CN1939766B - 电力控制装置、电动车以及电力系统的电力控制方法 - Google Patents

Abstract

当车辆再生制动时产生不能充到蓄电装置(B)中的剩余电力(ΔW)时，采用第一与第二变换器(20，30)中每一个的零电压向量在第一与第二中性点(N1，N2)之间产生电压，且所产生的剩余电力(ΔW)由连接在第一与第二中性点(N1，N2)之间的电阻(50)消耗。根据剩余电力(ΔW)，采用电阻(50)的电阻值，计算在第一与第二中性点(N1，N2)之间产生的电压。

Description

电力控制装置、电动车以及电力系统的电力控制方法

本非临时性申请基于2005年9月29日在日本特许厅提交的日本专利申请2005-285043，其全部内容并入此处作为参考。

技术领域

本发明涉及一种电力控制装置和一种电动车，特别涉及电动车再生制动时的电力控制。

背景技术

在采用电机作为动力源行驶的混合车辆或电气车辆等电动车中，在车辆制动时，通常进行再生制动，其中，电机由来自驱动轮的旋转力旋转以便进行再生发电，并且，与再生电力对应的制动力用作车辆的制动力。

例如，当车辆高速行驶在长下坡上时，再生电力增大到超过电池所能接收的量，例如电池或变换器等电气装置可能受到影响。

鉴于上述情况，日本专利公开2004-254465公开了一种再生制动装置，其中，对再生制动时产生的剩余电力进行适当处理以防止对电池的不良影响。在这种再生制动装置中，当再生制动使得产生超出电池的适当充电电力的剩余电力时，根据剩余电力的大小，从多个电气负载中选择剩余电力消耗负载，并由所选择的剩余电力消耗负载消耗剩余电力。

在这种再生制动装置中，可消耗剩余电力而不产生这类问题：当电气负载——向该电气负载释放剩余电力——已在运行时、剩余电力不能被用完，或者必须提供仅用于消耗剩余电力的电气负载。结果，不能通过简单的结构防止对电池上产生的不良影响。

然而，日本专利公开2004-254465公开的再生制动装置简单地按照剩余电力的大小来结合电气负载，且不可能按照剩余电力的大小连续地控制由剩余电力消耗负载消耗的电力量。因此，剩余电力仍有可能不能充分用尽，或者可能浪费过多的电力。

发明内容

完成本发明以解决上述问题，且本发明的目标在于提供一种电力控制装置，该装置能够根据车辆再生制动时所产生的剩余电力，连续控制由电气负载消耗的电力量。

本发明的另一目标在于提供一种电动车，其中，可根据车辆再生制动时所产生的剩余电力连续控制由电气负载消耗的电力量。

本发明提供了一种电动车，该车辆包含：第一多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第一多相绕组；第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第二多相绕组；驱动轮，其机械连结到第二多相AC电机的旋转轴；蓄电装置，其由第一多相AC电机与第二多相AC电机中的至少一个产生的再生电力进行充电；电气负载，其电气连接在第一多相绕组的第一中性点与第二多相绕组的第二中性点之间；第一与第二变换器，其分别连接到所述第一多相绕组与所述第二多相绕组；控制器，其执行一系列的操作，其中，所述控制器：计算剩余电力，所述剩余电力对应于从所述再生电力中减去充进所述蓄电装置中的电力所得到的剩余，所述再生电力由所述第二多相AC电机在所述车辆制动运行时采用所述车辆的动能产生；基于计算得到的剩余电力，产生用于在所述第一中性点与所述第二中性点之间产生电压差的指令电压值；控制所述第一变换器与所述第二变换器，使得根据所述指令电压值的电压差在所述第一中性点与所述第二中性点之间产生。

在根据本发明的电动车中，第二多相AC电机进行再生制动，接收来自驱动轮的旋转力。这里，当发生超过蓄电装置最大充电容量的再生发电时，产生剩余电力。根据剩余电力，对第一与第二中性点之间的电压进行控制，并且所产生的剩余电力由电气负载消耗。

因此，根据本发明的电动车，可根据再生制动时产生的剩余电力连续控制由电气负载所消耗的电力量。结果，可由电气负载既不太多也不太少地消耗所产生的剩余电力。

如上所述，通过本发明，根据车辆再生制动时所产生的剩余电力，对第一与第二中性点——电气负载被连接到其上——之间的电压进行控制。因此，可根据剩余电力连续地控制由电气负载所消耗的电力量。结果，可由电气负载既不太多也不太少地消耗再生制动时所产生的剩余电力。

结合附图，通过阅读下文对本发明的详细介绍，可更加明了本发明的上述和其他目标、特点、实施形态以及优点。

附图说明

图1为混合车辆的总体框图，该车辆作为根据本发明实施例的电动车的实例示出；

图2为一电路图，其描绘了图1所示的电动发电机与变换器的零相等效电路(zero-phase equivalent circuit)；

图3为图1所示控制器的功能性框图；

图4为图3所示剩余电力控制单元以及第一与第二变换器控制单元详细的功能性框图；

图5为一流程图，其描绘了由图3、图4所示剩余电力控制单元所执行过程的控制结构。

具体实施方式

下面将参照附图详细介绍本发明的实施例。贯穿附图始终，相同或对应的部分用同样的附图标号表示，并且不对其进行重复介绍。

图1为混合车辆100的总体框图。混合车辆100作为根据本发明实施例的电动车的实例示出。参照图1，混合车辆100包含发动机4、电动发电机MG1与MG2、动力分配装置3以及车轮2。另外，混合车辆100包含蓄电装置B、升压转换器10、变换器20与30、控制器60、电容器C1与C2、电源线PL1与PL2、接地线SL、U相线UL1与UL2、V相线VL1与VL2、W相线WL1与WL2、电压传感器70与72、电流传感器80与82。混合车辆100还包含电力线DCL1与DCL2、继电器电路40以及电阻50。

混合车辆100将发动机4和电动发电机MG2用作动力源行驶。动力分配装置3连结到发动机4以及电动发电机MG1与MG2，并在它们之间分配动力。举例而言，具有恒星齿轮、行星齿轮架、环形齿轮的三个旋转轴的行星齿轮可用作动力分配装置3。这三个旋转轴分别连结到发动机4的以及电动发电机MG1与MG2的相应的旋转轴。例如，通过使电动发电机MG1的转子中空并使发动机4的曲轴经过其中，可以将发动机4以及电动发电机MG1与MG2机械连结到动力分配装置3。

电动发电机MG2的旋转轴通过未示出的传动齿轮(running gear)或减速齿轮连结到车轮2。动力分配装置3内部可另外装有用于电动发电机MG2旋转轴的减速器。

电动发电机MG1装在混合车辆100中，作为由发动机4驱动的发电机运行，以及作为能够起动发动机4的运行的电动机运行。电动发电机MG2作为驱动车轮2的电机装在混合车辆100中。

蓄电装置B的正极连接到电源线PL1，负极连接到接地线SL。电容器C1连接在电源线PL1与接地线SL之间。

升压转换器10包含电抗器L、npn晶体管Q1与Q2以及二极管D1与D2。npn晶体管Q1与Q2串联连接在电源线PL2与接地线SL之间。在npn晶体管Q1与Q2的集电极和发射极之间，分别接有二极管D1与D2，使电流从发射极侧流向集电极侧。电抗器L一端连接到npn晶体管Q1与Q2之间的节点，另一端连接到电源线PL1。

IGBT(绝缘栅双极晶体管)可用作上述npn晶体管以及本说明书中下面将要介绍的其他npn晶体管。另外，可采用例如功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等功率开关元件代替npn晶体管。

电容器C2连接在电源线PL2与接地线SL之间。变换器20包含U相臂22、V相臂24和W相臂26。U相臂22、V相臂24和W相臂26并联连接在电源线PL2和接地线SL之间。U相臂22由串联连接的npn晶体管Q11与Q12组成，V相臂24由串联连接的npn晶体管Q13与Q14组成，W相臂26由串联连接的npn晶体管Q15与Q16组成。在npn晶体管Q11至Q16的集电极与发射极之间，分别接有二极管D11至D16，使电流从发射极侧流向集电极侧。

电动发电机MG1包含作为定子线圈的三相线圈12。组成三相线圈12的U相线圈U1、V相线圈V1和W相线圈W1的一端连接在一起、形成中性点N1，并且，U相线圈U1、V相线圈V1和W相线圈W1的另一端分别连接到变换器20的U相臂22、V相臂24以及W相臂26的上下臂之间相应的节点。

变换器30包含U相臂32、V相臂34和W相臂36。电动发电机MG2包含作为定子线圈的三相线圈14。变换器30和电动发电机MG2分别具有与变换器20和电动发电机MG1相同的结构。

继电器电路40包含继电器RY1和RY2。电力线DCL1的一端连接到中性点N1，另一端连接到继电器RY1的一端。另外，电力线DCL2的一端连接到中性点N2，另一端连接到继电器RY2的一端。另外，电阻50的一端连接到继电器RY1的另一端，电阻50的另一端连接到继电器RY2的另一端。

蓄电装置B为可再充电的DC电源，例如镍氢化物或锂离子二次电池。蓄电装置B将DC电力输出到升压转换器10。另外，蓄电装置B由升压转换器10进行充电。注意，大容量电容器可用作蓄电装置B。

电压传感器70检测蓄电装置B的电压VB，并将所检测到的电压VB输出到控制器60。电容器C1对电源线PL1与接地线SL之间的电压变化进行平滑。

根据来自控制器60的信号PWC，升压转换器60采用电抗器L对接收自蓄电装置B的DC电压进行升压，并将升压后的电压供到电源线PL2。具体而言，根据来自控制器60的信号PWC，升压转换器10将根据npn晶体管Q2的开关操作流动的电流在电抗器L中累积为磁场能量，由此对来自蓄电装置B的DC电压进行升压。接着，升压转换器10将升压后的电压与npn晶体管Q2的关断定时(OFF-timing)同时地经二极管D1输出到电源线PL2。另外，根据来自控制器60的信号PWC，升压转换器10对供自电源线PL2的DC电压进行降压，以便对蓄电装置B充电。

电容器C2对电源线PL2与接地线SL之间的电压变化进行平滑。电压传感器72检测电容器C2的端子之间的电压，即电源线PL2相对于接地线SL的电压VH，并将检测到的电压VH输出到控制器60。

根据来自控制器60的信号PWM1，变换器20将接收自电源线PL2的DC电压变换为三相AC电压，并将变换得到的三相AC电压输出到电动发电机MG1。另外，根据来自控制器60的信号PWM1，变换器20将电动发电机MG1——其接收来自发动机4的动力——所产生的三相AC电压变换为DC电压，并将变换得到的DC电压输出到电源线PL2。

根据来自控制器60的信号PWM2，变换器30将接收自电源线PL2的DC电压变换为三相AC电压，并将变换得到的三相AC电压输出到电动发电机MG2。另外，根据来自控制器60的信号PWM2，变换器30将车辆再生制动时电动发电机MG2——其接收车轮2的旋转力——所产生的三相AC电压变换为DC电压，并将变换得到的DC电压输出到电源线PL2。

这里，当电动发电机MG2在车辆再生制动期间产生不能充到蓄电装置B中的再生电力时，分别基于来自控制器60的信号PWM1与PWM2，变换器20与30在中性点N1和N2之间产生电压。具体而言，当车辆再生制动期间电动发电机MG2产生超过蓄电装置B的最大充电电力的再生电力时(下文将过多的电力称为“剩余电力”)，在中性点N1与N2之间产生与剩余电力对应的电压，使得剩余电力由连接在中性点N1与N2之间的电阻50消耗。

各电动发电机MG1与MG2为三相AC电机，举例而言，用IPM(内嵌式永磁)型三相AC同步电机实现。电动发电机MG1连结到发动机4，采用发动机4的动力产生三相AC电压，并将所产生的三相AC电压输出到变换器20。另外，电动发电机MG1用接收自变换器20的三相AC电压产生驱动力并起动发动机4。电动发电机MG2连结到车辆的车轮2，并用接收自变换器30的三相AC电压产生车辆驱动转矩。另外，在车辆再生制动时，电动发电机MG2产生三相AC电压并将该电压输出到变换器30。

继电器电路40的继电器RY1和RY2将电力线DCL1和DCL2连接到电阻50/从电阻50断开。在接收到来自控制器60的输出允许指令EN的情况下，继电器电路40开通继电器RY1和RY2，将电力线DCL1与DCL2电气连接到电阻50。

当车辆再生制动时产生剩余电力时，电阻50消耗通过电力线DCL1与DCL2由电动发电机MG1与MG2的中性点N1与N2施加的电力。例如，加热器可用作电阻50。

电流传感器80检测流经电动发电机MG1的电机电流MCRT1，并将检测到的电机电流MCRT1输出到控制器60。电流传感器82检测流经电动发电机MG2的电机电流MCRT2，并将检测到的电机电流MCRT2输出到控制器60。

基于输出自未示出的ECU(电子控制单元)的、电动发电机MG1与MG2的转矩指令值TR1与TR2以及电机旋转数MRN1与MRN2，并基于来自电压传感器70的电压VB以及来自电压传感器72的电压VH，控制器60产生用于驱动升压转换器10的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压转换器10。

另外，基于电压VH、电动发电机MG1的转矩指令值TR1以及来自电流传感器80的电机电流MCRT1，控制器60产生用于驱动电动发电机MG1的信号PWM1，并将所产生的信号PWM1输出到变换器20。另外，基于电压VH、电动发电机MG2的转矩指令值TR2以及来自电流传感器82的电机电流MCRT2，控制器60产生用于驱动电动发电机MG2的信号PWM2，并将所产生的信号PWM2输出到变换器30。

另外，控制器60接收来自制动开关(未示出，以下相同)的信号BS，并接收来自传感器(未示出，以下相同)的、表示制动踏板操作量的信号BOP，其中，该传感器对制动踏板的操作量(踏下踏板的量)进行检测。在接收到表示驾驶者操作制动踏板的、H(逻辑高)电平的信号BS的情况下，控制器60判断电动发电机MG2的再生制动是否会产生剩余电力。如果判断为将会产生剩余电力，控制器60产生指令电压，以便在中性点N1与N2之间产生用于由电阻50消耗剩余电力的必要的电压，并用该指令电压产生用于变换器20与30的信号PWM1与PWM2。另外，在接收到H电平的信号BS的情况下，控制器60将输出允许指令EN输出到继电器电路40。

图2示出了图1所示电动发电机MG1与MG2以及变换器20与30的零相等效电路。参照图2，在作为三相变换器的各变换器20与30中，存在六个npn晶体管开通/关断的八种不同的组合方式。在八种开关方式中的两种方式下，相间电压达到零，且这样的电压状态被称为“零电压向量(zero-voltage vector)”。对于零电压向量，对应于上臂的三个晶体管可被视为处于相同的开关状态(全部开通或全部关断)，并且，对应于下臂的三个晶体管也可被视为处于相同的开关状态。因此，在图2中，变换器20的npn晶体管Q11、Q13和Q15被概括表示为上臂20A，而变换器20的npn晶体管Q12、Q14和Q16被概括表示为下臂20B。类似地，变换器30的npn晶体管Q21、Q23和Q25被概括表示为上臂30A，而变换器30的npn晶体管Q22、Q24和Q26被概括表示为下臂30B。

在各变换器20与30中，采用零电压向量，可以控制所对应的中性点的电位，而不会改变所对应的电动发电机的d轴与q轴电流，也就是说，不会导致对电动发电机的转矩控制的任何影响。

因此，当车辆再生制动时产生不能充到蓄电装置B中的剩余电力时，采用各变换器20与30的零电压向量，在中性点N1与N2之间产生电压差，且所产生的剩余电力由连接在中性点N1与N2之间的电阻50消耗。采用电阻50的电阻值，计算在中性点N1与N2之间产生的、与剩余电力对应的电压差。因此，在不对电动发电机MG2的再生转矩控制产生任何影响的情况下，也即在保持电动发电机MG2的再生制动力的同时，所产生的剩余电力能由电阻50既不太多也不太少地消耗掉。

图3是图1所示控制器60的功能性框图。参照图3，控制器60包含转换器控制单元61、第一变换器控制单元62、第二变换器控制单元63以及剩余电力控制单元64。基于来自电压传感器70的电压VB、来自电压传感器72的电压VH、转矩指令值TR1与TR2以及电机旋转数MRN1与MRN2，转换器控制单元61产生用于开通/关断升压转换器10的npn晶体管Q1与Q2的信号PWC，并将所产生的信号PWC输出到升压转换器10。

基于转矩指令值TR1、电动发电机MG1的电机电流MCRT1与电机旋转数MRN1、电压VH，第一变换器控制单元62产生用于开通/关断变换器20的npn晶体管Q11至Q16的信号PWM1，并将所产生的信号PWM1输出到变换器20。

基于转矩指令值TR2、电动发电机MG2的电机电流MCRT2与电机旋转数MRN2、电压VH，第二变换器控制单元63产生用于开通/关断变换器30的npn晶体管Q21至Q26的信号PWM2，并将所产生的信号PWM2输出到变换器30。

这里，在接收到来自剩余电力控制单元64的、用于在中性点N1与N2之间产生电压——该电压对应于剩余电力——的指令电压值的情况下，第一与第二变换器控制单元62与63分别通过改变变换器20与30的零电压向量产生信号PWM1与PWM2。

基于来自制动开关的信号BS、来自传感器——该传感器检测制动踏板的操作量——的信号BOP、电动发电机MG2的电机旋转数MRN2，剩余电力控制单元64计算在电动发电机MG2再生制动期间产生的剩余电力；并基于剩余电力与电阻50的电阻值，产生用于在中性点N1与N2之间产生电压的指令电压值。接着，剩余电力控制单元64将该指令电压值输出到第一与第二变换器控制单元62与63。另外，当产生剩余电力时，剩余电力控制单元64将输出允许指令EN输出到继电器电路40。

图4为图3所示第一与第二变换器控制单元62与63以及剩余电力控制单元64的详细的功能性框图。参照图4，第一变换器控制单元62包含电流转换单元102、MG1指令电流计算单元104、PI控制单元106与108、转换单元110以及PWM信号产生单元114。

采用电动发电机MG1的电机旋转数MRN1，电流转换单元102将电流传感器80检测到的U相电流Iu1与V相电流Iv1转换为d轴电流Id1与q轴电流Iq1。基于电动发电机MG1的转矩指令值TR1，MG1指令电流计算单元104计算在d轴和q轴上的、电动发电机MG1的指令电流Id1r和Iq1r。

PI控制单元106接收在来自电流转换单元102的d轴电流Id1与来自MG1指令电流计算单元104的指令电流Id1r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分处理，并将处理结果输出到转换单元110。PI控制单元108接收在来自电流转换单元102的q轴电流Iq1与来自MG1指令电流计算单元104的指令电流Iq1r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分处理，并将处理结果输出到转换单元110。

采用电机旋转数MRN1，转换单元110分别将接收自PI控制单元106与108的d轴与q轴上的指令电压转换为用于电动发电机MG1的U、V以及W相指令电压。

基于来自电压传感器72的电压VH，并基于指令电压——其通过将来自剩余电力控制单元64的指令电压值分别叠加到来自转换单元110的U、V以及W相指令电压上得到，PWM信号产生单元114产生对应于变换器20的PWM信号Pu1、Pv1以及Pw1，并将所产生的信号Pu1、Pv1以及Pw1作为信号PWM1输出到变换器20。

这里，将来自剩余电力控制单元64的指令电压值一致地叠加到来自转换单元110的、用于电动发电机MG1的U、V以及W相指令电压对应于基于来自剩余电力控制单元64的指令电压值改变变换器20的零电压向量。

第二变换器控制单元63包含电流转换单元122、MG2指令电流计算单元124、PI控制单元126与128、转换单元130以及PWM信号产生单元134。采用电动发电机MG2的电机旋转数MRN2，电流转换单元122将电流传感器82检测到的U相电流Iu2与V相电流Iv2转换为d轴电流Id2与q轴电流Iq2。基于电动发电机MG2的转矩指令值TR2，MG2指令电流计算单元124计算在d轴和q轴上的、电动发电机MG2的指令电流Id2r和Iq2r。

PI控制单元126接收在来自电流转换单元122的d轴电流Id2与来自MG2指令电流计算单元124的指令电流Id2r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分处理，并将处理结果输出到转换单元130。PI控制单元128接收在来自电流转换单元122的q轴电流Iq2与来自MG2指令电流计算单元124的指令电流Iq2r之间的偏差，将该偏差用作输入进行比例积分处理，并将处理结果输出到转换单元130。

采用电机旋转数MRN2，转换单元130分别将接收自PI控制单元126与128的d轴与q轴上的指令电压转换为用于电动发电机MG2的U、V以及W相指令电压。

基于电压VH，并基于指令电压——其通过将来自剩余电力控制单元64的指令电压值叠加到来自转换单元130的、用于电动发电机MG2的各相指令电压上得到，PWM信号产生单元134产生对应于变换器30的PWM信号Pu2、Pv2以及Pw2，并将所产生的信号Pu2、Pv2以及Pw2作为信号PWM2输出到变换器30。

这里，将来自剩余电力控制单元64的指令电压值一致地叠加到来自转换单元130的、用于电动发电机MG2的U、V以及W相指令电压对应于基于来自剩余电力控制单元64的指令电压值改变变换器30的零电压向量。

剩余电力控制单元64包含指令计算单元142、乘法单元144以及减法单元146。基于信号BS与BOP，并基于电机旋转数MRN2，指令计算单元142以下面介绍的方法产生指令电压值VR——其用于在中性点N1与N2之间产生电压。

乘法单元144将来自指令计算单元142的指令电压值VR乘以k(k为常数，最小为零，最大为1)，并将处理结果输出到第一变换器控制单元62。减法单元146从乘法单元144的输出值中减去指令电压值VR，并将处理结果输出到第二变换器控制单元63。

具体而言，指令计算单元142计算得出的指令电压值VR被乘以k并输出到第一变换器控制单元62，乘以-(1-k)并输出到第二变换器控制单元63。具体而言，值k表示当在中性点N1与N2之间产生对应于指令电压值VR的电压时变换器20与30的电压负担率，当值k超过0.5时，变换器20上的电压负担变大，当k小于0.5时，变换器30上的电压负担变大。

电动发电机MG2进行用于产生制动力的再生转矩控制，且因此，当在中性点N1与N2之间产生电压时，希望变换器30上的电压负担较小。另一方面，当产生剩余电力时，电动发电机MG1的发电被停止，且因此，当在中性点N1与N2之间产生电压时，变换器20可承担大的电压负担。因此，通过将值k设置为1，在中性点N1与N2之间产生电压的负担可全部由变换器20承担。

当接收到L(逻辑低)电平的信号BS或当不存在剩余电力时，剩余电力控制单元64将指令电压值VR设置为零。因此，从剩余电力控制单元64向第一与第二变换器控制单元62与63输出的指令电压值为零。

图5为一流程图，其示出了图3与图4所示剩余电力控制单元64所执行的过程的控制结构。流程图的过程由控制器60的主程序调用，且每隔规定的时间段或每当满足规定条件时执行。

参照图5，基于信号BS，剩余电力控制单元64判断制动开关是否开通(步骤S10)。当信号BS处于L电平且判断为制动开关为关断时(步骤S10中的否)，剩余电力控制单元64结束运行，控制被返还给主程序。

当信号BS处于H电平且判断为制动开关为开通时(步骤S10中的是)，基于来自传感器——其检测制动踏板的操作量——的信号BOP，剩余电力控制单元64计算由电动发电机MG2产生的再生制动转矩TG。接着，剩余电力控制单元64将再生制动转矩TG乘以电动发电机MG2的旋转数MRN2，计算由电动发电机MG2产生的减速电力WG(步骤S20)。这里，减速电力WG对应于由电动发电机MG2在再生制动时产生的再生电力。

下面，基于蓄电装置B的充电状态(SOC)和温度，剩余电力控制单元64计算蓄电装置B的最大充电电力Win。定性而言，最大充电电力Win在蓄电装置B的SOC较低时变得较大，且在蓄电装置B的温度降低或升高时变得较小。接着，剩余电力控制单元64从步骤S20计算得到的减速电力WG中减去计算得出的、蓄电装置B的最大充电电力Win，计算出剩余电力ΔW(步骤S30)。

当计算得到的剩余电力ΔW为零或小于零时(步骤S40中的否)，剩余电力控制单元64判断为不产生剩余电力，并结束一系列运行，将控制返还给主程序。

当计算得到的剩余电力ΔW大于零时(步骤S40中的是)，剩余电力控制单元64计算有待在中性点N1与N2之间产生的、对应于剩余电力ΔW的电压(步骤S50)。具体而言，假设剩余电力ΔW全部由电阻50消耗，采用电阻50的电阻值R，剩余电力控制单元64根据下面的公式计算有待在中性点N1与N2之间产生的电压V。

剩余电力ΔW＝V²/R

接着，剩余电力控制单元64将根据上式计算得到的电压V作为指令电压值VR输出到第一与第二变换器控制单元62与63(步骤S60)，并将输出允许指令EN输出到继电器电路40(步骤S70)。

如上所述，根据本实施例，电阻50连接在电动发电机MG1与MG2的中性点N1与N2之间，且混合车辆100再生制动时所产生的剩余电力ΔW由电阻50消耗。由于根据所产生的剩余电力ΔW对中性点N1与N2之间产生的电压进行控制，可根据剩余电力ΔW连续地控制由电阻50消耗的电力的量。因此，剩余电力ΔW可既不太多又不太少地由电阻50消耗，并可防止对蓄电装置B或变换器20与30的不良影响。

另外，由于通过控制变换器20与30的零电压向量产生使电阻50消耗剩余电力ΔW的电压，不会影响到电动发电机MG2的再生转矩控制。因此，可在不影响电动发电机MG2的制动力的情况下，由电阻50消耗剩余电力ΔW。

另外，不必单独提供专用转换器以产生施加到消耗剩余电力ΔW的电阻50上的电压。因此，不会妨碍车辆重量或尺寸方面的缩减。

在上述实施例中，将混合车辆——其中，发动机4和电动发电机MG2被用作动力源——作为电动车的实例进行介绍。本发明同样适用于安装了至少两个电动发电机的电气车辆或燃料电池车辆。另外，本发明普遍适用于安装了至少两个电动发电机的电动车。当本发明的电动车作为电气车辆或燃料电池车辆被实施时，电动发电机MG1与MG2被连结到燃料电池车辆或电气车辆的驱动轴。

在上面的实施例中，在车辆制动运行时，由连结到车轮2的电动发电机MG2进行再生制动。在具有均连结到车轮的两个电动发电机的电动车中，在车辆制动运行时，可由两个电动发电机进行再生制动。

尽管在上面的实施例中电阻50被作为加热器实现，其还可以有其他的用途。具有已知的电阻值的其他车辆负载可用于代替电阻50。

尽管在上面的实施例中，混合车辆100包含升压转换器10，本发明同样适用于不包含升压转换器10的混合车辆100或其他电动车。

在上文中，电动发电机MG1与MG2分别对应于本发明的“第一多相AC电机”与“第二多相AC电机”，且三相线圈12与14分别对应于本发明的“第一多相绕组”与“第二多相绕组”。电阻50对应于本发明的“电气负载”，变换器20与30、电动发电机MG1与MG2以及控制器60组成本发明的“电压控制装置”。另外，继电器电路40对应于“连接单元”，车轮2对应于本发明的“驱动轮”。

尽管详细介绍和图解了本发明，可以明了，这只是为了说明和举例，并非作为限制。本发明的精神和范围仅由所附权利要求书的条款所限。

Claims (13)

1.一种电动车辆，该车辆包含：

第一多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第一多相绕组；

第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第二多相绕组；

驱动轮，其机械连结到所述第二多相AC电机的旋转轴；

蓄电装置，其由所述第一多相AC电机与所述第二多相AC电机中的至少一个产生的再生电力进行充电；

电气负载，其电气连接在所述第一多相绕组的第一中性点与所述第二多相绕组的第二中性点之间；

第一与第二变换器，其分别连接到所述第一多相绕组与所述第二多相绕组；以及

控制器，其执行一系列的操作，其中，

所述控制器：计算剩余电力，所述剩余电力对应于从所述再生电力中减去充进所述蓄电装置中的电力所得到的剩余，所述再生电力由所述第二多相AC电机在所述车辆制动运行时采用所述车辆的动能产生；基于计算得到的剩余电力，产生用于在所述第一中性点与所述第二中性点之间产生电压差的指令电压值；控制所述第一变换器与所述第二变换器，使得根据所述指令电压值的电压差在所述第一中性点与所述第二中性点之间产生。

2.一种用于电力系统的电力控制方法，其中，

所述电力系统包含：

第一多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第一多相绕组；

第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第二多相绕组；

蓄电装置，其由所述第一多相AC电机与所述第二多相AC电机中的至少一个产生的再生电力进行充电；

电气负载，其电气连接在所述第一多相绕组的第一中性点与所述第二多相绕组的第二中性点之间；以及

第一变换器与第二变换器，其分别连接到所述第一多相绕组与所述第二多相绕组，并在所述第一与第二中性点之间产生与指令电压值对应的电压差；

所述电力控制方法包含：

第一步骤，计算剩余电力，所述剩余电力对应于从所述再生电力中减去充进所述蓄电装置中的电力所得到的剩余；以及

第二步骤，基于所述计算得出的剩余电力计算所述指令电压值。

3.根据权利要求2的电力控制方法，其中：

所述电力系统安装在车辆上，

在所述第一步骤中，计算所述剩余电力，所述剩余电力对应于从所述再生电力中减去充进所述蓄电装置中的电力所得到的剩余，所述再生电力由所述第一多相AC电机与所述第二多相AC电机中的至少一个在所述车辆制动运行时采用所述车辆的动能产生。

4.根据权利要求3的电力控制方法，其中，

在所述第一步骤中，基于用所述车辆的动能进行再生发电的所述多相AC电机的减速转矩和旋转数，计算所述再生电力。

5.根据权利要求4的电力控制方法，其中：

在所述第一步骤中，基于计算得出的所述再生电力与可由所述蓄电装置接收的最大充电电力之间的电力差值来计算所述剩余电力。

6.根据权利要求2的电力控制方法，其中：

在所述第二步骤中，基于所述第一步骤中计算得出的所述剩余电力与所述电气负载的电阻值，计算所述指令电压值。

7.根据权利要求2的电力控制方法，其中，

所述电力系统还包含：

连接单元，其按照给定的指令将所述第一与第二中性点电气连接到所述电气负载；

所述控制方法还包含：

第四步骤，当所述剩余电力被产生时，将所述指令输出到所述连接单元。

8.一种电力控制装置，该装置包含：

第一多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第一多相绕组；

第二多相AC电机，其包含作为定子绕组的、星形连接的第二多相绕组；

蓄电装置，其由所述第一多相AC电机与所述第二多相AC电机中的至少一个产生的再生电力进行充电；

电气负载，其电气连接在所述第一多相绕组的第一中性点与所述第二多相绕组的第二中性点之间；

第一变换器与第二变换器，其分别连接到所述第一多相绕组与所述第二多相绕组；以及

控制器，其执行一系列操作；其中：

所述控制器计算剩余电力——所述剩余电力对应于从所述再生电力中减去充进所述蓄电装置中的电力所得到的剩余；基于所述计算得到的剩余电力，产生用于在所述第一与第二中性点之间产生电压差的指令电压值；并对所述第一变换器与所述第二变换器进行控制，使得在所述第一与第二中性点之间产生与所述指令电压值对应的电压差。

9.根据权利要求8的电力控制装置，其中：

所述电力控制装置安装在车辆上，

所述再生电力由所述第一多相AC电机与所述第二多相AC电机中的至少一个在所述车辆制动运行时采用所述车辆的动能产生。

10.根据权利要求9的电力控制装置，其中：

基于用所述车辆的动能进行再生发电的所述多相AC电机的减速转矩和旋转数，所述控制器计算所述再生电力。

11.根据权利要求10的电力控制装置，其中：

基于所述计算得出的再生电力与可由所述蓄电装置接收的最大充电电力之间的电力差值，所述控制器计算所述剩余电力。

12.根据权利要求8的电力控制装置，其中：

基于所述计算得出的剩余电力与所述电气负载的电阻值，所述控制器计算所述指令电压值。

13.根据权利要求8的电力控制装置，其还包含：

布置在所述电气负载和所述第一与第二中性点之间的连接单元，其按照来自所述控制器的指令将所述第一与第二中性点电气连接到所述电气负载；其中：

当所述剩余电力被产生时，所述控制器将所述指令输出到所述连接单元。

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