CN110182150B - 车辆用电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用电源装置。车辆用电源装置具备：第一电池，其向第一负载和第二负载供给电力，该第一负载被以第一电压驱动，该第二负载被以比第一电压低的第二电压驱动；第二电池，其向第二负载供给电力，输出电压比第一电池的输出电压低；DC/DC转换器，其使第一电池的电压值降压而向第二负载供给电力；以及控制部，其基于第一电池的充电率和第二电池的充电率控制DC/DC转换器的动作，从而控制向第二负载供给第一电池的电力的状态。

Description

车辆用电源装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用电源装置。
背景技术
在混合动力车辆、电动机动车等车辆搭载有向车辆驱动马达供给电力的行驶用蓄电池、辅机蓄电池。DC/DC转换器从行驶用蓄电池向辅机供给电力。辅机蓄电池作为电力缓冲器发挥功能。
以往公开有如下内容：作为高压电气安装设备，电气安装单元除了具备PDU和空调·逆变器之外，还具备产生车辆控制电源用的电压的DC/DC转换器(例如，参照日本国特开2007-8403号公报)。该DC/DC转换器为了使用由电动发电机所发出的高压的电力而对用于车辆控制、辅机工作等的低压蓄电池进行充电，使发电电压降压到低压蓄电池的规定电压(例如12V)。
然而，在以往的技术中，使所发电的电压向低压的蓄电池的规定电压降压的DC/DC转换器需要与低压系的辅机的合计(连续最大)电力相应的输出容量，当低压系的辅机的负载(使用电力)变大时，存在导致DC/DC转换器的大型化或成本增加的可能性。
发明内容
本发明的方案的目的之一在于提供一种即便在低压系的辅机的负载(使用电力)变大的情况下、也能够抑制DC/DC转换器的大型化或成本增加的车辆用电源装置。
(1)本发明的一方案的车辆用电源装置具备：第一电池，其向第一负载和第二负载供给电力，该第一负载被以第一电压驱动，该第二负载被以比所述第一电压低的第二电压驱动；第二电池，其向所述第二负载供给电力，所述第二电池的输出电压比所述第一电池的输出电压低；DC/DC转换器，其使所述第一电池的电压值降压并向所述第二负载供给电力；以及控制部，其基于所述第一电池的充电率和所述第二电池的充电率控制所述DC/DC转换器的动作，由此控制向所述第二负载供给所述第一电池的电力的状态。
(2)根据上述(1)所记载的车辆用电源装置，也可以是，所述控制部以使所述第一电池的充电率与所述第二电池的充电率之差维持在规定的范围内的同时、所述第一电池的充电率和所述第二电池的充电率伴随车辆的运转而逐渐减少的方式，对所述DC/DC转换器的动作进行控制。
(3)根据上述(2)所记载的车辆用电源装置，也可以是，所述控制部以在所述第二电池的充电率比所述第一电池的充电率高且所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第一阈值以上的情况下，使所述DC/DC转换器的动作停止的方式进行控制，由此使从所述第一电池向所述第二负载的电力供给停止而从所述第二电池向所述第二负载供给电力，所述控制部以在所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第二阈值以下的情况下，使所述DC/DC转换器的动作开始的方式进行控制，由此使所述第一电池的电力向所述第二负载的供给开始，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。
(4)根据上述(2)所记载的车辆用电源装置，也可以是，所述控制部以在所述第二电池的充电率比所述第一电池的充电率低且所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第三阈值以上的情况下，使所述DC/DC转换器的动作开始的方式进行控制，由此使所述第一电池的电力向所述第二负载的供给开始，所述控制部以在所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第四阈值以下的情况下，使所述DC/DC转换器的动作停止的方式进行控制，由此使从所述第一电池向所述第二负载的电力供给停止而使从所述第二电池向所述第二负载的电力供给开始其中，所述第四阈值小于所述第三阈值。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所记载的车辆用电源装置，也可以是，所述第一电池和所述第二电池由同种的电池构成，并且，所述第二电池的总容量比所述第一电池的总容量小。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所记载的车辆用电源装置，也可以是，以使所述第二电池的输出电压处于所述第二负载能够动作的电压范围内的方式，设定所述第二电池的充电率的上限或下限。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所记载的车辆用电源装置，也可以是，在车辆被外部电源充电时，所述第一电池及所述第二电池被充电。
根据本发明的方案，能够提供即便在低压系辅机的负载(使用电力)变大了的情况下、也能够抑制DC/DC转换器的大型化或成本增加的车辆用电源装置。
附图说明
图1是表示搭载本发明的实施方式的车辆用电源装置的车辆的一部分构成的图。
图2是用于说明搭载于本发明的实施方式的车辆用电源装置的蓄电池和辅机蓄电池的图。
图3是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的动作的图。
图4是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的处理的图。
图5表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的蓄电池和辅机蓄电池的充放电特性的一例。
图6是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的动作的一例的流程图。
图7是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的处理的图。
图8是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置的效果的一例的图。
具体实施方式
接着，参照附图来说明本实施方式的车辆用电源装置1。在以下说明的实施方式只不过是一例，本发明所适用的实施方式并不限定于以下的实施方式。
需要说明的是，在用于说明实施方式的全部图中，具有同一功能的构件使用同一附图标记，省略反复的说明。
另外，“基于XX的”是指“基于至少XX的”，除了基于XX之外，也包括基于别的要素的情况。另外，“基于XX的”并不限定于直接使用XX的情况，也包括基于针对XX进行运算、加工而成的要素的情况。
“XX”是任意的要素(例如任意的信息)。
本发明的实施方式的车辆用电源装置1被搭载于电动车辆。电动车辆是电动机动车、混合动力车辆及燃料电池车辆等。电动机动车将蓄电池作为动力源进行驱动。混合动力车辆将蓄电池及内燃机作为动力源进行驱动。燃料电池车辆将燃料电池作为驱动源进行驱动。
图1是表示搭载本发明的实施方式的车辆用电源装置1的车辆10的一部分构成的图。
<车辆10>
如图1所示，车辆10除了具备车辆用电源装置1之外，还具备电力转换装置2、行驶驱动用的第一马达12(MOT)、发电用的第二马达13(GEN)、辅机83。
<车辆用电源装置1>
车辆用电源装置1具备蓄电池11(BATT)、控制ECU80、DC/DC转换器81及辅机蓄电池82(辅机BATT)。
蓄电池11具备蓄电池壳体和收容于蓄电池壳体内的多个蓄电池组。蓄电池组具备串联连接的多个蓄电池单体。蓄电池11具备与电力转换装置2的直流连接器1a连接的正极端子PB及负极端子NB。正极端子PB及负极端子NB分别在蓄电池壳体内与串联连接的多个蓄电池组的正极端及负极端分别连接。蓄电池11在车辆10被外部电源充电时被充电。
第一马达12利用从蓄电池11供给的电力产生旋转驱动力(动力运行动作)。第二马达13利用向旋转轴输入的旋转驱动力产生发电电力。在此，内燃机的旋转动力能够向第二马达13传递。例如，第一马达12及第二马达13分别是三相交流的无刷DC马达。三相是U相、V相及W相。第一马达12及第二马达13分别是内转子型。第一马达12及第二马达13分别具备：转子，其具有励磁用的永久磁铁；和定子，其具有用于产生旋转磁场的三相的定子绕组，该旋转磁场使转子旋转。第一马达12的三相的定子绕组与电力转换装置2的第一三相连接器1b连接。第二马达13的三相的定子绕组与电力转换装置2的第二三相连接器1c连接。
DC/DC转换器81和电力转换装置2相对于蓄电池11并联连接。为了向辅机蓄电池82充电，DC/DC转换器81将从蓄电池11供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定电压(例如12V)，该辅机蓄电池82向辅机83供给电力。DC/DC转换器81将降压后的电力向辅机蓄电池82供给。
辅机蓄电池82(辅机BATT)具备蓄电池壳体和收容于蓄电池壳体内的多个蓄电池组。蓄电池组具备串联连接的多个蓄电池单体。辅机蓄电池82由与蓄电池11同种的电池构成。辅机蓄电池82的总容量比蓄电池11的总容量小。辅机蓄电池82具有与蓄电池11同等的充放电循环耐性。辅机蓄电池82将从DC/DC转换器81供给的降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82在车辆10被外部电源充电时被充电。
控制ECU80、辅机蓄电池82以及辅机83相对于DC/DC转换器81分别并联连接。辅机蓄电池82用作控制ECU80和辅机83的电源。
控制ECU80例如是通过由CPU(Central Processing Unit)等处理器执行规定的程序而发挥功能的软件功能部。软件功能部是CPU等处理器、保存程序的ROM(Read OnlyMemory)、暂时存储数据的RAM(Random Access Memory)、以及计时器等具备电子电路的ECU(Electronic Control Unit)。需要说明的是，控制ECU80的至少一部分也可以是LSI(LargeScale Integration)等集成电路。
控制ECU80监视蓄电池11的充电剩余量(SOC：State Of Charge)和辅机蓄电池82的充电剩余量。控制ECU80基于蓄电池11的充电剩余量和辅机蓄电池82的充电剩余量来控制DC/DC转换器81的动作。控制ECU80以使蓄电池11的充电剩余量与辅机蓄电池82的充电剩余量之差维持在规定的范围内的同时、蓄电池11的充电剩余量和辅机蓄电池82的充电剩余量伴随车辆10的运转而减少的方式，控制DC/DC转换器81。在此，对能够使用辅机蓄电池82的SOC的范围和能够使用蓄电池11的SOC的范围进行说明。
图2是用于说明搭载于本发明的实施方式的车辆用电源装置的蓄电池11和辅机蓄电池82的图。在辅机蓄电池82的SOC处于从获得保证12V负载(辅机)的动作的电压的SOC到100％的区间的情况下，能够使用辅机蓄电池82。例如，保证12V负载的动作的电压是12V-13V以上。即、辅机蓄电池82的SOC被使用在从获得保证12V负载(辅机83)的动作的电压的SOC到100％的区间。
在蓄电池11的SOC处于从能够保证车辆10的行驶性能的下限的SOC到100％的区间的情况下，能够使用蓄电池11。即、蓄电池11的SOC被使用在从能够保证车辆10的行驶性能的下限的SOC到100％的区间。
图3是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置1的动作的图。
控制ECU80监视蓄电池11的SOC和辅机蓄电池82的SOC，取得表示蓄电池11的SOC的信息和表示辅机蓄电池82的SOC的信息。控制ECU80基于所取得的表示蓄电池11的SOC的信息和表示辅机蓄电池82的SOC的信息，来导出辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差(辅机蓄电池82的SOC-蓄电池11的SOC)。
在DC/DC转换器81工作着的情况(A)下，在辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第一阈值以上时，控制ECU80使DC/DC转换器81的工作停止(B)。在DC/DC转换器81停止着的情况(C)下，在辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第二阈值以下时，控制ECU80使DC/DC转换器81的工作开始(D)。返回图1，继续说明。
<电力转换装置>
电力转换装置2具备功率模块21、电抗器22、电容器单元23、电阻器24、第一电流传感器25、第二电流传感器26、第三电流传感器27、电子控制单元28(MOT GEN ECU)、以及栅极驱动单元29(G/D VCU ECU)。
功率模块21具备第一电力转换电路部31、第二电力转换电路部32及第三电力转换电路部33。第一电力转换电路部31通过第一三相连接器1b与第一马达12的三相的定子绕组连接。第一电力转换电路部31将从蓄电池11经由第三电力转换电路部33输入的直流电力转换成三相交流电力。第二电力转换电路部32通过第二三相连接器1c与第二马达13的三相的定子绕组连接。第二电力转换电路部32将从第二马达13输入的三相交流电力转换成直流电力。被第二电力转换电路部32转换后的直流电力能够向蓄电池11及第一电力转换电路部31中的至少一方供给。
第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32分别具备由桥接的多个开关元件形成的桥式电路。例如，开关元件是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、或MOSFET(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)等晶体管。例如，在桥式电路中，成对的高侧臂及低侧臂U相晶体管UH、UL、成对的高侧臂及低侧臂V相晶体管VH、VL、成对的高侧臂及低侧臂W相晶体管WH、WL桥接。在本实施方式中，分别在U、V、W相中，高侧臂及低侧臂晶体管彼此(例如、U相的高侧臂晶体管UH及低侧臂晶体管UL彼此)在第一方向D1上相邻地配置。
高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的集电极与正极端子PI连接而构成高侧臂。在各相中，高侧臂的各正极端子PI与正极汇流排50p连接。
低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的发射极与负极端子NI连接而构成低侧臂。在各相中，低侧臂的各负极端子NI与负极汇流排50n连接。
在各相中，高侧臂的各晶体管UH、VH、WH的发射极在连接点TI处与低侧臂的各晶体管UL、VL、WL的集电极连接。
在第一电力转换电路部31的各相中，连接点TI通过第一汇流排51与第一输入输出端子Q1连接。第一输入输出端子Q1与第一三相连接器1b连接。第一电力转换电路部31的各相的连接点TI经由第一汇流排51、第一输入输出端子Q1及第一三相连接器1b与第一马达12的各相的定子绕组连接。
在第二电力转换电路部32的各相中，连接点TI通过第二汇流排52与第二输入输出端子Q2连接。第二输入输出端子Q2与第二三相连接器1c连接。第二电力转换电路部32的各相的连接点TI经由第二汇流排52、第二输入输出端子Q2及第二三相连接器1c与第二马达13的各相的定子绕组连接。桥式电路具备在各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的集电极-发射极间以从发射极朝向集电极成为顺向的方式连接的二极管。
第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32分别基于从栅极驱动单元29向各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL的栅极输入的作为开关指令的栅极信号，来对各相的晶体管对的ON(导通)/OFF(截止)进行切换。第一电力转换电路部31将从蓄电池11经由第三电力转换电路部33输入的直流电力转换成三相交流电力，使向第一马达12的三相的定子绕组的通电依次换向，从而使交流的U相电流、V相电流及W相电流向三相的定子绕组通电。第二电力转换电路部32利用与第二马达13的旋转取得同步的各相的晶体管对的ON(导通)/OFF(截止)驱动，来将从第二马达13的三相的定子绕组输出的三相交流电力转换成直流电力。
第三电力转换电路部33是电压控制单元(VCU)。第三电力转换电路部33具备成对的高侧臂及低侧臂的开关元件。例如，第三电力转换电路部33具备高侧臂的第一晶体管S1及低侧臂的第二晶体管S2。第一晶体管S1的集电极与正极端子PV连接而构成高侧臂。高侧臂的正极端子PV与正极汇流排50p连接。第二晶体管S2的发射极与负极端子NV连接而构成低侧臂。低侧臂的负极端子NV与负极汇流排50n连接。高侧臂的第一晶体管S1的发射极与低侧臂的第二晶体管S2的集电极连接。第三电力转换电路部33具备在第一晶体管S1及第二晶体管S2各自的集电极-发射极间以从发射极朝向集电极成为顺向的方式连接的二极管。
高侧臂的第一晶体管S1与低侧臂的第二晶体管S2的连接点通过第三汇流排53而与电抗器22连接。电抗器22的一端连接于第一晶体管S1与第二晶体管S2的连接点，电抗器22的另一端与蓄电池11的正极端子PB连接。电抗器22具备线圈和检测线圈的温度的温度传感器。温度传感器通过信号线与电子控制单元28连接。
第三电力转换电路部33基于从栅极驱动单元29向第一晶体管S1及第二晶体管S2各自的栅极输入的作为开关指令的栅极信号，来对晶体管对的ON(导通)/OFF(截止)进行切换。
第三电力转换电路部33在升压时在第二晶体管S2被设定成ON(导通)且第一晶体管S1被设定成OFF(截止)的第一状态、以及第二晶体管S2被设定成OFF(截止)且第一晶体管S1被设定成ON(导通)的第二状态之间交替地进行切换。在第一状态下，电流依次向蓄电池11的正极端子PB、电抗器22、第二晶体管S2、蓄电池11的负极端子NB流动，电抗器22被直流励磁而磁能量被蓄积。在第二状态下，以妨碍由向电抗器22流动的电流被切断而引起的磁通的变化的方式在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)。由蓄积到电抗器22的磁能量引起的感应电压被叠加于蓄电池电压，从而比蓄电池11的端子间电压高的升压电压被施加于第三电力转换电路部33的正极端子PV与负极端子NV之间。
第三电力转换电路部33在再生时在第二状态与第一状态之间交替进行切换。在第二状态下，电流依次向第三电力转换电路部33的正极端子PV、第一晶体管S1、电抗器22、蓄电池11的正极端子PB流动，电抗器22被直流励磁而磁能量被蓄积。在第一状态下，以妨碍由向电抗器22流动的电流被切断的情况引起的磁通的变化的方式在电抗器22的两端间产生电动势(感应电压)。由蓄积到电抗器22的磁能量引起的感应电压被降压，从而比第三电力转换电路部33的正极端子PV及负极端子NV间的电压低的降压电压被施加于蓄电池11的正极端子PB与负极端子NB之间。
电容器单元23具备第一平滑电容器41、第二平滑电容器42及噪声滤波器43。
第一平滑电容器41连接于蓄电池11的正极端子PB与负极端子NB之间。第一平滑电容器41使伴随第三电力转换电路部33的再生时的第一晶体管S1及第二晶体管S2的ON/OFF的切换动作而产生的电压变动平滑化。
第二平滑电容器42连接于第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的正极端子PI与负极端子NI之间、以及第三电力转换电路部33的正极端子PV与负极端子NV之间。第二平滑电容器42经由正极汇流排50p及负极汇流排50n与多个正极端子PI及负极端子NI、以及正极端子PV及负极端子NV连接。第二平滑电容器42使伴随第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的各晶体管UH、UL、VH、VL、WH、WL的ON/OFF的切换动作而产生的电压变动平滑化。第二平滑电容器42使伴随第三电力转换电路部33的升压时的第一晶体管S1及第二晶体管S2的ON/OFF的切换动作而产生的电压变动平滑化。
噪声滤波器43连接于第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的正极端子PI与负极端子NI之间、以及第三电力转换电路部33的正极端子PV与负极端子NV之间。噪声滤波器43具备串联连接的两个电容器。两个电容器的连接点与车辆10的车身接地电位等连接。
电阻器24连接于第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的正极端子PI与负极端子NI之间、以及第三电力转换电路部33的正极端子PV与负极端子NV之间。
第一电流传感器25配置于将第一电力转换电路部31的各相的连接点TI和第一输入输出端子Q1连接的第一汇流排51，检测U相、V相及W相各自的电流。第二电流传感器26配置于将第二电力转换电路部32的各相的连接点TI和第二输入输出端子Q2连接的第二汇流排52，检测U相、V相及W相各自的电流。第三电流传感器27配置于将第一晶体管S1与第二晶体管S2的连接点和电抗器22连接的第三汇流排53，检测向电抗器22流动的电流。
第一电流传感器25、第二电流传感器26及第三电流传感器27分别利用信号线与电子控制单元28连接。
电子控制单元28控制第一马达12及第二马达13各自的动作。例如，电子控制单元28是通过由CPU等处理器执行规定的程序而发挥功能的软件功能部。软件功能部是CPU等处理器、保存程序的ROM、暂时存储数据的RAM、以及计时器等具备电子电路的ECU。需要说明的是，电子控制单元28的至少一部分也可以是LSI等集成电路。例如，电子控制单元28执行如下的电流的反馈控制等，生成向栅极驱动单元29输入的控制信号，该电流的反馈控制是使用第一电流传感器25的电流检测值和与针对第一马达12的转矩指令值相应的电流目标值的控制。例如，电子控制单元28执行如下的电流的反馈控制等，生成向栅极驱动单元29输入的控制信号，该电流的反馈控制是使用第二电流传感器26的电流检测值和与针对第二马达13的再生指令值相应的电流目标值的控制。控制信号是表示驱动第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL以使其ON(导通)/OFF(截止)的时机的信号。例如，控制信号是被脉冲宽度调制后的信号等。
栅极驱动单元29基于从电子控制单元28接受的控制信号，来生成用于实际上驱动第一电力转换电路部31及第二电力转换电路部32各自的各晶体管UH、VH、WH、UL、VL、WL以使其ON(导通)/OFF(截止)的栅极信号。例如，栅极驱动单元29执行控制信号的放大及电平转换等而生成栅极信号。
栅极驱动单元29生成用于分别驱动第三电力转换电路部33的第一晶体管S1及第二晶体管S2以使其ON(导通)/OFF(截止)的栅极信号。例如，栅极驱动单元29生成与第三电力转换电路部33的升压时的升压电压指令或第三电力转换电路部33的再生时的降压电压指令相应的占空比的栅极信号。占空比是第一晶体管S1与第二晶体管S2的比率。
接着，参照图4和图5，详细地说明本实施方式的车辆用电源装置1的处理。
图4是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置1的处理的图。
图5表示本发明的实施方式的车辆用电源装置1的蓄电池11和辅机蓄电池82的充放电特性的一例。在图5中除了示出有车辆用电源装置1的蓄电池11和辅机蓄电池82的充放电特性之外，也示出有辅机83的负载电流特性和DC/DC转换器81的开启关闭特性。在图5中，横轴是时间。在辅机83的负载电流特性上示出的(A)-(D)表示负载电流特性的变化点。在此，将车辆用电源装置1的处理分成以(1)表示的时间范围-以(8)表示的时间范围来进行说明。以(1)表示的时间范围-以(5)表示的时间范围所包含的变化点(C)的时间是车辆10行驶中。以(5)表示的时间范围所包含的变化点(C)-以(5)表示的时间范围所包含的变化点(D)的时间是车辆10停止中。以(5)表示的时间范围所包含的变化点(D)-以(8)表示的时间范围的时间是充电中。
对图5的以(1)表示的时间范围的动作进行说明。
在以(1)表示的时间范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，且辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差是第二阈值以上且第一阈值以下。在该情况下，通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差被维持在第二阈值以上且第一阈值以下的同时，辅机蓄电池82的SOC和蓄电池11的SOC伴随车辆10的运转而逐渐减少。
另外，在以(1)表示的范围内，辅机蓄电池82的负载电流从变化点(A)所示的时间起增大。因此，辅机蓄电池82的SOC从变化点(A)所示的时间起急剧地降低。在以(1)表示的范围内，辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差被维持在第二阈值以上且第一阈值以下。
对图5的以(2)表示的范围的动作进行说明。
在以(2)表示的范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，但辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第二阈值以下。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81起动，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC被维持，蓄电池11的SOC减少。该状态被持续到辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第一阈值以上。
对图5的以(3)表示的范围的动作进行说明。
在以(3)表示的时间范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，且辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第一阈值以上。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81停止。通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差被维持在第二阈值以上且第一阈值以下的同时，辅机蓄电池82的充电率和蓄电池11的充电率伴随车辆10的运转而逐渐减少。
对图5的以(4)表示的范围的动作进行说明。
在以(4)表示的范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，但辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第二阈值以下。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81起动，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC被维持，蓄电池11的SOC减少。在以(4)表示的范围内，辅机83的负载电流从变化点(B)所示的时间起减少。因此，蓄电池11的SOC的减少的程度从变化点(B)所示的时间起变小。该状态被持续到辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差比第一阈值大。
对图5的以(5)表示的范围的动作进行说明。
在以(5)表示的时间范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的充电率高，且辅机蓄电池82的充电率与蓄电池11的充电率之差成为第一阈值以上。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81停止。通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差被维持在第二阈值以上且第一阈值以下的同时，辅机蓄电池82的SOC和蓄电池11的SOC伴随车辆10的运转而逐渐减少。
在以(5)表示的范围内，车辆10在变化点(C)所示的时间停止，因此，来自蓄电池11和辅机蓄电池82的供电被停止。因此，蓄电池11的SOC和辅机蓄电池82的SOC从变化点(C)所示的时间起被维持。另外，在以(5)表示的范围内，在变化点(D)所示的时间，车辆10的充电开始，并且，从辅机蓄电池82向辅机83的供电开始。因此，从变化点(D)所示的时间起，蓄电池11的SOC增加，辅机蓄电池82的SOC减少。另外，车辆10的充电开始，由此向蓄电池11的充电也开始。
对图5的以(6)表示的范围的动作进行说明。
在以(6)表示的范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，但辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第二阈值以下。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81起动，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC的增加的程度变大，蓄电池11的SOC的增加的程度变小。该状态被持续到辅机蓄电池82的充电率与蓄电池11的充电率之差成为第一阈值以上。
对图5的以(7)表示的范围的动作进行说明。
在以(7)表示的时间范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，且辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差比第一阈值大。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81停止。通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的SOC减少，蓄电池11的SOC的增加的程度变大。该状态被持续到辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第二阈值以下。
对图5的以(8)表示的范围的动作进行说明。
在以(8)表示的范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高，但辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第二阈值以下。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81起动，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC的增加的程度变大，蓄电池11的SOC的增加的程度变小。该状态被持续到辅机蓄电池82的充电率与蓄电池11的充电率之差成为第一阈值以上。
<车辆用电源装置的动作>
图6是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置1的动作的一例的流程图。图6主要表示控制ECU80的动作。
(步骤S11)
控制ECU80判定DC/DC转换器81是否是工作中。在判定为DC/DC转换器81是工作中的情况下，转向步骤S12。在判定为DC/DC转换器81是停止中的情况下，转向步骤S14。
(步骤S12)
控制ECU80取得蓄电池11的SOC和辅机蓄电池82的SOC，基于所取得的蓄电池11的SOC和辅机蓄电池82的SOC导出辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差(SOC之差)。控制ECU80判定辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差是否是第一阈值以上。在SOC之差是第一阈值以上的情况下，转向步骤S13。在SOC之差小于第一阈值的情况下结束。
(步骤S13)
控制ECU80在SOC之差是第一阈值以上的情况下使DC/DC转换器81停止。通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的充电率与蓄电池11的充电率之差被维持在第二阈值以上且第一阈值以下的同时，辅机蓄电池82的充电率和蓄电池11的充电率伴随车辆10的运转而逐渐减少。
(步骤S14)
控制ECU80取得蓄电池11的SOC和辅机蓄电池82的SOC，基于所取得的蓄电池11的SOC和辅机蓄电池82的SOC来导出辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差(SOC之差)。控制ECU80判定辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差是否是第二阈值以下。在SOC之差是第二阈值以下的情况下转向步骤S15。在SOC之差比第二阈值大的情况下结束。
(步骤S15)
控制ECU80在SOC之差是第二阈值以下的情况下，使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81开始工作，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC被维持，蓄电池11的SOC减少。该状态被持续到辅机蓄电池82的充电率与蓄电池11的充电率之差成为第二阈值以上。
在前述的实施方式中，对控制ECU80被从辅机蓄电池82供电的情况进行了说明，但并不限于此。例如，辅机蓄电池82也可以被从蓄电池11供电。
在前述的实施方式中，对辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高的情况进行了说明，但并不限于此。例如，在辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC低的情况下，也能够适用本发明。在该情况下，通过以在辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差是第三阈值以上的情况下使DC/DC转换器81的动作开始的方式进行控制，从而使蓄电池11的电力向辅机83的供给开始。另外，通过以在辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差是第四阈值以下的情况下使DC/DC转换器81的动作停止的方式进行控制，从而使从蓄电池11向辅机83的电力供给停止而使电力从辅机蓄电池82向辅机83的供给开始，其中，所述第四阈值小于第三阈值。
图7表示本发明的实施方式的车辆用电源装置1的蓄电池11和辅机蓄电池82的充放电特性的一例。在图7中除了示出有车辆用电源装置1的蓄电池11和辅机蓄电池82的充放电特性之外，也示出有DC/DC转换器81的开启关闭特性。在图7中，横轴是时间。在此，将车辆用电源装置1的处理分成以(1)表示的时间范围-以(4)表示的时间范围来进行说明。以(1)表示的时间范围-以(4)表示的时间范围的时间是车辆10行驶中。
对图7的以(1)表示的时间范围的动作进行说明。
在以(1)表示的时间范围内，辅机蓄电池82的SOC比蓄电池11的SOC高。在该情况下，通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差变小，随着时间的经过，蓄电池11的SOC比辅机蓄电池82的SOC高。
对图7的以(2)表示的范围的动作进行说明。
在以(2)表示的范围内，蓄电池11的SOC比辅机蓄电池82的SOC高，且蓄电池11的SOC与辅机蓄电池82的SOC之差成为第三阈值以上。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81起动，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC被维持，蓄电池11的SOC减少。该状态被持续到辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第四阈值以下，所述第四阈值小于第三阈值。
对图7的以(3)表示的范围的动作进行说明。
在以(3)表示的时间范围内，蓄电池11的SOC比辅机蓄电池82的SOC高，且蓄电池11的SOC与辅机蓄电池82的SOC之差成为第四阈值以下。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81停止。通过DC/DC转换器81停止工作，蓄电池11向辅机83的电力供给停止，辅机蓄电池82向辅机83供给电力。其结果是，辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差被维持在比第四阈值大且小于第三阈值的同时，辅机蓄电池82的充电率和蓄电池11的充电率伴随车辆10的运转而逐渐减少。
对图7的以(4)表示的范围的动作进行说明。
在以(4)表示的范围内，蓄电池11的SOC比辅机蓄电池82的SOC高，且蓄电池11的SOC与辅机蓄电池82的SOC之差成为第三阈值以上。在该情况下，控制ECU80使DC/DC转换器81起动。通过DC/DC转换器81起动，DC/DC转换器81使蓄电池11所供给的高压的电力降压到辅机蓄电池82的规定的电压(12V)，将降压后的电力向辅机83供给。辅机蓄电池82的电力向辅机83的供给停止。其结果是，辅机蓄电池82的SOC被维持，蓄电池11的SOC减少。该状态被持续到辅机蓄电池82的SOC与蓄电池11的SOC之差成为第四阈值以下。
根据实施方式，车辆用电源装置1具备：第一电池(例如，实施方式中的蓄电池11)，其向第一负载(例如，实施方式中的行驶驱动用的第一马达12)和第二负载(例如，实施方式中的辅机83)供给电力，该第一负载被以第一电压驱动，该第二负载被以比第一电压低的第二电压驱动；第二电池(例如，实施方式中的辅机蓄电池82)，其向第二负载供给电力，且输出电压比第一电池的输出电压低；DC/DC转换器，其使第一电池的电压值降压并向第二负载供给电力；以及控制部(例如，实施方式中的控制ECU80)，其基于第一电池的充电率(例如，实施方式中的蓄电池11的SOC)和第二电池的充电率(例如，实施方式中的辅机蓄电池82的SOC)对DC/DC转换器的动作进行控制，来控制向第二负载供给第一电池的电力的状态。
通过如此构成，以往从行驶用的蓄电池向12V负载供给能量，但在实施方式的车辆用电源装置1中，从辅机蓄电池82(12V蓄电池)向辅机(12V负载)供给能量。
图8是表示本发明的实施方式的车辆用电源装置1的效果的一例的图。如图8所示，从行驶用蓄电池未消耗与从辅机蓄电池82(12V蓄电池)向辅机83(12V负载)供电的能量相应的量，因此，削减行驶用的蓄电池11的容量，将所削减的容量置换成辅机蓄电池82(12V蓄电池)，从而能够削减行驶用的蓄电池的容量。
另外，以往，DC/DC转换器的输出容量需要能够应对低压系的辅机的负载的连续最大电力的容量，但实施方式的车辆用电源装置1能够将DC/DC转换器的输出容量降低成第二电池的SOC能够维持的输出容量、即与低压系的辅机的负载的平均的电力相当的容量，因此，DC/DC转换器无需具有与低压系的辅机的合计(连续最大)电力相应的输出容量。因此，即便在低压系的辅机的负载(使用电力)变大了的情况下，也能够抑制DC/DC转换器的大型化或成本增加。
另外，在车辆用电源装置1中，控制部以使第一电池的充电率与第二电池的充电率之差被维持在规定的范围内的同时、第一电池的充电率和第二电池的充电率伴随车辆的运转而逐渐减少的方式，对DC/DC转换器的动作进行控制。
车辆用电源装置1能够以使第一电池的充电率与第二电池的充电率之差被维持在规定的范围内的同时、第一电池及第二电池各自的充电率伴随车辆的运转而逐渐减少的方式进行控制。因此，通过利用第二电池的电力驱动第二负载，一边抑制DC/DC转换器的运转频率，一边使电动车辆的运转继续，从而随着行驶用蓄电池的SOC逐渐减少，第二电池的充电率减少。通过如此构成，利用第二电池的电力驱动第二负载，从而能够抑制DC/DC转换器的运转频率的同时，在从第一电池的满充电状态(充电率较高的状态)到需要充电的状态(充电率较低的状态)为止的期间内继续第二负载的驱动。
另外，在车辆用电源装置1中，控制部以在第二电池的充电率比第一电池的充电率高且第二电池的充电率与第一电池的充电率之差是第一阈值以上的情况下，使DC/DC转换器的动作停止的方式进行控制，从而使从第一电池向第二负载的电力供给停止而从第二电池向第二负载供给电力，以在第二电池的充电率与第一电池的充电率之差是第二阈值以下的情况下使DC/DC转换器的动作开始的方式进行控制，从而使第一电池的电力向第二负载的供给开始，其中，所述第二阈值小于第一阈值。
通过如此构成，能够以使第一电池的充电率与第二电池的充电率之差被维持在规定的范围内的同时、第一电池及第二电池各自的充电率伴随车辆的运转而逐渐减少的方式进行控制。
另外，在车辆用电源装置1中，控制部以在第二电池的充电率比第一电池的充电率低、且第二电池的充电率与第一电池的充电率之差成为第三阈值以上的情况下，使DC/DC转换器的动作开始的方式进行控制，从而使第一电池的电力向所述第二负载的供给开始，以在第二电池的充电率与第一电池的充电率之差是第四阈值以下的情况下，使DC/DC转换器的动作停止的方式进行控制，其中，所述第四阈值小于第三阈值，从而使从所述第一电池向所述第二负载的电力供给停止而使电力从所述第二电池向所述第二负载的供给开始。
另外，在车辆用电源装置1中，第一电池和第二电池由同种的电池构成，并且，第二电池的总容量比第一电池的总容量小。
如此，通过将第二电池设为具有与第一电池(高压蓄电池)同等程度的充放电循环耐久性，能够抑制仅将第二电池以规定的频率更换。
另外，在车辆用电源装置1中，以使第二电池的输出电压处于第二负载能够动作的电压范围内(例如，实施方式中的12V-13V以上)的方式，设定第二电池的充电率的上限或下限。
通过如此构成，在第二电池的充电率伴随车辆的运转而降低了的情况下，也能够将第二电池的充电率维持在第二负载的动作电压以上的电压范围内。
另外，在车辆用电源装置1中，在车辆被外部电源充电时，第一电池及第二电池被充电。
需要说明的是，也可以是，辅机蓄电池82与蓄电池11一起被收容于对蓄电池11进行收容的蓄电池壳体。另外，也可以是，除了辅机蓄电池82之外，DC/DC转换器81也被收容于对蓄电池11进行收容的蓄电池壳体。
以上，对实施方式进行了说明，但这些实施方式用于提供为例子，意图并不在于限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更、组合。这些实施方式在包含于发明的范围、主旨的同时，包含于技术方案所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (7)

1.一种车辆用电源装置，其中，
所述车辆用电源装置具备：
第一电池，其向第一马达和辅机供给电力，该第一马达被以第一电压驱动，该辅机被以比所述第一电压低的第二电压驱动；
第二电池，其向所述辅机供给电力，所述第二电池的输出电压比所述第一电池的输出电压低；
DC/DC转换器，其使所述第一电池的电压值降压并向所述辅机供给电力；以及
控制部，其基于所述第一电池的充电率和所述第二电池的充电率控制所述DC/DC转换器的动作，
所述控制部首先判定DC/DC转换器是否处于工作中，
所述控制部根据所述DC/DC转换器被判定出的动作状态设定规定的阈值，
所述控制部取得作为所述第一电池的充电状态与所述第二电池的充电状态之差的SOC差，
所述控制部根据将所述SOC差与所述规定的阈值进行比较的结果，控制所述DC/DC转换器的动作，由此控制是否向所述辅机供给所述第一电池的电力。
2.根据权利要求1所述的车辆用电源装置，其中，
所述控制部以使所述第一电池的充电率与所述第二电池的充电率之差维持在规定的范围内的同时、所述第一电池的充电率和所述第二电池的充电率伴随车辆的运转而逐渐减少的方式，对所述DC/DC转换器的动作进行控制。
3.根据权利要求2所述的车辆用电源装置，其中，
所述控制部以在所述第二电池的充电率比所述第一电池的充电率高且所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第一阈值以上的情况下，使所述DC/DC转换器的动作停止的方式进行控制，由此使从所述第一电池向所述辅机的电力供给停止而从所述第二电池向所述辅机供给电力，
所述控制部以在所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第二阈值以下的情况下，使所述DC/DC转换器的动作开始的方式进行控制，由此使所述第一电池的电力向所述辅机的供给开始，其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。
4.根据权利要求2所述的车辆用电源装置，其中，
所述控制部以在所述第二电池的充电率比所述第一电池的充电率低且所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第三阈值以上的情况下，使所述DC/DC转换器的动作开始的方式进行控制，由此使所述第一电池的电力向所述辅机的供给开始，
所述控制部以在所述第二电池的充电率与所述第一电池的充电率之差是第四阈值以下的情况下，使所述DC/DC转换器的动作停止的方式进行控制，由此使从所述第一电池向所述辅机的电力供给停止而使从所述第二电池向所述辅机的电力供给开始，其中，所述第四阈值小于所述第三阈值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用电源装置，其中，
所述第一电池和所述第二电池由同种的电池构成，并且，所述第二电池的总容量比所述第一电池的总容量小。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用电源装置，其中，
以使所述第二电池的输出电压处于所述辅机能够动作的电压范围内的方式，设定所述第二电池的充电率的上限或下限。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用电源装置，其中
在车辆被外部电源充电时，所述第一电池及所述第二电池被充电。
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