本發(fā)明的實(shí)施方式涉及混合動(dòng)力電力機(jī)車(hybridelectriclocomotive)。

背景技術(shù)：

以往，已知具備內(nèi)燃機(jī)(internalcombustionengine)以及電池(battery)這樣的多個(gè)動(dòng)力源的混合動(dòng)力汽車。

作為這樣的例子，例如有日本的公開專利公報(bào)、日本特開2002-337573號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)中，例如，從內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由轉(zhuǎn)換器(conveter)輸出的電力與從電池輸出的電力之和為對(duì)馬達(dá)(motor)等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的逆變器(inverter)的電力。因此，以往為了防備電池為低溫的情況等從電池輸出的電力小的情況，需要使轉(zhuǎn)換器大型化以能夠耐得住大電流。

因此，以往期望實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器的小型(compact)化。

實(shí)施方式的混合動(dòng)力電力機(jī)車具備內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)換器、逆變器、直流鏈路(link)、電池、第1映射(map)以及控制器(controller)。發(fā)電機(jī)構(gòu)成為與內(nèi)燃機(jī)連接，能夠?qū)?nèi)燃機(jī)的動(dòng)力變換為交流電力。轉(zhuǎn)換器構(gòu)成為與發(fā)電機(jī)連接，能夠?qū)l(fā)電機(jī)的交流電力變換為直流電力。逆變器構(gòu)成為能夠?qū)⒅绷麟娏ψ儞Q為交流電力。直流鏈路將轉(zhuǎn)換器和逆變器連接起來。電池與直流鏈路電連接。第1映射存儲(chǔ)電池的輸出電力的上限值與電池的溫度及soc(stateofcharge，充電狀態(tài))的對(duì)應(yīng)關(guān)系。控制器根據(jù)電池的溫度及soc控制內(nèi)燃機(jī)以及發(fā)電機(jī)，以使得電池的輸出電力為第1映射中的上限值以下。

附圖說明

圖1是示出實(shí)施方式的混合動(dòng)力電力機(jī)車的概略性的結(jié)構(gòu)的例示框圖。

圖2是示出實(shí)施方式中的常溫的電池的電流特性的例示圖。

圖3是將圖2的一部分放大而示出的放大圖。

圖4是示出實(shí)施方式中的電池的開路電壓和soc的關(guān)系的例示圖。

圖5是示出實(shí)施方式中的低溫的電池的電流特性的例示圖。

圖6是表示實(shí)施方式的控制器執(zhí)行的控制的例示框圖。

附圖標(biāo)記說明

1：內(nèi)燃機(jī)；2：發(fā)電機(jī)；3：轉(zhuǎn)換器；4：直流鏈路；5：逆變器；8：電池；9：控制器；100：混合動(dòng)力電力機(jī)車。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖說明實(shí)施方式。

圖1是示出實(shí)施方式的混合動(dòng)力電力機(jī)車100的概略性的結(jié)構(gòu)的例示框圖。如圖1所示，混合動(dòng)力電力機(jī)車100具備內(nèi)燃機(jī)1、發(fā)電機(jī)2、轉(zhuǎn)換器3、直流鏈路(link)4、逆變器5、馬達(dá)6、車輪7、電池8以及控制器(controller)9。

內(nèi)燃機(jī)1是將熱能(energy)變換為機(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)(engine：引擎)，是在內(nèi)部燃燒燃料而獲取動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)電機(jī)2將利用內(nèi)燃機(jī)1獲取到的動(dòng)力變換為電能。以下，對(duì)從發(fā)電機(jī)2輸出的電能是交流電力的例子進(jìn)行說明。

轉(zhuǎn)換器3將從發(fā)電機(jī)2輸出的交流電力變換為直流電力，將變換后的直流電力輸出到直流鏈路4。直流鏈路4具備p側(cè)鏈路4a以及n側(cè)鏈路4b，被設(shè)置成將轉(zhuǎn)換器3的輸出側(cè)與逆變器5的輸入側(cè)連接起來。逆變器5將經(jīng)由直流鏈路4輸入的直流電力變換為交流電力(三相，threephases)，將變換后的交流電力輸出到馬達(dá)6。馬達(dá)6根據(jù)從逆變器5供給的交流電力，使車輪7動(dòng)作。

電池8由能夠進(jìn)行充放電的蓄電池等構(gòu)成。電池8連接于直流鏈路4，進(jìn)行從直流鏈路4接受直流電力的供給的充電動(dòng)作，或者進(jìn)行對(duì)直流鏈路4供給直流電力的放電動(dòng)作。控制器9監(jiān)視電池8的狀態(tài)(溫度、soc等)，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果控制內(nèi)燃機(jī)1以及發(fā)電機(jī)2。

但是，在上述混合動(dòng)力電力機(jī)車100的電力系統(tǒng)(system)中，用下述的式(1)表示能夠輸入到逆變器5的最大電力pinv_max、轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的最大電力pcnv_max以及電池8能夠輸出的最大電力pbat_max的關(guān)系。

pinv_max＝pbat_max+pcnv_max…(1)

在此，電池8的輸出特性(內(nèi)部電阻特性)根據(jù)溫度而大幅變化。例如，在電池8的溫度為低溫的情況下，電池8的內(nèi)部電阻變大，pbat_max變小。因此，為了即使在混合動(dòng)力電力機(jī)車100起動(dòng)時(shí)等的電池8的溫度為低溫的情況下也確保恒定的pinv_max，需要使pcnv_max增大pbat_max變小的量。然而，為了增大pcnv_max，需要做成使轉(zhuǎn)換器3能夠耐得住大電流的設(shè)計(jì)，所以轉(zhuǎn)換器3的尺寸(size)大型化。

另一方面，電池8的輸出特性也根據(jù)soc而大幅變化。即，soc與電池8的剩余量對(duì)應(yīng)，所以pbat_max不僅根據(jù)電池8的溫度還根據(jù)soc的大小而變化。

因此，在實(shí)施方式中，根據(jù)轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的電流的最大值和電池8的輸出特性，計(jì)算與電池8的溫度及soc對(duì)應(yīng)的pbat_max，在該pbat_max以下的范圍最大限度地使用電池8的電力，從而抑制轉(zhuǎn)換器3的電流，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器3的尺寸的小型化。也就是說，實(shí)施方式的控制器9根據(jù)電池8的溫度及soc控制轉(zhuǎn)換器3的輸出，以使得電池8的輸出為根據(jù)轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的電流的最大值和電池8的輸出特性而計(jì)算出的預(yù)定的上限值pbat_max以下。

以下，使用式子具體說明pbat_max的計(jì)算方法。

如果將轉(zhuǎn)換器3的最大電流設(shè)為icnv_max，將電池8的電壓設(shè)為vbat，將轉(zhuǎn)換器3的效率設(shè)為η，將功率因數(shù)設(shè)為cosθ，則轉(zhuǎn)換器3的最大電力pcnv_max由下述的式(2)表示。

【數(shù)1】

另外，如果將在轉(zhuǎn)換器3的電流為上述icnv_max的情況下的電池8的開路電壓、內(nèi)部電阻、電流分別設(shè)為vbat_ocv、rbat、ibat_cnvmax，則上述vbat由下述的式(3)表示。

vbat＝vbat_ocv-(rbat×ibat_cnvmax)…(3)

在此，如果將上述式(3)代入到上述式(2)，使用由下述的式

(4)表示的α來簡(jiǎn)化，則導(dǎo)出下述的式(5)。

【數(shù)2】

pcnv_max＝α(vbat_ocv-(rbat×ibat_cnvmax))…(5)

另一方面，使用上述的(3)式，由下述的式(6)表示上述pbat_max。

pbat_max＝(vbat_ocv-(rbat×ibat_cnvmax))ibat_cnvmax…(6)

在此，如果將上述式(5)以及(6)代入到上述式(1)而整理，則導(dǎo)出下述的式(7)。

rbat×ibat_cnvmax²+(α×rbat-vbat_ocv)×ibat_cnvmax+pinv_max-α×vbat_ocv＝0…(7)

如果將上述式(7)作為ibat_cnvmax的二次方程式(seconddegreeequation)來求解，則得到考慮了轉(zhuǎn)換器3的最大電流icnv_max的表示電池8的電流ibat_cnvmax的下述的式(8)。

【數(shù)3】

接下來，如果將電池8的放電終止電壓設(shè)為vbat_min，則請(qǐng)求以電池8的電壓vbat大于vbat_min為條件，所以電池8的最大電流ibat_max1需要滿足下述的式(9)。

vbat_min<vbat_ocv-(rbat×ibat_max1)…(9)

如果將上述式(9)變形，則導(dǎo)出表示電池8的最大電流ibat_max1應(yīng)當(dāng)滿足的條件的下述的式(10)。

【數(shù)4】

接下來，如果在系統(tǒng)上所定義的電池8的最大輸出設(shè)為pbat_max_sys，則在電池8的輸出成為該pbat_max_sys的情況下的電池8的最大電流ibat_max2由下述的(11)式表示。

(vbat_ocv-rbat×ibat_max2)×ibat_max2＝pbat_max_sys…(11)

如果整理上述式(11)，作為ibat_max2的二次方程式來求解，則導(dǎo)出考慮了電池8的系統(tǒng)上的最大輸出pbat_max_sys的表示電池8的最大電流ibat_max2的下述的式(12)。

【數(shù)5】

此外，根據(jù)上述式(12)，ibat_max2能夠取與符號(hào)±對(duì)應(yīng)的2個(gè)值。然而，在系統(tǒng)中，并非必須流過大電流。因此，以下僅考慮上述式(12)的符號(hào)±為-的1個(gè)值作為ibat_max2。

圖2是示出實(shí)施方式中的常溫的電池8的電流特性的例示圖。具體而言，在圖2中，圖示了在電池8為常溫的情況下的由上述式(8)表示的ibat_cnvmax、由上述式(10)表示的ibat_max1以及由上述式(12)表示的ibat_max2的、相對(duì)電池8的開路電壓vbat_ocv的電流特性。此外，根據(jù)上述式(8)，ibat_cnvmax能夠取與符號(hào)±對(duì)應(yīng)的2個(gè)值。因此，在圖2中，將符號(hào)±為+的ibat_cnvmax圖示為ibat_cnvmax1，將符號(hào)±為-的ibat_cnvmax圖示為ibat_cnvmax2。

圖2的單點(diǎn)劃線l1表示電池8為常溫的情況下的ibat_cnvmax1的電流特性。如該單點(diǎn)劃線l1所示，vbat_ocv越大，ibat_cnvmax1越大。另外，圖2的雙點(diǎn)劃線l2表示電池8為常溫的情況下的ibat_cnvmax2的電流特性。如該雙點(diǎn)劃線l2所示，vbat_ocv越大，ibat_cnvmax2越小。另外，圖2的間距(pitch)窄的虛線l3表示電池8為常溫的情況下的ibat_max1的電流特性。如該虛線l3所示，vbat_ocv越大，ibat_max1越大。另外，圖2的間距寬的虛線l4表示電池8為常溫的情況下的ibat_max2的電流特性。如該虛線l4所示，vbat_ocv越大，ibat_max2越小。

圖3是將圖2的一部分放大而示出的放大圖。具體而言，圖3是將圖2的縱軸的標(biāo)度放大而詳細(xì)示出-500～1500[a]的范圍的放大圖。

圖3的粗線l5表示常溫的電池8的最大電流的電流特性。如該粗線l5所示，在開路電壓vbat_ocv取由雙點(diǎn)劃線l2和虛線l3的交叉點(diǎn)(crosspoint)所示的電壓(625[v])與由虛線l3和虛線l4的交叉點(diǎn)所示的電壓(比650[v]稍小的電壓)之間的值的情況下，常溫的電池8的最大電流成為沿著虛線l3的值。另外，如粗線l5所示，在開路電壓vbat_ocv取由虛線l3和虛線l4的交叉點(diǎn)所示的電壓(比650[v]稍小的電壓)以上、與電池8的最大輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定的上限值(900[v])以下的值的情況下，常溫的電池8的最大電流成為沿著虛線l4的值。

即，根據(jù)圖3的例子，考慮了轉(zhuǎn)換器3的最大電流和電池8的輸出特性的常溫的電池8可使用的電壓范圍能夠規(guī)定為625～900[v]。此外，在小于625[v]的電壓范圍，考慮到轉(zhuǎn)換器3的最大輸出，電池8最低限度必須輸出的電流ibat_cnvmax1會(huì)超過放電終止電壓的電池8能夠輸出的最大電流ibat_max1，所以系統(tǒng)(system)不成立。這樣，根據(jù)圖3的例子，常溫的電池8可使用的電壓的上限值以及下限值分別是900[v]以及625[v]。

另外，圖4是示出實(shí)施方式中的電池8的開路電壓和soc的關(guān)系的例示圖。如圖4所示，電池8的開路電壓和soc為比例關(guān)系。也就是說，電池8的soc能夠表現(xiàn)為電池8的開路電壓的函數(shù)。由此，在實(shí)施方式中，只要通過上述那樣的方法決定在各溫度下電池8可使用的電壓的范圍，也就能夠決定在各溫度下電池8應(yīng)保持的soc的范圍。

接下來，圖5是示出實(shí)施方式中的低溫的電池8的電流特性的例示圖。在該圖5中也與上述圖2以及圖3同樣地，圖示了由上述式(8)表示的ibat_cnvmax、由上述式(10)表示的ibat_max1以及由上述式(12)表示的ibat_max2的、相對(duì)電池8的開路電壓vbat_ocv的電流特性。

圖5的單點(diǎn)劃線l11表示在電池8為低溫的情況下的ibat_cnvmax1的電流特性。如該單點(diǎn)劃線l11所示，vbat_ocv越大，ibat_cnvmax1越大。另外，圖5的雙點(diǎn)劃線l12表示在電池8為低溫的情況下的ibat_cnvmax2的電流特性。如該雙點(diǎn)劃線l12所示，vbat_ocv越大，ibat_cnvmax2越小。另外，圖5的間距窄的虛線l13表示在電池8為低溫的情況下的ibat_max1的電流特性。如該虛線l13所示，vbat_ocv越大，ibat_max1越大。另外，圖5的間距寬的虛線l14表示在電池8為低溫的情況下的ibat_max2的電流特性。如該虛線l14所示，vbat_ocv越大，ibat_max2越小。

圖5的粗線l15表示低溫的電池8的最大電流的電流特性。如該粗線l15所示，在開路電壓vbat_ocv取由單點(diǎn)劃線l11和雙點(diǎn)劃線l12的交叉點(diǎn)所示的電壓(730[v])與由單點(diǎn)劃線l11和虛線l13的交叉點(diǎn)所示的電壓(比750[v]稍大的電壓)之間的值的情況下，低溫的電池8的最大電流成為沿著單點(diǎn)劃線l11的電流。另外，如粗線l15所示，在開路電壓vbat_ocv取由單點(diǎn)劃線l11和虛線l13的交叉點(diǎn)所示的電壓(比750[v]稍大的電壓)以上、與電池8的最大輸出對(duì)應(yīng)的預(yù)定的上限值(900[v])以下的值的情況下，低溫的電池8的最大電流成為沿著虛線l13的電流。

即，根據(jù)圖5的例子，考慮了轉(zhuǎn)換器3的最大電流和電池8的輸出特性的低溫的電池8可使用的電壓范圍能夠規(guī)定為730～900[v]。因此，根據(jù)圖5的例子，常溫的電池8可使用的電壓的上限值以及下限值分別是900[v]以及730[v]。

在實(shí)施方式中，通過上述那樣的方法計(jì)算在各溫度下電池8可使用的電壓范圍，根據(jù)該計(jì)算出的電壓范圍，控制混合動(dòng)力電力機(jī)車100的電力系統(tǒng)。

具體而言，在實(shí)施方式中，預(yù)先對(duì)電池8的溫度及soc與通過上述那樣的方法計(jì)算出的電壓范圍的上限值的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行映射(mapping)，將該映射而得到的結(jié)果作為第1映射(map)t1，并按照下述的表1所示那樣的表格形式預(yù)先存儲(chǔ)。

【表1】

在上述表1中，作為一個(gè)例子，電池8的狀態(tài)被分成90種情況，定義有各狀態(tài)下的電池8的最大輸出pbat_max_xx(xx：11～19、21～29、31～39、41～49、51～59、61～69、71～79、81～89、91～99、a1～a9)。具體而言，在表1的例子中，通過將電池8的溫度在-30℃～50℃的范圍每10℃為1級(jí)而分成9級(jí)，并且將soc在10％～100％的范圍每10％為1級(jí)而分成10級(jí)，從而將電池8的狀態(tài)分成9×10＝90種情況。其中，表1僅為一個(gè)例子，情況劃分的數(shù)量不限于90種。

此外，在表1的例子中，對(duì)所有的90種狀態(tài)定義有pbat_max_xx。也就是說，在實(shí)施方式中，對(duì)與通過如圖3以及圖5所例示的方法求出的電壓范圍對(duì)應(yīng)的soc范圍以外的其它soc范圍，也設(shè)定有一些pbat_max_xx。例如，在圖3以及圖5的例子中，電池8可使用的電壓范圍的下限值分別是625[v]以及730[v]，但在表1中對(duì)與這些下限值對(duì)應(yīng)的soc以下的區(qū)域也設(shè)定有pbat_max_xx。這樣對(duì)所有區(qū)域設(shè)定有pbat_max_xx的原因在于，即使在由于一些原因電池8的soc變?yōu)榕c該下限值對(duì)應(yīng)的值以下的情況下，也需要通過使車輛性能功率下降(powerdown)并限制電池8的輸出，來繼續(xù)行駛而確保作為產(chǎn)品的可靠性。

另外，在實(shí)施方式中，對(duì)電池8的溫度和與通過上述那樣的方法計(jì)算出的電壓范圍的下限值對(duì)應(yīng)的soc的下限值的對(duì)應(yīng)關(guān)系預(yù)先進(jìn)行映射，將該映射而得到的結(jié)果作為第2映射t2并按照下述的表2所示那樣的表格形式預(yù)先存儲(chǔ)。

【表2】

在上述表2中，作為一個(gè)例子，將電池8的溫度在-35℃～50℃的范圍每5℃為1種情況而分成18種情況，定義有在各溫度下電池8應(yīng)保持的soc的下限值。如上所述，能夠根據(jù)圖4所示的電池8的開路電壓和soc的比例關(guān)系，依據(jù)由圖3以及圖5所例示的方法計(jì)算出的電壓范圍的下限值，計(jì)算表2中的soc的下限值。此外，表2僅為一個(gè)例子，情況劃分的數(shù)量不限于18種。

實(shí)施方式的控制器9通過執(zhí)行基于上述那樣的第1映射t1及第2映射t2的控制，能夠在考慮到轉(zhuǎn)換器3的特性(轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的最大電流)的同時(shí)，執(zhí)行最大限度地利用了電池8的電力控制。

即，實(shí)施方式的控制器9使用上述第1映射t1，根據(jù)電池8的溫度及soc控制內(nèi)燃機(jī)1以及發(fā)電機(jī)2，以使得電池8的輸出為根據(jù)轉(zhuǎn)換器3以及電池8的性能計(jì)算出的上限值以下。另外，控制器9使用上述第2映射t2，根據(jù)電池8的溫度及soc控制內(nèi)燃機(jī)1以及發(fā)電機(jī)2，以使得電池8的soc為根據(jù)轉(zhuǎn)換器3以及電池8的性能計(jì)算出的下限值以上。

圖6是表示實(shí)施方式的控制器9執(zhí)行的控制的例示框圖?？刂破?具備比較器9a以及比較器9b、觸發(fā)(flipflop)電路9c、切換電路9d、加法器9e、減法器9f、限制電路9g、切換電路9h、減法器9i、加法器9j、乘法器9k、乘法器9l以及除法器9m。

如圖6所示，向比較器9a輸入根據(jù)當(dāng)前的電池8的溫度的檢測(cè)值和第2映射t2所決定的soc下限值以及當(dāng)前的電池8的soc的推測(cè)值。另外，向比較器9b輸入soc推測(cè)值和電池8可取的soc的最大值。在此，被輸入到比較器9b的soc最大值是作為系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的值(例如80％、90％等這樣的值)，與電池8的充電量的限制值對(duì)應(yīng)。在實(shí)施方式中，通過設(shè)置這樣的限制值，能夠抑制由于電池8被充電到必要限度以上而導(dǎo)致的劣化。

比較器9a以及比較器9b各自的比較結(jié)果被輸入到觸發(fā)電路9c。例如，在soc推測(cè)值為soc下限值以下的情況下，從比較器9a向觸發(fā)電路9c的輸入s輸入“1”，在soc推測(cè)值大于soc下限值的情況下，向輸入s輸入“0”。另外，在soc推測(cè)值為soc最大值以上的情況下，從比較器9b向輸入r輸入“1”，在soc推測(cè)值小于soc最大值的情況下，向輸入r輸入“0”。

觸發(fā)電路9c根據(jù)來自比較器9a以及比較器9b的輸入，輸出指示是否對(duì)電池8進(jìn)行充電的電池充電信號(hào)。例如，在soc推測(cè)值為soc下限值以下的情況下(在該情況下soc推測(cè)值小于soc最大值)，需要對(duì)電池8充電。因此，在該情況下，觸發(fā)電路9c根據(jù)輸入s的“1”和輸入r的“0”，從輸出q輸出與對(duì)電池8進(jìn)行充電的意思的指示對(duì)應(yīng)的“1”這樣的電池充電信號(hào)。在電池8充電進(jìn)展時(shí)，soc推測(cè)值變得大于soc下限值。在soc推測(cè)值大于soc下限值且小于soc最大值的范圍，觸發(fā)電路9c根據(jù)輸入s的“0”和輸入r的“0”，維持緊跟前的輸出，從輸出q輸出“1”這樣的電池充電信號(hào)。然后，在soc推測(cè)值變?yōu)閟oc最大值以上的情況下，觸發(fā)電路9c根據(jù)輸入s的“0”和輸入r的“1”，從輸出q輸出與對(duì)電池8不進(jìn)行充電的意思的指示對(duì)應(yīng)的“0”這樣的電池充電信號(hào)。此外，在對(duì)電池8不進(jìn)行充電的狀態(tài)持續(xù)時(shí)，電池8放電進(jìn)展，soc推測(cè)值變得小于soc最大值。在soc推測(cè)值小于soc最大值且大于soc下限值的范圍，觸發(fā)電路9c根據(jù)輸入s的“0”和輸入r的“0”，維持緊跟前的輸出，從輸出q輸出“0”這樣的電池充電信號(hào)。然后，在soc推測(cè)值變?yōu)閟oc下限值以下的情況下，觸發(fā)電路9c根據(jù)輸入s的“1”和輸入r的“0”，從輸出q輸出“1”這樣的電池充電信號(hào)。通過反復(fù)進(jìn)行以上的動(dòng)作，電池8進(jìn)行充放電，以使得soc推測(cè)值在soc下限值與soc最大值之間推移。

切換電路9d根據(jù)從觸發(fā)電路9c輸入的電池充電信號(hào)，將輸出到加法器9e的值切換為示出電池8的目標(biāo)充電電力的值或者“0”。具體而言，切換電路9d在從觸發(fā)電路9c輸入的電池充電信號(hào)對(duì)應(yīng)于開始對(duì)電池8進(jìn)行充電的意思的指示的情況下，向加法器9e輸出目標(biāo)充電電力值。另一方面，在無需對(duì)電池8進(jìn)行充電的情況下，切換電路9d向加法器9e輸出“0”。

加法器9e對(duì)從逆變器5所請(qǐng)求的輸出請(qǐng)求(混合動(dòng)力電力機(jī)車100的行駛所需的功率)和來自切換電路9d的輸入進(jìn)行加法運(yùn)算。然后，加法器9e將加法結(jié)果輸出到減法器9f。

減法器9f從利用加法器9e得到的加法運(yùn)算結(jié)果減去轉(zhuǎn)換器3的輸出目標(biāo)值。此外，除非電池8的輸出受到與其狀態(tài)(溫度、soc等)對(duì)應(yīng)的限制，否則轉(zhuǎn)換器3的輸出目標(biāo)值是恒定的。減法器9f將減法運(yùn)算結(jié)果作為電池8的輸出而輸出到限制電路9g。此外，減法器9f將減法結(jié)果還輸出到減法器9i。

限制電路9g根據(jù)來自切換電路9h的輸入，對(duì)從減法器9f輸入的電池輸出施加限制。在此，切換電路9h在需要對(duì)電池8進(jìn)行充電的情況下，輸出“0”，在無需對(duì)電池8進(jìn)行充電的情況下，輸出示出根據(jù)電池溫度檢測(cè)值及soc推測(cè)值和第1映射t1所決定的電池8的最大輸出(考慮了轉(zhuǎn)換器3的特性和電池8的輸出特性的電池8的輸出的上限值)的值。在從切換電路9h輸入了電池8的最大輸出的情況下，限制電路9g將從減法器9f輸入的電池輸出限制為該最大輸出以下，將該限制后的值作為電池8的放電輸出而輸出到減法器9i。

減法器9i從來自減法器9f的輸入減去來自限制電路9g的輸入，作為用于校正轉(zhuǎn)換器3的輸出目標(biāo)值的校正值而輸出到加法器9j。然后，加法器9j對(duì)來自減法器9i的輸入和還被輸入到上述減法器9f的轉(zhuǎn)換器3的輸出目標(biāo)值進(jìn)行加法運(yùn)算，將校正后的轉(zhuǎn)換器3的輸出目標(biāo)值輸出到乘法器9k以及乘法器9l的每個(gè)。

乘法器9k通過對(duì)來自加法器9j的輸入乘以考慮了發(fā)電機(jī)2的效率、功率因數(shù)等的預(yù)定的系數(shù)k1，計(jì)算發(fā)電機(jī)2的輸出目標(biāo)值，將計(jì)算結(jié)果輸出到除法器9m。然后，除法器9m通過將來自乘法器9k的輸入除以發(fā)電機(jī)2的角速度，計(jì)算對(duì)發(fā)電機(jī)2的力矩指令，將計(jì)算結(jié)果輸出到發(fā)電機(jī)2。此外，乘法器9l通過對(duì)來自加法器9j的輸入乘以發(fā)電機(jī)2與內(nèi)燃機(jī)1之間的損耗系數(shù)k2，計(jì)算針對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的輸出請(qǐng)求，將計(jì)算結(jié)果輸出到內(nèi)燃機(jī)1。

如以上說明那樣，實(shí)施方式的混合動(dòng)力電力機(jī)車100具備控制器9，所述控制器9根據(jù)電池8的溫度及soc控制內(nèi)燃機(jī)1以及發(fā)電機(jī)2，以使得電池8的輸出為根據(jù)轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的電流的最大值和電池8的輸出特性而計(jì)算出的上限值以下。更具體而言，控制器9根據(jù)存儲(chǔ)電池8的輸出電力的上限值與電池8的溫度及soc的對(duì)應(yīng)關(guān)系的第1映射t1，所述電池8的輸出電力的上限值是考慮從轉(zhuǎn)換器3輸出轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的最大的電流的情況而決定的，依照電池8的溫度及soc控制內(nèi)燃機(jī)1以及發(fā)電機(jī)2，以使得電池8的輸出為第1映射t1中的上限值以下。由此，通過在該上限值以下的范圍最大限度地使用電池8，能夠抑制轉(zhuǎn)換器3的電流。其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)換器3的小型化。

上述效果對(duì)電池8為低溫的情況僅限于混合動(dòng)力電力機(jī)車100起動(dòng)時(shí)等的混合動(dòng)力電力機(jī)車100特別有效。也就是說，只要從混合動(dòng)力電力機(jī)車100的起動(dòng)開始經(jīng)過一定程度的時(shí)間，電池8就一定程度地升溫，便能夠確保電池8的輸出，所以僅僅為了電池8的輸出受低溫所限的混合動(dòng)力電力機(jī)車100的起動(dòng)時(shí)使轉(zhuǎn)換器3的尺寸大型化，并不高效。因此，在實(shí)施方式中，通過考慮轉(zhuǎn)換器3能夠輸出的電流的最大值和電池8的輸出特性，設(shè)定電池8的輸出的上限值，在該上限值以下的范圍最大限度地使用電池8，從而無需僅僅為了混合動(dòng)力電力機(jī)車100的起動(dòng)時(shí)設(shè)置能夠耐得住大電流的大型的轉(zhuǎn)換器。

以上，說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但上述實(shí)施方式僅為一個(gè)例子，并不意圖限定發(fā)明的范圍。上述實(shí)施方式能夠通過各種方式實(shí)施，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍進(jìn)行各種省略、置換、變更。上述實(shí)施方式、其變形包含于發(fā)明的范圍、主旨內(nèi)，并且包含于權(quán)利要求記載的發(fā)明和其均等范圍。