CN115158018A - 电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源系统，在将高电压的第1蓄电装置与低电压的第2蓄电装置连接的电压转换器中，可抑制来自第2蓄电装置的非所期的放电。电源系统具备：第1电力电路，其具有第1电池及第1电力线；第2电力电路，其具有第2电池及第2电力线；电压转换器，其转换电压；电力转换器，其转换电力；第1电压获取构件，其获取第1电池的第1闭路电压下限CCVmin1；第2电压获取构件，其获取第2电池的第2闭路电压下限CCVmin2；以及电力控制构件，其基于需求电力对第2电力电路等进行操作；并且，电力控制构件在第2电池受到输出限制要求期间，第1闭路电压下限CCVmin1与第2闭路电压下限CCVmin2的电压差未达到第1电压差阈值A的情况下，将第2电池从第2电力线阻断。

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，涉及一种具备两个蓄电装置的电动车辆用电源系统。

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的电动车辆。这种电动车辆还搭载蓄电装置(电池及电容器等)或燃料电池等的电源装置，以便向驱动马达供给电能。另外，近年来，也在开发搭载特性不同的多个电源装置的电动车辆。

专利文献1中示出了一种电动车辆的电源系统，具备：电力电路，其将由驱动马达或逆变器等构成的驱动部与第1蓄电装置连接；第2蓄电装置，其经由电压转换器与此电力电路连接；以及控制装置，其对此电压转换器进行切换控制。控制装置根据驾驶人员发出的要求，设定作为通过电压转换器的电流的通过电流相应的目标电流，并且为使通过电流达到目标电流，对电压转换器进行切换控制，并将从第1蓄电装置输出的电力与从第2蓄电装置输出的电力合成，供给至驱动马达。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-169311号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

像此电源系统这样将两个蓄电装置用电压转换器连接的情况下，从第2蓄电装置输出的电力基本上可以通过对电压转换器进行切换控制而加以控制。但是，例如像在加速时这样驱动马达需要较大的电力时，存在第1蓄电装置中流动的电流增加，第1蓄电装置的闭路电压变得低于第2蓄电装置的静态电压的情况。此时，存在第2蓄电装置转为放电，电压转换器中从第2蓄电装置侧向第1蓄电装置侧流动非所期的电流的情况。

本发明的目的在于提供一种电源系统，可在连接高电压的第1蓄电装置与低电压的第2蓄电装置的电压转换器中，抑制从第2蓄电装置进行非所期的放电。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的电源系统(例如下述电源系统1)具备：第1电力电路(例如下述第1电力电路2)，其具有第1蓄电装置(例如下述第1电池B1)及此第1蓄电装置所连接的第1电力线(例如下述第1电力线21p、21n)；第2电力电路(例如下述第2电力电路3)，其具有第2蓄电装置(例如下述第2电池B2)及此第2蓄电装置所连接的第2电力线(例如下述第2电力线31p、31n)，所述第2蓄电装置的针对闭路电压的使用电压范围与所述第1蓄电装置重复且静态电压低于所述第1蓄电装置；电压转换器(例如下述电压转换器5)，其在所述第1电力线与所述第2电力线之间转换电压；电力转换器(例如下述电力转换器43)，其在所述第1电力线与旋转电机(例如下述驱动马达M)之间转换电力；第1电压获取构件(例如下述电子控制单元组7及第1电池传感器单元81)，其获取所述第1蓄电装置的第1电压(例如下述第1闭路电压下限CCVmin1)；第2电压获取构件(例如下述电子控制单元组7及第2电池传感器单元82)，其获取所述第2蓄电装置的第2电压(例如下述第2闭路电压下限CCVmin2)；需求电力获取构件(例如下述踏板类P及管理ECU71)，其获取所述旋转电机的需求电力；以及电力控制构件(例如下述电子控制单元组7)，其根据所述需求电力对所述电力转换器、所述电压转换器及所述第2电力电路进行操作；所述电源系统的特征在于：所述电力控制构件在所述第2蓄电装置受到输出限制要求期间，所述第1电压与所述第2电压的电压差未达到第1电压差阈值(例如下述第1电压差阈值A)的情况下，将所述第2蓄电装置从所述第2电力线阻断。

(2)此时，优选的是，所述电力控制构件在所述第2蓄电装置受到输出限制要求期间，所述电压差未达到所述第1电压差阈值的情况下，操作所述电压转换器使所述第2蓄电装置的输入输出电力的绝对值达到电力阈值(例如下述电力阈值B)以下，当所述第2蓄电装置的输入输出电力达到所述电力阈值以下后，将所述第2蓄电装置从所述第2电力线阻断。

(3)此时，优选的是，所述电力控制构件在将所述第2蓄电装置从所述第2电力线阻断后，所述第2蓄电装置的输出限制被解除的情况下，或者所述电压差达到第2电压差阈值(例如下述第2电压差阈值C)以上的情况下，将所述第2蓄电装置连接至所述第2电力线。

(4)此时，优选的是，所述第1及第2电压获取构件分别获取所述第1及第2蓄电装置的闭路电压的下限，来作为所述第1及第2电压。

(发明的效果)

(1)在本发明的电源系统中，将第1电力电路与第2电力电路利用电压转换器连接，并将第1电力电路与旋转电机利用电力转换器连接，所述第1电力电路具有第1蓄电装置，所述第2电力电路具有第2蓄电装置，所述第2蓄电装置的针对闭路电压的使用电压范围与第1蓄电装置重复且静态电压低于第1蓄电装置。电力控制构件基于旋转电机的需求电力来对电力转换器、电压转换器及第2电力电路进行操作。在这样的电源系统中，例如当根据加速要求而需求电力增加时，电力控制构件对电力转换器或电压转换器进行操作，并将从第1蓄电装置输出的电力与从第2蓄电装置输出的电力合成，以将与需求电力相应的输出电力从电力转换器供给至旋转电机。在此，在因为某种理由而期望抑制(包括禁止)从第2蓄电装置放电的情况下，电力控制构件对电压转换器或电力转换器进行操作，以通过从第1蓄电装置输出的电力来提供全部或大部分的需求电力。但是，当第1蓄电装置中流动的电流增加时，第1蓄电装置的闭路电压变得低于第2蓄电装置的静态电压，而导致非所期地从第2蓄电装置输出电力的情况。对此，在本发明中，在第2蓄电装置受到输出限制要求期间，在第1蓄电装置的第1电压与第2蓄电装置的第2电压的电压差未达到第1电压差阈值的情况下，将第2蓄电装置从第2电力电路的第2电力线阻断。因此，根据本发明，第2蓄电装置可以切实地从第2电力线甚至第1电力电路切开，所以能够切实地抑制来自第2蓄电装置的非所期的放电。

另外，本申请案申请人提出的日本专利特开2020-162251号公报中示出了一种技术，其通过对电力转换器进行操作使第1蓄电装置的输出电力不超过基于第2蓄电装置的状态计算出的限制电力，抑制来自第2蓄电装置的非所期的放电。因此根据日本专利特开2020-162251号公报所示的技术，需要对第1蓄电装置的输出电力进行限制，存在无法向旋转电机供给需求电力的情况。对此，根据本发明，无需抑制第1蓄电装置的输出电力，因此不仅能够抑制来自第2蓄电装置的非所期的放电，还能持续向旋转电机供给需求电力。

(2)在本发明中，电力控制构件在第2蓄电装置受到输出限制要求期间，电压差未达到第1电压差阈值的情况下，操作电压转换器使第2蓄电装置的输入输出电力的绝对值达到电力阈值以下，当第2蓄电装置的输入输出电力达到电力阈值以下后，将第2蓄电装置从第2电力线阻断。由此，通过在第2蓄电装置中流动着放电电流或充电电流的状态下将第2蓄电装置从第2电力线阻断，可抑制给车辆行为造成的影响。

(3)在本发明中，电力控制构件在将第2蓄电装置从第2电力线阻断后，第2蓄电装置的输出限制被解除的情况下，或者电压差达到第2电压差阈值以上的情况下，将第2蓄电装置与第2电力线连接。由此可在需要的情况下快速地从第2蓄电装置向第1电力电路供给电力。

(4)在本发明中，第1及第2电压获取构件分别获取第1及第2蓄电装置的闭路电压的下限，来作为第1及第2电压。由此能够在适当的时机将第2蓄电装置从第2电力线阻断，以能够切实地抑制来自第2蓄电装置的非所期的放电。

附图说明

图1为示出搭载本发明一实施方式的电源系统的车辆的构成的图。

图2为第1电池与第2电池的使用电压范围的比较图。

图3为示出电压转换器的电路构成的一示例的图。

图4为示出电力管理处理的具体程序的流程图。

图5为示出计算电压转换器中的目标通过电力的程序的流程图。

图6为示出阻断判定处理的具体程序的流程图。

图7为示出计算第1电池的第1闭路电压下限的程序的流程图。

图8为示出计算第2电池的第2闭路电压下限的程序的流程图。

图9为示出阻断判定处理的具体程序的流程图。

具体实施方式

以下，针对本发明的一实施方式，参照图式加以说明。

图1为示出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”)的构成的图。

车辆V具备：驱动轮W；驱动马达M，其作为旋转电机与此驱动轮W连接；以及电源系统1，其在此驱动马达M与下述第1电池B1及第2电池B2之间进行电力供受。另外，在本实施方式中，对于车辆V，主要以通过驱动马达M所产生的动力进行加减速的车辆为例进行说明，但本发明并不限定于此。车辆V也可以是搭载驱动马达M及引擎作为动力产生源的所谓的混合动力车辆。

驱动马达M经由未图示的动力传输机构与驱动轮W连接。通过从电源系统1向驱动马达M供给三相交流电力而由驱动马达M产生的转矩，经由未图示的动力传输机构传输至驱动轮W，使驱动轮W旋转，使车辆V行驶。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，并且将与此再生电力的大小相应的再生制动转矩施加给驱动轮W。由驱动马达M产生的再生电力将适当地为电源系统1的电池B1、B2充电。

电源系统1具备：第1电力电路2，其具有第1电池B1；第2电力电路3，其具有第2电池B2；电压转换器5，其将上述第1电力电路2与第2电力电路3连接；负载电路4，其具有包括驱动马达M的各种电负载；以及作为电力控制构件的电子控制单元组7，其通过对上述电力电路2、3、4及电压转换器5进行操作来控制上述电路2、3、4中电力的流动。电子控制单元组7具备分别作为计算机的管理ECU71、马达ECU72、转换器ECU73、第1电池ECU74及第2电池ECU75。

第1电池B1是能够同时实现将化学能转换为电能的放电和将电能转换为化学能的充电的二次电池。以下将对使用通过锂离子在电极间移动来进行充放电的所谓的锂离子电池作为此第1电池B1的情况进行说明，但本发明并不限定于此。

在第1电池B1中，设置用于推断第1电池B1的内部状态的第1电池传感器单元81。第1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在第1电池ECU74中获取第1电池B1的充电率(以百分率表示电池蓄电量)或温度等所需的物理量，并将与检测值相应的信号发送给第1电池ECU74。更具体而言，第1电池传感器单元81是由检测第1电池B1的端电压的电压传感器、检测第1电池B1中流动的电流的电流传感器以及检测第1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2电池B2中，设置用于推断第2电池B2的内部状态的第2电池传感器单元82。第2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在第2电池ECU75中获取第2电池B2的充电率或温度等所需的物理量，并将与检测值相应的信号发送给第2电池ECU75。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，将第1电池B1的特性与第2电池B2的特性进行比较。

第1电池B1与第2电池B2相比，输出重量密度较低且能量重量密度较高。另外，第1电池B1与第2电池B2相比容量较大。即，在能量重量密度这方面，第1电池B1优于第2电池B2。另外，能量重量密度是指每单位重量的电量[Wh/kg]，输出重量密度是指每单位重量的电力[W/kg]。因此，能量重量密度优异的第1电池B1是以高电容为主要目的的电容型蓄电器，输出重量密度优异的第2电池B2是以高输出为主要目的的输出型蓄电器。因此，在电源系统1中，将第1电池B1用作主电源，将第2电池B2用作辅助此第1电池B1的副电源。

图2是电源系统1中的第1电池B1与第2电池B2的使用电压范围的比较图。在图2中，左侧为示出第1电池B1的使用电压范围的图，右侧为示出第2电池B2的使用电压范围的图。在图2中，横轴表示在电池中流动的电流，纵轴表示电池的电压。

如图2所示，电池B1，B2的静态电压(亦即，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。因此，电池B1、B2的针对静态电压的使用电压范围上限是充电率为最大值(例如100％)时的各静态电压，下限是充电率为最小值(例如0％)时的各静态电压。如图2所示，第2电池B2的针对静态电压的使用电压范围的上限低于第1电池B1的针对静态电压的使用电压范围的上限。因此，在车辆V的行驶过程中，第2电池B2的静态电压基本上维持为低于第1电池B1的静态电压。

如图2所示，电池B1、B2的闭路电压(即电池中有电流流动状态下的电压)也具有充电率越高则其越高的特性。另外，电池B1、B2存在内部电阻，因此其闭路电压具有如下特性，即放电电流越大，则从静态电压开始降低，充电电流越大，则从静态电压开始升高。因此电池B1、B2的针对闭路电压的使用电压范围的上限高于针对各静态电压的使用电压范围的上限，下限低于针对各静态电压的使用电压范围的下限。换言之，电池B1、B2的针对闭路电压的使用电压范围包含了针对各静态电压的使用电压范围。如图2所示，第1电池B1的针对闭路电压的使用电压范围与第2电池B2的针对闭路电压的使用电压范围重复。

另外，如果充电电流过大，则会促进电池B1、B2劣化，因此，上述电池B1、B2的针对闭路电压的使用电压范围的上限基于上述电池B1、B2的状态被设定为不会使上述电池B1、B2劣化。以下也将上述电池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，如果放电电流过大，则会促进电池B1、B2劣化，因此，上述电池B1、B2的针对闭路电压的使用电压范围的下限基于上述电池B1、B2的状态被设定为不会使上述电池B1、B2劣化。以下也将上述电池B1、B2的针对闭路电压的使用电压范围的下限称为劣化下限电压。

返回到图1，第1电力电路2具备：第1电池B1；第1电力线21p、21n，其将此第1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连接；以及第1正极接触器22p及第1负极接触器22n，其设置于上述第1电力线21p、21n上。

第1接触器22p、22n为常开型，其在没有来自外部的指令信号输入的状态下打开从而切断第1电池B1的两个电极与第1电力线21p、21n的导通，在输入指令信号的状态下关闭从而将第1电池B1与第1电力线21p、21n连接。上述第1接触器22p、22n根据从第1电池ECU74发送的指令信号打开和关闭。另外，第1正极接触器22p是预充接触器，其具有预充电阻，用于缓和第1电力电路2或负载电路4等中设置的多个平滑电容器的冲击电流。

第2电力电路3具备：第2电池B2；第2电力线31p、31n，其将此第2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连接；第2正极接触器32p及第2负极接触器32n，其设置于上述第2电力线31p、31n上；以及电流传感器33，其设置于第2电力线31p上。

第2接触器32p、32n为常开型，其在没有来自外部的指令信号输入的状态下打开从而切断第2电池B2的两个电极与第2电力线31p、31n的导通(即，将第2电池B2从第2电力线31p、32n阻断)，在输入指令信号的状态下关闭从而将第2电池B2与第2电力线31p、31n连接。上述第2接触器32p、32n根据从第2电池ECU75发送的指令信号打开和关闭。另外，第2正极接触器32p是预充接触器，具有预充电阻，用于缓和第1电力电路2或负载电路4等中设置的多个平滑电容器的冲击电流。

电流传感器33将与通过电流相应的检测信号发送给转换器ECU73，所述通过电流为第2电力线31p中流动的电流，即电压转换器5中流动的电流。另外，在本实施方式中，对于通过电流的方向，将从第2电力电路3侧向第1电力电路2侧设为正，将从第1电力电路2侧向第2电力电路3侧设为负。

负载电路4具备：车辆辅机42；电力转换器43，其连接驱动马达M；及负载电力线41p、41n，其将上述车辆辅机42及电力转换器43与第1电力电路2连接。

车辆辅机42由电池加热器、空气压缩机、直流-直流(Direct Current DirectCurrent，DCDC)转换器及车载充电器等的多个电负载构成。车辆辅机42通过负载电力线41p、41n连接于第1电力电路2的第1电力线21p、21n，通过消耗第1电力线21p、21n中的电力而工作。构成车辆辅机42的各种电负载的工作状态相关的信息例如被发送给管理ECU71。

电力转换器43通过负载电力线41p、41n以与车辆辅机42并列的方式连接于第1电力线21p、21n。电力转换器43在第1电力线21p、21n与驱动马达M之间转换电力。电力转换器43例如是具备将多个切换元件(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、利用脉冲宽度调制方式的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)逆变器，且具备对直流电力与交流电力进行转换的功能。电力转换器43在其直流输入输出侧连接于第1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通过根据在规定的时机从马达ECU72的未图示的栅极驱动电路生成的栅极驱动信号驱动各相的切换元件接通/断开，而将第1电力线21p、21n的直流电力转换为三相交流电力并供给至驱动马达M，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并供给至第1电力线21p、21n。

电压转换器5将第1电力电路2与第2电力电路3连接，并在上述两电路2、3之间转换电压。此电压转换器5使用已知的升压电路。

图3是示出电压转换器5的电路构成的一示例的图。电压转换器5将连接第1电池B1的第1电力线21p、21n与连接第2电池B2的第2电力线31p、31n连接，并在上述第1电力线21p、21n与第2电力线31p、31n之间转换电压。电压转换器5是全桥接型的DCDC变换器，是将第1电抗器L1、第2电抗器L2、第1高臂元件53H、第1低臂元件53L、第2高臂元件54H、第2低臂元件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。

低压侧端子56p、56n连接于第2电力线31p、31n，高压侧端子57p、57n连接于第1电力线21p、21n。负母线55是将低压侧端子56n与高压侧端子57n连接的配线。

第1电抗器L1的一端侧连接于低压侧端子56p，另一端侧连接于第1高臂元件53H与第1低臂元件53L的连接节点53。第1高臂元件53H及第1低臂元件53L分别具备IGBT或金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)等的已知的功率切换元件、及与此功率切换元件连接的回流二极管。上述高臂元件53H及低臂元件53L在高压侧端子57p与负母线55之间按所述顺序串联连接。

第1高臂元件53H的功率切换元件的集电极连接于高压侧端子57p，其发射极连接于第1低臂元件53L的集电极。第1低臂元件53L的功率切换元件的发射极连接于负母线55。设置于第1高臂元件53H的回流二极管的正向是从第1电抗器L1朝向高压侧端子57p的方向。另外，设置于第1低臂元件53L的回流二极管的正向是从负母线55朝向第1电抗器L1的方向。

第2电抗器L2的一端侧连接于低压侧端子56p，另一端侧连接于第2高臂元件54H与第2低臂元件54L的连接节点54。第2高臂元件54H及第2低臂元件54L分别具备IGBT或金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)等的已知的功率切换元件、及与此功率切换元件连接的回流二极管。上述高臂元件54H及低臂元件54L在高压侧端子57p与负母线55之间按所述顺序串联连接。

第2高臂元件54H的功率切换元件的集电极连接于高压侧端子57p，其发射极连接于第2低臂元件54L的集电极。第2低臂元件54L的功率切换元件的发射极连接于负母线55。设置于第2高臂元件54H的回流二极管的正向是从第2电抗器L2朝向高压侧端子57p的方向。另外，设置于第2低臂元件54L的回流二极管的正向是从负母线55朝向第2电抗器L2的方向。

电压转换器5根据在规定的时机从转换器ECU73的未图示的栅极驱动电路生成的栅极驱动信号，驱动第1高臂元件53H及第2低臂元件54L、与第1低臂元件53L及第2高臂元件54H交替接通/断开，由此在第1电力线21p、21n与第2电力线31p、31n之间转换电压。

如参照图2所说明的那样，在车辆V的行驶过程中，第2电池B2的静态电压基本上维持为低于第1电池B1的静态电压。因此，基本上，第1电力线21p、21n的电压高于第2电力线31p、31n的电压。因此，在使用从第1电池B1输出的电力及从第2电池B2输出的电力这两者来对驱动马达M进行驱动的情况下，转换器ECU73操作电压转换器5以在电压转换器5中发挥升压功能。升压功能是指对连接低压侧端子56p、56n的第2电力线31p、31n的电力进行升压，并将其输出至连接高压侧端子57p、57n的第1电力线21p、21n的功能，由此使正的通过电流从第2电力线31p、31n侧流向第1电力线21p、21n侧。另外，在抑制第2电池B2的放电，仅利用从第1电池B1输出的电力来对驱动马达M进行驱动的情况下，转换器ECU73将电压转换器5断开，以使电流不从第1电力线21p、21n流向第2电力线31p、31n。但是，在此情况下，在第2电力线31p、31n的电压高于第1电力线21p、21n的电压时，有时第2电池B2转为放电，正的通过电流经由高臂元件53H、54H的回流二极管从第2电力线31p、31n流向第1电力线21p、21n。

另外，在减速时通过从驱动马达M输出至第1电力线21p、21n的再生电力对第1电池B1或第2电池B2进行充电的情况下，转换器ECU73操作电压转换器5以在电压转换器5中发挥降压功能。降压功能是指对连接高压侧端子57p、57n的第1电力线21p、21n的电力进行降压，并将其输出至连接低压侧端子56p、56n的第2电力线31p、31n的功能，由此使负的通过电流从第1电力线21p、21n侧流向第2电力线31p、31n侧。

返回到图1，第1电池ECU74是主要负责第1电池B1的状态监控及第1电力电路2的接触器22p、22n的开闭操作的计算机。第1电池ECU74基于使用从第1电池传感器单元81发送的检测值的已知算法，计算表示第1电池B1内部状态的各种参数，更具体而言，计算构成第1电池B1的各电芯的电芯电压、第1电池B1的温度、第1电池B1的内部电阻、第1电池B1的闭路电压、第1电池B1的劣化上限电压、第1电池B1的劣化下限电压、第1电池B1的电流、作为可从第1电池B1输出的电力的上限的第1输出上限以及第1电池B1的充电率等。与在第1电池ECU74中获取的表示第1电池B1内部状态的参数相关的信息例如被发送给管理ECU71。

第2电池ECU75是主要负责第2电池B2的状态监控及第2电力电路3的接触器32p、32n的开闭操作的计算机。第2电池ECU75基于使用从第2电池传感器单元82发送的检测值的已知算法，计算表示第2电池B2内部状态的各种参数，更具体而言，计算构成第2电池B2的各电芯的电芯电压、第2电池B2的温度、第2电池B2的内部电阻、第2电池B2的闭路电压、第2电池B2的劣化上限电压、第2电池B2的劣化下限电压、第2电池B2的电流、作为可从第2电池B2输出的电力的上限的第2输出上限以及第2电池B2的充电率等。与在第2电池ECU75中获取的表示第2电池B2内部状态的参数相关的信息例如被发送给管理ECU71。

管理ECU71是主要管理整个电源系统1的电力流动的计算机。管理ECU71通过执行下文中参照图4说明的电力管理处理，生成转矩指令信号及通过电力指令信号，所述转矩指令信号相当于针对由驱动马达M产生的转矩的指令，所述通过电力指令信号相当于针对通过电压转换器5的电力的指令。

马达ECU72是主要管理从第1电力电路2向驱动马达M的电力流动的计算机。马达ECU72基于从管理ECU71发送的转矩指令信号操作电力转换器43，以在驱动马达M中产生对应于此指令的转矩。

转换器ECU73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ECU73根据从管理ECU71发送的通过电力指令信号操作电压转换器5，以使对应于指令的通过电力通过电压转换器5。更具体而言，转换器ECU73基于通过电力指令，计算信号电压转换器5的作为针对通过电流的目标的目标电流，并且按照已知的反馈控制算法操作电压转换器5，以使由电流传感器33检测的通过电流(以下也称为“实际通过电流”)达到目标电流。

图4为示出电力管理处理的具体程序的流程图。此电力管理处理在管理ECU71中以规定的周期反复执行。

首先，在S1中，管理ECU71计算作为在车辆辅机42中所需求的电力的需求辅机电力Paux，并转至S2。管理ECU71基于从车辆辅机42发送的与各种电负载的工作状态相关的信息，计算需求辅机电力Paux。

接着，在S2中，管理ECU71计算作为在驱动马达M中所需求的电力的需求驱动电力Pmot_d，并转至S3。管理ECU71基于驾驶人员对加速踏板或制动踏板等踏板类P(参照图1)的操作量，计算驾驶人员所需求的驱动转矩，并将此需求驱动转矩换算为电力，由此计算需求驱动电力Pmot_d。因此，在本实施方式中，需求电力获取构件是由踏板类P及管理ECU71构成。

接着，在S3中，管理ECU71通过将需求辅机电力Paux及需求驱动电力Pmot_d相加，来计算总需求电力Ptotal，并转至S4。

接着，在S4中，管理ECU71计算电压转换器5中相当于针对通过电力(即第2电池B2的输入输出电力)的目标的目标通过电力Pcnv_cmd，并转至S5。另外，关于计算此目标通过电力Pcnv_cmd的具体程序，将在下文中参照图5进行说明。

接着，在S5中，管理ECU71获取相当于可从第1电池B1输出的电力的上限的第1输出上限P1_lim，并转至S6。

接着，在S6中，管理ECU71判定从总需求电力Ptotal中减去目标通过电力Pcnv_cmd而得到的电力是否在第1输出上限P1_lim以下。此处，从总需求电力Ptotal减去目标通过电力Pcnv_cmd而得到的电力相当于针对第1电池B1的输出电力的需求。因此，S6的判定相当于判定第1电池B1的输出电力是否可以满足驾驶人员的需求而不超过第1输出上限P1_lim。管理ECU71在S6的判定结果为是(YES)的情况下转至S7，为否(NO)的情况下转至S8。

在S7中，管理ECU71计算目标驱动电力Pmot_cmd，并转至S9，所述目标驱动电力Pmot_cmd相当于针对经由电力转换器43从第1电力电路2供给至驱动马达M的电力的目标。如上所述，在S6的判定结果为是的情况下，第1电池B1的输出电力可以满足驾驶人员的需求而不超过第1输出上限P1_lim，因此管理ECU71将S2中计算出的需求驱动电力Pmot_d作为目标驱动电力Pmot_cmd。

在S8中，管理ECU71计算目标驱动电力Pmot_cmd，并转至S9。如上所述，在S6的判定结果为否的情况下，若要满足驾驶人员的需求，则第1电池B1的输出电力将超过第1输出上限P1_lim，因此管理ECU71以第1电池B1的输出电力不超过第1输出上限P1_lim的方式计算目标驱动电力Pmot_cmd。更具体而言，管理ECU71例如通过从第1输出上限P1_lim与目标通过电力Pcnv_cmd的和减去需求辅机电力Paux来计算目标驱动电力Pmot_cmd。由此，第1电池B1的输出电力为第1输出上限P1_lim，且不超过此第1输出上限P1_lim。

接着，在S9中，管理ECU71生成与S4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ECU73，转至S10。转换器ECU73基于此通过电力指令信号操作电压转换器5。由此，将对应于目标通过电力Pcnv_cmd的电力从第2电池B2输出至第1电力电路2。

接着，在S10中，管理ECU71基于目标驱动电力Pmot_cmd生成转矩指令信号，并将其发送给马达ECU72，电力管理处理结束。更具体而言，管理ECU71通过将目标驱动电力Pmot_cmd转换为转矩来计算目标驱动转矩，并生成与此目标驱动转矩相应的转矩指令信号。马达ECU72基于此转矩指令信号操作电力转换器43。由此，将与目标驱动电力Pmot_cmd对应的电力从第1电力电路2输出至驱动马达M。如此一来，在管理ECU71中，通过基于经过S7或S8的处理计算出的目标驱动电力Pmot_cmd生成转矩指令信号，从第1电池B1输出的电力不会超过第1输出上限P1_lim。

图5为示出通过管理ECU71计算电压转换器5中针对通过电力的目标通过电力Pcnv_cmd的程序的流程图。

首先，在S21中，管理ECU71判定第2电池B2的输出限制要求标志的值是否为“1”。此第2电池B2的输出限制要求标志是一种表示对第2电池B2的输出电力要求加以限制的状态的标志，其是通过第2电池ECU75的未图示的处理进行更新。普通电池若在温度过高的状态下放电，则存在促进劣化的可能性。因此，第2电池ECU75在第2电池B2的温度高于劣化抑制温度的情况下，为了防止此第2电池B2劣化，应该要求对第2电池B2限制输出，将输出限制要求标志的值设为“1”。另外，第2电池ECU75在第2电池B2的温度为劣化抑制温度以下的情况下，应该解除第2电池B2的输出限制，将输出限制要求标志的值复位为“0”。管理ECU71在S21中的判定结果为否的情况下转至S22，为是的情况下转至S25。

在S22中，管理ECU71判定第2接触器32p、32n是否断开，即判定是否为第2接触器32p、32n打开且第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断的状态。管理ECU71在S22的判定结果为是的情况下，转至S23，应接通第2接触器32p、32n，在向第2电池ECU75发送接通第2接触器32p、32n的指令后，转至S24。另外，管理ECU71在S22的判定结果为否的情况下，保持第2接触器32p、32n接通并转至S24。

在S24中，管理ECU71基于规定的算法计算出目标通过电力Pcnv_cmd后，返回到图4的S5。更具体而言，管理ECU71基于从第1电池ECU74发送的表示第1电池B1的内部状态的参数相关的信息、从第2电池ECU75发送的表示第2电池B2的内部状态的参数相关的信息以及需求驱动电力Pmot_d等，计算目标通过电力Pcnv_cmd。即，管理ECU71在例如加速时要求从第2电池B2输出电力的情况下且第2电池B2的充电率充分的情况下，将目标通过电力Pcnv_cmd设为正的规定值，从第2电池B2输出电力。另外，管理ECU71在例如第2电池B2的充电率降低且要求第2电池B2充电的情况下，将目标通过电力Pcnv_cmd设为负的规定值，将第1电力电路2的部分电力供给至第2电池B2。

在S25中，管理ECU71判定第2接触器32p、32n是否断开。管理ECU71在S25的判定结果为否的情况下，执行阻断判定处理(参照S26)，即在与第1电池B1或第2电池B2等的状态相对应的适当时机断开第2接触器32p、32n，然后返回到图4的S5。另外，管理ECU71在S25的判定结果为是的情况下，执行复位判定处理(参照S27)，即在与第1电池B1或第2电池B2等的状态相对应的适当时机接通第2接触器32p、32n，然后返回到图4的S5。

图6为示出阻断判定处理的具体程序的流程图。

首先，在S31中，管理ECU71基于从第1电池ECU74发送的表示第1电池B1的内部状态的各种参数，计算相当于第1电池B1的闭路电压下限的第1闭路电压下限CCVmin1，并转至S32。更具体而言，管理ECU71是按照下文中参照图7说明的程序计算第1闭路电压下限CCVmin1。

接着，在S32中，管理ECU71基于从第2电池ECU75发送的表示第2电池B2的内部状态的各种参数，计算相当于第2电池B2的闭路电压下限的第2闭路电压下限CCVmin2，并转至S33。更具体而言，管理ECU71是按照下文中参照图8说明的程序计算第2闭路电压下限CCVmin2。

接着，在S33中，管理ECU71判定从第1闭路电压下限CCVmin1减去第2闭路电压下限CCVmin2得到的电压差是否在为正值的第1电压差阈值A以上。

管理ECU71在S33中的判定结果为是的情况下判断出：第1闭路电压下限CCVmin1充分高于第2闭路电压下限CCVmin2，即使不断开第2接触器32p、32n，也不会从第2电力电路3向第1电力电路2流动非所期的电流，并转至S34。在S34中，管理ECU71在对第2电池B2要求的输出限制的范围内计算目标通过电力Pcnv_cmd，并返回到图4的S5。

管理ECU71在S33中的判定结果为否的情况下，即在第1闭路电压下限CCVmin1与第2闭路电压下限CCVmin2的电压差未达到第1电压差阈值A的情况下判断出：如果不断开第2接触器32p、32n，则存在从第2电力电路3向第1电力电路2流动非所期的电流的可能性，并转至S35。

在S35中，管理ECU71在断开第2接触器32p、32n之前应该将电压转换器5的通过电力降低到0附近，将目标通过电力Pcnv_cmd设为0，并转至步骤S36。

在S36中，管理ECU71基于电流传感器33的检测信号，计算相当于第2电池B2的输入输出电力的电压转换器5的实际通过电力Pwp，并转至步骤S37。在S37中，管理ECU71判定实际通过电力Pwp的绝对值是否在被设定为略大于0的电力阈值B以下。

管理ECU71在S36中的判定结果为否的情况下，即尽管在S35中将目标通过电力Pcnv_cmd设定为0，而实际通过电力Pwp的绝对值并未降低至电力阈值B以下的情况下，应该等待实际通过电力Pwp的绝对值向电力阈值B以下降低，维持第2接触器32p、32n接通并返回到图4的S5。

管理ECU71在S36中的判定结果为是的情况下，即实际通过电力Pwp的绝对值已降低至电力阈值B以下的情况下，转至S38。在S38中，管理ECU71应该断开第2接触器32p、32n，在向第2电池ECU75发送断开第2接触器32p、32n的指令后，返回到图4的S5。

图7为示出计算第1电池B1的第1闭路电压下限CCVmin1的程序的流程图。

管理ECU71从第1电池ECU74获取到第1电池B1的内部电阻R1(参照S41)、第1电池B1的闭路电压CCV1(参照S42)以及第1电池B1的电流I1(参照S43)后，基于下式(1)计算第1电池B1的静态电压OCV1(参照S44)。

[数式1]

OCV1＝CCV1-I1·R1 (1)

接着，管理ECU71从第1电池ECU74获取到第1电池B1的第1输出上限P1_lim(参照S45)以及第1电池B1的多个电芯电压的最低值即最低电芯电压VCmin1(参照S46)后，基于下式(2)计算第1电池B1的第1高输出时电压CCVlim1(参照S47)。另外，第1高输出时电压CCVlim1相当于将第1电池B1的输出作为第1输出上限P1_lim时的第1电池B1的闭路电压。

[数式2]

接着，如下式(3)所示，管理ECU71将最低电芯电压VCmin1乘以第1电池B1的电芯数量NC1得到的电压和第1高输出时电压CCVlim1中较小的一方作为第1闭路电压下限CCVmin1，图7所示的处理结束(参照S48)。

[数式3]

CCVmin1＝min(VCmin1.NC1.CCVIimI)(3)

图8为示出计算第2电池B2的第2闭路电压下限CCVmin2的程序的流程图。

管理ECU71从第2电池ECU75获取到第2电池B2的内部电阻R2(参照S51)、第2电池B2的闭路电压CCV2(参照S52)以及第2电池B2的电流I2(参照S53)后，基于下式(4)计算第2电池B2的静态电压OCV2(参照S54)。

[数式4]

OCV2＝CCV2-I2·R2 (4)

接着，管理ECU71从第2电池ECU75获取到第2电池B2的第2输出上限P2_lim(参照S55)以及第2电池B2的多个电芯电压的最低值即最低电芯电压VCmin2(参照S56)后，基于下式(5)计算第2电池B2的第2高输出时电压CCVlim2(参照S57)。另外，第2高输出时电压CCVlim2相当于将第2电池B2的输出作为第2输出上限P2_lim时的第2电池B2的闭路电压。

[数式5]

接着，如下式(6)所示，管理ECU71将最低电芯电压VCmin2乘以第2电池B2的电芯数量NC2得到的电压和第2高输出时电压CCVlim2中较小的一方作为第2闭路电压下限CCVmin2，图8所示的处理结束(参照S58)。

[数式6]

CCVmin2＝min(VCmin2·NC2，CCVlim2) (6)

图9为示出复位判定处理的具体程序的流程图。

首先，在S61中，管理ECU71按照参照图7说明的程序，计算第1电池B1的第1闭路电压下限CCVmin1，并转至S61。接着，在S62中，管理ECU71按照参照图8说明的程序，计算第2电池B2的第2闭路电压下限CCVmin2，并转至S63。

接着，在S63中，管理ECU71判定从第1闭路电压下限CCVmin1减去第2闭路电压下限CCVmin2得到的电压差是否在为正值的第2电压差阈值C以上。另外，为了防止第2接触器32p、32n摆动，第2电压差阈值C被设定为略大于第1电压差阈值A。

管理ECU71在S63中的判定结果为否的情况下，即第1闭路电压下限CCVmin1与第2闭路电压下限CCVmin2的电压差未达到第2电压差阈值C的情况下判断出：如果接通第2接触器32p、32n，则存在从第2电力电路3向第1电力电路2流动非所期的电流的可能性，并转至S64。在S64中，管理ECU71将第2接触器32p、32n维持断开并将目标通过电力Pcnv_cmd设为0后，返回到图4的S5。

管理ECU71在S63中的判定结果为是的情况下判断出：第1闭路电压下限CCVmin1充分高于第2闭路电压下限CCVmin2，即使接通第2接触器32p、32n，也不会从第2电力电路3向第1电力电路2流动非所期的电流，并转至S65。在S65中，管理ECU71应该接通第2接触器32p、32n，在向第2电池ECU75发送接通第2接触器32p、32n的指令后，转至S66。在S66中，管理ECU71在对第2电池B2要求的输出限制的范围内计算目标通过电力Pcnv_cmd，并返回到图4的S5。

如上所述，在图5～图9所示的处理中，管理ECU71在第2电池B2受到输出限制要求期间(参照图5的S21)，在第1闭路电压下限CCVmin1与第2闭路电压下限CCVmin2的电压差未达到第1电压差阈值A的情况下(参照图6的S33)，操作电压转换器5使实际通过电力Pwp的绝对值达到电力阈值B以下(参照图6的S35～S37)，当实际通过电力Pwp的绝对值达到电力阈值B以下后，将第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断(参照图6的S38)。另外，管理ECU71通过以上程序将第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断后，在第2电池B2的输出限制被解除的情况下(参照图5的S21)，或者在第1闭路电压下限CCVmin1与第2闭路电压下限CCVmin2的电压差达到第2电压差阈值C以上的情况下(参照图9的S63)，将第2电池B2与第2电力线31p、31n连接(参照图5的S23及图9的S64)。

根据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，将第1电力电路2与第2电力电路3利用电压转换器5连接，并将第1电力电路2与驱动马达M利用电力转换器43连接，所述第1电力电路2具有第1电池B1，所述第2电力电路3具有第2电池B2，所述第2电池B2的针对闭路电压的使用电压范围与第1电池B1重复且静态电压低于第1电池B1。电子控制单元组7基于驱动马达M的需求驱动电力Pmot_d来对电力转换器43、电压转换器5及第2电力电路3进行操作。在这种电源系统1中，例如当根据加速要求而需求驱动电力Pmot_d增加时，电子控制单元组7对电力转换器43或电压转换器5进行操作并将从第1电池B1输出的电力与从第2电池B2输出的电力合成，以将与需求驱动电力Pmot_d相应的输出电力从电力转换器43供给至驱动马达M。在此，因为某种理由而期望抑制(包括禁止)从第2电池B2放电的情况下，电子控制单元组7对电压转换器5或电力转换器43进行操作，以通过从第1电池B1输出的电力来提供全部或大部分的需求驱动电力Pmot_d。但是，当第1电池B1中流动的电流增加时，存在第1电池B1的闭路电压变得低于第2电池B2的静态电压，导致从第2电池B2非所期地输出电力的情况。对此，在本发明中，在第2电池B2受到输出限制要求期间，在第1电池B1的第1闭路电压下限CCVmin1与第2电池B2的第2闭路电压下限CCVmin2的电压差未达到第1电压差阈值A的情况下，将第2电池B2从第2电力电路3的第2电力线31p、31n阻断。因此，根据电源系统1，第2电池B2可以切实地从第2电力线31p、31n甚至第1电力电路2切开，所以能够切实地抑制来自第2电池B2的非所期的放电。另外，根据电源系统1，无需像本申请案申请人提出的日本专利特开2020-162251号公报所记载的电源系统那样抑制第1电池B1的输出电力，因此不仅能够抑制来自第2电池B2的非所期的放电，还能持续向驱动马达M供给需求驱动电力Pmot_d。

(2)在电源系统1中，电子控制单元组7在第2电池B2受到输出限制要求期间，在上述电压差未达到第1电压差阈值A的情况下，操作电压转换器5使电压转换器5的实际通过电力Pwp的绝对值达到电力阈值B以下，当实际通过电力Pwp达到电力阈值B以下后，将第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断。由此，通过在第2电池B2中流动着放电电流或充电电流的状态下将第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断，可抑制给车辆行为造成的影响。

(3)在电源系统1中，电子控制单元组7在将第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断后，在第2电池B2的输出限制被解除的情况下，或者在电压差达到第2电压差阈值C以上的情况下，将第2电池B2与第2电力线31p、31n连接。由此可在有需要的情况下快速地从第2电池B2向第1电力电路2供给电力。

(4)在电源系统1中，管理ECU71计算第1电池B1及第2电池B2的闭路电压的下限作为第1闭路电压下限CCVmin1及第2闭路电压下限CCVmin2。由此能够在适当的时机将第2电池B2从第2电力线31p、31n阻断，以能够切实地抑制来自第2电池B2的非所期的放电。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。可以在本发明的主旨范围内对细节的构造进行适当变更。

附图标记

V：车辆

M：驱动马达(旋转电机)

P：踏板类(需求电力获取构件)

1：电源系统

2：第1电力电路

21p、21n：第1电力线

22p、22n：第1接触器

B1：第1电池(第1蓄电装置)

3：第2电力电路(第2电力电路)

31p、31n：第2电力线

32p、32n：第2接触器

33：电流传感器

B2：第2电池(第2蓄电装置)

43：电力转换器

5：电压转换器

7：电子控制单元组(电力控制构件、第1电压获取构件、第2电压获取构件)

71：管理ECU(需求电力获取构件)

72：马达ECU

73：转换器ECU

74：第1电池ECU

75：第2电池ECU

81：第1电池传感器单元(第1电压获取构件)

82：第2电池传感器单元(第2电压获取构件)

Claims (5)

1.一种电源系统，具备：

第1电力电路，其具有第1蓄电装置及此第1蓄电装置所连接的第1电力线；

第2电力电路，其具有第2蓄电装置及此第2蓄电装置所连接的第2电力线，所述第2蓄电装置的针对闭路电压的使用电压范围与所述第1蓄电装置重复且静态电压低于所述第1蓄电装置；

电压转换器，其在所述第1电力线与所述第2电力线之间转换电压；

电力转换器，其在所述第1电力线与旋转电机之间转换电力；

第1电压获取构件，其获取所述第1蓄电装置的第1电压；

第2电压获取构件，其获取所述第2蓄电装置的第2电压；

需求电力获取构件，其获取所述旋转电机的需求电力；以及

电力控制构件，其基于所述需求电力对所述电力转换器、所述电压转换器及所述第2电力电路进行操作；

所述电源系统的特征在于：

所述电力控制构件在所述第2蓄电装置受到输出限制要求期间，所述第1电压与所述第2电压的电压差未达到第1电压差阈值的情况下，将所述第2蓄电装置从所述第2电力线阻断。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于：

所述电力控制构件在所述第2蓄电装置受到输出限制要求期间，所述电压差未达到所述第1电压差阈值的情况下，操作所述电压转换器使所述第2蓄电装置的输入输出电力的绝对值达到电力阈值以下，当所述第2蓄电装置的输入输出电力达到所述电力阈值以下后，将所述第2蓄电装置从所述第2电力线阻断。

3.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于：

所述电力控制构件在将所述第2蓄电装置从所述第2电力线阻断后，所述第2蓄电装置的输出限制被解除的情况下，或者所述电压差达到第2电压差阈值以上的情况下，将所述第2蓄电装置连接至所述第2电力线。

4.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于：

所述第1及第2电压获取构件分别获取所述第1及第2蓄电装置的闭路电压的下限，来作为所述第1及第2电压。

5.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于：

所述第1及第2电压获取构件分别获取所述第1及第2蓄电装置的闭路电压的下限，来作为所述第1及第2电压。

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