电动车辆的电源系统及其控制方法

专利名称：电动车辆的电源系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆的电源系统及其控制方法，更加特定地，涉及搭载有主蓄电装置和多个副蓄电装置的电动车辆的电源系统控制。
背景技术：
作为有益于环境的车辆，近年来开发了电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池车辆等电动车辆并已实用化。这些电动车辆搭载有产生车辆驱动力的电动机、以及构成为包括蓄电装置的用于供给电动机驱动电力的电源系统。特别地，也提出了通过车辆外部的电源(以下也称为“外部电源”)对混合动力汽车的车载蓄电装置进行充电的结构，在这些电动车辆中，谋求延长能够通过车载蓄电装置的蓄电电力进行行驶的距离。另外，以下也将通过外部电源对车载蓄电装置进行的充电简称为“外部充电”。例如，在日本特开2008-109840号公报(专利文献1)和日本特开2003-209969号公报(专利文献2)中，记载了并联连接多个蓄电装置(电池)的电源系统。在专利文献1 和专利文献2所记载的电源系统中，按每个蓄电装置(电池)设置有作为充放电调整机构的电压转换器(converter，转换器)。与此相对，在日本特开2008-167620号公报(专利文献3)中，记载了在搭载有主蓄电装置和多个副蓄电装置的车辆中设置有与主蓄电装置对应的转换器和由多个副蓄电装置共用的转换器的电源装置的结构。根据该结构，能够抑制装置元件的数量并能够增大可蓄电的能量。专利文献1 日本特开2008-109840号公报；专利文献2 日本特开2003-209969号公报；专利文献3 日本特开2008-167620号公报。

发明内容
发明要解决的课题在专利文献3所记载的电源装置中，选择性地将多个副蓄电装置中的一个副蓄电装置与转换器连接，通过主蓄电装置和所选择的副蓄电装置来供给车辆驱动用电动机的驱动电力。在这样的电源装置中，当使用中的副蓄电装置的S0C(State of Charge，充电状态) 降低了时，使新的副蓄电装置与转换器连接，通过依次使用多个副蓄电装置来延长通过蓄电能量实现的行驶距离(EV(Electric Vehicle，电动车辆)行驶距离)。但是，在副蓄电装置的连接切换时，为了避免由于产生短路路径而导致的设备故障等，需要以适当的处理步骤来执行切换处理。本发明是为了解决这样的问题而完成的，本发明的目的在于在具有主蓄电装置和多个副蓄电装置并由多个副蓄电装置共用电压转换器(converter)的结构的电源系统中，适当地执行用于改变所使用的副蓄电装置的连接切换处理。用于解决课题的手段
根据本发明，一种电动车辆的电源系统，所述电动车辆搭载有产生车辆驱动功率的电机，该电源系统具有主蓄电装置、供电线、第一电压转换器、相互并联地设置的多个副蓄电装置、第二电压转换器、连接部以及切换控制装置。供电线构成为向驱动控制电机的变换器进行供电。第一电压转换器设置在供电线与主蓄电装置之间，构成为进行双向的电压转换。第二电压转换器设置在多个副蓄电装置与供电线之间，构成为在多个副蓄电装置之一与供电线之间进行双向的电压转换。连接部设置在多个副蓄电装置与第二电压转换器之间，构成为选择性地将多个副蓄电装置中的选择副蓄电装置与第二电压转换器连接。切换控制装置控制多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的选择性的连接。并且，切换控制装置具有切换判定部、升压指示部、第一电力限制部、连接切换控制部以及第二电力限制部。 切换判定部构成为基于多个副蓄电装置的充电状态来判定是否需要切换选择副蓄电装置。 升压指示部构成为在由切换判定部判断为需要切换选择副蓄电装置时，指示第一电压转换器，使其将供电线的电压设为第一电压，该第一电压比主蓄电装置的输出电压以及切换后与第二电力转换器连接的副蓄电装置的输出电压高。第一电力限制部在供电线的电压达到了第一电压后，使选择副蓄电装置的输入输出电力上限值逐渐减小至零。连接切换控制部构成为在由第一电力限制部将输入输出电力上限值设定成了零时，切换多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的连接。第二电力限制部构成为在由连接切换控制部切换了多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的连接后，使输入输出电力上限值逐渐提升至与新与第二电力转换器连接的副蓄电装置的充电状态对应的值。或者，在本发明的电动车辆的电源系统的控制方法中，电源系统具备上述主蓄电装置、上述供电线、上述第一电压转换器、上述多个副蓄电装置、上述第二电压转换器以及上述连接部。并且，控制方法包括判定步骤，基于多个副蓄电装置的充电状态来判定是否需要切换选择副蓄电装置；指示步骤，在通过判定步骤判断为需要切换选择副蓄电装置时， 指示第一电压转换器，使其将供电线的电压设为第一电压，该第一电压比主蓄电装置的输 出电压以及切换后与第二电力转换器连接的副蓄电装置的输出电压高；减小步骤，在供电线的电压达到了第一电压后，使选择副蓄电装置的输入输出电力上限值逐渐减小至零；切换步骤，在通过减小步骤将输入输出电力上限值设定成了零时，切换多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的连接；以及提升步骤，在通过切换步骤切换了多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的连接后，使输入输出电力上限值逐渐提升至与新与第二电力转换器连接的副蓄电装置的充电状态对应的值。优选的是，升压指示部持续指示第一电压转换器，使其将供电线的电压设为第一电压，直到由第二电力限制部提升输入输出电力上限值的处理结束。或者，控制方法还包括以下的步骤持续指示第一电压转换器，使其将供电线的电压设为第一电压，直到通过提升步骤提升输入输出电力上限值的处理结束。另外，优选的是，第一电压相当于通过第一电压转换器控制供电线的电压的上限值。根据上述电动车辆的电源系统及其控制方法，当切换第二电压转换器与副蓄电装置之间的连接时，能够在将供电线升压至高于主蓄电装置的输出电压和新使用的副蓄电装置的输出电压的第一电压后，将新使用的副蓄电装置与第二电力转换器连接。由此，能够防止经由供电线而形成始自新使用的副蓄电装置的短路路径。另外，由于在切换副蓄电装置的连接之前缩小副蓄电 装置的输入输出电力上限值，并在连接切换完成后逐渐地恢复该输入输出电力上限值，因此能够防止在由于连接切换而无法对副蓄电装置输入输出电力的期间内对电源系统要求过度的充放电电力。或者，优选的是，切换控制装置还包括第三电力限制部，第三电力限制部在从开始由第一电力限制部减小输入输出电力上限值到由连接部进行的多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的连接切换完成的期间内，暂时缓和主蓄电装置的充放电限制。或者，控制方法还包括以下的步骤在从开始通过减小步骤减小输入输出电力上限值到由连接部进行的多个副蓄电装置与第二电压转换器之间的连接切换完成的期间内，暂时缓和主蓄电装置的充放电限制。这样一来，在由于副蓄电装置的连接切换而无法对副蓄电装置输入输出电力的期间内，能够暂时缓和主蓄电装置的充放电电力限制，因此能够确保电源系统整体的输入输出上限电力。更优选的是，电动车辆还具有内燃机，其构成为能够独立于电机而输出车辆驱动功率；以及行驶控制部。并且，行驶控制部在电动车辆的整体要求功率大于主蓄电装置的输出电力上限值与选择副蓄电装置的输出电力上限值之和时，启动内燃机。这样一来，通过适当地设定切换副蓄电装置的连接时的输入输出电力上限值，能够使得不会对电源系统要求过度的充放电，并且通过暂时缓和主蓄电装置的充放电限制， 能够防止在切换副蓄电装置的连接时重新启动内燃机。发明的效果根据本发明，在具有主蓄电装置和多个副蓄电装置并由多个副蓄电装置共用电压转换器(converter)的结构的电源系统中，能够适当地执行用于改变所使用的副蓄电装置的连接切换处理。


图1是表示搭载有本发明的实施方式的电源系统的电动车辆的主要结构的图。图2是表示图1所示的各变换器的详细结构的电路图。图3是表示图1所示的各转换器的详细结构的电路图。图4是说明电动车辆的行驶控制的功能框图。图5是表示本发明的实施方式的电动车辆的电源系统中的选择副蓄电装置连接切换处理的简要的处理步骤的流程图。图6是说明图5所示的副蓄电装置的切换判定处理的详细情况的流程图。图7是说明图5所示的切换前升压处理的详细情况的流程图。图8是说明图5所示的电力限制变更处理的详细情况的流程图。图9是说明图5所示的连接切换处理的详细情况的流程图。图10是说明图5所示的恢复处理的详细情况的流程图。图11是本发明的实施方式的电动车辆的电源系统中的选择副蓄电装置的切换处理时的工作波形图。图12是说明本发明的实施方式的电源系统的控制结构中的、用于选择副蓄电装置的切换处理的功能部分的功能框图。
附图标记说明1电动车辆；2车轮；3动力分配机构；4发动机；6电池充电用转换器(外部充电)； 8 外部电源；9A、9B1、9B2 电流传感器；10A、10B1、10B2、13、21A、21B 电压传感器；11A、11B1、 11B2温度传感器；12A转换器(主蓄电装置专用)；12B转换器(副蓄电装置共用)；14、22 变换器；15 17各相臂(U、V、W) ；24,25电流传感器；30控制装置；39A连接部(主蓄电装置)；39B连接部(副蓄电装置)；100切换判定部；110升压指示部；120电力限制部(主蓄电装置)；130电力限制部(副蓄电装置)；140连接切换控制部；200转换器控制部；250 行驶控制部；260总功率算出部；270、280变换器控制部；BA电池(主蓄电装置)；BB选择副蓄电装置；BB1、BB2电池(副蓄电装置)；Cl、C2、CH平滑用电容器；CMBT升压指令信号； CONTl C0NT7继电器控制信号；Dl D8 二极管；FBT标记(升压完成)；IA、IB1、IB2输入输出电流(电池)；ID变量(切换处理状态)；IGON起动信号；Ll电抗器；MCRTl、MCRT2电机电流值；MG1、MG2电动发电机；PL1A、PLlB电源线；PL2供电线；Pttl总要求功率；PWMI、 PWMI1、PWMI2, PWMC, PWMCl、PWMC2 控制信号(变换器)；PWU、PffUA, PffDA, PffD, PffDA, PffDB 控制信号(转换器)；Ql Q8IGBT元件；R限制电阻；SLU SL2接地线；SMRl SMR3系统主继电器;3尺1、51 16、51 2、51 26继电器;TA、TBB1、TBB2 电池温度(电池)；Tqcoml、Tqcom2 转矩指令值；UL、VL、WL线(三相)；Vl预定电压；VBA、VBBU VBB2电压(电池输出电压)； VLA, VLB、VH电压；VHref电压指令值(VH) ；Win输入上限电力；Win (M)输入上限电力(主蓄电装置)；Win (S)输入上限电力(选择副蓄电装置)；Wout输出上限电力；Wout (M)输出上限电力(主蓄电装置)；Wout (S)输出上限电力(选择副蓄电装置)。
具体实施例方式以下，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，原则上不再重复对其的说明。图1是表示搭载有本发明实施方式的电源系统的电动车辆的主要结构的图。参照图1，电动车辆1包括作为蓄电装置的电池BA、BB1、BB2 ；连接部39A、39B ；转换器12AU2B ；平滑用电容器Cl、C2、CH;电压传感器10A、10B1、10B2、13、21A、21B ；温度传感器11A、11B1、11B2 ；电流传感器9A、9B1、9B2 ；供电线PL2 ；变换器(inverter，逆变器)14、 22 ；电动发电机MG1、MG2 ；车轮2 ；动力分配机构3 ；发动机4 ；以及控制装置30。本实施方式所示的电动车辆的电源系统具有作为主蓄电装置的电池BA、向驱动电动发电机MG2的变换器14进行供电的供电线PL2 ；设置在主蓄电装置(BA)与供电线PL2 之间、进行双向电压转换的作为电压转换器的转换器12A;相互并联设置的多个作为副蓄电装置的电池BB1、BB2 ；以及设置在多个副蓄电装置(BB1、BB2)与供电线PL2之间、进行双向电压转换的作为电压转换器的转换器12B。电压转换器(12B)选择性地与多个副蓄电装置(BB1、BB2)中的一个副蓄电装置连接，在该副蓄电装置与供电线PL2之间执行双向的电压转换。副蓄电装置(BBl和BB2的一方)和主蓄电装置(BA)的可蓄电容量例如被设定成通过同时使用而能够输出与供电线连接的电力负载(22和MG2)所容许的最大功率。由此， 在不使用发动机的EV(Electric Vehicle)行驶中，能够进行最大功率的行驶。如果副蓄电装置的蓄电状态恶化了，则更换副蓄电装置后再行驶即可。并且，在消耗了副蓄电装置的电力之后，通过除了使用主蓄电装置还使用发动机，即使不使用副蓄电装置也能够使得进行最大功率的行驶成为可能。另外，通过采用这样的结构，由于由多个副蓄电装置共用转换器12B，因此可以不必随着蓄电装置的数量而增加转换器的数量。为了进一步延长EV行驶距离，以与 电池BB1、 BB2并联的方式进一步增加电池即可。优选的是，搭载在该电动车辆上的主蓄电装置和副蓄电装置能够进行外部充电。 因此，电动车辆1例如还包括用于与作为AC100V的商用电源的外部电源8连接的电池充电装置(充电用转换器)6。电池充电装置6将交流转换为直流并对电压进行调压而供给电池的充电电力。另外，作为能够进行外部充电的结构，除了上述结构以外，也可以使用将电动发电机MG1、MG2的定子线圈的中性点与交流电源连接的方式、和/或组合转换器12A、12B 而使其作为交流直流转换装置发挥作用的方式。平滑用电容器Cl连接在电源线PLlA与接地线SL2之间。电压传感器21A检测平滑用电容器Cl的两端间的电压VLA并向控制装置30输出。转换器12A能够将平滑用电容器Cl的端子间电压升压并向供电线PL2供给。平滑用电容器C2连接在电源线PLlB与接地线SL2之间。电压传感器2IB检测平滑用电容器C2的两端间的电压VLB并向控制装置30输出。转换器12B能够将平滑用电容器C2的端子间电压升压并向供电线PL2供给。平滑用电容器CH对由转换器12A、12B升压后的电压进行平滑化。电压传感器13 检测平滑用电容器CH的端子间电压VH并向控制装置30输出。或者，反向地，转换器12A、12B能够将由平滑用电容器CH平滑后的端子间电压VH 降压并向电源线PL1A、PLlB供给。变换器14将从转换器12B和/或12A提供的直流电压转换为三相交流电压并向电动发电机MGl输出。变换器22将从转换器12B和/或12A提供的直流电压转换为三相交流电压并向电动发电机MG2输出。动力分配机构3是与发动机4和电动发电机MG1、MG2连接并在它们之间分配动力的机构。作为动力分配机构，例如可以使用具有太阳齿轮、行星齿轮架、齿圈的三个旋转轴的行星齿轮机构。在行星齿轮机构中，如果确定了三个旋转轴中的两个旋转轴的旋转，则另一个旋转轴的旋转被强制性地确定了。这三个旋转轴分别与发动机4、电动发电机MG1、MG2 的各旋转轴连接。另外，电动发电机MG2的旋转轴通过未图示的减速齿轮和/或差动齿轮与车轮2连接。另外，在动力分配机构3的内部还可以组装有针对电动发电机MG2的旋转轴的减速器。连接部39A包括系统主继电器SMR2，其连接在电池BA的正极与电源线PLlA之间；串联连接的系统主继电器SMRl和限制电阻R，其与系统主继电器SMR2并联连接；以及系统主继电器SMR3，其连接在电池BA的负极(接地线SLl)与节点N2之间。系统主继电器SMRl SMR3分别响应于从控制装置30提供的继电器控制信号 CONTl C0NT3而被控制为导通状态(on) /非导通状态(off)。电压传感器IOA测定电池BA的端子间的电压VA。并且，温度传感器IlA测定电池BA的温度TA，电流传感器9A测定电池BA的输入输出电流IA0这些传感器的测定值被输出给控制装置30。控制装置30基于这些测定值来监视SOC (State of Charge)所代表的电池BA的状态。连接部39B设置在电源线PLlB和接地线SL2与电池BB1、BB2之间。连接部39B包括系统主继电器SR1，其连接在电池BBl的正极与电源线PLlB之间；继电器SR1G，其连接在电池BBl的负极与接地线SL2之间；继电器SR2，其连接在电池BB2的正极与电源线PLlB 之间；以及继电器SR2G，其连接在电池BB2的负极与接地线SL2之间。继电器SRI、SR2分别响应于从控制装置30提供的继电器控制信号C0NT4、C0NT5 而被控制为导通状态(on)/非导通状态(off)。继电器SR1G、SR2G分别响应于从控制装置 30提供的继电器控制信号C0NT6、C0NT7而被控制为导通状态(on)/非导通状态(off)。接地线SL2如后面说明的那样穿过转换器12A、12B而延伸至变换器14和22侧。电压传感器IOBl和10B2分别测定电池BBl和BB2的端子间的电压VBBl和VBB2。 并且，温度传感器IlBl和11B2分别测定电池BBl和BB2的温度TBBl和TBB2。另外，电流传感器9B1和9B2测定电池BBl和BB2的输入输出电流IBl和IB2。这些传感器的测定值被输出给控制装置30。控制装置30基于这些测定值来监视SOC (State of Charge)所代表的电池BB1、BB2的状态。另外，作为电池BA、BBU BB2，例如可以使用铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等二次电池、和/或 双电荷层电容器等大容量的电容器等。变换器14与供电线PL2和接地线SL2连接。变换器14接受从转换器12A和/或 12B升压后的电压，例如为了启动发动机4而驱动电动发电机MG1。另外，变换器14将由从发动机4传递来的动力而在电动发电机MGl中发电产生的电力返回到转换器12A和12B。 此时，转换器12A和12B由控制装置30控制作为降压转换器进行工作。电流传感器24将在电动发电机MGl中流动的电流作为电机电流值MCRTl进行检测，并将电机电流值MCRTl输出给控制装置30。变换器22与变换器14并联地连接在供电线PL2与接地线SL2之间。变换器22将转换器12A和12B输出的直流电压变换为三相交流电压，并输出给驱动车轮2的电动发电机MG2。另外，变换器22将伴随再生制动而在电动发电机MG2中发电产生的电力返回到转换器12A和12B。此时，转换器12A和12B由控制装置30控制作为降压转换器进行工作。电流传感器25将在电动发电机MG2中流动的电流作为电机电流值MCRT2进行检测，并将电机电流值MCRT2输出给控制装置30。控制装置30由内置有未图示的CPU (Central Processing Unit，中央处理单元) 和存储器的电子控制单元(ECU)构成，基于存储在该存储器中的映射图和程序来执行使用了各个传感器的测定值的运算处理。另外，关于控制装置30的一部分，也可以构成为通过电子电路等硬件执行预定的数值/逻辑运算处理。具体地说，控制装置30接受电动发电机MGl、MG2的各转矩指令值和转速，电压 VBA, VBBU VBB2、VLA、VLB、VH的各值，电机电流值MCRT1、MCRT2，以及起动信号IG0N。并且，控制装置30向转换器12B输出进行升压指示的控制信号PWUB、进行降压指示的控制信号PWDB、以及指示禁止工作的停止(shut down)信号。并且，控制装置30对变换器14输出控制信号PWMIl和控制信号PWMCl，控制信号 PWMIl进行将作为转换器12A、12B的输出的直流电压转换为用于驱动电动发电机MGl的交流电压的驱动指示，控制信号PWMCl进行将在电动发电机MGl中发电产生的交流电压转换为直流电压并返回到转换器12A、12B侧的再生指示。
同样地，控制装置30对变换器22输出控制信号PWMI2和控制信号PWMC2，控制信号P丽12进行将直流电压转换为用于驱动电动发电机MG2的交流电压的驱动指示，控制信号PWMC2进行将在电动发电机MG2中发电产生的交流电压转换为直流电压并返回到转换器 12A、12B侧的再生指示。图2是表示图1的变换器14和22的详细结构的电路图。参照图2，变换器14包括U相臂15、V相臂16、和W相臂17。U相臂15、V相臂16、 和W相臂17并联连接在供电线PL2与接地线SL2之间。U相臂15包括串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT (Insulated gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)元件Q3、Q4 ；和分别与IGBT元件Q3、Q4反向并联连接的二极管D3、D4。二极管D3的阴极与IGBT元件Q3的集电极连接，二极管D3的阳极与IGBT元件Q3的发射极连接。二极管D4的阴极与IGBT元件Q4的集电极连接，二极管 D4的阳极与IGBT元件Q4的发射极连接。V相臂16包括串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT元件Q5、Q6 ；和分别与IGBT元件Q5、Q6反向并联连接的二极管D5、D6。IGBT元件Q5、Q6与反向并联二极管 D5、D6的连接同U相臂15—样。W相臂17包括串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT元件Q7、Q8 ；和分别与IGBT元件Q7、Q8反向并联连接的二极管D7、D8。IGBT元件Q7、Q8与反向并联二极管 D7、D8的连接同U相臂15—样。另外，在本实施方式中，将IGBT元件作为能够进行接通断开控制的电力用半导体开关元件的代表示例而进行了表示。即，也可以代替IGBT元件而使用双极晶体管和/或场效应晶体管等电力用半导体开关元件。各相臂的中间点与电动发电机MGl的各相线圈的各相端连接。即，电动发电机MGl 是三相的永磁体同步电机，U、V、W相的三个线圈的各自一端共同连接于中点。并且，U相线圈的另一端与从IGBT元件Q3、Q4的连接节点引出的线UL连接。另外，V相线圈的另一端与从IGBT元件Q5、Q6的连接节点引出的线VL连接。另外，W相线圈的另一端与从IGBT元件Q7、Q8的连接节点引出的线WL连接。另外，关于图1的变换器22，虽然在与电动发电机MG2连接这一点上与变换器14 不同，但是内部的电路结构与变换器14同样，因此不再重复详细的说明。另外，在图2中记载了向变换器提供控制信号PWMI、PWMC的情况，这是为了避免记载变得复杂，如图1所示， 各个控制信号PWMI1、PWMCl和控制信号PWMI2、PWMC2分别被输入给变换器14、22。图3是表示图1的转换器12A和12B的详细结构的电路图。参照图3，转换器12A包括一端与电源线PLlA连接的电抗器Ll ；串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT元件Ql、Q2 ；以及分别与IGBT元件Ql、Q2反向并联连接的二极管D1、D2。电抗器Ll的另一端与IGBT元件Ql的发射极和IGBT元件Q2的集电极连接。二极管Dl的阴极与IGBT元件Ql的集电极连接，二极管Dl的阳极与IGBT元件Ql的发射极连接。二极管D2的阴极与IGBT元件Q2的集电极连接，二极管D2的阳极与IGBT元件Q2 的发射极连接。
另外，关于图1的转换器12B，虽然在代替电源线PLlA而与电源线PLlB连接这一点上与转换器12A不同，但是内部的电路结构与转换器12A同样，因此不再重复详细的说明。另外，在图3中记载了向转换器提供控制信号PWU、PWD的情况，这是为了避免记载变得复杂，如图1所示，各个控制信号PWUA、PffDA和控制信号PWUB、PffDB分别被输入给变换器 14,22ο 在电动车辆1的电源系统中，通过电池BA(主蓄电装置)、和电池ΒΒ1、ΒΒ2中的选择出的副蓄电装置(以下也称为“选择副蓄电装置ΒΒ”)，在电动发电机MG1、MG2之间进行电力的授受。控制装置30基于电压传感器10A、温度传感器11A、以及电流传感器9A的检测值，设定表示主蓄电装置的剩余容量的SOC(M)、表示充电电力的上限值的输入上限电力 Win(M)、以及表示放电电力的上限值的输出上限电力Wout (M)。并且，控制装置30基于电压传感器10B1、10B2、温度传感器11B1、11B2、电流传感器9B1、9B2的检测值，设定选择副蓄电装置BB的SOC(B)和输入输出上限电力Win (S)、 Wout (S)。一般来说，SOC由当前的充电量相对于各电池的满充电状态的比例(％ )来表示。 另夕卜，Win、Wout表示为即使以预定的时间(例如10秒左右)对该电力进行放电、该电池 (BA、BB1、BB2)也不会变得过充电或过放电的电力的上限值。在图4中表示了用于说明与由控制装置30实现的电动车辆1的行驶控制、具体地说即与发动机4、电动发电机MG1、MG2之间的动力分配控制相关的控制结构的功能框图。另夕卜，图4所示的各个功能框单元通过由控制装置30执行预先存储的预定程序和/或由控制装置30内的电子电路(硬件)执行运算处理来实现。参照图4，总功率算出部260基于车速和踏板操作(加速踏板)计算出电动车辆1 整体的总要求功率Pttl。另外，在总要求功率Pttl中，根据车辆状况，也可包括为了使电动发电机MGl产生电池充电电力而要求的功率(发动机输出)。向行驶控制部250输入主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win(M)、Wout(M)及选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win (S)、Wout (S)、来自总功率算出部260的总要求功率Pttl、以及制动踏板操作时的再生制动要求。行驶控制部250生成作为电机控制指令的转矩指令值Tqcoml和TqCom2，使得电动发电机MG1、MG2总的输入输出电力处于主蓄电装置BA和选择副蓄电装置BB总的充电限制(Win(M)+Win(S))以及放电限制 (ffout (M)+Wout (S))的范围内。并且，为了确保总要求功率Pttl，对由电动发电机MG2产生的车辆驱动功率、和由发动机4产生的车辆驱动功率进行分配。特别是，通过最大限度地利用从外部充电获得的电池电力来抑制发动机4的工作、或者与发动机4能够高效地工作的区域相对应地来设定由发动机4产生的车辆驱动功率，实现高燃料经济性的车辆行驶控制。变换器控制部270基于转矩指令值Tqcoml和电动发电机MGl的电机电流值 MCRTl，生成变换器14的控制信号PWMI1、PWMC1。同样地，变换器控制部280基于转矩指令值Tqcom2和电动发电机MG2的电机电流值MCRT2，生成变换器22的控制信号P丽12、P丽C2。 另外，行驶控制部250根据设定的由发动机产生的车辆驱动功率的要求值，生成发动机控制指令。并且，由未图示的控制装置(发动机ECU)按照上述发动机控制指令来控制发动机4的工作。 控制装置30，在为积极地使用电池电力来使车辆行驶的行驶模式(EV模式)时， 当总要求功率Pttl处于电池整体的输出上限电力Wout (M)+Wout (S)以下时，不使发动机4 工作，仅通过由电动发电机MG2产生的车辆驱动功率来行驶。另一方面，当总要求功率Pttl 超过了 Wout (M)+Wout (S)时，启动发动机4。与此相对，在为没有选择该EV模式的行驶模式(HV模式)时，控制装置30控制发动机4与电动发电机MG2之间的驱动力功率分配，使得电池SOC维持为预定的目标值。艮口， 进行与EV模式相比容易使发动机4工作的行驶控制。在EV模式下，进行与主蓄电装置BA相比优先使用选择副蓄电装置BB的电力的充放电控制。因此，当在车辆行驶中使用中的选择副蓄电装置BB的SOC降低了时，需要切换选择副蓄电装置BB。例如，在车辆起动时将电池BBl设为了选择副蓄电装置BB的情况下， 需要执行将电池BBl从转换器12B切断并将电池BB2作为新的选择副蓄电装置BB而与转换器12B连接的连接切换处理。此时，通常新用作选择副蓄电装置BB的电池BB2的输出电压高于此前使用的电池 BBl的输出电压。其结果，由于新的高电压电池的连接，可能会因为未预料到的短路路径的产生而导致设备保护等产生问题。因此，副蓄电装置的连接切换处理需要非常注意防止产生短路路径。另外，在上述连接切换处理期间，由于不可能通过选择副蓄电装置BB进行电力供给和电力回收，因此在该期间内要求进行充放电限制以使电源系统整体不产生过充电和过放电。以下，说明考虑了这一点的副蓄电装置的连接切换处理。图5是表示本发明实施方式的电动车辆的电源系统中的选择副蓄电装置的切换处理的简要处理步骤的流程图。另外，图6 图10是详细地说明图5中的步骤S100、S200、 S300、S400、S500 的流程图。控制装置30通过以预定的周期执行预先存储的预定程序而能够以预定的周期重复地执行遵循图5 图10所示的流程图的控制处理步骤。由此，能够实现本发明实施方式的电动车辆的电源系统中的副蓄电装置的连接切换处理。参照图5，控制装置30在步骤SlOO中执行选择副蓄电装置的切换判定处理。并且，当判定为需要切换选择副蓄电装置时，执行以下的步骤S200 S500。另一方面，当在步骤SlOO中判定为不需要切换选择副蓄电装置时，实际上不执行步骤S200 S500。控制装置30在步骤S200中执行切换前升压处理，在步骤S300中执行电力限制变更处理，以使得在副蓄电装置的连接切换期间不对电源系统产生过大的充放电要求。然后， 控制装置30通过步骤S400执行实际切换选择副蓄电装置BB和转换器12B的连接的连接切换处理，在执行完该处理后通过步骤S500执行恢复处理并开始通过新的选择副蓄电装置BB来供给电力。图6是详细地说明图5中的选择副蓄电装置的切换判定处理(S100)的流程图。另外，如下所述，导入表示连接切换处理的进行状况(状态)的变量ID。将变量 ID设定为_1、0 4中的某个值。ID = O表示未产生副蓄电装置的切换要求的状态。艮口， 当ID = 0时，通过当前的选择副蓄电装置BB来供给电力，另一方面以预定的周期判定是否需要切换选择副蓄电装置BB。另外，在由于设备故障和/或电池电力消耗而导致不存在能够使用的新的副蓄电装置的情况下，设定为ID = -1。参照图6，控制装置30通过步骤S105来判定ID是否等于0。当ID = 0时(在 S105中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤SllO来执行是否需要切换选择副蓄电装置的判定。步骤SllO的判定基本上是基于当前的选择副蓄电装置BB的SOC来执行的。S卩，如果使用中的副蓄电装置的SOC低于了预定的判定值，则判定为需 要切换选择副蓄电装置。控制装置30通过步骤S150来确认步骤SllO的是否需要切换的判定结果。然后， 当判定为需要切换时(在步骤S150中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤S160指定新使用的选择副蓄电装置BB。如图1所示，在作为副蓄电装置而搭载有电池BB1、BB2这两个电池的情况下，不必执行步骤S160的处理，自动地决定新的选择副蓄电装置BB。但是，当在图1的结构中搭载有3个以上的副蓄电装置BBl BBn(n 3以上的整数)时，基于当前非使用中的副蓄电装置各自的SOC等来指定接下来使用的新的副蓄电装置。然后，控制装置 30为了推进连接切换处理而设定ID= 1。BP, ID= 1表示产生了选择副蓄电装置BB的切换要求并开始了切换处理的状态。另一方面，当通过步骤SllO判定为不需要切换选择副蓄电装置时(在S150中判定为“否”时)，控制装置30通过步骤S170维持ID = 0。另外，一旦变为ID彡1而开始了切换处理时，或者当不存在能够使用的新的副蓄电装置而设定为ID = -1时(在S105中判定为“否”时)，跳过步骤SllO S180的处理。图7是详细地说明图5所示的切换前升压处理(S200)的流程图。参照图7，控制装置30在切换前升压处理中通过步骤S205来确认ID是否等于1。 并且，当ID = 1、发出了选择副蓄电装置BB的切换要求而开始了切换处理时(在S205中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤S210产生对转换器12A的升压指令以将供电线PL2 的电压VH升压至预定电压VI。响应于该升压指令，供电线PL2的电压指令值VHref被设定为VI，生成转换器12A的控制信号PWUA以实现该电压指令值。这里，预定电压Vl被设定为比主蓄电装置BA和新连接的选择副蓄电装置BB (例如BB2)的输出电压中的较高一方的电压更高的电压。例如，通过将预定电压Vl设为能够通过转换器12A升压的控制上限电压VHmax，能够可靠地将升压指令时的电压VH设得比主蓄电装置BA以及切换后的选择副蓄电装置BB的输出电压这两者都高。或者，从减小转换器12A的损耗的观点出发，也可以每次根据该时刻的主蓄电装置BA和切换后的选择副蓄电装置BB的输出电压，以具有余量的方式决定预定电压VI。当通过步骤S210产生了升压指令时，控制装置30通过步骤S220，基于电压传感器13的检测值来判定电压VH是否达到了预定电压VI。例如，当持续预定时间地变为了 VH彡Vl时，在步骤S220中判定为“是”。当电压VH达到了预定电压Vl时(在S220中判定为“是”时)，控制装置30使ID 从1前进到2。另一方面，在电压VH达到Vl之前的期间(在S220中判定为“否”时)，维持ID = 1。S卩，ID = 2表示切换前升压处理结束了、能够进一步推进切换处理的状态。另夕卜，当ID兴1时(在S205中判定为“否”时)，跳过之后的步骤S210 S230的处理。当这样切换前升压处理(步骤S200)结束时，控制装置30执行如图8所示的电力限制变更处理。图8是详细地说明图5所示的电力限制变更处理(S300)的流程图。
参照图8，控制装置30在电力限制变更处理中，首先通过步骤S305来判定ID是否等于2。当ID兴2时(在S305中判定为“否”时)，跳过之后的步骤S310 S340的处理。当ID = 2时(在S305中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤S310开始主蓄电装置BA的充放电限制的暂时缓和。具体地说，暂时地增大主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win (M)、Wout (M)的绝对值。然后，控制装置30通过步骤S320使选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力 Win (S)、Wout(S)的绝对值逐渐降低。例如，遵循预定的一定比率使Win (S)、Wout(S)向O 逐渐地降低。控制装置30通过步骤S330判定Wout (S)、Win (S)是否达到了 O。在变为Wout (S) =Win(S) = O之前的期间，重复执行步骤S320, Wout(S)和Win(S)持续地降低。然后，当Wout (S)和Win (S)达到了 O时(在S330中判定为“是”时)，控制装置30 通过步骤S340使ID从2前进到3。BP, ID = 3表示切换前升压处理和电力限制变更处理结束了、能够开始副蓄电装置BB1、BB2与转换器12B之间的连接切换的状态。当图8所示的电力限制变更处理结束时，控制装置30执行步骤S400的副蓄电装置的连接切换处理。图9是详细地说明图5所示的副蓄电装置的连接切换处理(S400)的流程图。参照图9，控制装置30在副蓄电装置的连接切换处理中，首先通过步骤S405来判定ID是否等于3。并且，当ID兴3时(在S405中判定为“否”时)，跳过之后的步骤S410 S450的处理。当ID = 3时(在S405中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤S410作为副蓄电装置的连接切换的准备而使转换器12B停止。S卩，转换器12B响应于停止指令而强制性地断开IGBT元件Q1、Q2。然后，控制装置30通过步骤S420产生用于实际切换副蓄电装置的连接的继电器控制信号。例如，为了将电池BBl从转换器12B断开并将电池BB2与转换器12B连接，生成继电器控制信号C0NT4、C0NT6以断开继电器SRl、SR1G，另一方面生成继电器控制信号C0NT5、C0NT7以接通继电器SR2、SR2G。然后，控制装置30通过步骤S430判定由步骤S420指示的继电器连接切换是否已完成。并且，当连接切换完成时(在S430中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤S440 再次起动转换器12B并开始开关(switching)工作，并且通过步骤S450使ID从3前进到4。S卩，ID = 4表示副蓄电装置与转换器12B之间的继电器的连接切换已完成的状态。当步骤S400的连接切换处理完成时，控制装置30执行步骤S500的恢复处理。图10是详细地说明图5所示的恢复处理(S500)的流程图。参照图10，控制装置30在恢复处理中，首先通过步骤S505来判定ID是否等于4。 并且，当ID兴4时(在S505中判定为“否”时)，跳过之后的步骤S510 S570的处理。当ID = 4时(在S505中判定为“是”时)，控制装置30通过步骤S510结束由步骤S310(图7)开始的、主蓄电装置BA的充放电限制的暂时缓和。由此，Wout (M)和Win (M) 基本上恢复为开始选择副蓄电装置BB的切换处理之前的值。然后，控制装置30使通过电力限制处理(步骤S300)缩小至O的选择副蓄电装置 BB的输入输出上限电力Win (S)、Wout (S)逐渐上升至新的选择副蓄电装置(例如电池BB2)的Win、Wout的值。然后，控制装置30通过步骤S530确认输入输出上限电力Win (S)、Wout (S)是否恢复成了新的选择副蓄电装置BB的Win、Wout的值。在恢复结束之前的期间(在S530中判定为“否”时)，重复执行步骤S520，输入输出上限电力Win(S) ,Wout(S)以一定比率逐渐上升。当输入输出上限电力Win(S)、W0ut⑶的恢复完成时(在S530中判定为“是”时)， 控制装置30通过步骤S540使ID再次恢复为O。由此，在电源系统中，再现了能够通过主蓄电装置BA和新的选择副蓄电装置BB来实现正常的电力供给和电力回收的状态。然后，控制装置30将处理推进到步骤S550，将在步骤S210 (图6)中产生的升压指令设为非激活(OFF)。由此，供电线PL2的电压指令值也变为根据电动发电机MGl、MG2的状态而设定的通常值。当一系列的切换处理完成时，控制装置30也可以进一步通过步骤S560来判定在车辆行驶中是否存在再次切换选择副蓄电装置的可能性。并且，当不存在再次切换的可能性时，控制装置30通过步骤S570将ID设定为-1。当ID变为-1时，图4的各个步骤SlOO S500实质上被设为 非执行，因此在车辆运行结束前不会开始选择副蓄电装置的切换处理。另一方面，当存在再次切换的可能性时，控制装置30跳过步骤S570，维持ID = O。 其结果，由于以预定的周期执行步骤SlOO的切换判定处理，因此能够根据需要而再次开始选择副蓄电装置的切换处理。另外，在仅搭载有两个副蓄电装置的图1的结构示例中，也可以省略步骤S560的处理，一旦选择副蓄电装置的切换处理完成时，将ID —直设为-1，能够将车辆行驶中的选择副蓄电装置的切换处理限定为只执行1次。或者，在搭载有3个以上的副蓄电装置的电源系统、和/或具有能够在车辆运行中对非使用中的副蓄电装置进行充电的结构的电源系统中，可以设为根据状况而维持ID = 0、由此能够执行第二次以后的选择副蓄电装置的切换处理的结构。在图11中表示了图5 图10中说明的本实施方式的电动车辆的电源系统中的选择副蓄电装置的切换处理中的工作波形。参照图11，在ID = 0的、直到tl之前的期间内，以预定的周期执行基于当前的选择副蓄电装置(例如电池BBl)的SOC的切换判定处理。然后，在时刻tl，响应于电池BBl的SOC的降低，通过切换判定处理(步骤S100) 发出选择副蓄电装置BB的切换要求，通过设定为ID = 1而开始切换处理。由此，执行切换前升压处理(步骤S200)，通过转换器12A使供电线PL2的电压VH 向预定电压Vl上升。当供电线PL2的升压处理在时刻t2完成时，将ID从1改变为2。当变为了 ID = 2时，执行电力限制变更处理(S300)，暂时缓和主蓄电装置BA的充放电。即，开始输入输出上限电力Win(M)、Wout(M)的绝对值的暂时提高。并且，使选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、W0ut⑶以一定比率向0逐渐降低。另外，在该期间内，控制转换器12B以停止当前的选择副蓄电装置(电池BBl)的充放电。或者，转换器12B也可以从时刻tl开始停止。在时刻t3，当选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S) ,Wout (S)缩小到了 0时，将ID从2改变为3。然后，当变为了 ID = 3时，开始副蓄电装置的连接切换处理。艮口，在转换器12A停止的状态下，断开继 电器SR1、SR1G，然后接通继电器SR2、SR2G。然后，当继电器的连接切换处理完成、作为新的选择副蓄电装置的电池BB2与转换器12B连接了时，再次起动转换器12B。由于这些连接切换处理完成了，在时刻t4，将ID从3改变为4。当变为了 ID = 4时，使选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win (S)、Wout (S) 以一定的比率逐渐上升，由此开始使用作为新的选择副蓄电装置的电池BB2。与此相伴，主蓄电装置BA的充放电限制的暂时缓和结束，Wout (M) ,Win(M)基本上恢复为时刻t2之前的值。然后，当在时刻t5选择副蓄电装置BB的Win(S)、Wout⑶恢复到了与电池BB2的 Wout、Win相当的原值时，恢复为ID = O。并且，也停止供电线PL2的升压处理。由此，一系列的选择副蓄电装置的切换处理完成，再现了能够使用选择副蓄电装置BB(电池BB2)来进行正常的电力供给和电力回收的状态。另外，在时刻t5，如图10中说明的那样，判定在车辆行驶中是否存在再次执行副蓄电装置的切换处理的可能性，如果在不存在产生切换处理的可能性的情况下使ID等于-1，则能够减轻之后的控制装置30的负荷。接下来，使用图12来说明作为本发明的实施方式的电源系统的控制结构中的一部分的、用于图5 图10中说明的选择副蓄电装置的切换处理的功能部分的结构。图12 所示的各个功能框通过由控制装置30执行预定的程序而实现的软件处理来实现，或者通过专用的电子电路(硬件处理)来实现。参照图12，切换判定部100接受表示电池BB1、BB2的充电状态的SOC (BB1)、 S0C(BB2)，判定当前使用中的选择副蓄电装置BB的SOC是否低于了预定的判定值。当各个功能单元共有的变量ID为0时，切换判定部100以预定的周期执行上述判定处理，当变为了需要切换选择副蓄电装置时，使ID从0改变为1。由此，产生选择副蓄电装置的切换要求。即，切换判定部100的功能对应于图5的步骤SlOO的处理。升压指示部110，在产生了选择副蓄电装置的切换要求、变为了 ID = 1时，向控制转换器12A的转换器控制部200输出升压指令信号CMBT。转换器控制部200基于电压VH、VLA和电压指令值VHref生成转换器12A的控制信号PWUA、PffDA,以使供电线PL2的电压VH变为电压指令值VHref。然后，转换器控制部200在从升压指示部110生成了升压指令信号CMBT的情况下，设定为电压指令值Vhref = Vl，生成控制信号PWUA。并且，当由电压传感器13检测到的电压VH达到预定电压Vl的状态持续了预定时间以上时，转换器控制部200使表示升压完成的标记FBT激活(ON)。当标记FBT被激活(ON)时，升压指示部110将ID改变为2。并且，持续输出升压指令信号CMBT，直到通过后述的由连接切换控制部140进行的继电器连接切换完成而设定为ID = 4。即，升压指示部110的功能对应于图5的步骤S200和图10的步骤S550。电力限制部120设定选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)。 在通常时，基于作为选择副蓄电装置BB的电池的SOC (SOC (BBl)或S0C(BB2))、电池温度 (TBB1或TBB2)、输出电压(VBl或VB2)来设定输入输出上限电力Win (S)、Wout (S)。与此相对，在选择副蓄电装置的切换处理时，当变为了 ID = 2时，电力限制部120 使输入输出上限电力Win (S)、Wout (S)以一定的比率向0逐渐降低，并且当Win (S)、Wout (S)达到O时，使ID从2改变为3。并且，当通过连接切换控制部140设定成了 ID = 4时，电力限制部120使输入输出上限电力Win(S)、Wout (S)上升至与切换后的新的选择副蓄电装置 BB的WiruWin相当的值。然后，当上升处理完成时，使ID从4改变为O。S卩，通过电力限制部120来实现图8的步骤S320 S340的处理、图10的步骤 S520 S540的处理、以及本发明的“第一电力限制部”和“第二电力限制部”的功能。电力限制部130设定主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win(M)和Wout (M)。在通常时，基于主蓄电装置BA的电池的SOC(BA)、电池温度TA、输出电压VA来设定输入输出上限电力 Win (M)、Wout (M)。与此相对，在选择副蓄电装置的切换处理时，当设定成了 ID = 2时，电力限制部 130使输入输出上限电力Win(M)和Wout(M)的绝对值暂时上升，由此暂时地缓和主蓄电装置BA的充放电限制。然后，当通过连接切换控制部140设定成了 ID = 4时，电力限制部 130使输入输出上限电力Win(M)和Wout (M)恢复为通常的值。S卩，通过电力限制部130来实现图8的步骤S310的处理、图10的步骤S510的处理、以及本发明 的“第三电力限制部”的功能。当通过电力限制部120设定成了 ID = 3时，连接切换控制部140生成转换器12B 的停止指令，并且生成继电器控制信号C0NT4 C0NT7以切换转换器12B和副蓄电装置 BBU BB2之间的连接。例如，当将选择副蓄电装置BB从电池BBl切换为电池BB2时，生成继电器控制信号C0NT4 C0NT7以断开继电器SRI、SRlG并接通继电器SR2、SR2G。然后， 当该继电器连接切换处理完成时，停止上述停止指令而再次起动转换器12B，并使ID从3改变为4。连接切换控制部140对应于图5的步骤S400 (图9的S405 S450)的处理。如上所述，根据本实施方式的电动车辆的电源系统，在使用的副蓄电装置的切换处理中，因为在使供电线PL2的电压上升之后执行副蓄电装置的连接切换，所以在连接切换时能够可靠地防止在系统内形成以新使用的副蓄电装置为起点的短路路径。另外，在选择副蓄电装置的切换处理中，因为适当地限制选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力 Win(S)、Wout (S)，所以能够避免对电源系统要求过度的充放电。其结果，在多个副蓄电装置共用一个电压转换器(converter)的结构的电源系统中，能够适当并圆滑地执行切换选择副蓄电装置时的副蓄电装置的连接切换处理。应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。 本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。
权利要求
1.一种电动车辆(1)的电源系统，所述电动车辆搭载有产生车辆驱动功率的电机 (MG2)，该电源系统具有主蓄电装置(BA)；供电线(PL2)，其向驱动控制所述电机的变换器(22)进行供电；第一电压转换器(12A)，其设置在所述供电线与所述主蓄电装置之间，进行双向的电压转换；相互并联地设置的多个副蓄电装置(BB1、BB2)；第二电压转换器(12B)，其设置在所述多个副蓄电装置与所述供电线之间，在所述多个副蓄电装置之一与所述供电线之间进行双向的电压转换；连接部(39B)，其设置在所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间，选择性地将所述多个副蓄电装置中的选择副蓄电装置(BB)与所述第二电压转换器连接；以及切换控制装置(30)，其控制所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间的选择性的连接；所述切换控制装置具有切换判定部(100)，其基于所述多个副蓄电装置的充电状态来判定是否需要切换所述选择副蓄电装置；升压指示部(110)，其在由所述切换判定部判断为需要切换所述选择副蓄电装置时， 指示所述第一电压转换器，使其将所述供电线的电压(VH)设为第一电压(VI)，该第一电压 (Vl)比所述主蓄电装置的输出电压以及切换后与所述第二电力转换器连接的副蓄电装置的输出电压高；第一电力限制部(120)，其在所述供电线的电压达到了所述第一电压后，使所述选择副蓄电装置的输入输出电力上限值(Win (S)、Wout (S))逐渐减小至零；连接切换控制部(140)，其在由所述第一电力限制部将所述输入输出电力上限值设定成了零时，切换所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间的连接；以及第二电力限制部(120)，其在由所述连接切换控制部切换了所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间的连接后，使所述输入输出电力上限值逐渐提升至与新与所述第二电力转换器连接的副蓄电装置的充电状态对应的值。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中，所述升压指示部(110)持续指示所述第一电压转换器(12A)，使其将所述供电线(PL2) 的电压(VH)设为所述第一电压(Vl)，直到由所述第二电力限制部(120)提升所述输入输出电力上限值(Win (S)、Wout (S))的处理结束。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中，所述第一电压(Vl)相当于通过所述第一电压转换器(12A)控制所述供电线(PL2)的电压(VH)的上限值。
4.根据权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中，所述切换控制装置(30)还包括第三电力限制部(130)，该第三电力限制部(130)在从开始由所述第一电力限制部(120)减小所述输入输出电力上限值(Win (S)、Wout (S))到由所述连接部(39B)进行的所述多个副蓄电装置(BB1、BB2)与所述第二电压转换器(12B)之间的连接切换完成的期间内，暂时缓和所述主蓄电装置(BA)的充放电限制。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动车辆的电源系统，其中， 所述电动车辆(1)还具有内燃机(4)，其构成为能够独立于所述电机(MG2)而输出车辆驱动功率；以及行驶控制部(250)，其在所述电动车辆的整体要求功率(Pttl)大于所述主蓄电装置(BA)的输出电力上限值(Wout(M))与所述选择副蓄电装置(BB)的输出电力上限值 (Wout(S))之和时，启动所述内燃机。
6.一种电动车辆(1)的电源系统的控制方法，所述电动车辆搭载有产生车辆驱动功率的电机(MG2)，所述电源系统具有 主蓄电装置(BA)；供电线(PL2)，其向驱动控制所述电机的变换器(22)进行供电； 第一电压转换器(12A)，其设置在所述供电线与所述主蓄电装置之间，进行双向的电压转换；相互并联地设置的多个副蓄电装置(BB1、BB2)；第二电压转换器(12B)，其设置在所述多个副蓄电装置与所述供电线之间，在所述多个副蓄电装置之一与所述供电线之间进行双向的电压转换；连接部(39B)，其设置在所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间，选择性地将所述多个副蓄电装置中的选择副蓄电装置(BB)与所述第二电压转换器连接；以及切换控制装置(30)，其控制所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间的选择性的连接；所述控制方法包括判定步骤(SlOO)，基于所述多个副蓄电装置的充电状态来判定是否需要切换所述选择副蓄电装置；指示步骤(S200)，在通过所述判定步骤判断为需要切换所述选择副蓄电装置时，指示所述第一电压转换器，使其将所述供电线的电压(VH)设为第一电压(VI)，该第一电压(Vl) 比所述主蓄电装置的输出电压以及切换后与所述第二电力转换器连接的副蓄电装置的输出电压高；减小步骤(S320 S340)，在所述供电线的电压达到了所述第一电压后，使所述选择副蓄电装置的输入输出电力上限值(Win (S)、Wout (S))逐渐减小至零；切换步骤(S400)，在通过所述减小步骤将所述输入输出电力上限值设定成了零时，切换所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间的连接；以及提升步骤(S520 S540)，在通过所述切换步骤切换了所述多个副蓄电装置与所述第二电压转换器之间的连接后，使所述输入输出电力上限值逐渐提升至与新与所述第二电力转换器连接的副蓄电装置的充电状态对应的值。
7.根据权利要求6所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中，还包括以下的步骤(S540)持续指示所述第一电压转换器(12A)，使其将所述供电线 (PL2)的电压(VH)设为所述第一电压(VI)，直到通过所述提升步骤(S520 S540)提升所述输入输出电力上限值(Win (S)、Wout (S))的处理结束。
8.根据权利要求6所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中，所述第一电压(Vl)相当于通过所述第一电压转换器(12A)控制所述供电线(PL2)的电压(VH)的上限值。
9.根据权利要求6所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中，还包括以下的步骤(S310、S510)在从开始通过所述减小步骤(S320 S340)减小所述输入输出电力上限值(Win (S)、Wout (S))到由所述连接部(39B)进行的所述多个副蓄电装置(BB1、BB2)与所述第二电压转换器(12B)之间的连接切换完成的期间(t2_t4)内，暂时缓和所述主蓄电装置(BA)的充放电限制。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中， 所述电动车辆(1)还搭载有内燃机(4)，该内燃机(4)构成为能够独立于所述电机(MG2)而输出车辆驱动功率，在所述电动车辆的整体要求功率(Pttl)大于所述主蓄电装置(BA)的输出电力上限值 (Wout(M))与所述选择副蓄电装置(BB)的输出电力上限值(Wout(S))之和时，所述内燃机被启动。
全文摘要
电源系统包括主蓄电装置(BA)和多个副蓄电装置(BB1、BB2)。第二电压转换器(12B)与副蓄电装置(BB1、BB2)中的选择出的一方连接并在该选择副蓄电装置与供电线(PL2)之间进行双向的电压转换。在产生了使用中的选择副蓄电装置的切换要求的情况下，通过第一电压转换器(12A)将供电线(PL2)升压至预定电压，然后执行继电器(SR1、SR1G、SR2、SR2G)的切换处理。该预定电压是比主蓄电装置(BA)的输出电压和切换后与第二电压转换器(12B)连接的副蓄电装置的输出电压都高的电压。并且，在继电器连接的切换处理中，将选择副蓄电装置的输入输出电力上限值设定为0。
文档编号B60L11/18GK102196940SQ20088013173
公开日2011年9月21日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者佐藤春树, 加藤纪彦, 山本雅哉 申请人:丰田自动车株式会社