專利名稱：電動車輛的電源裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車輛的電源裝置及其控制方法，更特定地涉及搭載有能夠通過車輛外部的電源進(jìn)行充電的主蓄電裝置以及副蓄電裝置的電動車輛的電源裝置。
背景技術(shù)：
作為構(gòu)成為能夠使用來自二次電池所代表的車載蓄電裝置的電力來驅(qū)動車輛驅(qū)動用電動機(jī)的電動車輛，已知有電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。在電動車輛中，提出了通過車輛外部的電源(以下，也簡稱為“外部電源”)對車載蓄電裝置充電的結(jié)構(gòu)。以下，將由外部電源進(jìn)行的蓄電裝置的充電也簡稱為“外部充電”。在日本特開2009-225587號公報(專利文獻(xiàn)I)中記載了搭載有能夠通過外部電源進(jìn)行充電的蓄電裝置的電動車輛的結(jié)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)I所記載的電動車輛中，在外部充電時為了兼顧充電效率以及確保輔機(jī)負(fù)載系的動作，使包含輔機(jī)電池的輔機(jī)負(fù)載系連接于用于外部充電的電力變換器與主電池之間的電力路徑。另一方面，在電動車輛中，在減速時通過由車輛驅(qū)動用電動機(jī)進(jìn)行的再生發(fā)電來回收能量。然而，在車載蓄電裝置的充電被禁止或其強(qiáng)度被限制時，無法由蓄電裝置回收再生電力。在這種狀況下，用于使生成再生電力的余地產(chǎn)生的控制，記載在日本特開2008-193772號公報(專利文獻(xiàn)2)以及日本特開2007-159236號公報(專利文獻(xiàn)3)中。 在日本特開2008-193772號公報(專利文獻(xiàn)2)中記載了如下控制在檢測到車輛下滑的情況下，通過壓縮機(jī)等電氣負(fù)載消耗電池(蓄電裝置)的蓄積電力或電動機(jī)的再生電力。由此，能夠獲得良好的上坡路起步性能。在日本特開2007-159236號公報(專利文獻(xiàn)3)中記載了如下控制在行駛用電動機(jī)產(chǎn)生了再生電力的情況下，根據(jù)主蓄電裝置的可接受電力，控制輔機(jī)系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器并對副蓄電裝置進(jìn)行充放電?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2009-225587號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-193772號公報專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007-159236號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在專利文獻(xiàn)I所記載的能夠外部充電的電動車輛中，也通過由車輛驅(qū)動用電動機(jī)產(chǎn)生的再生制動力和由液壓等產(chǎn)生的機(jī)械制動力的組合來產(chǎn)生車輛制動力。因此，在向主蓄電裝置的充電被限制或被禁止的情況下，存在難以由電動機(jī)產(chǎn)生再生制動力的情況。在這種情況下，由于用于產(chǎn)生機(jī)械制動力的制動機(jī)構(gòu)的使用頻率變高，因此可能會導(dǎo)致該制動機(jī)構(gòu)的過熱。本發(fā)明是為了解決這樣的問題點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于，在搭載有能夠進(jìn)行外部充電的主蓄電裝置以及副蓄電裝置的電動車輛中，提供一種用于即使在向主蓄電裝置的充電被禁止或被限制的情況下也能產(chǎn)生再生制動力的控制。用于解決問題的技術(shù)方案在本發(fā)明的某一方式中，電動車輛的電源裝置具備主蓄電裝置、電力控制單元、輸出電壓比所述主蓄電裝置的輸出電壓低的副蓄電裝置、電力線、充電器、第I電力變換器、第2電力變換器、以及控制充電器、第I電力變換器以及第2電力變換器的動作的控制裝置。電力控制單元構(gòu)成為通過電動機(jī)與主蓄電裝置之間的電力變換來控制電動機(jī)的輸出，所述電動機(jī)構(gòu)成為能夠在與車輪之間授受驅(qū)動力。電力線與副蓄電裝置連接，供給用于使輔機(jī)負(fù)載工作的輔機(jī) 系統(tǒng)電力。第I電力變換器構(gòu)成為將主蓄電裝置的輸出電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并向電力線輸出。充電器構(gòu)成為在外部充電時執(zhí)行將來自外部電源的電力變換成主蓄電裝置的充電電力的第I電力變換。第2電力變換器連接于第I電力變換的路徑上的預(yù)定節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成為將預(yù)定節(jié)點(diǎn)的電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并向電力線輸出。第I電力變換器通過對來自控制裝置的第I輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出輔機(jī)系統(tǒng)電力。充電器構(gòu)成為在車輛行駛時執(zhí)行如下的第2電力變換對來自控制裝置的第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)，通過第I電力變換的至少一部分的逆變換，將主蓄電裝置的電力變換成向第2電力變換器的輸入電力并向預(yù)定節(jié)點(diǎn)輸出。第2電力變換器，在車輛行駛時，通過對來自控制裝置的第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出輔機(jī)系統(tǒng)電力。并且，控制裝置，在車輛行駛時，根據(jù)主蓄電裝置的充電限制以及由電動機(jī)產(chǎn)生的再生電力的至少一方，控制充電器、第I電力變換器以及第2電力變換器，以切換第I模式和第2模式來產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力，所述第I模式是僅產(chǎn)生第I輔機(jī)供電指示的模式，所述第2模式是產(chǎn)生第I輔機(jī)供電指示以及第2輔機(jī)供電指示雙方的模式。優(yōu)選，控制裝置，在車輛行駛時，當(dāng)向主蓄電裝置的充電被禁止時，選擇第2模式。另外優(yōu)選，控制裝置，在車輛行駛時，當(dāng)電動機(jī)處于再生發(fā)電中且向主蓄電裝置的充電電力上限值低于預(yù)定值時，選擇第2模式。優(yōu)選，控制裝置，在選擇了第2模式時，根據(jù)來自第I電力變換器以及第2電力變換器的總輸出電力，控制第I電力變換器的輸出電力與第2電力變換器的輸出電力的比率。進(jìn)而優(yōu)選，控制裝置，基于按每個總輸出電力預(yù)先求出使第I電力變換器以及第2電力變換器中的損失的合計成為最大的比率的映射，設(shè)定選擇了第2模式時的比率。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，一種電動車輛的電源裝置的控制方法，是具備主蓄電裝置以及輸出電壓比主蓄電裝置低的副蓄電裝置的電動車輛的電源裝置的控制方法，電源裝置具備電力控制單元、電力線、第I電力變換器、充電器以及第2電力變換器。電力控制單元構(gòu)成為通過電動機(jī)與主蓄電裝置之間的電力變換來控制電動機(jī)的輸出，所述電動機(jī)構(gòu)成為能夠在與車輪之間授受驅(qū)動力。電力線與副蓄電裝置連接，供給用于使輔機(jī)負(fù)載工作的輔機(jī)系統(tǒng)電力。第I電力變換器將主蓄電裝置的輸出電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并向電力線輸出。充電器構(gòu)成為在外部充電時執(zhí)行將來自外部電源的電力變換成主蓄電裝置的充電電力的第I電力變換。第2電力變換器連接于第I電力變換的路徑上的預(yù)定節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成為將預(yù)定節(jié)點(diǎn)的電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并向電力線輸出。第I電力變換器通過對第I輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出輔機(jī)系統(tǒng)電力。充電器構(gòu)成為在車輛行駛時執(zhí)行如下的第2電力變換對第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)，通過第I電力變換的至少一部分的逆變換，將主蓄電裝置的電力變換成向第2電力變換器的輸入電力并向預(yù)定節(jié)點(diǎn)輸出。第2電力變換器，在車輛行駛時，通過對第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出輔機(jī)系統(tǒng)電力。控制方法包括選擇步驟，在車輛行駛時，根據(jù)主蓄電裝置的充電限制以及由電動機(jī)產(chǎn)生的再生電力的至少一方，選擇第I模式和第2模式的一方，所述第I模式是僅產(chǎn)生第I輔機(jī)供電指示的模式，所述第2模式是產(chǎn)生第I輔機(jī)供電指示以及第2輔機(jī)供電指示雙方的模式；和控制步驟，控制充電器、第I電力變換器以及第2電力變換器以按照所選擇的第I模式或第2模式產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力。優(yōu)選，控制步驟包括如下的設(shè)定步驟在選擇了第2模式時，根據(jù)來自第I電力變換器以及第2電力變換器的總輸出電力，設(shè)定第I電力變換器的輸出電力與第2電力變換器的輸出電力的比率。進(jìn)而優(yōu)選，在設(shè)定步驟中，基于按每個總輸出電力預(yù)先求出使第I電力變換器以及第2電力變換器中的損失的合計成為最大的比率的映射，設(shè)定選擇了第2模式時的比率。 發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在搭載有能夠進(jìn)行外部充電的主蓄電裝置以及副蓄電裝置的電動車輛中，即使在向主蓄電裝置的充電被禁止或被限制的情況下也能夠產(chǎn)生再生制動力。


圖I是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置的構(gòu)成例的框圖。圖2是用于說明圖I所示的充電器的構(gòu)成例的電路圖。圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置中的車輛行駛時的輔機(jī)供電系統(tǒng)的控制動作的流程圖。圖4是表示主DC/DC轉(zhuǎn)換器與AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電力之比和電力損失的關(guān)系的圖。圖5是表示預(yù)先存儲輔機(jī)電力和損失成為最大的電力比之間的關(guān)系的映射的概念圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置的第I變形例的電路圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置的第2變形例的電路圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，對以下圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)記相同的附圖標(biāo)記，原則上不重復(fù)其說明。圖I是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置的構(gòu)成例的框圖。參照圖I,電動車輛100具備主電池10、電力控制單元(PQJ :Power Control Unit)20、電動發(fā)電機(jī)30、動力傳遞齒輪40、驅(qū)動輪50、制動機(jī)構(gòu)55和ECU (Electronic ControlUnit 電子控制單元)80。主電池10作為“主蓄電裝置”的一例示出，代表性地由鋰離子電池、鎳氫電池等二次電池構(gòu)成。例如，主電池10的輸出電壓為200V左右。此外，也可以通過雙電荷層電容器或二次電池與電容器的組合來構(gòu)成主蓄電裝置。P⑶20將主電池10的充放電電力變換成用于驅(qū)動控制電動發(fā)電機(jī)30的電力。例如，電動發(fā)電機(jī)30由永磁體型的三相同步電動機(jī)構(gòu)成，并且，PCU20構(gòu)成為包含變換器(inverter) 26。電動發(fā)電機(jī)30的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由通過減速器和/或動力分配機(jī)構(gòu)構(gòu)成的動力傳遞齒輪40傳遞到驅(qū)動輪，使電動車輛100行駛。電動發(fā)電機(jī)30，在電動車輛100再生制動時，能夠通過驅(qū)動輪50的旋轉(zhuǎn)力來發(fā)電。并且該發(fā)電電力通過P⑶20變換成主電池10的充電電力。制動機(jī)構(gòu)55對車輪50產(chǎn)生機(jī)械制動力。制動機(jī)構(gòu)55代表性地由根據(jù)液壓的供給產(chǎn)生摩擦制動力的液壓制動器構(gòu)成。在電動車輛100的制動踏板操作時，通過由制動機(jī)構(gòu)55產(chǎn)生的機(jī)械制動力和由電動發(fā)電機(jī)30產(chǎn)生的再生制動力之和來確保與制動踏板操作對應(yīng)的整體制動力。也就是說，E⑶80，對主電池10的充電電力上限值Win進(jìn)行反映，在主電池10不會過充電的范圍內(nèi)由電動發(fā)電機(jī)30產(chǎn)生再生制動力。另一方面，整體制動力和再生制動力的差，通過由制動機(jī)構(gòu)55產(chǎn)生的機(jī)械制動力來確保。因此，在主電池10的充電被禁止的情況下，產(chǎn)生僅使制動機(jī)構(gòu)55繼續(xù)動作的需要。在這種情況下，擔(dān)心制動機(jī)構(gòu)55
的過熱。此外，在除了電動發(fā)電機(jī)30還搭載有發(fā)動機(jī)(未圖示)的混合動力汽車中，通過使該發(fā)動機(jī)以及電動發(fā)電機(jī)30協(xié)調(diào)地動作，產(chǎn)生所需的電動車輛100的車輛驅(qū)動力。此時，也能夠使用通過發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)電電力對主電池10充電。也就是說，電動車輛100表示搭載有車輛驅(qū)動力產(chǎn)生用的電動機(jī)的車輛，包括通過發(fā)動機(jī)以及電動機(jī)產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的混合動力汽車、沒有搭載發(fā)動機(jī)的電動汽車、燃料電池車等。 通過從所圖示的電動車輛100的構(gòu)成中除去電動發(fā)電機(jī)30、動力傳遞齒輪40以及驅(qū)動輪50剩下的部分構(gòu)成“電動車輛的電源裝置”。以下，詳細(xì)說明電源裝置的構(gòu)成。電力控制單元(P⑶)20包括轉(zhuǎn)換器CNV、平滑電容器CH和變換器26。轉(zhuǎn)換器CNV構(gòu)成為在電力線153p、153g間的直流電壓VL與電力線154p、154g間的直流電壓VH之間進(jìn)行直流電壓變換。電力線153p、153g分別經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器SMRl以及SMR2與主電池10的正極端子以及負(fù)極端子分別電連接。平滑電容器CH連接于電力線154p、154g使直流電壓平滑。同樣地平滑電容器CO連接于電力線153p、153g使直流電壓VL平滑。轉(zhuǎn)換器CNV,如圖I所不,構(gòu)成為包含電力用半導(dǎo)體開關(guān)兀件Qa、Qb、電抗器LO和平滑電容器CO的斬波電路。在本實施方式中，作為電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(以下，也簡稱為“開關(guān)元件”)，例示IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor :絕緣柵雙極型晶體管)。但是，也可以將電力用MOS (Metal Oxide Semiconductor :金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管或電力用雙極性晶體管等能夠控制導(dǎo)通截止的任意的元件用作開關(guān)元件。在開關(guān)元件Qa、Qb分別連接有逆并聯(lián)二極管，因此轉(zhuǎn)換器CNV能夠在電力線153p以及電力線154p之間執(zhí)行雙向的電壓變換?；蛘?也能夠?qū)⒆鳛樯媳墼拈_關(guān)元件Qa固定為導(dǎo)通而將作為下臂元件的開關(guān)元件Qb固定為截止，使轉(zhuǎn)換器CNV動作以使電力線154p以及153p的電壓相同(VH=VL),變換器26是一般的三相變換器，因此關(guān)于詳細(xì)的電路構(gòu)成省略了圖示。例如，在各相配置上臂元件以及下臂元件，并且使各相的上下臂元件的連接點(diǎn)與電動發(fā)電機(jī)30的對應(yīng)相的定子線圈繞組連接，以此構(gòu)成變換器26。在電動車輛100行駛時，變換器26通過由E⑶80對各開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通截止控制，將電力線154p的直流電壓變換成三相交流電壓并向電動發(fā)電機(jī)30供給?；蛘撸陔妱榆囕v100再生制動動作時，變換器26通過由E⑶80對各開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通截止控制，以將來自電動發(fā)電機(jī)30的交流電壓變換成直流電壓并向電力線154p輸出。ECU80由內(nèi)置有未圖不的CPU (Central Processing Unit :中央處理單兀)以及存儲器的電子控制單元構(gòu)成，構(gòu)成為基于存儲在該存儲器中的映射以及程序進(jìn)行使用了各傳感器的檢測值的運(yùn)算處理。或者，ECU80的至少一部分，可以構(gòu)成為通過電子電路等硬件 執(zhí)行預(yù)定的數(shù)值、邏輯運(yùn)算處理。E⑶80概括性地表示為具有電動車輛100的車輛行駛時以及外部充電時的控制功能的功能框。ECU80通過被從電力線155p供給低電壓系統(tǒng)的電源電壓來動作。電動車輛100的電源裝置，作為低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的構(gòu)成，包含主DC/DC轉(zhuǎn) 換器60、輔機(jī)電池70和電力線155p。輔機(jī)電池70連接于電力線155p。輔機(jī)電池70作為“副蓄電裝置”的一例示出。例如，輔機(jī)電池70由鉛蓄電池構(gòu)成。輔機(jī)電池70的輸出電壓相當(dāng)于低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs。該電源電壓Vs的規(guī)格比主電池10的輸出電壓低，例如為12V左右。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出側(cè)與電力線155p連接。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸入側(cè)與電力線153p、153g連接。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60將主電池10的輸出電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力(電源電壓Vs電平)并輸出到電力線155p。通過該電力變換,主電池10的輸出電壓(直流電壓VL)被降壓到輔機(jī)系統(tǒng)的電源電壓Ns。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，代表性地是包含半導(dǎo)體開關(guān)元件(未圖示)的開關(guān)調(diào)節(jié)器，可以適用公知的任意的電路構(gòu)成。在電力線155p連接有低電壓系統(tǒng)的輔機(jī)負(fù)載群95。輔機(jī)負(fù)載群95例如包括音頻設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備，照明設(shè)備(危險預(yù)警燈、室內(nèi)燈、頭燈等)等。這些輔機(jī)負(fù)載群，在車輛行駛中以及外部充電時，分別根據(jù)用戶操作進(jìn)行工作從而消耗電力。進(jìn)而，電動車輛100的電源裝置，作為主電池10的外部充電系統(tǒng)的構(gòu)成，包含充電連接器105、AC插座120、LC濾波器130、AC/DC轉(zhuǎn)換器170、充電器200、繼電器RL1、RL2。充電連接器105，通過與連接于外部電源400的狀態(tài)下的充電電纜的充電插頭410連接，從而與外部電源400電連接。此外，在充電電纜中內(nèi)置有用于切斷外部電源400的充電路徑的繼電器405。一般而言，外部電源400由商用交流電源構(gòu)成。此外，可以取代圖I所示的構(gòu)成而設(shè)為以使外部電源400和電動車輛100在非接觸狀態(tài)下磁耦合的方式供給電力的構(gòu)成，具體而言，在外部電源側(cè)設(shè)置一次線圈，并且在車輛側(cè)設(shè)置二次線圈，利用一次線圈與二次線圈之間的相互感應(yīng)，從外部電源400向電動車輛100供給電力。在如此進(jìn)行外部充電的情況下，對來自外部電源400的供給電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換的LC濾波器130以后的構(gòu)成也可以共用。電力線151將充電連接器105以及充電器200之間電連接。LC濾波器130插入連接于電力線151，除去交流電壓的高頻成分。充電器200將傳遞到電力線151的來自外部電源400的交流電壓變換成用于對主電池10充電的直流電壓。變換后的直流電壓被輸出到電力線152p、152g之間。此時，電力線152p、152g的直流電壓被控制成適于主電池10的充電的電壓電平。
繼電器RLl電連接在電力線152p和主電池10的正極之間。繼電器RL2電連接在電力線152g和主電池10的負(fù)極之間。繼電器RL1、RL2以及系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2各自代表性地由電磁繼電器構(gòu)成，所述電磁繼電器在由未圖示的勵磁電路供給勵磁電流時閉合(ON)而在沒有供給勵磁電流時斷開(OFF)。但是，只要是能夠控制通電路徑的接通(ON)/斷開(OFF)的開關(guān)，可以將任意的電路元件用作該繼電器或系統(tǒng)主繼電器。E⑶80生成用于控制系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2以及繼電器RL1、RL2的接通斷開的控制指令SM1、SM2、SR1、SR2。響應(yīng)于控制指令SMI、SM2以及SR1、SR2各自，以輔機(jī)電池70作為電源，產(chǎn)生對應(yīng)的系統(tǒng)主繼電器或繼電器的勵磁電流。AC插座120與電力線151連接。連接于AC插座120的電氣設(shè)備(未圖示)，能夠通過電力線151上的交流電力進(jìn)行工作。此外，在連接了充電電纜時，能夠通過來自外部電源400的電力，從AC插座120供給交流電力。另外，通過由雙向的電力變換器構(gòu)成充電器200，在沒有連接充電電纜時，也能夠從AC插座120供給交流電力。在該情況下，充電器200 需要具有將主電池10的輸出電力變換成與來自外部電源400的交流電力同等的交流電力的功能。換言之，在具有AC插座120的電動車輛中，優(yōu)選使充電器200具有雙向的電力變換功能。但是，關(guān)于對不具有AC插座120的電動車輛也能夠應(yīng)用本發(fā)明這一點(diǎn)，進(jìn)行確認(rèn)性地記載。圖2是用于說明圖I的充電器200的構(gòu)成例的電路圖。參照圖2，充電器200包括電力變換單元210、電力變換單元220、平滑電感器LI以及平滑電容器Cl、C2。電力變換單元210包含電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件Q9 Q12。相對于開關(guān)元件Q9 Q12，分別配置有逆并聯(lián)二極管D9 D12。開關(guān)元件Q9、12，在電力線151與電力線157p、157g之間，構(gòu)成全橋式電路(以下，也稱為第I全橋式電路)。開關(guān)元件Q9 Q12的導(dǎo)通截止，響應(yīng)于來自E⑶80 (圖I)的控制信號CS2而被控制。電力變換單元220包括開關(guān)元件Qf Q4以及Q5 Q8和絕緣變壓器230。在開關(guān)元件Ql Q8分別連接有逆并聯(lián)二極管Df D8。開關(guān)元件Ql Q8的導(dǎo)通截止，響應(yīng)于來自E⑶80的控制信號CSl而被控制。開關(guān)元件Qf Q4在電力線157p、157g與電力線158之間構(gòu)成全橋式電路(以下，也稱為第2全橋式電路)。開關(guān)元件Q5 Q8在電力線159與電力線152p、152g之間構(gòu)成全橋式電路(以下，也稱為第3全橋式電路)。電力變換單元210、220的各全橋式電路，眾所周知，能夠通過開關(guān)元件的導(dǎo)通截止控制執(zhí)行雙向的AC/DC電力變換。另外，已知通過導(dǎo)通截止控制中的開關(guān)元件的占空比控制，對直流電壓(電流)或者交流電壓(電流)的電平也能夠進(jìn)行控制。絕緣變壓器230具有與電力線158連接的一次側(cè)和與電力線159連接的二次側(cè)。眾所周知，絕緣變壓器230構(gòu)成為在使一次側(cè)和二次側(cè)電絕緣之后根據(jù)匝數(shù)對交流電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。平滑電容器C2使電力線157p、157g的直流電壓平滑。平滑電容器Cl以及平滑電感器LI使電力線152p、152g的直流電壓以及直流電流平滑。
接著，對充電器200的動作進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說明。充電器200在外部充電時進(jìn)行以下的電力變換(第I電力變換)。在外部充電時，E⑶80使繼電器RL1、RL2接通。另外，當(dāng)允許外部充電的條件具備時，充電電纜內(nèi)的繼電器405被接通。由此，向電力線151供給來自外部電源400的交流電壓。電力變換單元210的第I全橋式電路(Q9 Q12)，將電力線151上的交流電壓變換成直流電壓并輸出到電力線157p、157g。此時，電力變換單元210控制AC/DC轉(zhuǎn)換，以改善來自外部電源400的供給電力的功率因數(shù)，也就是說，電力變換單元210在外部充電時優(yōu)選也作為PFC (Power Factor Correction :功率因數(shù)修正)電路進(jìn)行動作。一般而言，外部充電時的電力線157p、157g的電壓，通過電力變換單元210控制成比來自外部電源400的交流電壓振幅高的直流電壓?！ぴ陔娏ψ儞Q單元250中，第2全橋式電路(QfQ4)將電力線157p、157g的直流電壓變換成高頻交流電壓并輸出到電力線158。輸出到電力線158的高頻交流電壓，依照絕緣變壓器230的一次側(cè)和二次側(cè)的匝數(shù)比被變壓并輸出到電力線159。第3全橋式電路(Q5 Q8)將輸出到電力線159的高頻交流電壓變換成直流電壓并輸出到電力線152p、152g。通過構(gòu)成第2以及第3全橋式電路的開關(guān)元件QfQS的導(dǎo)通截止控制，控制電力線152p、152g的直流電壓。在外部充電時，繼電器RL1、RL2被接通，因此通過電力線152p、152g的直流電壓對主電池10充電。充電器200，通過輸出電壓以及/或者輸出電流的反饋控制，依照外部充電時的充電指令，輸出用于對主電池10充電的直流電力。該充電指令根據(jù)主電池10的狀態(tài)例如SOC(State Of Charge :充電狀態(tài))和/或溫度而設(shè)定。并且，E⑶80，當(dāng)外部充電結(jié)束時，使繼電器RL1、RL2斷開。如此，充電器200，在外部充電時，執(zhí)行將來自外部電源400的交流電力變換成主電池10的充電電力的第I電力變換。AC/DC轉(zhuǎn)換器170連接于包含于由充電器200實現(xiàn)的上述電力變換路徑的電力線151。也就是說，在圖I以及圖2的構(gòu)成例中，電力線151對應(yīng)于“預(yù)定節(jié)點(diǎn)”。AC/DC轉(zhuǎn)換器170將電力線151上的交流電壓變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力(電源電壓Vs電平)并向電力線155p輸出。此外，AC/DC轉(zhuǎn)換器170也可以構(gòu)成為與充電器200 —體。AC/DC轉(zhuǎn)換器170，與主DC/DC轉(zhuǎn)換器60同樣地，由包含半導(dǎo)體開關(guān)元件(未圖示)的開關(guān)調(diào)節(jié)器構(gòu)成，可以適用公知的任意的電路構(gòu)成。如上所述，電力變換單元210、220的各全橋式電路，能夠執(zhí)行雙向的AC/DC電力變換。因此，充電器200能夠執(zhí)行與上述第I電力變換逆變換的第2電力變換。具體而言，通過繼電器RL1、RL2的接通而傳遞到電力線152p、152g的主電池10的輸出電壓，通過第3全橋式電路(Q5 Q8)變換成高頻交流電壓并輸出到電力線159。然后，通過絕緣變壓器230從電力線159傳遞到電力線158的高頻交流電壓，通過第2全橋式電路(QfQ4)變換成直流電壓并輸出到電力線157p、157g。然后，電力變換單元210的第I全橋式電路(Q9 Q12)，將電力線157p、157g上的直流電壓變換成交流電壓并輸出到電力線151。由此，通過充電器200，能夠?qū)⒅麟姵?0的輸出電力變換成經(jīng)由充電電纜返回外部電源400的交流電力以及/或者從AC插座120輸出的交流電力。再次參照圖1，說明外部充電時以及車輛行駛時各自的電源裝置的動作。在外部充電時，繼電器RL1、RL2被接通而系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2被斷開。由此，經(jīng)由接通狀態(tài)的繼電器RL1、RL2，通過由充電器300對來自外部電源400的交流電力進(jìn)行變換得到的直流電壓，對主電池10充電。另外，通過斷開狀態(tài)的系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2，電力線153p、153g被從充電器200以及主電池10電切斷。因此，對以P⑶20為首的高壓系統(tǒng)設(shè)備沒有施加主電池10的輸出電壓(直流電壓VL)，因此能夠防止由于外部充電使高壓系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)成部品的耐久壽命降低。在低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))中，在外部充電時，由于AC/DC轉(zhuǎn)換器170工作，即使系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2被斷開，也能夠?qū)﹄娏€155p供給輔機(jī)系統(tǒng)電力。由此，能夠停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，因此能夠抑制電力損失。 此外，AC/DC轉(zhuǎn)換器170的電力容量(輸出規(guī)格)，設(shè)計成能夠覆蓋外部充電時的輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))的通常的消耗電力。因此，AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出規(guī)格(例如，輸出電力規(guī)格為100W左右)，與需要提供車輛行駛時的ECU80以及輔機(jī)負(fù)載群95的消耗電力的主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出規(guī)格(例如，輸出電力規(guī)格為數(shù)kW左右)相比，能夠抑制得較低。在外部充電時，通過停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60而由AC/DC轉(zhuǎn)換器170產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs，可實現(xiàn)外部充電的效率提高。在電動車輛100中，在車輛行駛時，系統(tǒng)主繼電器SMRl、SMR2被接通。由此，來自主電池10的輸出電壓經(jīng)由接通狀態(tài)的系統(tǒng)主繼電器SMRl、SMR2傳遞到電力線153p、153g。也就是說，與主電池10電連接的電力線153p、153g的電力，通過P⑶20被用于電動發(fā)電機(jī)30的驅(qū)動控制。在車輛行駛時，繼電器RL1、RL2基本上被斷開。由此，通過斷開狀態(tài)的繼電器RL1、RL2，能夠?qū)⒁猿潆娖?00為首的外部充電構(gòu)成從主電池10以及電力線153p、153g電切斷。在本實施方式的電動車輛的電源裝置中，車輛行駛時的低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的供電，在通常模式(第I模式)和損失增加模式(第2模式)之間切換。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60對應(yīng)于“第I電力變換器”，AC/DC轉(zhuǎn)換器170對應(yīng)于“第2電力變換器”。E⑶80，在通常模式下，如上所述，使繼電器RLl、RL2斷開，并且停止充電器200以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170，僅對主DC/DC轉(zhuǎn)換器60產(chǎn)生供電指示。由此，AC/DC轉(zhuǎn)換器170進(jìn)行動作，將主電池10的輸出電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力。E⑶80，在損失增加模式下，除了對主DC/DC轉(zhuǎn)換器60產(chǎn)生供電指示以外，還對充電器200以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170產(chǎn)生供電指示。進(jìn)而，E⑶80使繼電器RL1、RL2接通。由此，為了供給輔機(jī)系統(tǒng)電力，除了主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以外，充電器200、AC/DC轉(zhuǎn)換器170以及繼電器RLl、RL2也進(jìn)行動作。因此，在輸出相同的輔機(jī)系統(tǒng)電力時，在第2模式下，與第I模式相比，消耗電力增加。也就是說，電源裝置中的電力損失增加。在主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，設(shè)置用于檢測輸出電流以及/或則輸出電壓的傳感器65。同樣地，在DC/DC轉(zhuǎn)換器170,設(shè)置用于檢測輸出電壓以及/或者輸出電流的傳感器175。傳感器65、175設(shè)計成能夠檢測AC/DC轉(zhuǎn)換器170以及主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出電力。進(jìn)而，AC/DC轉(zhuǎn)換器170以及主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的至少一方，構(gòu)成為能夠控制其輸出電力。一般而言，主DC/DC轉(zhuǎn)換器60構(gòu)成為輸出與電壓指令值相應(yīng)的一定電壓的定電壓調(diào)節(jié)器。因此，作為傳感器65，設(shè)置用于檢測主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出電流的電流傳感器，從而能夠檢測主DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電力。另外，通過使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的電壓指令值變化，能夠?qū)χ鱀C/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出電力進(jìn)行等效地控制。同樣地，對于AC/DC轉(zhuǎn)換器170，也通過設(shè)置傳感器175以能夠檢測輸出電流，從而能夠檢測輸出電力。另外，通過調(diào)整輸出電壓指令值或者輸出電流指令值，能夠控制AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出電力。如此，圖I所示的電動車輛的電源裝置，構(gòu)成為能夠控制與由主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170產(chǎn)生的總供給電力Ptl對應(yīng)的、主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出電力與AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出電力之比。 通過總供給電力Ptl和輔機(jī)電池70的充放電電力之和，供給輔機(jī)負(fù)載群95的消耗電力。另外，通過使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以及/或者AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出電壓或輸出電流變化，能夠使總供給電力Ptl以及主DC/DC轉(zhuǎn)換器60和AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出電力比變化。圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置中的車輛行駛時的輔機(jī)系統(tǒng)供電的控制動作的流程圖。圖3所示的控制處理，通過ECU80按預(yù)定周期執(zhí)行。另夕卜，圖3所示的各步驟的控制處理，通過由E⑶80實現(xiàn)的硬件處理以及/或者軟件處理來執(zhí)行。參照圖3，E⑶80通過步驟SlOO判定是否處于行駛中。在包括外部充電時的非行駛中(S100判斷為“否”時)，不執(zhí)行以下說明的控制處理。E⑶80，在車輛行駛中(S100判斷為“是”時)，使處理進(jìn)入步驟S110，判定是否處于主電池10的充電被限制的狀態(tài)。若正進(jìn)行充電的限制，則設(shè)定為主電池10的充電電力上限值Win=O,禁止向主電池10充電。也就是說，步驟SllO中判定的“充電限制”是包括“充電禁止”的概念。在此，在Win=O時(即充電禁止時)，步驟SlOO中判定為“是”。E⑶80通過步驟S120判定電動車輛100是否處于再生制動中、即電動發(fā)電機(jī)30是否正在產(chǎn)生再生電力。通過步驟SllO以及S120的判定結(jié)果，對輔機(jī)系統(tǒng)供電，選擇第I模式(通常模式)以及第2模式(損失增加模式)的一方。在圖3的例子中，E⑶80，在步驟SllO以及S120這兩方都判定為“是”時，即在再生發(fā)電中且主電池10的充電被禁止時，使處理進(jìn)入步驟S130，選擇損失增加模式(第2模式)。E⑶80，在步驟SllO以及S120的至少一方判定為“否”時，使處理進(jìn)入步驟S160，
選擇通常模式(第I模式)。E⑶80，在選擇了通常模式時，通過步驟S170，使充電器200以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170停止，并且使繼電器RL1、RL2斷開。然后，ECU80通過步驟S180，生成主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出指令值。一般而言，主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出電壓被控制成定電壓。另一方面，E⑶80，在選擇了損失增加模式時，通過步驟S140，使充電器200以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170工作，并且使繼電器RL1、RL2接通。
圖4是表示主DC/DC轉(zhuǎn)換器60與AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出電力之比和電力損失的關(guān)系的圖。圖4的橫軸表示主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出電力與由主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170產(chǎn)生的總供給電力Ptl之間的比(電力比)。電力比=1. O表示僅主DC/DC轉(zhuǎn)換器60動作的狀態(tài)、即選擇了通常模式的狀態(tài)。另一方面，電力比〈I. O表示選擇了損失增加模式的狀態(tài)。圖4的縱軸表示輔機(jī)系統(tǒng)供電中的電源裝置整體的電力損失。圖4中，總供給電力Ptl=Pl時的特性以符號501表示，Ptl=P2 (P2>P1)時的特性以符號502表示。從圖4可知通過從第I模式向第2模式轉(zhuǎn)移，由于充電器200、AC/DC轉(zhuǎn)換器170以及繼電器RL1、RL2的消耗電力，使電源裝置整體的損失增加。進(jìn)而可知在第2模式下，與電力比相應(yīng)地?fù)p失改變，因此存在使損失成為最大的電力比。并且，使損失成為最大的電 力比,根據(jù)總供給電力Ptl而改變。因此，在有意增大損失的第2模式下，根據(jù)總供給電力Ptl，能夠預(yù)先通過實驗等求出最佳電力比、即使電源裝置的損失成為最大的電力比Pr。并且，如圖5所示，能夠形成預(yù)先存儲有總供給電力Ptl和使損失成為最大的電力比的關(guān)系的映射85。該映射85存儲于例如裝載于ECU80的存儲器中。再次參照圖3，E⑶80，接著步驟S140，使處理進(jìn)入步驟S150。E⑶80在步驟S150中，基于傳感器65、175的輸出算出總供給電力Ptl，并且通過根據(jù)所算出的總供給電力Ptl并參照映射85(圖5)來求出使損失成為最大的電力比Pr。然后，能夠設(shè)定與最佳電力比Pr相應(yīng)的、主DC / C轉(zhuǎn)換器60的輸出電力以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170的輸出電力的分配。ECU80生成主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170的指令值以實現(xiàn)該電力分配。然后，ECU80通過步驟S200，根據(jù)步驟S140、S150、S160、S170中的設(shè)定，生成主DC/DC轉(zhuǎn)換器60、充電器200以及AC/DC轉(zhuǎn)換器170的動作指令或停止指令。此外，關(guān)于用于選擇第I以及第2模式的步驟S110、S120，也可以設(shè)為以下的變形例。例如，可以對控制處理進(jìn)行如下變形省略步驟S120，在主電池10的充電禁止時，選擇第2模式，使得即使不產(chǎn)生再生電力，也使主電池10的放電電力增大。另外，關(guān)于步驟S110，也可以判定是否是|Win|〈a (α :預(yù)定的閾值)，使得在主電池10的充電沒有被禁止但一定程度上限制了充電時判定為“是”。無論哪一方，在本實施方式的電動車輛的電源裝置中，在車輛行駛時，都是根據(jù)主電池10的充電限制(或禁止)以及由電動發(fā)電機(jī)30產(chǎn)生的再生電力的至少一方，選擇第I模式或第2模式。如此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置，在由于主電池10的充電限制(或充電禁止)使由電動發(fā)電機(jī)30產(chǎn)生的再生電力的接受余地低時(或沒有接受余地時)，能夠通過選擇第2模式使輔機(jī)供電系統(tǒng)的損失增加。由此，能夠消耗所產(chǎn)生的再生電力?；蛘?，在再生制動前預(yù)備性地消耗主電池10的電力，能夠確保再生電力的接受余地。因此，在向主電池10的充電被限制或被禁止的情況下，都能夠避免不能持續(xù)產(chǎn)生再生制動力的情況。其結(jié)果，能夠抑制機(jī)械的制動機(jī)構(gòu)的發(fā)熱。(外部充電系統(tǒng)中的輔機(jī)供電構(gòu)成的變形例)圖6是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置的第I變形例的電路圖。將圖6與圖2相比，在第I變形例中，充電器200，與圖2所示的構(gòu)成相比，電力變換單元220的絕緣變壓器230的構(gòu)成不同。充電器200的其他部分的構(gòu)成與圖2同樣，因此不重復(fù)詳細(xì)說明。絕緣變壓器230，與圖2的構(gòu)成相比，還具有線圈繞組261。線圈繞組261能夠通過在圖2的絕緣變壓器230還設(shè)置分接頭(tap)來構(gòu)成。并且，AC/DC轉(zhuǎn)換器170與絕緣變壓器230的線圈繞組261連接。也就是說，在圖6的構(gòu)成中，線圈繞組261對應(yīng)于“預(yù)定節(jié)點(diǎn)”。AC/DC轉(zhuǎn)換器170將在線圈繞組261產(chǎn)生的交流電壓變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并產(chǎn)生于電力線155p。因此，AC/DC轉(zhuǎn)換器170，在外部充電時，能夠以來自外部電源400的交流電力為源，從由充電器200實現(xiàn)的電力變換路徑中的絕緣變壓器230 (線圈繞組261)的電力產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力。 進(jìn)而，AC/DC轉(zhuǎn)換器170，在車輛行駛時，通過使繼電器RLl、RL2接通并且使充電器200動作，能夠以來自主電池10的電力為源，通過對在線圈繞組261產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行變換來輸出輔機(jī)系統(tǒng)電力。因此，在圖6所示的第I變形例中，也能夠應(yīng)用圖3所示的控制處理。也就是說，能夠在車輛行駛中選擇第I模式以及第2模式來產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力。圖7是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源裝置的第2變形例的電路圖。將圖7與圖2相比，在第2變形例中，取代AC / C轉(zhuǎn)換器170，設(shè)置副DC/DC轉(zhuǎn)換器171作為“第2電力變換器”。副DC / C轉(zhuǎn)換器171連接于電力線157p、157g。也就是說，在圖7的構(gòu)成中，電力線157p、157g對應(yīng)于“預(yù)定節(jié)點(diǎn)”。此外，副DC/DC轉(zhuǎn)換器171的電力容量(輸出規(guī)格)與AC/DC轉(zhuǎn)換器170同等。畐IjDC/DC轉(zhuǎn)換器171，通過由充電器200實現(xiàn)的第I電力變換，將在電力線157p、157g產(chǎn)生的直流電壓變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并產(chǎn)生于電力線155p。因此，副DC/DC轉(zhuǎn)換器171,在外部充電時，能夠以來自外部電源400的交流電力為源，從由充電器200實現(xiàn)的電力變換路徑中的電力線157p、157g的電力中產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力。進(jìn)而，在車輛行駛時，通過使繼電器RLl、RL2接通并且使充電器200動作，能夠通過由充電器200實現(xiàn)的第2電力變換，在電力線157p、157g產(chǎn)生直流電力。因此，通過副DC/DC轉(zhuǎn)換器171對在電力線157p、157g產(chǎn)生的直流電力進(jìn)行變換，能夠以來自主電池10的電力為源來輸出輔機(jī)系統(tǒng)電力。其結(jié)果，在圖7所示的第2變形例中，也能夠適用圖3所示的控制處理。也就是說，能夠在車輛行駛中選擇第I模式以及第2模式來產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力。如圖6以及圖7所示的變形例，也能夠設(shè)為如下構(gòu)成在由充電器200實現(xiàn)的主電池10以及電力線151之間的電力變換路徑的途中，設(shè)置輔機(jī)電力產(chǎn)生用的AC/DC轉(zhuǎn)換器170或副DC/DC轉(zhuǎn)換器171 (即第2電力變換器)。此外，在本實施方式的電動車輛的電源裝置及其變形例中，電力線153p、153g以后(車輛行駛系統(tǒng))的構(gòu)成并不限定于圖示的構(gòu)成。也就是說，如上所述，對電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等搭載有行駛用電動機(jī)的電動車輛，并不限定行駛用電動機(jī)的個數(shù)和/或驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成，本發(fā)明能夠共同地適用。應(yīng)該認(rèn)為，本次所公開的實施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權(quán)利要求表示，包括與權(quán)利要求等同的意思以及范圍內(nèi)的所有的變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠適用于搭載有能夠通過車輛外部的電源進(jìn)行充電的主蓄電裝置以及副蓄電裝置的電動車輛。附圖標(biāo)記的說明10主電池；20PCU ;26變換器；30電動發(fā)電機(jī)；40動力傳遞齒輪；50驅(qū)動輪；55制動機(jī)構(gòu)；60主DC/DC轉(zhuǎn)換器；65、175、175傳感器；70輔機(jī)電池；85映射(電力比率);95輔機(jī)負(fù)載群；100電動車輛；105充電連接器;120AC插座;130LC濾波器；151、152p、152g、153p、153g、154p、155p、157p、157g、158、159 電力線 ；170AC/DC 轉(zhuǎn)換器；171 副 DC/DC 轉(zhuǎn)換器；200充電器；210、220、250電力變換單元；230絕緣變壓器；261線圈繞組；400外部電源；405繼電器(充電電纜)；410充電插頭；C0、Cl、C2、CH電容器；CNV轉(zhuǎn)換器；CS1、CS2控制信號(充電器);D1 D12逆并聯(lián)二極管;L0、L1電感器；Pr電力比；Ptl總供給電力；Q1 Q12、Qa、Qb電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件；RL1、RL2繼電器；SM1、SM2、SR1、SR2控制指令(繼電器);SMR1、SMR2系統(tǒng)主繼電器；VH、VL直流電壓；Vs電源電壓(輔機(jī)系統(tǒng))。
權(quán)利要求
1.一種電動車輛的電源裝置，具備 主蓄電裝置(10)； 電力控制單元(20)，其構(gòu)成為通過電動機(jī)(30)與所述主蓄電裝置之間的電力變換來控制所述電動機(jī)的輸出，所述電動機(jī)(30)構(gòu)成為能夠在與車輪(50)之間授受驅(qū)動力； 副蓄電裝置(70)，其輸出電壓比所述主蓄電裝置的輸出電壓低； 電力線(155p)，其與所述副蓄電裝置連接，供給用于使輔機(jī)負(fù)載(95)工作的輔機(jī)系統(tǒng)電力； 第I電力變換器(60)，其用于將所述主蓄電裝置的輸出電力變換成所述輔機(jī)系統(tǒng)電力并向所述電力線輸出； 充電器(200)，其用于在外部充電時執(zhí)行將來自外部電源(400)的電力變換成所述主蓄電裝置的充電電力的第I電力變換； 第2電力變換器(170、171)，其連接于所述第I電力變換的路徑上的預(yù)定節(jié)點(diǎn)，用于將所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)的電力變換成所述輔機(jī)系統(tǒng)電力并向所述電力線輸出；以及 控制裝置(80)，其用于控制所述充電器、所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器的動作， 所述第I電力變換器通過對來自所述控制裝置的第I輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出所述輔機(jī)系統(tǒng)電力， 所述充電器構(gòu)成為在車輛行駛時執(zhí)行如下的第2電力變換對來自所述控制裝置的第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)，通過所述第I電力變換的至少一部分的逆變換，將所述主蓄電裝置的電力變換成向所述第2電力變換器的輸入電力并向所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)輸出， 所述第2電力變換器，在所述車輛行駛時，通過對來自所述控制裝置的所述第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出所述輔機(jī)系統(tǒng)電力， 所述控制裝置，在所述車輛行駛時，根據(jù)所述主蓄電裝置的充電限制以及由所述電動機(jī)產(chǎn)生的再生電力的至少一方，控制所述充電器、所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器，以切換第I模式和第2模式來產(chǎn)生所述輔機(jī)系統(tǒng)電力，所述第I模式是僅產(chǎn)生所述第I輔機(jī)供電指示的模式，所述第2模式是產(chǎn)生所述第I輔機(jī)供電指示以及所述第2輔機(jī)供電指示雙方的模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動車輛的電源裝置， 所述控制裝置(80)，在所述車輛行駛時，當(dāng)向所述主蓄電裝置(10)的充電被禁止時，選擇所述第2模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動車輛的電源裝置， 所述控制裝置(80 )，在所述車輛行駛時，當(dāng)所述電動機(jī)(30 )處于再生發(fā)電中且向所述主蓄電裝置的充電電力上限值低于預(yù)定值時，選擇所述第2模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項所述的電動車輛的電源裝置， 所述控制裝置(80 )，在選擇了所述第2模式時，根據(jù)來自所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器的總輸出電力,控制所述第I電力變換器(60)的輸出電力與所述第2電力變換器(170、171)的輸出電力的比率(Pr)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動車輛的電源裝置， 所述控制裝置，基于按每個所述總輸出電力預(yù)先求出使所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器中的損失的合計成為最大的所述比率的映射(85)，設(shè)定選擇了所述第2模式時的所述比率(Pr)。
6.一種電動車輛的電源裝置的控制方法，是具備主蓄電裝置以及輸出電壓比所述主蓄電裝置低的副蓄電裝置的電動車輛的電源裝置的控制方法， 所述電源裝置具備 電力控制單元(20)，其構(gòu)成為通過電動機(jī)(30)與所述主蓄電裝置之間的電力變換來控制所述電動機(jī)的輸出，所述電動機(jī)(30)構(gòu)成為能夠在與車輪(50)之間授受驅(qū)動力；電力線(155p)，其與所述副蓄電裝置連接，供給用于使輔機(jī)負(fù)載(95)工作的輔機(jī)系統(tǒng)電力； 第I電力變換器(60)，其用于將所述主蓄電裝置的輸出電力變換成所述輔機(jī)系統(tǒng)電力并向所述電力線輸出； 充電器(200)，其用于在外部充電時執(zhí)行將來自外部電源(400)的電力變換成所述主蓄電裝置的充電電力的第I電力變換；以及 第2電力變換器(170、171)，其連接于所述第I電力變換的路徑上的預(yù)定節(jié)點(diǎn)，用于將所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)的電力變換成所述輔機(jī)系統(tǒng)電力并向所述電力線輸出， 所述第I電力變換器通過對第I輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出所述輔機(jī)系統(tǒng)電力， 所述充電器構(gòu)成為在車輛行駛時執(zhí)行如下的第2電力變換對第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)，通過所述第I電力變換的至少一部分的逆變換，將所述主蓄電裝置的電力變換成向所述第2電力變換器的輸入電力并向所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)輸出， 所述第2電力變換器，在所述車輛行駛時，通過對所述第2輔機(jī)供電指示進(jìn)行響應(yīng)而動作從而輸出所述輔機(jī)系統(tǒng)電力， 所述控制方法包括 選擇步驟(S110-S130、S160)，在所述車輛行駛時，根據(jù)所述主蓄電裝置的充電限制以及由所述電動機(jī)產(chǎn)生的再生電力的至少一方，選擇第I模式和第2模式的一方，所述第I模式是僅產(chǎn)生所述第I輔機(jī)供電指示的模式，所述第2模式是產(chǎn)生所述第I輔機(jī)供電指示以及所述第2輔機(jī)供電指示雙方的模式；和 控制步驟(3140、3150、5170、5180、5200)，控制所述充電器、所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器以按照所選擇的所述第I模式或所述第2模式產(chǎn)生所述輔機(jī)系統(tǒng)電力。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車輛的電源裝置的控制方法， 所述控制步驟包括如下的設(shè)定步驟(S150):在選擇了所述第2模式時，根據(jù)來自所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器的總輸出電力(Ptl )，設(shè)定所述第I電力變換器(60)的輸出電力與所述第2電力變換器(170、171)的輸出電力的比率(Pr)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動車輛的電源裝置的控制方法， 所述設(shè)定步驟(S150)中，基于按每個所述總輸出電力(Ptl)預(yù)先求出使所述第I電力變換器以及所述第2電力變換器中的損失的合計成為最大的所述比率(Pr)的映射(85)，設(shè)定選擇了所述第2模式時的所述比率。
全文摘要
充電器(200)，在外部充電時，將來自外部電源(400)的交流電力變換成主電池(10)的充電電力。AC/DC轉(zhuǎn)換器(170)將電力線(151)的交流電力變換成輔機(jī)系統(tǒng)電力并輸出到電力線(155p)。充電器(200)還能夠執(zhí)行將主電池(10)的輸出電力變換成交流電力并輸出到電力線(151)的電力變換。在車輛行駛時，通常，充電器(200)以及AC/DC轉(zhuǎn)換器(170)停止，通過主DC/DC轉(zhuǎn)換器(60)，對主電池(10)的輸出電力進(jìn)行變換后的輔機(jī)系統(tǒng)電力被輸出到電力線(155p)。在車輛再生制動時，在主電池(10)的充電被禁止或被限制的情況下，通過還使充電器(200)以及AC/DC轉(zhuǎn)換器(170)動作，有意地使損失電力增大而產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)電力。
文檔編號B60L7/14GK102858582SQ201180018350
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者杉山義信, 洪遠(yuǎn)齡 申請人:豐田自動車株式會社