电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电源系统，在该电源系统中，在两个电池中任意一个或两者与输出电 路之间双向进行电压转换。
【背景技术】
[0002] 使用旋转电机作为驱动源的混合动力车和电动车中设置有电源系统，该电源系统 包括电池和电压变换器，该电池是直流电源，该电压变换器用于升压电池电压和降压旋转 电机所引起的再生电力。作为电压变换器，已知有图28所示的降压-升压转换器。降压-升 压转换器通过两个切换元件S1、S2的接通/断开操作升压/降压。
[0003] 另外，作为具有降压-升压转换器的扩展功能的电压变换器，例如，日本专利申请 公开No. 2012-070514(JP2012-070514A)描述了一种电压变换器，包括四个切换元件Sl至 S4并且连接到两个电池B1、B2,如图29所示。电压变换器可W通过四个切换元件Sl至S4 的接通/断开操作升压/降压，并且可W通过改变切换元件的接通/断开模式切换两个电 池的串联连接和并联连接。
[0004] 同时，在常规的电压变换器中，很难在切换元件的接通故障（短路故障）时进行电 压转换。例如，在图28所示的降压-升压转换器中，如通常已知的，通过与切换元件Sl的接 通/断开操作同步的切换元件S2的接通/断开操作来升压/降压。因此，当切换元件S1、 S2中的任意一个具有接通故障，并且持续地接通时，不能W上述方式升压/降压。 阳0化]在图29所示的电压变换器中，即使切换元件Sl至S4中的任意一个具有接通故 障，理论上也能够通过使用电池B1、B2中的任意一个升压/降压。然而，在运种情况下，弓I 发的另一个问题是，从安全的角度，应该停止升压/降压。例如，切换元件S3的接通故障时， 电池Bl与电池B2串联连接，从而输出电压为电池Bl和电池B2的电压之和。该电压可能 超过系统主继电器SMR1、SMR2等的承受电压，因此在切换元件的接通故障时，图29所示的 电压变换器最终不得不停止升压/降压。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种电源系统，甚至可W在切换元件的接通故障时进行电压转换。
[0007]与本发明的一方面相关的电源系统包括第一电池、第二电池、输出电路、第一切换 元件、第二切换元件和第=切换元件。输出电路被配置为与第一电池和第二电池中的任意 一个或两者进行双向电压转换。输出电路包括第一电路和第二电路。第二电路具有比第一 电路的电位低的电位。第一切换元件、第二切换元件和第=切换元件从第一电路向第二电 路彼此串联设置。第一电池与第二切换元件并联设置。第二电池与在第二切换元件和第= 切换元件之间的串联连接并联设置。
[0008] 根据本发明的电源系统，甚至可W在切换元件的接通故障时进行电压转换。
[0009] 电源系统可W还包括第一系统主继电器、第二系统主继电器和控制部。第一系统 主继电器可W被配置为使得第一电池经由第一系统主继电器与第二切换元件并联。第二系 统主继电器可W被配置为使得第二电池经由第二系统主继电器与在第二切换元件和第= 切换元件之间的串联连接并联。控制部可W被配置为对第一切换元件、第二切换元件、第= 切换元件、第一系统主继电器和第二系统主继电器进行接通-断开控制。控制部可W被配 置为在第一切换元件的接通故障时，断开第二系统主继电器，并且通过对第二切换元件和 第=切换元件进行接通-断开控制来执行第一故障保护模式。控制部可W被配置为在第一 故障保护模式中升压第一电池的电压。
[0010] 电源系统可W还包括第一系统主继电器、第二系统主继电器和控制部。第一系统 主继电器可W被配置为使得第一电池经由第一系统主继电器与第二切换元件并联。第二系 统主继电器可W被配置为使得第二电池经由第二系统主继电器与在第二切换元件和第= 切换元件之间的串联连接并联。控制部可W被配置为对第一切换元件、第二切换元件、第= 切换元件、第一系统主继电器和第二系统主继电器进行接通-断开控制。控制部可W被配 置为在第二切换元件的接通故障时，断开第一系统主继电器，并且通过对第一切换元件和 第=切换元件进行接通-断开控制来执行第二故障保护模式。控制部可W被配置为在第二 故障保护模式中升压第二电池的电压。 1 ] 此外，第二电池具有比第一电池的电压高的电压。第一电池和第二电池经由第； 切换元件置于环路。控制部可W被配置为通过对第=切换元件进行接通-断开控制来控制 在第一电池和第二电池之间的连接或断路。
[0012] 控制部可W被配置为，当通过将第一电池连接到第二电池来将电力从第二电池供 应到第一电池时，通过调整第=切换元件的导通电阻来控制充电电流。
[0013] 与本发明的另一方面相关的电源系统包括第一电池、第二电池、输出电路、第一切 换元件、第二切换元件和第=切换元件。输出电路可W被配置为与第一电池和第二电池中 的任意一个或两者进行双向电压转换。输出电路包括第一电路和第二电路。第二电路具有 比第一电路的电位低的电位。第一切换元件、第二切换元件和第=切换元件从第一电路向 第二电路彼此串联设置。第一电池与第=切换元件并联设置。第二电池与在第二切换元件 和第=切换元件之间的串联连接并联设置。
[0014] 电源系统可W还包括第一系统主继电器、第二系统主继电器和控制部。第一系统 主继电器可W被配置为使得第一电池经由第一系统主继电器与第=切换元件并联。第二系 统主继电器可W被配置为使得第二电池经由第二系统主继电器与在第二切换元件和第= 切换元件之间的串联连接并联。控制部可W被配置为对第一切换元件、第二切换元件、第= 切换元件、第一系统主继电器和第二系统主继电器进行接通-断开控制。控制部可W被配 置为在第一切换元件的接通故障时，断开第二系统主继电器，并且通过对第二切换元件和 第=切换元件进行接通-断开控制来执行第一故障保护模式，控制部可W被配置为在第一 故障保护模式中升压第一电池的电压。
[0015] 电源系统可W还包括第一系统主继电器、第二系统主继电器和控制部。第一系统 主继电器可W被配置为使得第一电池经由第一系统主继电器与第=切换元件并联。第二系 统主继电器可W被配置为使得第二电池经由第二系统主继电器与在第二切换元件和第= 切换元件之间的串联连接并联。控制部可W被配置为对第一切换元件、第二切换元件、第= 切换元件、第一系统主继电器和第二系统主继电器进行接通-断开控制。控制部可W被配 置为在第=切换元件的接通故障时，断开第一系统主继电器，并且通过对第一切换元件和 第二切换元件进行接通-断开控制来执行第二故障保护模式。控制部可W被配置为在第二 故障保护模式中升压第二电池的电压。
[0016] 此外，第二电池具有比第一电池的电压高的电压。第一电池和第二电池经由第二 切换元件置于环路。控制部可W被配置为通过控制在第二切换元件的接通-断开来控制第 一电池和第二电池之间的连接或断路。
[0017] 控制部可W被配置为，当通过将第一电池连接到第二电池将电力从第二电池供应 到第一电池时，通过调整第二切换元件的导通电阻来控制充电电流。
【附图说明】
[0018] 将在下面参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点W及技术和工业意 义，其中，相同的标号表示相同的元件，并且，其中：
[0019] 图1是车辆的电力供应系统的配置示图，其中，该电力供应系统包括根据本发明 实施例的电源系统；
[0020] 图2是根据本发明实施例的电源系统的配置示图；
[0021] 图3是从根据本发明实施例的电源系统提取的第一降压-升压电路的示图；
[0022] 图4是从根据本发明实施例的电源系统提取的第二降压-升压电路的示图；
[0023] 图5是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，正 常时在并联升压/降压模式中升压蓄电时的操作的示图；
[0024] 图6是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，正 常时在并联升压/降压模式中升压放电时的操作的示图；
[00巧]图7是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，正 常时在并联升压/降压模式中降压蓄电时的操作的示图；
[00%] 图8是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，正 常时在并联升压/降压模式中降压放电时的操作的示图；
[0027] 图9是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，切 换元件Sl的接通故障时在升压/降压模式中升压蓄电和降压放电时的操作的示图；
[0028] 图10是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，切 换元件Sl的接通故障时在升压/降压模式中升压放电和降压蓄电时的操作的示图；
[0029] 图11是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，切 换元件S2的接通故障时在升压/降压模式中升压蓄电和降压放电时的操作的示图；
[0030] 图12是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的升压/降压操作之中，切 换元件S2的接通故障时在升压/降压模式中升压放电和降压蓄电时的操作的示图；
[0031] 图13是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的Bl单直接连接模式中的 操作的示图；
[0032] 图14是举例说明在使用根据本发明实施例的电源系统的B2单直接连接模式中的 操作的示图；
[0033] 图15是描述电池间电流的示图；
[0034] 图16是描述切换元件S3的半接通控制的示图；
[0035] 图17是根据另一实施例的电源系统的