CN114619895A - 电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的问题在于,提供一种电源系统,可以抑制因高温状态的蓄电池中流动意外的电流所引起的蓄电池的劣化。为了解决上述问题,本发明的电源系统包括:第一电力电路,具有第一蓄电池;第二电力电路,具有针对闭路电压而言的使用电压范围与第一蓄电池重复,且静态电压比第一蓄电池低的第二蓄电池;及,管理器ECU、马达ECU及转换器ECU,借由操作电压转换器及电力转换器,来控制第一蓄电池及第二蓄电池与驱动马达之间的电力的授受。管理器ECU在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第一温度阈值T1的情况下,执行将供给至第二蓄电池B2的再生电力控制在以第二再生电力上限P2in_lim为上限的范围内的输入限制控制,并且,第二蓄电池B2的温度越高,使第二再生电力上限P2in_lim越接近于0。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及一种电源系统。更详细而言,涉及一种具有针对闭路电压而言的使用电压范围重复的第一蓄电器及第二蓄电器的电源系统。
背景技术
近年来,盛行开发具有驱动马达作为动力产生源的电动输送设备、和具有驱动马达及内燃机作为动力产生源的混合动力车辆等电动车辆。在这种电动车辆中,为了向驱动马达供给电能,还搭载有蓄电器(蓄电池、及电容器等)。另外,近年来,还开发了在电动车辆上搭载特性不同的多个蓄电器的车辆。
在专利文献1中示出一种电动车辆的电源系统,其包括:连接由驱动马达和逆变器等构成的驱动部与第一蓄电器的电力电路、经由电压转换器与该电力电路连接的第二蓄电器、及对该电压转换器进行开关控制的控制装置。控制装置根据来自驾驶员的请求,设定针对通过电压转换器的电流即通过电流而言的目标电流,并且,以使通过电流成为目标电流的方式进行电压转换器的开关控制,将从第一蓄电器输出的电力与从第二蓄电器输出的电力合成并供给至驱动马达。由此,在诸如仅利用来自第一蓄电器的输出电力无法达到与驾驶员的请求相应的请求电力这样的加速时,借由追加合成来自第二蓄电器的输出电力,可以达到请求电力。
[先前技术文献]
(专利文献)
专利文献1:日本特开2017-169311号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,蓄电器在高温状态下充放电时,有可能会加速其劣化。因此,如上所述,具有两个蓄电器的电源系统中,在根据驾驶员的加速请求而辅助使用的第二蓄电器的温度高于特定温度的情况下,有时会禁止第二蓄电器的充放电,无论有无加速请求。
另一方面,在像专利文献1所示的电源系统那样,利用电压转换器连接了第一蓄电器与电压比该第一蓄电器低的第二蓄电器的情况下,从第二蓄电器输出的电力基本上能够借由电压转换器的开关控制来控制。然而,如果在如上所述禁止第二蓄电器的充放电的状态下,在驱动马达中请求较大的电力,则流经第一蓄电器的电流会增加,而第一蓄电器的闭路电压有时会低于第二蓄电器的静态电压。在这种情况下,有可能虽然禁止了第二蓄电器的放电,但第二蓄电器仍转为放电,意外的电流从第二蓄电器侧向第一蓄电器侧流经电压转换器,而使第二蓄电器的劣化加速。
本发明的目的在于,提供一种电源系统,可以抑制因高温状态的蓄电器中流动意外的电流所引起的蓄电池的劣化。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的电源系统(例如,后述的电源系统1)的特征在于,包括:高电压电路(例如,后述的第一电力电路2),具有第一蓄电器(例如,后述的第一蓄电池B1);低电压电路(例如,后述的第二电力电路3),具有针对闭路电压而言的使用电压范围与前述第一蓄电器重复且静态电压比前述第一蓄电器低的第二蓄电器(例如,后述的第二蓄电池B2);电压转换器(例如,后述的电压转换器5),在前述高电压电路与前述低电压电路之间转换电压;电力转换器(例如,后述的电力转换器43),在与驱动轮(例如,后述的驱动轮W)连结的旋转电机(例如,后述的驱动马达M)与前述高电压电路之间转换电力;第二蓄电器温度获取部件(例如,后述的第二蓄电池电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)75及第二蓄电池传感器单元82),获取前述第二蓄电器的温度即第二蓄电器温度(例如,后述的温度Tbat2);及,控制装置(例如,后述的管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73),借由操作前述电压转换器及前述电力转换器,来控制前述第一蓄电器及第二蓄电器与前述旋转电机之间的电力的授受;前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于第一温度阈值(例如,后述的第一温度阈值T1)的情况下,执行将供给至前述第二蓄电器的再生电力控制在以第二再生电力上限(例如,后述的第二再生电力上限P2in_lim)为上限的范围内的输入限制控制,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述第二再生电力上限越接近于0。
(2)此时优选的是,前述电源系统还包括第一余量参数获取部件(例如,后述的第一蓄电池ECU 74及第一蓄电池传感器单元81),所述第一余量参数获取部件获取根据前述第一蓄电器的余量而增加的第一余量参数(例如,后述的第一蓄电池B1的充电率),前述控制装置在前述输入限制控制的执行过程中对前述旋转电机的请求再生电力超过前述第二再生电力上限且前述第一余量参数小于第一余量阈值的情况下,向前述第一蓄电器供给再生电力。
(3)此时优选的是,前述控制装置在前述输入限制控制的执行过程中且前述第一余量参数大于前述第一余量阈值的情况下,将从前述旋转电机向前述高电压电路供给的再生电力控制在以总再生电力上限为上限的范围内,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述总再生电力上限越接近于0。
(4)此时优选的是,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于被规定得比前述第一温度阈值高的第三温度阈值(例如,后述的第三温度阈值T3)的情况下,将前述第二蓄电器的输出电力控制在以第二输出电力上限(例如,后述的第二输出电力上限P2out_lim)为上限的范围内,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述第二输出电力上限越接近于0。
(5)此时优选的是,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于前述第三温度阈值的情况下,将前述第一蓄电器的输出电力控制在以第一输出电力上限(例如,后述的第一输出电力上限P1out_lim)为上限的范围内,并且,将前述第一输出电力上限设定成,使前述第一蓄电器的闭路电压在前述第二蓄电器的静态电压以上。
(6)此时优选的是,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于被规定得比前述第一温度阈值高的第四温度阈值(例如,后述的第四温度阈值T4)的情况下,禁止前述第二蓄电器的充放电。
(发明的效果)
(1)在本发明的电源系统中,利用电压转换器,连接具有第一蓄电器的高电压电路、及具有第二蓄电器的低电压电路,所述第二蓄电器的针对闭路电压而言的使用电压范围与第一蓄电器重复,且静态电压比第一蓄电器低,并利用电力转换器,连接高电压电路和旋转电机,控制装置借由操作电压转换器及电力转换器,来控制第一蓄电器及第二蓄电器与旋转电机之间的电力的授受。如果第一蓄电器与第二蓄电器的使用电压范围重复,则旋转电机中的请求电力会变大,如果流经第一蓄电器的电流增加,则第一蓄电器的闭路电压有时会低于第二蓄电器的静态电压。当像这样,第一蓄电器的闭路电压低于第二蓄电器的静态电压时,有时会从第二蓄电器意外输出电力。对此,在本发明中,在第二蓄电器温度高于第一温度阈值的情况下,执行将供给至第二蓄电器的再生电力控制在以第二再生电力上限为上限的范围内的输入限制控制,并且,第二蓄电器温度越高,使第二再生电力上限越接近于0。即,根据本发明,借由在第二蓄电器温度超过第一温度阈值的阶段限制供至第二蓄电器的再生电力,可以在之后第二蓄电器进一步变为高温之前的期间,逐渐降低第二蓄电器的余量及静态电压,扩大第一蓄电器与第二蓄电器的电压差。由此,根据本发明,可以抑制高温状态下第二蓄电器的意外放电所引起的劣化。另外,根据本发明,借由在第二蓄电器温度超过第一温度阈值的阶段限制对第二蓄电器的充电,可以抑制因在高温状态下进行充电所引起的第二蓄电器的劣化。另外,根据本发明,借由第二蓄电器温度越高,使第二再生电力上限越接近于0,可以在不给驾驶员带来不适感的情况下降低第二蓄电器的余量。
(2)在本发明中,控制装置在输入限制控制的执行过程中对旋转电机的请求再生电力超过第二再生电力上限且第一余量参数小于第一余量阈值的情况下,向第一蓄电器供给再生电力。由此,根据本发明,可以将对第二蓄电器供应不完的再生电力供给至第一蓄电器,所以可以在不浪费再生电力的情况下抑制第二蓄电器的劣化。
(3)在本发明中,控制装置在输入限制控制的执行过程中且第一余量参数大于第一余量阈值的情况下,将从旋转电机向高电压电路供给的再生电力,控制在以总再生电力上限为上限的范围内,并且,第二蓄电器温度越高,使总再生电力上限越接近于0。由此,根据本发明,可以防止在限制供至第二蓄电器的再生电力的期间第一蓄电器过充电,所以可以抑制第一蓄电器及第二蓄电器两者的劣化。另外,在本发明中,借由第二蓄电器温度越高,使总再生电力上限越接近于0,可以防止再生制动急剧变小。
(4)在本发明中,控制装置在第二蓄电器温度高于被规定得比第一温度阈值高的第三温度阈值的情况下,将第二蓄电器的输出电力控制在以第二输出电力上限为上限的范围内,并且,第二蓄电器温度越高,使第二输出电力上限越接近于0。即,在本发明中,将开始限制第二蓄电器的输出电力的第三温度阈值,规定得比开始限制供至第二蓄电器的再生电力的第一温度阈值高,借此,在第二蓄电器温度处于第一温度阈值到第三温度阈值之间的期间,可以在限制供至第二蓄电器的再生电力的同时,允许第二蓄电器的放电,所以可以进一步扩大第二蓄电器温度超过第一温度阈值后第一蓄电器与第二蓄电器之间的电压差。由此,根据本发明,可以进一步抑制高温状态下第二蓄电器的意外放电所引起的劣化。另外,根据本发明,借由第二蓄电器温度越高,使第二输出电力上限越接近于0,可以在不给驾驶员带来不适感的情况下降低第二蓄电器的余量。
(5)在本发明中,控制装置在第二蓄电器温度高于第三温度阈值的情况下,将第一蓄电器的输出控制在以第一输出电力上限为上限的范围内,并且,将第一输出电力上限设定成,使第一蓄电器的闭路电压在第二蓄电器的静态电压以上。由此,根据本发明,即使是执行了输入限制控制,第二蓄电器的静态电压也未充分下降的情况下,也可以限制第一蓄电器的输出电力,以免第一蓄电器的闭路电压低于第二蓄电器的静态电压,所以可以更可靠地抑制来自第二蓄电器的意外放电,进而可以抑制第二蓄电器的劣化。
(6)在本发明中,控制装置在第二蓄电器温度高于被规定得比第一温度阈值高的第四温度阈值的情况下,禁止第二蓄电器的充放电。由此,在本发明中,在第二蓄电器温度超过被规定得比禁止第二蓄电器的充放电的第四温度阈值低的第一温度阈值的阶段,限制供至第二蓄电器的再生电力,借此,可以在之后第二蓄电器温度到达第四温度阈值之前的期间,降低第二蓄电器的余量及静态电压,所以,在第二蓄电器温度到达第四温度阈值的时间点,可以确保第一蓄电器与第二蓄电器之间具有充分的电压差。由此,根据本发明,可以更可靠地抑制第二蓄电器温度高于第四温度阈值的状态下来自第二蓄电器的意外放电。
附图说明
图1是绘示搭载本发明的一实施方式的电源系统的电动车辆的构造的图。
图2是对第一蓄电池及第二蓄电池的使用电压范围进行比较的图。
图3是绘示电压转换器的电路构造的一例的图。
图4是绘示驱动马达致动时的电力管理处理的具体步骤的流程图。
图5是绘示第二蓄电池的开放率计算映射图的一例的图。
图6是绘示计算针对第一蓄电池而言的第一输出电力上限的步骤的流程图。
图7是绘示在第二蓄电池的温度高于第三温度阈值的状态下加速时第一蓄电池的电压、第二蓄电池的电压以及第二蓄电池的充电率的变化的时序图。
图8是绘示驱动马达再生时的电力管理处理的具体步骤的流程图。
具体实施方式
以下,针对本发明的一实施方式,参照图式来进行说明。
图1是绘示搭载本实施方式的电源系统1的电动车辆V(以下,简称为“车辆”)的构造的图。
车辆V包括驱动轮W、作为连结于该驱动轮W的旋转电机的驱动马达M、以及进行该驱动马达M与后述的第一蓄电池B1及第二蓄电池B2之间的电力的授受的电源系统1。此外,在本实施方式中,车辆V主要以借助驱动马达M所产生的动力来进行加减速的车辆为例进行说明,但本发明不限于此。车辆V也可以是搭载驱动马达M及发动机作为动力产生源的所谓混合动力车辆。
驱动马达M经由未图示的动力传递机构而连结于驱动轮W。驱动转矩经由未图示的动力传递机构传递至驱动轮W,使驱动轮W旋转,使车辆V行驶,所述驱动转矩是借由从电源系统1向驱动马达M供给三相交流电力,而由驱动马达M产生。另外,驱动马达M在车辆V减速时发挥发电机的功能,产生再生电力,并且,将与该再生电力的大小相应的再生制动转矩提供给驱动轮W。由驱动马达M产生的再生电力被适当地充电给电源系统1的蓄电池B1,B2。
电源系统1包括:具有作为第一蓄电器的第一蓄电池B1的第一电力电路2、具有作为第二蓄电器的第二蓄电池B2的第二电力电路3、连接这些第一电力电路2与第二电力电路3的电压转换器5、具有包括驱动马达M的各种电气负载的负载电路4、及操作这些电力电路2,3,4及电压转换器5的电子控制单元组7。电子控制单元组7分别包括计算机即管理器ECU71、马达ECU 72、转换器ECU 73、第一蓄电池ECU 74及第二蓄电池ECU 75。
第一蓄电池B1是能够进行将化学能转换为电能的放电、及将电能转换为化学能的充电这两者的二次电池。以下,针对作为该第一蓄电池B1,使用了借由锂离子在电极间移动来进行充放电的所谓锂离子蓄电池的情况进行说明,但本发明不限于此。作为第一蓄电池B1,也可以使用电容器。
在第一蓄电池B1中设有用于推定第一蓄电池B1的内部状态的第一蓄电池传感器单元81。第一蓄电池传感器单元81由多个传感器构成,所述多个传感器检测为了在第一蓄电池ECU 74中获取第一蓄电池B1的充电率(蓄电池的蓄电量的百分率表示,根据第一蓄电池B1的余量而增加)和温度等而所需的物理量,并将与检测值相应的信号发送给第一蓄电池ECU 74。更具体而言,第一蓄电池传感器单元81由检测第一蓄电池B1的端子电压的电压传感器、检测流经第一蓄电池B1的电流的电流传感器、以及检测第一蓄电池B1的温度的温度传感器等构成。
第二蓄电池B2是能够进行将化学能转换为电能的放电、及将电能转换为化学能的充电这两者的二次电池。以下,针对作为该第二蓄电池B2,使用了借由锂离子在电极间移动来进行充放电的所谓锂离子蓄电池的情况进行说明,但本发明不限于此。第二蓄电池B2例如也可以使用电容器。
在第二蓄电池B2中设有用于推定第二蓄电池B2的内部状态的第二蓄电池传感器单元82。第二蓄电池传感器单元82由多个传感器构成,所述多个传感器检测为了在第二蓄电池ECU 75中获取第二蓄电池B2的充电率和温度等而所需的物理量,并将与检测值相应的信号发送给第二蓄电池ECU 75。更具体而言,第二蓄电池传感器单元82由检测第二蓄电池B2的端子电压的电压传感器、检测流经第二蓄电池B2的电流的电流传感器、以及检测第二蓄电池B2的温度的温度传感器等构成。
此处,对第一蓄电池B1的特性与第二蓄电池B2的特性进行比较。
与第二蓄电池B2相比,第一蓄电池B1的输出重量密度低且能量重量密度高。另外,第一蓄电池B1的容量比第二蓄电池B2大。即,第一蓄电池B1在能量重量密度方面优于第二蓄电池B2。此外,能量重量密度是指每单位重量中的电力量[Wh/kg],输出重量密度是指每单位重量中的电力[W/kg]。因而,能量重量密度优异的第一蓄电池B1是以高容量为主要目的的容量型的蓄电器,输出重量密度优异的第二蓄电池B2是以高输出为主要目的的输出型的蓄电器。因此,在电源系统1中,将第一蓄电池B1用作主电源,将第二蓄电池B2用作补充该第一蓄电池B1的副电源。
图2是对电源系统1中的第一蓄电池B1及第二蓄电池B2的使用电压范围进行比较的图。在图2中,左侧是绘示第一蓄电池B1的使用电压范围的图,右侧是绘示第二蓄电池B2的使用电压范围的图。在图2中,横轴表示流经蓄电池的电流,纵轴表示蓄电池的电压。
如图2所示,蓄电池B1,B2的静态电压(即,蓄电池中没有电流流动的状态下的电压,也称为开路电压)具有随着充电率变高而变高的特性。因而,蓄电池B1,B2的针对静态电压而言的使用电压范围的上限是充电率为最大值(例如100%)时各自的静态电压,下限是充电率为最小值(例如0%)时各自的静态电压。如图2所示,第二蓄电池B2的针对静态电压而言的使用电压范围的上限低于第一蓄电池B1的针对静态电压而言的使用电压范围的上限。因此,在车辆V行驶过程中,第二蓄电池B2的静态电压基本上维持得比第一蓄电池B1的静态电压低。
如图2所示,蓄电池B1,B2的闭路电压(即,蓄电池中有电流流动的状态下的电压)也具有随着充电率变高而变高的特性。另外,由于蓄电池B1,B2中存在内部电阻,因此其闭路电压具有放电电流越大则比静态电压越低,充电电流越大则比静态电压越高的特性。因而,蓄电池B1,B2的针对闭路电压而言的使用电压范围的上限高于各自的针对静态电压而言的使用电压范围的上限,下限低于各自的针对静态电压而言的使用电压范围的下限。换言之,蓄电池B1,B2的针对闭路电压而言的使用电压范围包含各自的针对静态电压而言的使用电压范围。如图2所示,第一蓄电池B1的针对闭路电压而言的使用电压范围与第二蓄电池B2的针对闭路电压而言的使用电压范围重复。
另外,由于充电电流过大会加速蓄电池B1,B2的劣化,因此这些蓄电池B1,B2的针对闭路电压而言的使用电压范围的上限是基于这些蓄电池B1,B2的状态来规定,以免这些蓄电池B1,B2劣化。以下,也将这些蓄电池B1,B2的闭路电压的使用范围的上限称为劣化上限电压。
另外,由于放电电流过大会加速蓄电池B1,B2的劣化,因此这些蓄电池B1,B2的针对闭路电压而言的使用电压范围的下限是基于这些蓄电池B1,B2的状态来规定,以免这些蓄电池B1,B2劣化。以下,也将这些蓄电池B1,B2的针对闭路电压而言的使用电压范围的下限称为劣化下限电压。
返回图1,第一电力电路2包括:第一蓄电池B1、连接该第一蓄电池B1的正负两极与电压转换器5的高压侧的正极端子及负极端子的第一电力线21p,21n、以及设置于这些第一电力线21p,21n的正极接触器22p及负极接触器22n。
接触器22p,22n是在未输入来自外部的指令信号的状态下断开,而杜绝第一蓄电池B1的两电极与第一电力线21p,21n的导通,在输入指令信号的状态下闭合,而连接第一蓄电池B1与第一电力线21p,21n的常开型。这些接触器22p,22n根据从第一蓄电池ECU 74发送的指令信号进行开闭。此外,正极接触器22p成为具有预充电电阻的预充电接触器,所述预充电电阻用于缓和向设置于第一电力电路2或负载电路4等的多个平滑电容器突入的突入电流。
第二电力电路3包括:第二蓄电池B2、连接该第二蓄电池B2的正负两极与电压转换器5的低压侧的正极端子及负极端子的第二电力线31p,31n、设置于这些第二电力线31p,31n的正极接触器32p及负极接触器32n、以及设置于第二电力线31p的电流传感器33。
接触器32p,32n是在未输入来自外部的指令信号的状态下断开,而杜绝第二蓄电池B2的两电极与第二电力线31p,31n的导通,在输入指令信号的状态下闭合,而连接第二蓄电池B2与第二电力线31p,31n的常开型。这些接触器32p,32n根据从第二蓄电池ECU 75发送的指令信号进行开闭。此外,正极接触器32p成为具有预充电电阻的预充电接触器,所述预充电电阻用于缓和向设置于第一电力电路2或负载电路4等的多个平滑电容器突入的突入电流。
电流传感器33向转换器ECU 73发送与作为流经第二电力线31p的电流、即流经电压转换器5的电流的通过电流相应的检测信号。此外,在本实施方式中,通过电流的朝向以从第二电力电路3侧到第一电力电路2侧为正,以从第一电力电路2侧到第二电力电路3侧为负。
负载电路4包括:车辆辅机42、连接有驱动马达M的电力转换器43、以及连接这些车辆辅机42及电力转换器43与第一电力电路2的负载电力线41p,41n。
车辆辅机42由蓄电池加热器、空气压缩机、直流-直流(DirectCurrent-DirectCurrent,DCDC)转换器及车载充电器等多个电气负载构成。车辆辅机42借由负载电力线41p,41n而连接于第一电力电路2的第一电力线21p,21n,借由消耗第一电力线21p,21n中的电力来工作。构成车辆辅机42的各种电气负载的工作状态的相关信息例如被发送给管理器ECU 71。
电力转换器43借由负载电力线41p,41n以与车辆辅机42并联的方式连接于第一电力线21p,21n。电力转换器43在第一电力线21p,21n与驱动马达M之间转换电力。电力转换器43例如是具有将多个开关元件(例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor,IGBT))桥接而构成的桥接电路的基于脉冲宽度调制的脉宽调制(Pulse WidthModulation,PWM)逆变器,具备转换直流电力与交流电力的功能。电力转换器43在其直流输入输出侧连接于第一电力线21p,21n,在其交流输入输出侧连接于驱动马达M的U相、V相、W相的各线圈。电力转换器43依照由马达ECU 72的未图示的栅极驱动电路在特定的时刻生成的栅极驱动信号,对各相的开关元件进行接通/断开驱动,由此,将第一电力线21p,21n中的直流电力转换为三相交流电力后供给至驱动马达M,使驱动马达M产生驱动转矩,或者将从驱动马达M供给的三相交流电力转换为直流电力后供给至第一电力线21p,21n,使驱动马达M产生再生制动转矩。
电压转换器5连接第一电力电路2与第二电力电路3,并在这两个电路2,3之间转换电压。在该电压转换器5中使用有已知的升压电路。
图3是绘示电压转换器5的电路构造的一例的图。电压转换器5连接第一电力线21p,21n与第二电力线31p,31n,在这些第一电力线21p,21n及第二电力线31p,31n之间转换电压,第一电力线21p,21n连接有第一蓄电池B1,第二电力线31p,31n连接有第二蓄电池B2。电压转换器5是将第一电抗器L1、第二电抗器L2、第一上桥臂元件53H、第一下桥臂元件53L、第二上桥臂元件54H、第二下桥臂元件54L、负母线55、低压侧端子56p,56n、高压侧端子57p,57n及未图示的平滑电容器组合而构成的全桥型的DCDC转换器。
低压侧端子56p,56n连接于第二电力线31p,31n,高压侧端子57p,57n连接于第一电力线21p,21n。负母线55是连接低压侧端子56n与高压侧端子57n的配线。
第一电抗器L1其一端侧连接于低压侧端子56p,其另一端侧连接于第一上桥臂元件53H与第一下桥臂元件53L的连接节点53。第一上桥臂元件53H及第一下桥臂元件53L分别具有IGBT或金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor,MOSFET)等已知的功率开关元件、以及连接于该功率开关元件的回流二极管。这些上桥臂元件53H及下桥臂元件53L在高压侧端子57p与负母线55之间依次串联连接。
第一上桥臂元件53H的功率开关元件的集电极连接于高压侧端子57p,其发射极连接于第一下桥臂元件53L的集电极。第一下桥臂元件53L的功率开关元件的发射极连接于负母线55。设置于第一上桥臂元件53H的回流二极管的正方向是从第一电抗器L1朝向高压侧端子57p的朝向。另外,设置于第一下桥臂元件53L的回流二极管的正方向是从负母线55朝向第一电抗器L1的朝向。
第二电抗器L2其一端侧连接于低压侧端子56p,其另一端侧连接于第二上桥臂元件54H与第二下桥臂元件54L的连接节点54。第二上桥臂元件54H及第二下桥臂元件54L分别具有IGBT或MOSFET等已知的功率开关元件、以及连接于该功率开关元件的回流二极管。这些上桥臂元件54H及下桥臂元件54L在高压侧端子57p与负母线55之间依次串联连接。
第二上桥臂元件54H的功率开关元件的集电极连接于高压侧端子57p,其发射极连接于第二下桥臂元件54L的集电极。第二下桥臂元件54L的功率开关元件的发射极连接于负母线55。设置于第二上桥臂元件54H的回流二极管的正方向是从第二电抗器L2朝向高压侧端子57p的朝向。另外,设置于第二下桥臂元件54L的回流二极管的正方向是从负母线55朝向第二电抗器L2的朝向。
电压转换器5依照由转换器ECU 73的未图示的栅极驱动电路在特定的时刻生成的栅极驱动信号,对第一上桥臂元件53H及第二下桥臂元件54L、与第一下桥臂元件53L及第二上桥臂元件54H交替地进行接通/断开驱动,由此在第一电力线21p,21n与第二电力线31p,31n之间转换电压。
如参照图2所说明,在车辆V行驶过程中,第二蓄电池B2的静态电压基本上维持得比第一蓄电池B1的静态电压低。因而,基本上,第一电力线21p,21n的电压比第二电力线31p,31n的电压高。因此,在使用从第一蓄电池B1输出的电力与从第二蓄电池B2输出的电力两者来驱动驱动马达M的情况下,转换器ECU 73以在电压转换器5中发挥升压功能的方式操作电压转换器5。升压功能是指对连接有低压侧端子56p,56n的第二电力线31p,31n中的电力进行升压,并输出至连接有高压侧端子57p,57n的第一电力线21p,21n的功能,由此,从第二电力线31p,31n侧向第一电力线21p,21n侧流动正的通过电流。另外,在抑制第二蓄电池B2的放电,仅利用从第一蓄电池B1输出的电力来驱动驱动马达M的情况下,转换器ECU 73将电压转换器5断开,以免电流从第一电力线21p,21n流向第二电力线31p,31n。但是,在这种情况下,有时,当第二电力线31p,31n的电压比第一电力线21p,21n的电压高时,第二蓄电池B2转为放电,而从第二电力线31p,31n经由上桥臂元件53H,54H的回流二极管向第一电力线21p,21n流动与电压差相应的大小的正的通过电流。
另外,在利用减速时从驱动马达M输出至第一电力线21p,21n的再生电力对第一蓄电池B1或第二蓄电池B2充电的情况下,转换器ECU 73以在电压转换器5中发挥降压功能的方式操作电压转换器5。降压功能是指对连接有高压侧端子57p,57n的第一电力线21p,21n中的电力进行降压,并输出至连接有低压侧端子56p,56n的第二电力线31p,31n的功能,由此,从第一电力线21p,21n侧向第二电力线31p,31n侧流动负的通过电流。
返回图1,第一蓄电池ECU 74是主要负责第一蓄电池B1的状态监视及第一电力电路2的接触器22p,22n的开闭操作的计算机。第一蓄电池ECU 74基于使用从第一蓄电池传感器单元81发送的检测值的已知算法,计算出表示第一蓄电池B1的内部状态的各种参数,更具体而言是第一蓄电池B1的温度、第一蓄电池B1的内部电阻、第一蓄电池B1的静态电压、第一蓄电池B1的闭路电压、第一蓄电池B1的劣化上限电压、第一蓄电池B1的劣化下限电压、及第一蓄电池B1的充电率等。在第一蓄电池ECU 74中获取的表示第一蓄电池B1的内部状态的参数的相关信息例如被发送给管理器ECU 71。
第二蓄电池ECU 75是主要负责第二蓄电池B2的状态监视及第二电力电路3的接触器32p,32n的开闭操作的计算机。第二蓄电池ECU 75基于使用从第二蓄电池传感器单元82发送的检测值的已知算法,计算出表示第二蓄电池B2的内部状态的各种参数,更具体而言是第二蓄电池B2的温度、第二蓄电池B2的内部电阻、第二蓄电池B2的静态电压、第二蓄电池B2的闭路电压、及第二蓄电池B2的充电率等。在第二蓄电池ECU 75中获取的表示第二蓄电池B2的内部状态的参数的相关信息例如被发送给管理器ECU 71。
管理器ECU 71是主要管理电源系统1整体中的电力的流动的计算机。管理器ECU71借由执行后续参照图4及图8说明的电力管理处理,生成相当于针对驱动马达M所产生的驱动转矩或再生制动转矩而言的指令的转矩指令信号、及相当于针对通过电压转换器5的电力而言的指令的通过电力指令信号。
马达ECU 72是主要管理电力从第一电力电路2向驱动马达M的流动的计算机。马达ECU 72基于从管理器ECU 71发送的转矩指令信号,操作电力转换器43,使得在驱动马达M中产生与该指令相应的驱动转矩或再生制动转矩。
转换器ECU 73是主要管理通过电压转换器5的电力即通过电力的流动的计算机。转换器ECU 73根据从管理器ECU 71发送的通过电力指令信号,操作电压转换器5,使与指令相应的通过电力通过电压转换器5。更具体而言,转换器ECU 73基于通过电力指令信号,计算出针对电压转换器5中的通过电流而言的目标即目标电流,并且,依照已知的反馈控制算法来操作电压转换器5,使由电流传感器33检测出的通过电流(以下,也称为“实际通过电流”)成为目标电流。
图4是绘示驱动马达M致动时的电力管理处理的具体步骤的流程图。该电力管理处理(致动时)在驱动马达M致动时,在管理器ECU 71中以特定的周期反复执行。
首先,在S1中,管理器ECU 71计算出车辆辅机42中所请求的电力即请求辅机电力Paux,并转移至S2。管理器ECU 71基于从车辆辅机42发送的各种电气负载的工作状态的相关信息,计算出请求辅机电力Paux。
接着,在S2中,管理器ECU 71计算出请求驱动电力Pout_d,并转移至S3,所述请求驱动电力Pout_d相当于对驱动马达M致动时经由电力转换器43从第一电力电路2向驱动马达M供给的电力的请求。管理器ECU 71基于驾驶员对加速踏板或制动踏板等踏板类P(参照图1)的操作量,计算出相当于对驱动马达M所产生的驱动转矩的请求的请求驱动转矩,并借由将该请求驱动转矩换算为电力,而计算出请求驱动电力Pout_d。
接着,在S3中,管理器ECU 71借由将S1中计算出的请求辅机电力Paux与S2中计算出的请求驱动电力Pout_d相加,而计算出总请求输出电力Ptot_out,并转移至S4,所述总请求输出电力Ptot_out相当于对来自第一蓄电池B1及第二蓄电池B2的输出电力的总和的请求。
接着,在S4中,管理器ECU 71计算出针对从第二蓄电池B2输出的电力的上限(即,后述的第二输出电力上限P2out_max)而言的基本值P2out_bs,并转移至S5。更具体而言,管理器ECU 71基于从第二蓄电池ECU 75发送的表示第二蓄电池B2的内部状态的参数的相关信息,来检索未图示的映射图,由此计算出基本值P2out_bs。
接着,在S5中,管理器ECU 71计算出针对从第二蓄电池B2输出的电力的上限(即,后述的第二输出电力上限P2out_max)而言的输出开放率R2out,并转移至S6。更具体而言,管理器ECU 71基于从第二蓄电池ECU 75发送的第二蓄电池B2的内部状态的相关信息,计算出第二蓄电池B2的温度Tbat2,并基于该温度Tbat2来检索图5所例示的开放率计算映射图,由此计算出输出开放率R2out。
如图5所示,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2在第三温度阈值以下的情况下,将第二蓄电池B2的输出开放率R2out设定为100[%],在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于被设定得比第三温度阈值T3高的第四温度阈值T4的情况下,将第二蓄电池B2的输出开放率R2out设定为0[%]。即,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第四温度阈值T4的情况下,为了防止由高温状态的第二蓄电池B2放电引起的劣化,而将从第二蓄电池B2输出的电力的上限设定为0,禁止第二蓄电池B2的放电。
另外,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第三温度阈值T3且在第四温度阈值T4以下的情况下,温度Tbat2越高,使第二蓄电池B2的输出开放率R2out越小。即,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第三温度阈值T3的情况下,温度Tbat2越高,使后述的第二输出电力上限P2out_max越接近于0。即,管理器ECU 71为了防止由高温状态的第二蓄电池B2放电引起的劣化,在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第三温度阈值T3的情况下,借由温度Tbat2越高,使第二输出电力上限P2out_max越接近于0,来逐渐限制第二蓄电池B2的放电。另外,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第四温度阈值T4的情况下,将第二输出电力上限P2out_max设为0,由此来禁止第二蓄电池B2的放电。
返回图4,在S6中,管理器ECU 71计算出相当于从第二蓄电池B2输出的电力的上限的第二输出电力上限P2out_max,并转移至S7。更具体而言,管理器ECU 71借由将S4中计算出的基本值P2out_bs乘以S5中计算出的输出开放率R2out,计算出第二输出电力上限P2out_max。
在S7中,管理器ECU 71在第二输出电力上限P2out_max以下的范围内计算出目标通过电力Pcnv_cmd,并转移至S8,所述目标通过电力Pcnv_cmd相当于针对驱动马达M致动时从第二电力电路3侧向第一电力电路2侧流经电压转换器5的通过电力(即,第二蓄电池B2的输出电力)而言的目标。更具体而言,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU 74发送的表示第一蓄电池B1的内部状态的参数的相关信息、从第二蓄电池ECU 75发送的表示第二蓄电池B2的内部状态的参数的相关信息、以及请求驱动电力Pout_d等,计算出目标通过电力Pcnv_cmd,以免超过第二输出电力上限P2out_max。由此,第二蓄电池B2的输出电力被控制为目标通过电力Pcnv_cmd,所述目标通过电力Pcnv_cmd被规定在以第二输出电力上限P2out_max为上限并以0为下限的范围内。
接着,在S8中,管理器ECU 71计算出从第一蓄电池B1输出的电力的上限即第一输出电力上限P1out_max,并转移至S9。此外,关于计算该第一输出电力上限P1out_max的具体步骤,后续参照图6进行说明。
接着,在S9中,管理器ECU 71判定借由从总请求输出电力Ptot_out减去目标通过电力Pcnv_cmd而获得的电力,是否在第一输出电力上限P1out_max以下。此处,从总请求输出电力Ptot_out减去目标通过电力Pcnv_cmd而获得的电力,相当于对第一蓄电池B1的输出电力的请求。因而,S9的判定相当于判定第一蓄电池B1的输出电力是否可以在不超过第一输出电力上限P1out_max的情况下满足驾驶员的请求。管理器ECU 71在S9的判定结果为是(YES)的情况下,转移至S10,为否(NO)的情况下,转移至S11。
在S10中,管理器ECU 71计算出目标驱动电力Pout_cmd,并转移至S12,所述目标驱动电力Pout_cmd相当于针对经由电力转换器43从第一电力电路2向驱动马达M供给的电力而言的目标。如上所述,在S9的判定结果为是的情况下,第一蓄电池B1的输出电力可以在不超过第一输出电力上限P1out_max的情况下满足驾驶员的请求,所以管理器ECU 71将S2中计算出的请求驱动电力Pout_d设为目标驱动电力Pout_cmd。
在S11中,管理器ECU 71计算出目标驱动电力Pout_cmd,并转移至S12。如上所述,在S9的判定结果为否的情况下,如果要满足驾驶员的请求,则第一蓄电池B1的输出电力会超过第一输出电力上限P1out_max,所以管理器ECU 71计算出目标驱动电力Pout_cmd,以免第一蓄电池B1的输出电力超过第一输出电力上限P1out_max。更具体而言,管理器ECU 71例如借由从第一输出电力上限P1out_max与目标通过电力Pcnv_cmd之和减去请求辅机电力Paux,来计算出目标驱动电力Pout_cmd。由此,第一蓄电池B1的输出电力成为第一输出电力上限P1out_max,且不会超过该第一输出电力上限P1out_max。
接着,在S12中,管理器ECU 71生成与S7中计算出的目标通过电力Pcnv_cmd相应的通过电力指令信号,并将其发送给转换器ECU 73,并转移至S13。转换器ECU 73基于该通过电力指令信号来操作电压转换器5。由此,从第二蓄电池B2向第一电力电路2输出与目标通过电力Pcnv_cmd相应的电力。
接着,在S13中,管理器ECU 71基于目标驱动电力Pout_cmd生成转矩指令信号,并将其发送给马达ECU 72,并结束电力管理处理(致动时)。更具体而言,管理器ECU 71借由将目标驱动电力Pout_cmd转换为转矩而计算出目标驱动转矩,并生成与该目标驱动转矩相应的转矩指令信号。马达ECU 72基于该转矩指令信号来操作电力转换器43。由此,从第一电力电路2向驱动马达M输出与目标驱动电力Pout_cmd相应的电力。如此,在管理器ECU 71中,基于经过S10或S11中的处理计算出的目标驱动电力Pout_cmd而生成转矩指令信号,由此,从第一蓄电池B1输出的电力不会超过第一输出电力上限P1out_max。
图6是绘示由管理器ECU 71计算针对第一蓄电池B1而言的第一输出电力上限P1out_max的步骤的流程图。
首先,在S21中,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU 74发送的第一蓄电池B1的内部状态的相关信息,计算出第一蓄电池B1的内部电阻R,并转移至S22。
在S22中,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU 74发送的第一蓄电池B1的内部状态的相关信息,计算出第一蓄电池B1的静态电压OCV,并转移至S23。
在S23中,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU 74发送的第一蓄电池B1的内部状态的相关信息,计算出第一蓄电池B1的最大允许电流Imax,并转移至S24。该最大允许电流Imax是流经第一蓄电池B1的电流的允许范围的最大值。即,如果流经第一蓄电池B1的电流超过最大允许电流Imax,则第一蓄电池B1有可能劣化。
在S24中,管理器ECU 71基于从第二蓄电池ECU 75发送的第二蓄电池B2的内部状态的相关信息,计算出第二蓄电池B2的温度T,并转移至S25。因而,在本实施方式中,状态获取部件由第二蓄电池传感器单元82、第二蓄电池ECU 75及管理器ECU 71构成。
在S25中,管理器ECU 71判定第二蓄电池B2的温度Tbat2是否高于参照图5说明的第三温度阈值T3。如上所述,管理器ECU 71为了抑制第二蓄电池B2的劣化,当第二蓄电池B2的温度Tbat2超过第三温度阈值T3时,借由使输出开放率R2out从100%向0%减少来开始限制第二蓄电池B2的放电,当第二蓄电池B2的温度Tbat2超过第四温度阈值T4时,借由将输出开放率R2out设为0%来禁止第二蓄电池B2的放电。
在S25的判定结果为否的情况下,管理器ECU 71转移至S26。在S26中,管理器ECU71计算出相当于针对第一蓄电池B1的闭路电压而言的下限的下限电压Vlim,并转移至S28。此处,S25的判定结果为否的情况相当于第二蓄电池B2的温度Tbat2在第三温度阈值T3以下的情况,即不需要限制第二蓄电池B2的放电的情况。由此,在S26中,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU74发送的第一蓄电池B1的内部状态的相关信息,计算出针对第一蓄电池B1的闭路电压而言的劣化下限电压,并将其设定为下限电压Vlim。
接着,在S28中,管理器ECU 71计算出第一蓄电池B1的电压限制输出Pmax_v,并转移至S29。此处,电压限制输出Pmax_v相当于基于下限电压Vlim设定的针对第一蓄电池B1的输出电力而言的上限。即,管理器ECU 71计算出电压限制输出Pmax_v,以使第一蓄电池B1的闭路电压在下限电压Vlim以上。因此,管理器ECU 71基于第一蓄电池B1的内部电阻R、第一蓄电池B1的静态电压OCV及下限电压Vlim,利用下式(1)计算出电压限制输出Pmax_v。
Pmax_v=(OCV-Vlim)/R×Vlim (1)
接着,在S29中,管理器ECU 71计算出第一蓄电池B1的电流限制输出Pmax_i,并转移至S30。此处,电流限制输出Pmax_i相当于基于最大允许电流Imax设定的针对第一蓄电池B1的输出电力而言的上限。即,管理器ECU 71计算出电流限制输出Pmax_i,以使流经第一蓄电池B1的电流在最大允许电流Imax以下。因此,管理器ECU 71基于内部电阻R、第一蓄电池B1的静态电压OCV及最大允许电流Imax,利用下式(2)计算出电流限制输出Pmax_i。
Pmax_i=Imax×(OCV-Imax×R) (2)
接着,在S30中,管理器ECU 71基于电压限制输出Pmax_v及电流限制输出Pmax_i计算出第一输出电力上限P1out_max,并转移至图4的S9。更具体而言,管理器ECU 71如下式(3)所示,将电压限制输出Pmax_v及电流限制输出Pmax_i中任一较小者(任一接近于0者)设定为第一输出电力上限P1out_max。借由如此计算出第一输出电力上限P1out_max,可以使第一蓄电池B1的输出电力在电压限制输出Pmax_v及电流限制输出Pmax_i以下,使第一蓄电池B1的闭路电压在下限电压Vlim以上,进而使流经第一蓄电池B1的电流在最大允许电流Imax_i以下。
P1out_max=Min(Pmax_v,Pmax_i) (3)
另外,在S25的判定结果为是的情况下,管理器ECU 71转移至S27。在S27中,管理器ECU 71计算出第一蓄电池B1的下限电压Vlim,并转移至S28。此处,S25的判定结果为是的情况相当于第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第三温度阈值T3的情况,即需要限制第二蓄电池B2的放电的情况。然而,如参照图3所说明,电压转换器5中包括以从第二电力电路3侧到第一电力电路2侧为正方向的回流二极管,所以当第一电力线21p,21n的电压、即第一蓄电池B1的闭路电压低于第二电力线31p,31n的电压、即第二蓄电池B2的静态电压时,第二蓄电池B2转为放电,经由回流二极管流动正的通过电流。因此,在S27中,管理器ECU 71基于从第二蓄电池ECU 75发送的第二蓄电池B2的内部状态的相关信息,计算出第二蓄电池B2的静态电压,并将其设定为下限电压Vlim。由此,管理器ECU 71可以在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第三温度阈值T3的情况下,计算出第一输出电力上限P1out_max,以使第一蓄电池B1的闭路电压在第二蓄电池B2的静态电压以上。
接着,参照图7来说明本实施方式的电源系统1的效果。
图7是绘示在第二蓄电池B2的温度高于第三温度阈值的状态下加速时第一蓄电池B1的电压(粗虚线)、第二蓄电池B2的电压(粗实线)以及第二蓄电池B2的充电率(粗点划线)的变化的时序图。图7的左侧表示第二蓄电池B2的静态电压低于第一蓄电池B1的劣化下限电压的情况,正中央及右侧表示第二蓄电池B2的静态电压高于第一蓄电池B1的劣化下限电压的情况。另外,图7的右侧表示依照图6的流程图设定了第一输出电力上限P1out_max的情况,图7的正中央表示始终将第一蓄电池B1的下限电压Vlim设为第一蓄电池B1的劣化下限电压的比较例。
如图7的左侧所示,当在时刻t1,由于驾驶员踏下加速踏板,请求驱动电力从0增加至正的特定值时,从第一蓄电池B1输出与该请求相应的电力,由此,第一蓄电池B1的闭路电压下降。然而,在图7的左侧的例子中,由于第一蓄电池B1的劣化下限电压高于第二蓄电池B2的静态电压,因此第一蓄电池B1的闭路电压始终被维持得比第二蓄电池B2的静态电压高。由此,只要断开电压转换器5,便不会从第二蓄电池B2输出电力,因此其电压维持为静态电压,另外,其充电率也维持为固定。
接着,如图7的正中央所示,在比较例中,将第一蓄电池B1的下限电压Vlim始终设为劣化下限电压,所以,当在时刻t2,驾驶员踏下加速踏板时,第一蓄电池B1的闭路电压有时会低于第二蓄电池B2的静态电压。因此,在比较例中,有时尽管是想禁止第二蓄电池B2的放电的状态,但在时刻t2以后,第二蓄电池B2仍转为放电。
与此相对,如图7的右侧所示,在图6的流程图中,在第二蓄电池B2的温度高于第三温度阈值的情况下,将比第一蓄电池B1的劣化下限电压高的第二蓄电池B2的静态电压设为第一蓄电池B1的下限电压Vlim。因此,即使在时刻t3,驾驶员踏下了加速踏板,第一蓄电池B1的闭路电压也不会低于第二蓄电池B2的静态电压,所以只要断开电压转换器5,第二蓄电池B2便不会转为放电。
图8是绘示驱动马达M再生时的电力管理处理的具体步骤的流程图。该电力管理处理(再生时)在驱动马达M再生时,在管理器ECU 71中以特定的周期反复执行。
首先,在S31中,管理器ECU 71借由与图4的S1相同的步骤计算出车辆辅机42中的请求辅机电力Paux,并转移至S32。
接着,在S32中,管理器ECU 71计算出请求再生电力Pin_d,并转移至S33,所述请求再生电力Pin_d相当于对驱动马达M再生时经由电力转换器43从驱动马达M向第一电力电路2供给的电力的请求。管理器ECU 71基于驾驶员对加速踏板或制动踏板等踏板类P(参照图1)的操作量,计算出相当于对驱动马达M所产生的再生制动转矩的请求的请求再生制动转矩,并借由将该请求再生制动转矩换算为电力,而计算出请求再生电力Pin_d。
接着,在S33中,管理器ECU 71借由从S32中计算出的请求再生电力Pin_d中减去S31中计算出的请求辅机电力Paux,而计算出总请求再生电力Ptot_in,并转移至S34,所述总请求再生电力Ptot_in相当于对供给至第一蓄电池B1及第二蓄电池B2的再生电力的总和的请求。
接着,在S34中,管理器ECU 71计算出针对输入至第二蓄电池B2的电力的上限(即,后述的第二再生电力上限P2in_max)而言的基本值P2in_bs,并转移至S35。更具体而言,管理器ECU 71基于从第二蓄电池ECU 75发送的表示第二蓄电池B2的内部状态的参数的相关信息,来检索未图示的映射图,由此计算出基本值P2in_bs。
接着,在S35中,管理器ECU 71计算出针对输入至第二蓄电池B2的电力的上限(即,后述的第二再生电力上限P2in_max)而言的输入开放率R2in,并转移至S36。更具体而言,管理器ECU 71基于从第二蓄电池ECU 75发送的第二蓄电池B2的内部状态的相关信息,计算出第二蓄电池B2的温度Tbat2,并基于该温度Tbat2来检索图5所例示的开放率计算映射图,由此计算出输入开放率R2in。
如图5所示,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2在被规定得比第三温度阈值T3小的第一温度阈值T1以下的情况下,将第二蓄电池B2的输入开放率R2in设定为100[%],在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于被设定得比第一温度阈值T1高且比第三温度阈值T3低的第二温度阈值T2的情况下,将第二蓄电池B2的输入开放率R2in设定为0[%]。即,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第二温度阈值T2的情况下,为了防止由高温状态的第二蓄电池B2充电引起的劣化,而将输入至第二蓄电池B2的电力的上限设定为0,禁止第二蓄电池B2的充电。
另外,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第一温度阈值T1且在第二温度阈值T2以下的情况下,温度Tbat2越高,使第二蓄电池B2的输入开放率R2in越小。即,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第一温度阈值T1的情况下,温度Tbat2越高,使后述的第二再生电力上限P2in_max越接近于0。即,管理器ECU 71为了防止由高温状态的第二蓄电池B2充电引起的劣化,在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第一温度阈值T1的情况下,借由温度Tbat2越高,使第二再生电力上限P2in_max越接近于0,来执行逐渐限制第二蓄电池B2的充电的输入限制控制。另外,管理器ECU 71在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第二温度阈值T2的情况下,借由将第二再生电力上限P2in_max设为0来执行禁止第二蓄电池B2的充电的输入禁止控制。
返回图8,在S36中,管理器ECU 71计算出相当于输入至第二蓄电池B2的电力的上限的第二再生电力上限P2in_max,并转移至S37。更具体而言,管理器ECU 71借由将S34中计算出的基本值P2in_bs乘以S35中计算出的输入开放率R2in,计算出第二再生电力上限P2in_max。
在S37中,管理器ECU 71在以第二再生电力上限P2in_max为上限并以0为下限的范围内计算出目标通过电力Pcnv_cmd,并转移至S38,所述目标通过电力Pcnv_cmd相当于针对驱动马达M再生时从第一电力电路2侧向第二电力电路3侧流经电压转换器5的通过电力(即,供给至第二蓄电池B2的再生电力)而言的目标。更具体而言,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU 74发送的表示第一蓄电池B1的内部状态的参数的相关信息、从第二蓄电池ECU75发送的表示第二蓄电池B2的内部状态的参数的相关信息、以及请求再生电力Pin_d等,计算出目标通过电力Pcnv_cmd,以免超过第二再生电力上限P2in_max。由此,供给至第二蓄电池B2的再生电力被控制为目标通过电力Pcnv_cmd,所述目标通过电力Pcnv_cmd被规定在以第二再生电力上限P2in_max为上限并以0为下限的范围内。
接着,在S38中,管理器ECU 71计算出供给至第一蓄电池B1的再生电力的上限即第一再生电力上限P1in_max,并转移至S39。更具体而言,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU74发送的表示第一蓄电池B1的内部状态的参数的相关信息、从第二蓄电池ECU 75发送的表示第二蓄电池B2的内部状态的参数的相关信息、以及请求再生电力Pin_d等,计算出第一再生电力上限P1in_max。
此外,在S38中,管理器ECU 71基于从第一蓄电池ECU 74发送的表示第一蓄电池B1的内部状态的参数的相关信息,计算出第一蓄电池B1的充电率,在该充电率高于特定的充电率上限的情况下,借由将第一再生电力上限P1in_max设为0来禁止第一蓄电池B1的充电。由此,防止第一蓄电池B1的过充电。另外,管理器ECU 71在第一蓄电池B1的充电率在充电率上限以下的情况下,借由将第一再生电力上限P1in_max设为大于0的值来允许第一蓄电池B1的充电。
接着,在S39中,管理器ECU 71判定借由从总请求再生电力Ptot_in减去目标通过电力Pcnv_cmd而获得的电力,是否在第一再生电力上限P1in_max以下。此处,从总请求再生电力Ptot_in减去目标通过电力Pcnv_cmd而获得的电力,相当于对向第一蓄电池B1供给的再生电力的请求。因而,S39的判定相当于判定向第一蓄电池B1供给的再生电力是否可以在不超过第一再生电力上限P1in_max的情况下满足驾驶员的请求。管理器ECU 71在S39的判定结果为是的情况下,转移至S40,在为否的情况下,转移至S41。
在S40中,管理器ECU 71计算出目标再生电力Pin_cmd,并转移至S42,所述目标再生电力Pin_cmd相当于针对经由电力转换器43从驱动马达M向第一电力电路2供给的电力而言的目标。如上所述,在S39的判定结果为是的情况下,第一蓄电池B1的再生电力可以在不超过第一再生电力上限P1in_max的情况下满足驾驶员的请求,所以管理器ECU 71将S32中计算出的请求再生电力Pin_d设为目标再生电力pin_cmd。
在S41中,管理器ECU 71计算出目标再生电力Pin_cmd,并转移至S42。如上所述,在S39的判定结果为否的情况下,如果要满足驾驶员的请求,则向第一蓄电池B1供给的再生电力会超过第一再生电力上限P1in_max,所以管理器ECU 71计算出目标再生电力Pin_cmd,以免向第一蓄电池B1供给的再生电力超过第一再生电力上限P1in_max。更具体而言,管理器ECU 71例如借由将第一再生电力上限P1in_max、目标通过电力Pcnv_cmd及请求辅机电力Paux相加,来计算出目标再生电力Pin_cmd。由此,向第一蓄电池B1供给的再生电力成为第一再生电力上限P1in_max,且不会超过该第一再生电力上限P1in_max。
接着,在S42中,管理器ECU 71生成与S37中计算出的目标通过电力Pcnv_cmd相应的通过电力指令信号,并将其发送给转换器ECU 73,并转移至S43。转换器ECU 73基于该通过电力指令信号来操作电压转换器5。由此,从第一电力电路2向第二蓄电池B2供给与目标通过电力Pcnv_cmd相应的再生电力。
接着,在S43中,管理器ECU 71基于目标再生电力Pin_cmd生成转矩指令信号,并将其发送给马达ECU 72,并结束电力管理处理(再生时)。更具体而言,管理器ECU 71借由将目标再生电力Pin_cmd转换为转矩而计算出目标再生制动转矩,并生成与该目标再生制动转矩相应的转矩指令信号。马达ECU72基于该转矩指令信号来操作电力转换器43。由此,从驱动马达M向第一电力电路2供给与目标再生电力Pin_cmd相应的再生电力。如此,在管理器ECU71中,基于经过S40或S41中的处理计算出的目标再生电力Pin_cmd而生成转矩指令信号,由此,向第一蓄电池B1供给的再生电力不会超过第一再生电力上限P1in_max。
如上所述,管理器ECU 71在第一蓄电池B1的充电率在特定的充电率上限以下的情况下,借由将第一再生电力上限P1in_max设为大于0的值来允许第一蓄电池B1的充电(参照S38)。因而,管理器ECU 71在限制供至第二蓄电池B2的再生电力的输入限制控制的执行过程中、或者禁止第二蓄电池B2的充电的输入禁止控制的执行过程中,请求再生电力Pin_d超过第二再生电力上限P2in_max,且第一蓄电池B1的充电率在充电率上限以下的情况下,在以第一再生电力上限P1in_max为上限并以0为下限的范围内,将请求再生电力Pin_d中被第二蓄电池B2回收不完的部分的至少一部分供给至第一蓄电池B1。
另外,如上所述,管理器ECU 71在第一蓄电池B1的充电率大于充电率上限的情况下,借由将第一再生电力上限P1in_max设为0来禁止第一蓄电池B1的充电(参照S38)。因而,管理器ECU 71在限制供至第二蓄电池B2的再生电力的输入限制控制的执行过程中、或者禁止第二蓄电池B2的充电的输入禁止控制的执行过程中,且第一蓄电池B1的充电率大于充电率上限的情况下(P1in_max=0的情况),将目标再生电力Pin_cmd控制为,借由将目标通过电力Pcnv_cmd与请求辅机电力Paux相加而规定的总再生电力上限以下(参照S41)。另外,目标通过电力Pcnv_cmd的上限,与以第二蓄电池B2的温度Tbat2越高则越小的方式计算出的第二再生电力上限P2in_max相等(参照S36及S37)。即,管理器ECU 71在对第二蓄电池B2的输入限制控制的执行过程中且禁止第一蓄电池B1的充电的情况下,第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使上述总再生电力上限越接近于0。
根据如上所述的本实施方式的电源系统1,起到以下效果。
(1)在电源系统1中,利用电压转换器5连接具有第一蓄电池B1的第一电力电路2、和具有第二蓄电池B2的第二电力电路3,所述第二蓄电池B2针对闭路电压而言的使用电压范围与第一蓄电池B1重复,且静态电压比第一蓄电池B1低,并利用电力转换器43连接第二电力电路3和驱动马达M。管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73借由操作电压转换器5及电力转换器43,来控制第一蓄电池B1及第二蓄电池B2与驱动马达M之间的电力的授受。如果第一蓄电池B1与第二蓄电池B2的使用电压范围重复,则驱动马达M中的请求驱动电力Pout_d会变大,如果流经第一蓄电池B1的电流增加,则第一蓄电池B1的闭路电压有时会低于第二蓄电池B2的静态电压。当像这样,第一蓄电池B1的闭路电压低于第二蓄电池B2的静态电压时,有时会从第二蓄电池B2意外输出电力。与此相对,在电源系统1中,在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第一温度阈值T1的情况下,执行将供给至第二蓄电池B2的再生电力控制在以第二再生电力上限P2in_max为上限并以0为下限的范围内的输入限制控制,并且,第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使第二再生电力上限P2in_max越接近于0。即,根据电源系统1,在第二蓄电池B2的温度Tbat2超过被规定得比禁止第二蓄电池B2的充放电的第四温度阈值T4低的第一温度阈值T1的阶段,限制供至第二蓄电池B2的再生电力,借此,可以在之后第二蓄电池B2进一步变为高温之前的期间,逐渐降低第二蓄电池B2的充电率及静态电压,扩大第一蓄电池B1与第二蓄电池B2的电压差。由此,根据电源系统1,可以抑制高温状态下第二蓄电池B2的意外放电所引起的劣化。另外,根据电源系统1,借由在第二蓄电池B2的温度Tbat2超过第一温度阈值T1的阶段限制对第二蓄电池B2的充电,可以抑制因在高温状态下进行充电所引起的第二蓄电池B2的劣化。另外,根据电源系统1,借由第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使第二再生电力上限P2in_max越接近于0,可以在不给驾驶员带来不适感的情况下降低第二蓄电池B2的充电率。
(2)管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73在输入限制控制的执行过程中,对驱动马达M的请求再生电力Pin_d超过第二再生电力上限P2in_max且第一蓄电池B1的充电率小于充电率上限的情况下,向第一蓄电池B1供给再生电力。由此,根据电源系统1,可以将对第二蓄电池B2供应不完的的再生电力供给至第一蓄电池B1,所以可以在不浪费再生电力的情况下抑制第二蓄电池B2的劣化。
(3)管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73在输入限制控制的执行过程中且第一蓄电池B1的充电率大于充电率上限的情况下,将从驱动马达M向第一电力电路2供给的再生电力控制在以总再生电力上限(Pcnv_cmd+Paux)为上限并以0为下限的范围内,并且,第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使总再生电力上限越接近于0。由此,根据电源系统1,可以防止在限制供至第二蓄电池B2的再生电力的期间第一蓄电池B1过充电,所以可以抑制第一蓄电池B1及第二蓄电池B2两者的劣化。另外,在电源系统1中,借由第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使总再生电力上限越接近于0,可以防止再生制动急剧变小。
(4)管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于被规定得比第一温度阈值T1高的第三温度阈值T3的情况下,将第二蓄电池B2的输出电力控制在以第二输出电力上限P2out_max为上限并以0为下限的范围内,并且,第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使第二输出电力上限P2out_max越接近于0。即,在电源系统1中,将开始限制第二蓄电池B2的输出电力的第三温度阈值T3,规定得比开始限制供至第二蓄电池B2的再生电力的第一温度阈值T1高,借此,在第二蓄电池B2的温度Tbat2处于第一温度阈值T1到第三温度阈值T3之间的期间,可以在限制供至第二蓄电池B2的再生电力的同时,允许第二蓄电池B2的放电,所以可以进一步扩大第二蓄电池B2的温度Tbat2超过第一温度阈值T1后第一蓄电池B1与第二蓄电池B2之间的电压差。由此,根据电源系统1,可以进一步抑制高温状态下第二蓄电池B2的意外放电所引起的劣化。另外,根据电源系统1,借由第二蓄电池B2的温度Tbat2越高,使第二输出电力上限P2out_max越接近于0,可以在不给驾驶员带来不适感的情况下降低第二蓄电池B2的充电率。
(5)管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第三温度阈值T3的情况下,将第一蓄电池B1的输出电力控制在以第一输出电力上限P1out_max为上限并以0为下限的范围内,并且,将第一输出电力上限P1out_max设定成,使第一蓄电池B1的闭路电压在第二蓄电池B2的静态电压以上。由此,根据电源系统1,即使是执行了输入限制控制,第二蓄电池B2的静态电压也未充分下降的情况下,也可以限制第一蓄电池B1的输出电力,以免第一蓄电池B1的闭路电压低于第二蓄电池B2的静态电压,所以可以更可靠地抑制来自第二蓄电池B2的意外放电,进而可以抑制第二蓄电池B2的劣化。
(6)管理器ECU 71、马达ECU 72及转换器ECU 73在第二蓄电池B2的温度Tbat2高于被规定得比第一温度阈值T1高的第四温度阈值T4的情况下,禁止第二蓄电池B2的充放电。由此,在电源系统1中,在第二蓄电池B2的温度Tbat2超过被规定得比禁止第二蓄电池B2的充放电的第四温度阈值T4低的第一温度阈值T1的阶段,限制供至第二蓄电池B2的再生电力,借此,可以在之后第二蓄电池B2的温度Tbat2到达第四温度阈值T4之前的期间,降低第二蓄电池B2的充电率及静态电压,所以,在第二蓄电池B2的温度Tbat2到达第四温度阈值T4的时间点,可以确保第一蓄电池B1与第二蓄电池B2之间具有充分的电压差。由此,根据电源系统1,可以更可靠地抑制第二蓄电池B2的温度Tbat2高于第四温度阈值T4的状态下来自第二蓄电池B2的意外放电。
以上,针对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明并不限于此。也可以在本发明的主旨范围内,适当变更细节的构造。
附图标记
V:车辆
W:驱动轮
M:驱动马达(旋转电机)
1:电源系统
2:第一电力电路(高电压电路)
21p,21n:第一电力线
B1:第一蓄电池(第一蓄电器)
81:第一蓄电池传感器单元(第一余量参数获取部件)
3:第二电力电路(低电压电路)
31p,31n:第二电力线
B2:第二蓄电池(第二蓄电器)
82:第二蓄电池传感器单元(第二蓄电器温度获取部件)
4:负载电路
43:电力转换器
5:电压转换器
7:电子控制单元组
71:管理器ECU
72:马达ECU
73:转换器ECU
74:第一蓄电池ECU(第一余量参数获取部件)
75:第二蓄电池ECU(第二蓄电器温度获取部件)

Claims (10)

1.一种电源系统,包括:
高电压电路,具有第一蓄电器;
低电压电路,具有第二蓄电器,所述第二蓄电器针对闭路电压而言的使用电压范围与前述第一蓄电器重复,且静态电压比前述第一蓄电器低;
电压转换器,在前述高电压电路与前述低电压电路之间转换电压;
电力转换器,在与驱动轮连结的旋转电机与前述高电压电路之间转换电力;
第二蓄电器温度获取部件,获取前述第二蓄电器的温度即第二蓄电器温度;及,
控制装置,借由操作前述电压转换器及前述电力转换器,来控制前述第一蓄电器及第二蓄电器与前述旋转电机之间的电力的授受;所述电源系统的特征在于,
前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于第一温度阈值的情况下,执行将供给至前述第二蓄电器的再生电力控制在以第二再生电力上限为上限的范围内的输入限制控制,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述第二再生电力上限越接近于0。
2.根据权利要求1所述的电源系统,其中,还包括第一余量参数获取部件,所述第一余量参数获取部件获取根据前述第一蓄电器的余量而增加的第一余量参数,
前述控制装置在前述输入限制控制的执行过程中对前述旋转电机的请求再生电力超过前述第二再生电力上限且前述第一余量参数小于第一余量阈值的情况下,向前述第一蓄电器供给再生电力。
3.根据权利要求2所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述输入限制控制的执行过程中且前述第一余量参数大于前述第一余量阈值的情况下,将从前述旋转电机向前述高电压电路供给的再生电力控制在以总再生电力上限为上限的范围内,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述总再生电力上限越接近于0。
4.根据权利要求1所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于被规定得比前述第一温度阈值高的第三温度阈值的情况下,将前述第二蓄电器的输出电力控制在以第二输出电力上限为上限的范围内,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述第二输出电力上限越接近于0。
5.根据权利要求2所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于被规定得比前述第一温度阈值高的第三温度阈值的情况下,将前述第二蓄电器的输出电力控制在以第二输出电力上限为上限的范围内,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述第二输出电力上限越接近于0。
6.根据权利要求3所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于被规定得比前述第一温度阈值高的第三温度阈值的情况下,将前述第二蓄电器的输出电力控制在以第二输出电力上限为上限的范围内,并且,前述第二蓄电器温度越高,使前述第二输出电力上限越接近于0。
7.根据权利要求4所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于前述第三温度阈值的情况下,将前述第一蓄电器的输出电力控制在以第一输出电力上限为上限的范围内,并且,将前述第一输出电力上限设定成,使前述第一蓄电器的闭路电压在前述第二蓄电器的静态电压以上。
8.根据权利要求5所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于前述第三温度阈值的情况下,将前述第一蓄电器的输出电力控制在以第一输出电力上限为上限的范围内,并且,将前述第一输出电力上限设定成,使前述第一蓄电器的闭路电压在前述第二蓄电器的静态电压以上。
9.根据权利要求6所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于前述第三温度阈值的情况下,将前述第一蓄电器的输出电力控制在以第一输出电力上限为上限的范围内,并且,将前述第一输出电力上限设定成,使前述第一蓄电器的闭路电压在前述第二蓄电器的静态电压以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电源系统,其中,前述控制装置在前述第二蓄电器温度高于被规定得比前述第一温度阈值高的第四温度阈值的情况下,禁止前述第二蓄电器的充放电。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252445A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Toyota Motor Corp 駆動装置およびその異常判定方法並びに車両
CN111016685A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 本田技研工业株式会社 电动车辆
CN111824044A (zh) * 2019-03-26 2020-10-27 本田技研工业株式会社 电源系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007195359A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Toyota Motor Corp 二次電池の充放電制御装置
JP2009005423A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252445A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Toyota Motor Corp 駆動装置およびその異常判定方法並びに車両
CN111016685A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 本田技研工业株式会社 电动车辆
CN111824044A (zh) * 2019-03-26 2020-10-27 本田技研工业株式会社 电源系统

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