方式相同的事项。
在本实施方式中,电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理以规定的控制处理周期如图20的流程图所示那样执行。
具体来说,电力传输控制部41在STEP61中取得第二剩余容量SOC2的检测值和电动马达100的要求再生量G_dmd。该STEP61的处理与第一实施方式的STEP51的处理相同。
接下来,在STEP62中,电力传输控制部41根据SOC2的检测值和电动马达100的要求再生量G_dmd,基于预先制作成的映射来决定第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的目标输入Pc1、Pc2(目标充电量)。
图21视觉地示出本实施方式中的该映射。在该映射中,要求再生量G_dmd成为规定的阈值G_th2以下的斜线区域表示仅对第一蓄电装置2进行充电的区域(成为Pc2=0的区域),要求再生量G_dmd大于阈值G_th2且成为规定的阈值G_th1以下的点绘区域和要求再生量G_dmd成为大于阈值G_th1的斜线区域表示对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方进行充电的区域。
上述阈值G_th1、G_th2中的阈值G_th1与第一实施方式同样,是根据SOC2的检测值来设定的阈值。
另外,在本实施方式中,阈值G_th2是预先确定的规定的恒定值。该阈值G_th2是比较小的值(接近零的值)。
在上述STEP62中,在SOC2的检测值与要求再生量G_dmd的组合属于最下段的斜线区域的情况下,将第二蓄电装置3的目标输入Pc2设定为零,并且设定要求再生量G_dmd作为第一蓄电装置2的目标输入Pc1。
因此,以仅向第一蓄电装置2充入再生电力的方式设定目标输入Pc1、Pc2。
另外,在SOC2的检测值与要求再生量G_dmd的组合属于点绘区域的情况下,设定与阈值G_th2一致的再生量作为第一蓄电装置2的目标输入Pc1,并且将从要求再生量G_dmd减去第一蓄电装置2的目标输入Pc1而得到的剩余的再生量设定为第二蓄电装置3的目标输入Pc2。
另外,在SOC2的检测值与要求再生量G_dmd的组合属于最上段的斜线区域的情况下,设定与阈值G_th1一致的供电量作为第二蓄电装置3的目标输入Pc2,并且将从要求再生量G_dmd减去第二蓄电装置3的目标输入Pc2而得到的剩余的再生量设定为第一蓄电装置2的目标输入Pc1。
接下来,在STEP63中,电力传输控制部41判断要求再生量G_dmd是否为上述阈值G_th2以下。
该STEP63的判断结果成为肯定的状况是图21的最下段的斜线区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP64中控制电力传输电路部11,以便以目标输入Pc1仅对第一蓄电装置2进行充电。
具体来说,上述STEP64的处理能够例如以下这样执行。即,根据电动马达100的旋转速度的检测值等,来设定逆变器17的输出电压(=电压转换器15的输入电压)的目标值。而且,将目标输入Pc1设定为从电压转换器15向第一蓄电装置2输出的输出电力的目标值。
并且,控制逆变器17,以便实现逆变器17的输出电压的目标值。同时控制电压转换器15,以便实现从电压转换器15向第一蓄电装置2的输出电力的目标值。
而且,将电压转换器16控制为通电切断状态。或者将第二蓄电装置3侧的接触器13控制为断开状态。由此,禁止来自第二蓄电装置3的放电。
另一方面,STEP63的判断结果成为否定的状况是图21点绘区域或最上段的斜线区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP65中控制电力传输电路部11,以便分别以目标输入Pc1、Pc2对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3进行充电。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制处理能够同样地执行第一实施方式的STEP54的处理。
在本实施方式中,如以上那样,执行电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理。
通过如上述那样执行再生运转时的电力传输控制部40的控制处理,由此除了要求再生量大于阈值G_th1的情况以外,将阈值G_th2以下的少量的再生电力对第一蓄电装置2进行充电。在这种情况下,由于第一蓄电装置2的充电量较小,因此能够以较小的充电速率(低速率)进行第一蓄电装置2的充电。因此,能够在再生运转时抑制第一蓄电装置2的劣化的进展,且同时进行第一蓄电装置2的充电。进而能够延长车辆的可续航距离。
另外,超过阈值G_th2的量的再生电力对第二蓄电装置3进行充电,因此使需要通过第一蓄电装置2对第二蓄电装置3充电的状况的产生减少,并且能够将第二剩余容量SOC2维持为中等剩余容量区域或其附近的剩余容量值。
需要说明的是,本实施方式与本发明的对应关系与第一实施方式相同。
[第三实施方式]
接下来,参照图22,对本发明的第三实施方式进行说明。需要说明的是,本实施方式仅电动马达100的再生运转时的控制处理与第二实施方式不同。因此,省略说明与第一实施方式相同的事项。
在本实施方式中,电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理以规定的控制处理周期如图22的流程图所示那样执行。
具体来说,电力传输控制部41在STEP71中取得第二剩余容量SOC2的检测值和电动马达100的要求再生量G_dmd。该STEP71的处理与第一实施方式的STEP51的处理相同。
接下来,在STEP72中,电力传输控制部41根据SOC2的检测值和电动马达100的要求再生量G_dmd,基于预先制作成的映射来决定第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的目标输入Pc1、Pc2(目标充电量)。
在这种情况下,本实施方式中的上述映射的形态(基于阈值G_th1、G_th2的区域的区分形态)与第二实施方式的映射的形态(图21所示的映射的形态)相同。但是,在本实施方式中,要求再生量G_dmd大于阈值G_th2且成为阈值G_th1以下的点绘区域中的充电对象的蓄电装置与第二实施方式不同。
即,在本实施方式中,图21的点绘区域是仅对第二蓄电装置3进行充电的区域。并且,在SOC2的检测值与要求再生量G_dmd的组合属于图21的点绘区域的情况下,将第一蓄电装置2的目标输入Pc1设定为零,并且设定要求再生量G_cmd作为第二蓄电装置3的目标输入Pc2。
需要说明的是,图21的最下段的斜线区域与最上段的斜线区域中的目标输入Pc1、Pc2的设定的方法与第二实施方式相同。
接下来,在STEP73中,电力传输控制部41判断要求再生量G_dmd是否为阈值G_th2以下。
该STEP73的判断结果成为肯定的状况是图21的最下段的斜线区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP74中控制电力传输电路部11,以便以目标输入Pc1仅对第一蓄电装置2进行充电。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制处理能够与第二实施方式中的STEP64的处理同样地执行。
另一方面,在STEP73的判断结果为否定的情况下,电力传输控制部41进一步在STEP75中判断要求再生量G_dmd是否大于阈值G_th1。
该STEP75的判断结果成为肯定的状况是图21的最上段的斜线区域的状况。在该状况下,电力传输控制部41在STEP76中控制电力传输电路部11,以便分别以目标输入Pc1、Pc2对第一蓄电装置2及第二蓄电装置3进行充电。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制处理能够与第一实施方式中的STEP54的处理同样地执行。
另外,STEP75的判断结果成为否定的状况是图21的点绘区域的状况。在这种情况下,电力传输控制部41在STEP77中控制电力传输电路部11,以便以目标输入Pc2仅对第二蓄电装置3进行充电。
该情况下的电力传输电路部11的具体控制处理能够与第一实施方式中的STEP55的处理同样地执行。
在本实施方式中,如以上那样,执行电动马达100的再生运转时的电力传输控制部41的控制处理。
通过如上述那样执行再生运转时的电力传输控制部41的控制处理,从而在要求再生量为G_th2以下的少量的再生量的情况下,将该少量的再生量的电力对第一蓄电装置2进行充电。在这种情况下,能够与第二实施方式同样,以较小的充电速率缓慢地进行第一蓄电装置2的充电,因此能够抑制第一蓄电装置2的劣化的进展,且同时进行第一蓄电装置2的充电。进而能够延长车辆的可续航距离。
另外,在要求再生量大于G_th2的情况下,只要不超过阈值G_th1,则就仅对第二蓄电装置3充入与要求再生量对应的再生电力。并且,在这种情况下,第二蓄电装置3即便没有以较小的充电速率进行充电,也难以产生劣化的进展,因此还能够对该第二蓄电装置3迅速充电。因此,能够提高再生运转时的电力传输电路部11的控制的稳定性。
需要说明的是,本实施方式与本发明的对应关系与第一实施方式相同。
补充来说,在上述第二实施方式或第三实施方式中,也可以是,在要求再生量G_dmd大于阈值G_th1的情况下,设定阈值G_th1与阈值G_th2的差量的再生量(从与阈值G_th1一致的再生量减去与阈值G_th2一致的再生量而得到的差量的再生量)作为第二蓄电装置3的目标输入Pc2,并将从要求再生量G_dmd减去第二蓄电装置3的目标输入Pc2而得到的剩余的再生量设定为第一蓄电装置2的目标输入Pc1。
[变形形态]
接下来,说明几个与以上说明的第一实施方式~第三实施方式相关联的变形样态。
在上述各实施方式中,示出了以第一控制模式~第三控制模式这三种控制模式进行电力传输电路部11的控制的电力供给系统1。电力传输电路部11的控制模式也可以是两个或四个以上。而且,也可以通过仅以第一控制模式~第三控制模式中的任一控制模式进行电力传输电路部11的控制的方式构成电力供给系统1。
另外,彼此不同的控制模式也可以仅是基本供电量P1_base和与第二剩余容量相关的阈值B2_th1中的任一方不同。例如,还可以进一步追加仅是基本供电量P1_base的最大值P1b和阈值B2_th1中的一方与第一控制模式不同的控制模式,或替代第二控制模式或第三控制模式而采用该控制模式。
另外,也可以省略所述停止延长控制处理或再生运转时的控制处理。
另外,在对控制装置5设定有第一控制模式~第三控制模式中的特定的控制模式的状态下,在电动马达100的再生运转时,为了尽可能地抑制第一蓄电装置2及第二蓄电装置3这两方的劣化的进展,也可以针对双方的蓄电装置2、3禁止向第一蓄电装置2及第二蓄电装置3充入再生电力。在这种情况下,控制装置5例如将逆变器17控制为通电切断状态,或者将电压转换器15、16这两方控制为通电切断状态,或者将接触器12、13这两方控制为断开状态,由此能够禁止从电动马达100向两蓄电装置2、3的再生电力的充电。
由此,在电动马达100的再生运转时,能够避免与第一蓄电装置2及第二蓄电装置3各自的充电相伴的劣化的进展。特别是在设定有所述第一控制模式的情况下,通过禁止向两蓄电装置2、3的再生电力的充电,由此能够有效地延迟两蓄电装置2、3的劣化的进展。
需要说明的是,也可以针对第一控制模式~第三控制模式中的多个或全部控制模式禁止向两蓄电装置2、3的再生电力的充电。
另外,在上述各实施方式中,将电动马达100的要求驱动力DT_dmd作为电动马达100(电负载)的要求输出使用。但是,例如,也可以将与要求驱动力DT_dmd对应而每单位时问应向电动马达100供电的能量、或与要求驱动力DT_dmd对应的电动马达100的通电电流的要求值(每单位时间的电荷量的要求值)作为电动马达100(电负载)的要求输出使用。
另外,在上述各实施方式中,将电负载为电动马达100的情况作为一个例子进行了说明。但是,电负载也可以是电动马达100以外的电动致动器,或者还可以是不输出机械的动力的电气设备。
另外,搭载电力供给系统1的输送设备不限于电动车辆。例如,该输送设备也可以是混合动力车辆,或者还可以是船舶、铁路车辆等。
Claims (14)
1.一种电力供给系统,其特征在于,
所述电力供给系统具备:
第一蓄电装置;
第二蓄电装置,其与所述第一蓄电装置相比,输出密度高且能量密度低;
电力传输电路部,其构成为,夹装在所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置与接受来自该第一蓄电装置及该第二蓄电装置中的至少一方的供电而进行工作的电负载之间的电力传输路径上,且能够根据被提供的控制信号来控制该电负载、该第一蓄电装置及该第二蓄电装置之间的电力传输;以及
控制装置,其构成为具有控制所述电力传输电路部的功能,
所述控制装置构成为,能够取得所述电负载的要求输出,且具有在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下执行如下处理的功能,在该处理中,控制所述电力传输电路部,以便在与该要求输出的变化对应的所述第一蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S1)成为比与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S2a)或与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输入的变化的灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下,从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少包括该第一蓄电装置的一方或双方的蓄电装置向所述电负载供给与所述要求输出对应的供电量。
2.根据权利要求1所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,具有在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下执行第一供电控制处理的功能,在该第一供电控制处理中,控制所述电力传输电路部,以便从所述第一蓄电装置输出规定的基本供电量,且同时将该基本供电量中的与所述要求输出对应的供电量向所述电负载供给,并且将从所述基本供电量减去与所述要求输出对应的供电量而得到的差量的供电量即剩余量供电量对所述第二蓄电装置进行充电,
在与所述要求输出对应的供电量成为小于所述基本供电量的值的状态下,在所述灵敏度(S1)成为比所述灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下,所述控制装置执行所述第一供电控制处理。
3.根据权利要求2所述的电力供给系统,其特征在于,
所述基本供电量是与所述要求输出的值无关地被设定的供电量。
4.根据权利要求2或3所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为包括如下功能:能够取得所述第二蓄电装置的剩余容量即第二剩余容量,并根据所述第二剩余容量可变地设定所述基本供电量。
5.根据权利要求4所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,设定所述基本供电量,使得该基本供电量相对于所述第二剩余容量的变化而连续地变化。
6.根据权利要求4或5所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,设定所述基本供电量,使得所述第二剩余容量越小而越增大该基本供电量。
7.根据权利要求6所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,在所述第二剩余容量小于规定的第二阈值(B2_th2)的情况下,将所述基本供电量设定为恒定值。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,能够取得所述第二蓄电装置的剩余容量即第二剩余容量,并将所述第二剩余容量为规定的第一阈值(B2_th1)以下的情况作为必要条件来执行所述第一供电控制处理。
9.根据权利要求8所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,在所述第二剩余容量大于所述第一阈值(B1_thl)的情况下,从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少包括第二蓄电装置的一方或双方的蓄电装置向所述电负载供给与所述要求输出对应的供电量。
10.根据权利要求2至8中任一项所述的电力供给系统,其特征在于,
所述控制装置构成为,具有在所述要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下且在与所述要求输出对应的供电量大于所述基本供电量的情况下执行第二供电控制处理的功能,在该第二供电控制处理中,控制所述电力传输电路部,以便从所述第一蓄电装置输出所述基本供电量,且同时将该基本供电量向所述电负载供给,并将从与所述要求输出对应的供电量减去所述基本供电量而得到的差量的供电量从所述第二蓄电装置向所述电负载供给。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电力供给系统,其特征在于,
所述电负载是电动马达。
12.根据权利要求11所述的电力供给系统,其特征在于,
所述电力传输电路部包括:电压转换器,其对所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少一方的输出电压进行转换并输出;以及逆变器,其将从所述第一蓄电装置、所述第二蓄电装置或所述电压转换器输入的直流电力转换为交流电力而向所述电动马达供给。
13.一种输送设备,其特征在于,
所述输送设备具备权利要求1至12中任一项所述的电力供给系统。
14.一种电力传输方法,其是在具备第一蓄电装置和第二蓄电装置且进行从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少一方向电负载的供电的电力供给系统中,进行所述电负载、第一蓄电装置及第二蓄电装置之间的电力传输的方法,其中,所述第二蓄电装置与所述第一蓄电装置相比,输出密度高且能量密度低,所述电力传输方法的特征在于,
所述电力传输方法包括如下步骤:在所述电负载的要求输出属于零与规定的第A阈值之间的范围内的状态下,在与该要求输出的变化对应的所述第一蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S1)成为比与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输出的变化的灵敏度(S2a)或与该要求输出的变化对应的所述第二蓄电装置的输入的变化的灵敏度(S2b)相对低的灵敏度的样态下,从所述第一蓄电装置及第二蓄电装置中的至少包括该第一蓄电装置的一方或双方的蓄电装置向所述电负载供给与所述要求输出对应的供电量。
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