CN108377009B - 供电系统 - Google Patents

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Abstract

一种供电系统，包括充电器、第一和第二高电位侧线、第一和第二二极管、第一电池和第一负载、第二电池和第二负载、第一开关、第二开关以及控制装置。所述控制装置被配置为：在控制装置开始对第一电池和第二电池充电之后，当第一电池比第二电池早达到预定水平以上的充电状态时，将第一开关切换到断开状态并将第二开关保持在闭合状态。

Description

供电系统
技术领域
本发明涉及一种供电系统。
背景技术
在公知的技术中(例如，参照日本未审查专利申请公开第2015-095971号(JP2015-095971A))，充电器连接至具有多个电池的供电电路，并且每个电池经由充电器进行充电。
发明内容
该技术可能无法适用于具有与充电器并联连接的两个供电电路结构的供电系统。在具有两个供电电路结构的供电系统中，当每个结构的电池通过共同的充电器充电时，电池的充电状态可能在结构之间不同。因此，一个结构的电池可能比另一个结构的电池更快地充满电。在这种情况下，在防止一个结构的电池被过度充电的同时，难以使另一个结构的电池充满电。
本发明提供一种供电系统，其具有两个供电电路结构，并且能够在防止电池过度充电的同时，通过共同的充电器使每一结构的电池充电到期望的充电状态。
本发明的一个方案涉及一种供电系统，其包括：充电器；第一高电位侧线，其连接至所述充电器的高电位侧；第二高电位侧线，其连接至所述充电器的所述高电位侧；第一二极管，其被布置在所述第一高电位侧线上，并且其阳极侧连接至所述充电器；第二二极管，其被布置在所述第二高电位侧线上，并且其阳极侧连接至所述充电器；第一电池和第一负载，所述第一电池和所述第一负载彼此并联连接在地与所述第一高电位侧线上的所述第一二极管的阴极侧之间；第二电池和第二负载，所述第二电池和所述第二负载彼此并联连接在所述地与所述第二高电位侧线上的所述第二二极管的阴极侧之间；第一开关，其被布置在所述第一高电位侧线与所述第一电池之间或者所述第一电池与所述地之间；第二开关,其被布置在所述第二高电位侧线与所述第二电池之间或者所述第二电池与所述地之间；以及控制装置，其被配置为通过将所述第一开关和所述第二开关设置为闭合状态并且操作所述充电器来经由所述充电器开始对所述第一电池和所述第二电池进行充电。所述控制装置被配置为：在所述控制装置开始对所述第一电池和所述第二电池充电之后，当所述第一电池比所述第二电池早达到预定水平以上的充电状态时，将所述第一开关切换到断开状态并将所述第二开关保持在所述闭合状态。
根据本发明的该方案，第一二极管和第二二极管防止电流循环到另一结构。因此，对于每个结构通过第一二极管和第二二极管来实现经由充电器的对第一电池和第二电池的充电。在本发明的该方案中，在开始第一电池和第二电池的充电之后，当第一电池先达到预定水平以上的充电状态时，第一开关被切换到断开状态。因此，可以防止可能由第一电池从预定水平以上起的进一步充电所引起的过度充电。在这种情况下，由于第二开关保持在闭合状态，所以可以继续第二电池(不具有预定水平以上的充电状态的电池)的充电，并且第二电池可以被充电到期望的充电状态。因此，根据本发明的该方案，具有两个供电电路结构的供电系统可以在防止第一电池和第二电池过度充电的同时，通过共同的充电器将第一电池和第二电池充电到期望的充电状态。即使当第一开关处于断开状态时，第一负载也由充电器供电。因此，在第二电池充电时，第一负载不消耗第一电池的电力。因此，在第二电池的充电期间，第一电池的充电量可以保持在预定的水平。
根据本发明的该方案的供电系统还可以包括：第一电压转换装置，其利用直流电工作并且在所述地和所述第一高电位侧线上的所述第一二极管的所述阴极侧之间以并联关系与所述第一电池电连接；第三电池，其具有比所述第一电池低的额定电压，并且电连接在所述地和所述第一电压转换装置的低电位侧之间；第二电压转换装置，其利用直流电工作并且在所述地和所述第二高电位侧线上的所述第二二极管的所述阴极侧之间以并联关系与所述第二电池电连接；以及第四电池，其具有比所述第二电池低的额定电压，并且电连接在所述地和所述第二电压转换装置的低电位侧之间。所述控制装置可以被配置为：在经由所述充电器对所述第一电池和所述第二电池充电的同时，通过操作所述第一电压转换装置和所述第二电压转换装置而经由所述充电器对所述第三电池和所述第四电池进行充电。
根据本发明的该方案，可以在两个结构的每一个结构中布置高电压结构和低电压结构的两个电池，并且可以根据每个负载的特征的差异在每个结构内形成冗余结构。第三电池和第四电池可以经由充电器与第一电池和第二电池一起充电。
在根据本发明的方案的供电系统中，在所述控制装置经由所述充电器对所述第三电池充电期间，当所述第三电池达到充满电状态时，所述控制装置可以被配置为基于所述第三电池的开路电压将所述第一电压转换装置的输出电压的目标值设置为通过将第一预定值加到所述第三电池的所述开路电压而得到的值。在所述控制装置经由所述充电器对所述第四电池充电期间，当所述第四电池达到充满电状态时，所述控制装置可以被配置为基于所述第四电池的开路电压将所述第二电压转换装置的输出电压的目标值设置为通过将第二预定值加到所述第四电池的所述开路电压而得到的值。
根据本发明的该方案，在能够防止第三电池和第四电池被过度充电的同时保持第三电池和第四电池的充满电状态的情况下，可以继续经由充电器对第一电池和第二电池的充电或者经由充电器对第二电池的充电。
在根据本发明的方案的供电系统中，所述第一电池、所述第一负载、所述第一电压转换装置和所述第三电池可以共同连接至第一接地线。所述第二电池、所述第二负载、所述第二电压转换装置和所述第四电池可以共同连接至第二接地线。所述第一开关可以布置在所述第一电池与所述第一接地线之间。所述第二开关可以布置在所述第二电池和所述第二接地线之间。
根据本发明的该方案，在每个结构内高电压结构和低电压结构可以通过共同的接地线彼此连接，并且高电压结构和低电压结构不需要彼此电绝缘。当高电压结构和低电压结构通过共同的接地线彼此导通时，高电压结构和低电压结构也可以通过将第一开关和第二开关设置为断开状态而在接地侧彼此电断开。
在根据本发明的方案的供电系统中，所述第一负载和所述第二负载可以在所述控制装置的控制下消耗电力。
根据本发明的方案，可以提供一种供电系统，其具有两个供电电路结构并且能够在防止电池被过度充电的同时，经由共同的充电器将每个结构的电池充电到期望的充电状态。
附图说明
将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据一个实施例的供电系统的示意性整体构造的图；
图2是说明在第一锂离子电池和第二锂离子电池的充电期间供电系统的状态的图；
图3是说明在充满电侧断开处理后供电系统的状态的图；和
图4是示出与经由充电器充电的控制相关的控制装置的处理的一个例子的示意性流程图。
具体实施例
将参考附图对实施例进行详细描述。在下面的描述中，“连接”是指“电连接”。
图1是示出根据一个实施例的供电系统1的示意性整体构造的图。在图1中，第一控制器41和第二控制器42被示出为与电路断开。
供电系统1安装在车辆中。例如，车辆是插电式混合动力汽车、电动汽车或电动车辆。以下，车辆将被说明性地描述为具有两个前轮和一个后轮的三轮电动车辆。这种类型的电动车辆能够进行倾斜操作(leaning operation)。倾斜操作是倾斜(偏斜)车轮和整个车身的操作。
供电系统1包括充电器10、第一电路21、第二电路22、第一控制器41和第二控制器42。
充电器10可以通过电缆(未示出)连接至外部充电设施。在充电器10连接至外部充电设施的状态下，充电器10可以从充电设施接收电力。经由充电器10获取的电力对下面描述的第一锂离子电池51、第二锂离子电池52等充电。
如图1所示，充电器10基于来自后述的铅蓄电池PbB1的供电电压(+B)而执行充电操作。即，充电器10通过接收从铅蓄电池PbB1供应的电力来执行充电操作。
第一电路21连接至充电器10。第一电路21具有第一高电位侧线210和接地线230。第一高电位侧线210连接至充电器10的高电位侧。第一二极管91被布置在第一电路21的第一高电位侧线210上。第一二极管91沿其阳极侧连接至充电器10的方向被布置。因此，第一二极管91在第一高电位侧线210中防止电流朝向充电器10和第二电路22流动。
第一锂离子电池51(第一电池的一个例子)(图1中的第一LiB)和第一高电压结构负载81被布置在第一电路21中的第一二极管91的阴极侧。第一锂离子电池51构成高电压结构。第一锂离子电池51构成52V电源。第一高电压结构负载81包括用于驱动行驶电机的逆变器。
在第一电路21中布置有作为利用直流电工作的电压转换装置的DC-DC转换器DDC1(第一电压转换装置的一个例子)。第一低电压结构负载71被布置在DC-DC转换器DDC1的低电压侧。铅蓄电池PbB1(第三电池的一个例子)被布置在DC-DC转换器DDC1的低电压侧。低电位侧指的是当DC-DC转换器DDC1执行降压操作时DC-DC转换器DDC1的输出侧，并且具有比接地线230(第一接地线和第二接地线的一个例子)高的电位(例如，大约12V)。
DC-DC转换器DDC1是降压转换器。当DC-DC转换器DDC1执行降压操作时，DC-DC转换器DDC1降低高电位侧(第一高电位侧线210侧)的电压并且将降低的电压输出到低电位侧(铅蓄电池PbB1和第一低电压结构负载71)。DC-DC转换器DDC1可以是升压和降压转换器。在这种情况下，当DC-DC转换器DDC1执行升压操作时，DC-DC转换器DDC1升高其低电位侧(铅蓄电池PbB1的正电极侧)的电压并且输出升高的电压到高电位侧。第一低电压结构负载71包括控制需要持续供电的系统(例如，线控系统)、充电器10、第一锂离子电池51和第一电路21(DC-DC转换器DDC1或诸如继电器SMRG1的各种继电器)的第一控制器41。第一控制器41包括一个以上电子控制单元(ECU)。例如，第一控制器41包括锂电池ECU 410和控制ECU 412。锂电池ECU 410监控第一锂离子电池51。控制ECU 412监控铅蓄电池PbB1并控制DC-DC转换器DDC1、充电器10以及诸如继电器SMRG1的各种继电器。
高电压结构的第一预定负载31被布置在接地线230与DC-DC转换器DDC1的高电压侧的连接点C1之间。第一预定负载31是构成需要持续供电的系统的致动器。例如，第一预定负载31是用于倾斜操作的致动器，并且构成线控系统。第一预定负载31、第一低电压结构负载71和第一高电压结构负载81是在第一高电位侧线210和接地线230之间以并联关系与第一锂离子电池51连接的电负载(第一负载的一个示例)。
继电器CHR1、SMRB11、SMRB12被布置在高电位侧。继电器CHR1直接连接至第一二极管91的阴极。通过使用图1描述的第一电路21内的所有元件通过高电位侧的继电器CHR1和第一二极管91被连接至充电器10。
继电器SMRB11、SMRB12彼此并联地布置在第一高电位侧线210和接地线230之间。继电器SMRB11被布置在连接点C1和第一高电位侧线210之间。继电器SMRB12被布置在第一高电压结构负载81和第一高电位侧线210之间。继电器CHR1、SMRB11、SMRB12中的每一个的正常状态例如是断开状态。
继电器SMRG1(第一开关的一个例子)被布置在第一锂离子电池51与接地线230之间。继电器SMRG1选择性地形成断开状态和闭合状态。在继电器SMRG1的断开状态下，第一锂离子电池51与第一电路21电断开。在继电器SMRG1的闭合状态下，第一锂离子电池51电并入第一电路21中。继电器SMRG1的正常状态例如是断开状态。
在图1所示的例子中，第一锂离子电池51、第一高电压结构负载81和DC-DC转换器DDC1通过第一二极管91彼此并联连接在接地线230和从充电器10引出的第一高电位侧线210之间。因此，接地线230在低电压结构和高电压结构中是共同的。在图1所示的例子中，接地线230在第一电路21和第二电路22中是共同的。
第二电路22以与第一电路21并联的关系连接至充电器10。第二电路22具有第二高电位侧线220和接地线230。第二高电位侧线220被连接至充电器10的高电位侧。第二二极管92被布置在第二电路22的第二高电位侧线220上。第二二极管92沿其阳极侧连接至充电器10的方向被布置。因此，第二二极管92在第二高电位侧线220中防止电流朝向充电器10和第一电路21流动。
第二锂离子电池52和第二高电压结构负载82被布置在第二电路22中的第二二极管92的阴极侧。第二锂离子电池52(第二电池的一个例子)(图1中的第二LiB)和第二高电压结构负载82彼此并联连接在第二高电位侧线220和接地线230之间。第二锂离子电池52构成高电压结构。例如，第二锂离子电池52构成52V电源。第二高电压结构负载82包括用于驱动行驶电机的逆变器。第二高电压结构负载82与第一高电压结构负载81相同，并且构成两个结构的冗余结构。
作为利用直流电工作的电压转换装置的DC-DC转换器DDC2(第二电压转换装置的一个示例)被布置在第二电路22中。第二低电压结构负载72被布置在DC-DC转换器DDC2的低电压侧。铅蓄电池PbB2(第四电池的一个例子)被布置在DC-DC转换器DDC2的低电压侧。低电位侧指的是当DC-DC转换器DDC2执行降压操作时DC-DC转换器DDC2的输出侧，并具有比接地线230高的电位(例如，大约12V)。
DC-DC转换器DDC2是降压转换器。当DC-DC转换器DDC2执行降压操作时，DC-DC转换器DDC2降低高电位侧(第二高电位侧线220侧)的电压，并将降低的电压输出到低电位侧(铅蓄电池PbB2和第二低电压结构负载72)。DC-DC转换器DDC2可以是升压和降压转换器。在这种情况下，当DC-DC转换器DDC2执行升压操作时，DC-DC转换器DDC2升高其低电位侧(铅蓄电池PbB2的正电极侧)的电压并且将升高的电压输出到高电位侧。第二低电压结构负载72包括控制需要持续供电的系统(例如，线控系统)、第二锂离子电池52和第二电路22(DC-DC转换器DDC2或诸如继电器SMRG2的各种继电器)的第二控制器42。第二控制器42包括两个以上ECU。例如，第二控制器42包括锂电池ECU420和控制ECU422。锂电池ECU420监控第二锂离子电池52。控制ECU422监控铅蓄电池PbB2并控制DC-DC转换器DDC2和诸如继电器SMRG2的各种继电器。
高电压结构的第二预定负载32被布置在接地线230与DC-DC转换器DDC2的高电压侧的连接点C2之间。第二预定负载32是构成需要持续供电的系统的致动器。例如，第二预定负载32是用于倾斜操作的致动器并且构成线控系统。第二预定负载32与第一预定负载31相同并构成两个结构的冗余结构。第二预定负载32、第二低电压结构负载72和第二高电压结构负载82是在第二高电位侧线220和接地线230之间以并联关系与第二锂离子电池52连接的电负载(第二负载的一个示例)。
继电器CHR2、SMRB21、SMRB22被布置在高电位侧。继电器CHR2直接连接至第二二极管92的阴极。通过使用图1描述的第二电路22内的所有元件经由高电位侧的继电器CHR2和第二二极管92连接至充电器10。
继电器SMRB21、SMRB22彼此并联地布置在第二高电位侧线220和接地线230之间。继电器SMRB21被布置在连接点C2和第二高电位侧线220之间。继电器SMRB22被布置在第二高电压结构负载82和第二高电位侧线220之间。继电器CHR2、SMRB21、SMRB22中的每一个的正常状态例如是断开状态。
继电器SMRG2(第二开关的一个示例)被布置在第二锂离子电池52和接地线230之间。继电器SMRG2选择性地形成断开状态和闭合状态。在继电器SMRG2的断开状态下，第二锂离子电池52与第二电路22电断开。在继电器SMRG2的闭合状态下，第二锂离子电池52电并入第二电路22中。继电器SMRG2的正常状态例如是断开状态。
在图1所示的例子中，第二锂离子电池52、第二高电压结构负载82和DC-DC转换器DDC2经由第二二极管92彼此并联连接在接地线230和从充电器10引出的第二高电位侧线220之间。因此，接地线230在低电压结构和高电压结构中是共同的。
供电系统1能够形成两个供电电路结构。因此，可以实现对抗故障的稳健的冗余结构。例如，当第一电路21侧发生故障时，第二高电压结构负载82、第二低电压结构负载72或第二预定负载32可以通过使用第二电路22来工作。当DC-DC转换器DDC2是升压和降压转换器时，即使在第二电路中第二锂离子电池52故障时，第二低电压结构负载72和第二预定负载32也可以通过使用铅蓄电池PbB2和DC-DC转换器DDC2来工作。
供电系统1具有接地线230，其在低电压结构和高电压结构中是共同的。因此，供电系统1不需要当低电压结构和高电压结构彼此电绝缘时所需要的结构(例如，光电二极管)，并且可以实现简单的结构。在供电系统1中，继电器SMRG1被布置在第一锂离子电池51和接地线230之间，继电器SMRG2被布置在第二锂离子电池52和接地线230之间。因此，当需要时，低电压结构和高电压结构可以在接地侧彼此电断开。继电器SMRB11、SMRB12、SMRB21、SMRB22被布置在供电系统1中。因此，当需要时，低电压结构和高电压结构可以在高电位侧彼此电断开。
接下来，将描述控制装置40的功能。第一控制器41和第二控制器42构成控制装置40。
由控制装置40执行的各种类型的控制包括各种电负载(第一预定负载31、第一低电压结构负载71、第一高电压结构负载81、第二预定负载32、第二低电压结构负载72、第二高电压结构负载82等)的控制以及经由充电器10充电的控制。第一预定负载31、第一低电压结构负载71、第一高电压结构负载81、第二预定负载32、第二低电压结构负载72和第二高电压结构负载82在控制装置40的控制下消耗电力。在下文中，将主要描述经由充电器10充电的控制。在充电器10通过电缆连接至外部充电设施的状态下执行经由充电器10充电的控制。
控制装置40通过将继电器CHR1、CHR2、SMRG1、SMRG2设置为闭合状态并且将充电器10设置为工作(使充电器10执行充电操作)来开始经由充电器10对第一锂离子电池51和第二锂离子电池52进行充电。
图2是描述在第一锂离子电池51和第二锂离子电池52的充电期间供电系统1的状态的图。图2示出了第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的任一个未充满电的状态。在图2中，示意性地示出了外部充电设施的交流电源60，并且电流的流向由箭头示意性地示出。
在图2所示的例子中，控制装置40通过将继电器SMRB11、SMRB21设置为闭合状态并且将DC-DC转换器DDC1、DDC2设置为工作，在对第一锂离子电池51和第二锂离子电池52进行充电的同时，经由充电器10对铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2进行充电。下面，如图2所示，示例性地假设控制装置40经由充电器10对第一锂离子电池51、第二锂离子电池52、铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2进行充电。
在控制装置40开始对第一锂离子电池51和第二锂离子电池52充电之后，当第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的第一锂离子电池51先达到预定水平以上的充电状态时，控制装置40将继电器SMRG1、SMRG2中的继电器SMRG1(与第一锂离子电池51相关的继电器)设置为断开状态。在这种情况下，继电器CHR1、CHR2、SMRB11、SMRB21、SMRG2保持在闭合状态。在下文中，由于第一锂离子电池51比第二锂离子电池52早达到充满电状态而将继电器SMRG1设置为断开状态的处理将被称为与第一结构相关的“充满电侧断开处理”。
图3是描述在与第一结构相关的充满电侧断开处理之后的供电系统1的状态的图。在图3中，示意性地示出了外部充电设施的交流电源60，并且以与图2相同的方式用箭头示意性地示出了电流的流向。
图3中所示的例子是第一锂离子电池51先达到充满电状态时的图示。在这种情况下，继电器SMRG1被设置为断开状态。因此，如由图3中的虚线示意性所示，第一锂离子电池51与第一电路21电断开。因此，在防止第一锂离子电池51被过度充电的同时，第二锂离子电池52能够经由充电器10被充电到期望的充电状态(例如，充满电状态)。
尽管具有两个供电电路结构的供电系统1可以实现对抗故障稳健的冗余结构，但是在第一锂离子电池51和第二锂电池52之间充电状态(SOC)可能有差异。这种充电状态的差异是由第一锂离子电池51和第二锂离子电池52各自的特性、第一锂离子电池51和第二锂离子电池52之间的使用差异、第一电路21和第二电路22之间的特性差异等导致的。当在充电状态存在差异的情况下第一锂离子电池51和第二锂离子电池52经由充电器10充电时，第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的任一个可能先达到充满电状态。即使在充电开始时充电状态没有存在差异，电力可接受性的差异也可能导致第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的任一个先达到充满电状态。在任一情况下，当第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的一个先达到充满电状态时，先达到充满电状态的那个需要防止被过度充电。例如，存在当第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的一个先达到充满电状态时结束充电的方法。但是，这样的方法不能将另一个的充电状态充电至期望的充电状态。
根据本实施例，当第一锂离子电池51先达到充满电状态时，继电器SMRG1被设置为断开状态。因此，在防止第一锂离子电池51被过度充电的同时，第二锂离子电池52能够经由充电器10被充电至期望的充电状态。
在本实施例中，当第一锂离子电池51先达到充满电状态时，继电器SMRG1被设置为断开状态，而继电器CHR1被保持在闭合状态。然而，当第一锂离子电池51先达到充满电状态时，继电器SMRG1和继电器CHR1都可以被设置为断开状态。然而，这样的变形例具有以下问题：其使得本实施例比变形例更有利。具体而言，如上所述，充电器10通过接收从铅蓄电池PbB1供应的电力来执行充电操作。因此，当在第一锂离子电池51先达到充满电状态的情况下继电器CHR1被设置为断开状态时，铅蓄电池PbB1的电力被消耗，并且铅蓄电池PbB1的充电状态被降低。当在第一锂离子电池51先达到充满电状态时铅蓄电池PbB1不具有充满电状态时，整体电池的充电状态不能被增加。从这点来看，根据本实施例，即使当第一锂离子电池51先达到充满电状态时，继电器CHR1也保持在闭合状态。这样，可以解决变形例中出现的问题。
具体而言，根据本实施例，继电器SMRG1被设置为断开状态，但继电器CHR1如由图3中箭头示意性示出的那样被保持在闭合状态。因此，如由图3中的箭头示意性示出的，可以继续经由充电器10对铅蓄电池PbB1充电。因此，可以增加整体电池的充电状态。
在控制装置40开始对第一锂离子电池51和第二锂离子电池52充电之后，当第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的第二锂离子电池52先达到预定水平以上的充电状态时，控制装置40将继电器SMRG1、SMRG2中的继电器SMRG2(与第二锂离子电池52相关的继电器)设置为断开状态。在这种情况下，继电器CHR1、CHR2、SMRB11、SMRB21、SMRG1保持在闭合状态。在下文中，由于第二锂离子电池52比第一锂离子电池51早达到充满电状态而将继电器SMRG2设置为断开状态的处理将被称为与第二结构相关的“充满电侧断开处理”。
因此，当第二锂离子电池52先达到充满电状态时，继电器SMRG2被设置为断开状态。因此，在防止第二锂离子电池52被过度充电的同时，第一锂离子电池51能够经由充电器10被充电到充满电状态。
继电器CHR2在与第二结构相关的充满电侧断开处理中保持在闭合状态。但是，本发明不限于此。如上所述，由于充电器10通过接收从铅蓄电池PbB1供应的电力来执行充电操作，所以继电器SMRG2在与第二结构相关的充满电侧断开处理中不需要保持在闭合状态。例如，当铅蓄电池PbB2在第二锂离子电池52先达到充满电状态时具有充满电状态时，控制装置40可以通过将继电器CHR2切换到断开状态而使第二电路22电断开。当铅蓄电池PbB2在第二锂离子电池52先达到充满电状态时不具有充满电状态时，控制装置40可通过将继电器CHR2保持在闭合状态而继续经由充电器10对铅蓄电池PbB2充电。
接下来，将参照图2至图4描述与经由充电器10充电的控制相关的控制装置40的操作的示例。
图4是示出与经由充电器10充电的控制相关的控制装置40的处理的一个示例的示意性流程图。在图4中，为了简化目的，充电器10连接至外部充电设施的状态被假设继续直到充电正常结束(直到图4中的结束)为止。
当检测到充电器10连接至外部充电设施的状态时，图4中的处理开始。
在图4的步骤S400中，控制装置40准备充电。充电的准备包括例如启动充电所需的第一控制器41等、检查CPLT信号和确定其他充电开始条件。
在图4的步骤S402中，控制装置40经由充电器10开始充电。具体而言，控制装置40将继电器CHR1、CHR2、SMRG1、SMRG2、SMRB11、SMRB21设置为闭合状态，操作充电器10(使充电器10执行充电操作)，并操作DC-DC转换器DDC1、DDC2。因此，第一锂离子电池51、第二锂离子电池52、铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2同时开始经由充电器10被充电。作为变形例，也可以在不同的时刻将继电器SMRG1、SMRG2、SMRB11、SMRB21设置为闭合状态，并且第一锂离子电池51、第二锂离子电池52、铅蓄电池PbB1以及铅蓄电池PbB2可以在不同的时刻开始经由充电器10被充电。
在图4的步骤S404中，控制装置40判定铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的至少一个是否被充满电。当铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的至少一个被充满电时，控制装置40转移到图4的步骤S406。否则，控制装置40转移到图4的步骤S408。
在图4的步骤S406中，控制装置40将DC-DC转换器DDC1、DDC2中的、与铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的充满电的铅蓄电池(在下文中，称为“铅蓄电池PbBn”)相关的DC-DC转换器(在下文中，称为“DC-DC转换器DDCn”)的输出电压的目标值Vt设置为通过将预定值α(第一和第二预定值的一个示例)加到铅蓄电池PbBn的开路电压Vocv(n)而得到的值。即，建立Vt＝Vocv(n)+α。铅蓄电池PbBn的开路电压Vocv(n)可以基于铅蓄电池PbBn的充电状态和温度来计算。例如，可以基于指示铅蓄电池PbBn的开路电压、温度和SOC之间的关系的特性数据来计算铅蓄电池PbBn的开路电压Vocv(n)。预定值α是与由于导线电阻等引起的从DC-DC转换器DDCn的低电压侧端子到铅蓄电池PbBn的电压下降量相对应的值。下面，充满电的铅蓄电池的控制将被称为“充满电保持控制”。
在图4的步骤S408中，控制装置40判定第一锂离子电池51或第二锂离子电池52是否先充满电。当第一锂离子电池51或第二锂离子电池52先充满电时，控制装置40转移到图4的步骤S410。否则，控制装置40返回到图4的步骤S402，并继续对第一锂离子电池51、第二锂离子电池52等充电。
在图4的步骤S410中，控制装置40判定第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的未充满电的一个的充电状态是否近似为充满电状态。当未充满电的一个的充电状态近似为充满电状态时，不需要进一步充电，并且控制装置40转移到图4的步骤S428。当未充满电的一个的充电状态明显低于充满电状态时，需要进一步充电，并且控制装置40转移到图4的步骤S412。
在图4的步骤S412中，控制装置40暂时停止充电器10的充电操作。
在图4的步骤S414中，控制装置40暂时停止DC-DC转换器DDC1、DDC2。
在图4的步骤S416中，控制装置40将继电器SMRG1、SMRG2中的与第一锂离子电池51和第二锂离子电池52的充满电侧的锂离子电池相关的继电器(以下称为“继电器SMRGm”)设置为断开状态(充满电侧断开处理)。因此，如上所述，第一锂离子电池51和第二锂离子电池52的充满电侧的锂离子电池与供电系统1的电路电断开。图4中的步骤S412和图4中的步骤S414是用于防止继电器SMRGm被卡住等的处理。即，图4中的步骤S412和图4中的步骤S414是为了在没有电流流动的状态下将继电器SMRGm从闭合状态切换到断开状态而执行的。
在图4的步骤S420中，控制装置40开始对第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中未充满电的一个充电(单侧充电)。具体而言，控制装置40重新开始充电器10的充电操作，并再次操作DC-DC转换器DDC1、DDC2。
在图4的步骤S422中，控制装置40判定铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的至少一个是否充满电。当铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的至少一个充满电时，控制装置40转移到图4的步骤S424。否则，控制装置40转移到图4的步骤S426。
在图4的步骤S424中，控制装置40执行铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的充满电的铅蓄电池的充满电保持控制(参考图4中的步骤S406)。
在图4的步骤S426中，控制装置40判定第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的未充满电的那个是否达到充满电状态。当未充满电的那个达到充满电状态时，控制装置40转移到图4中的步骤S428。否则，控制装置40返回到图4中的步骤S420并继续单侧充电。
在图4的步骤S428中，控制装置40正常结束充电。具体而言，控制装置40使充电器10停止，并且使DC-DC转换器DDC1、DDC2停止。接着，控制装置40将处于闭合状态的继电器(诸如继电器SMRGm)切换到断开状态。
根据图4所示的处理，当第一锂离子电池51或第二锂离子电池52先达到充满电状态时，可以继续对不具有充满电状态的锂离子电池进行充电。因此，在防止第一锂离子电池51和第二锂离子电池52中的先达到充满电状态的那个被过度充电的同时，不具有充满电状态的锂离子电池可以经由充电器10被充电到充满电状态。
根据图4所示的处理，即使当第一锂离子电池51或第二锂离子电池52先达到充满电状态时，在不具有充满电状态的锂离子电池的充电期间，也可以继续对铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2充电。因此，可以增加整体电池的充电状态。
根据图4所示的处理，当铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中的任何一个或两者达到充满电状态时，执行充满电保持控制。因此，可以保持达到充满电状态的铅蓄电池的充满电状态，并且可以防止铅蓄电池过度充电。
尽管以上详细描述了实施例，但是本发明不限于具体实施例。在权利要求所公开的范围内可以进行各种修改和变化。实施例的全部或者多个构成要素可以相互组合。
例如，虽然在本实施例中使用了产生52V电力的第一锂离子电池51和第二锂离子电池52，但是可以使用具有显著超过60V的高电压的电池来代替第一锂离子电池51和第二锂离子电池52。当使用具有显著超过60V的高电压的电池时，接地线230在低电压结构和高电压结构之间电绝缘。在这种情况下，高电压电池可以是锂离子电池以外的电池。
虽然在本实施例中，充电器10通过接收从铅蓄电池PbB1供应的电力来执行充电操作，但是充电器10也可以通过接收从铅蓄电池PbB1和铅蓄电池PbB2中任意选择的一个供应的电力来执行充电操作。在这种情况下，优选地，从铅蓄电池PbB1向充电器10供电的结构与从铅蓄电池PbB2向充电器10供电的结构电绝缘。因此，一个结构中的故障(例如接地故障)影响另一结构的问题可以避免。在这种情况下，当铅蓄电池PbB1在第一锂离子电池51比第二锂离子电池52早达到充满电状态时具有充满电状态时，控制装置40可以将第一电路21中的继电器CHR1、SMRG1、SMRB11切换到断开状态。
虽然在该实施例中继电器SMRG1被布置在第一锂离子电池51和接地线230之间，但是本发明不限于此。继电器SMRG1可以被布置在第一高电位侧线210和第一锂离子电池51之间。这同样适用于继电器SMRG2。
可以省略在本实施例中布置的铅蓄电池PbB1、DC-DC转换器DDC1、第一低电压结构负载71和第一预定负载31。这同样适用于铅蓄电池PbB2、DC-DC转换器DDC2、第二低电压结构负载72和第二预定负载32。

Claims (4)

1.一种供电系统，其特征在于包括：
充电器；
第一高电位侧线，其连接至所述充电器的高电位侧；
第二高电位侧线，其连接至所述充电器的所述高电位侧；
第一二极管，其被布置在所述第一高电位侧线上，并且其阳极侧连接至所述充电器；
第二二极管，其被布置在所述第二高电位侧线上，并且其阳极侧连接至所述充电器；
第一电池和第一负载，所述第一电池和所述第一负载彼此并联连接在地与所述第一高电位侧线上的所述第一二极管的阴极侧之间；
第二电池和第二负载，所述第二电池和所述第二负载彼此并联连接在所述地与所述第二高电位侧线上的所述第二二极管的阴极侧之间；
第一开关，其被布置在所述第一高电位侧线与所述第一电池之间或者所述第一电池与所述地之间；
第二开关,其被布置在所述第二高电位侧线与所述第二电池之间或者所述第二电池与所述地之间；以及
控制装置，其被配置为通过将所述第一开关和所述第二开关设置为闭合状态并且操作所述充电器来经由所述充电器开始对所述第一电池和所述第二电池进行充电，
其中，所述控制装置被配置为：在所述控制装置开始对所述第一电池和所述第二电池充电之后，当所述第一电池比所述第二电池早达到预定水平以上的充电状态时，将所述第一开关切换到断开状态并将所述第二开关保持在所述闭合状态，
还包括：
第一电压转换装置，其利用直流电工作并且在所述地和所述第一高电位侧线上的所述第一二极管的所述阴极侧之间以并联关系与所述第一电池电连接；
第三电池，其具有比所述第一电池低的额定电压，并且电连接在所述地和所述第一电压转换装置的低电位侧之间；
第二电压转换装置，其利用直流电工作并且在所述地和所述第二高电位侧线上的所述第二二极管的所述阴极侧之间以并联关系与所述第二电池电连接；以及
第四电池，其具有比所述第二电池低的额定电压，并且电连接在所述地和所述第二电压转换装置的低电位侧之间，
其中所述控制装置被配置为：在经由所述充电器对所述第一电池和所述第二电池充电的同时，通过操作所述第一电压转换装置和所述第二电压转换装置而经由所述充电器对所述第三电池和所述第四电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于：
在所述控制装置经由所述充电器对所述第三电池充电期间，当所述第三电池达到充满电状态时，所述控制装置被配置为基于所述第三电池的开路电压将所述第一电压转换装置的输出电压的目标值设置为通过将第一预定值加到所述第三电池的所述开路电压而得到的值；并且
在所述控制装置经由所述充电器对所述第四电池充电期间，当所述第四电池达到充满电状态时，所述控制装置被配置为基于所述第四电池的开路电压将所述第二电压转换装置的输出电压的目标值设置为通过将第二预定值加到所述第四电池的所述开路电压而得到的值。
3.根据权利要求1或2所述的供电系统，其特征在于：
所述第一电池、所述第一负载、所述第一电压转换装置和所述第三电池共同连接至第一接地线；
所述第二电池、所述第二负载、所述第二电压转换装置和所述第四电池共同连接至第二接地线；
所述第一开关布置在所述第一电池与所述第一接地线之间；并且
所述第二开关布置在所述第二电池和所述第二接地线之间。
4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一负载和所述第二负载在所述控制装置的控制下消耗电力。
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