用于电气系统的电力限制设备、用于电气系统的电力限制方法以及电气系统的制作方法

专利名称：用于电气系统的电力限制设备、用于电气系统的电力限制方法以及电气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电气系统的电力限制设备、用于电气系统的电力限制方法以及电气系统，具体涉及对具有多个蓄电装置的蓄电系统的电力进行限制的技术。
背景技术：
传统而言，具有作为驱动源的电动机的电气车辆是已知的。这样的车辆装有存储电力的蓄电装置，例如电池和电容器。存储在蓄电装置中的电力被供给电动机。电动机受到控制，以便输出希望的电力。电气车辆的一个问题在于，车辆能在一次充电时行驶的距离短于具有作为驱动源的内燃机的车辆。延伸车辆能行驶的距离的一种方案为增大车辆的总容量，例如通过在其上安装例如多个蓄电装置。电气车辆的另一问题在于保护蓄电装置免于过度充电和过度放电。例如，当蓄电装置的充电状态低时，优选为，电动机的输出电力受到限制，以便避免过度放电。当蓄电装置的充电状态高时，优选为，将被充入蓄电装置的电力受到限制，以便避免过度充电。为了对电动机的输出功率以及将充入蓄电装置的电力进行适当的限制，需要监视蓄电装置的充电状态。日本特开No. 2010-221 公开了一种用于蓄电装置的充电/放电控制系统，其中， 当作为一个整体受到充电/放电控制的多个蓄电装置中的任意一个具有超出充电限制值的充电状态值时，所述多个蓄电装置全部被强制放电，或者，当蓄电装置中的任意一个具有超出放电限制值的充电状态值时，所述多个蓄电装置全部被强制充电。在作为一个整体控制充电/放电的情况下，有必要将充电电力(chargingpower) 或放电电力(discharging power)限制为不会过大。然而，即使在进入所述多个蓄电装置的总充电电力或来自所述多个蓄电装置的总放电电力受到限制的情况下，进入各个蓄电装置的充电电力或来自各个蓄电装置的放电电力不是必然被限制到一限制值或更低。例如， 在多个蓄电装置并联连接的系统中，进入各个蓄电装置的充电电流或来自各个蓄电装置的放电电流可能在内阻变化时变化。进入具有低内阻的蓄电装置的充电电流或来自具有低内阻的蓄电装置的放电电流可大于进入具有高内阻的蓄电装置的充电电流或来自具有高内阻的蓄电装置的放电电流。结果，进入具有低内阻的蓄电装置的充电电力或来自具有低内阻的蓄电装置的放电电力可大于进入具有高内阻的蓄电装置的充电电力或来自具有高内阻的蓄电装置的放电电力。在这种情况下，即使在进入作为整体的所述多个蓄电装置的充电电力或来自作为整体的所述多个蓄电装置的放电电力受到限制的情况下，进入具有低内阻的蓄电装置的充电电力或来自具有低内阻的蓄电装置的放电电力并非必然得到合适的限制。相反，当像日本特开No. 2010-22128所公开的充电/放电控制系统中那样根据各个蓄电装置的状态限制电力时，电力容易受到限制。这可导致车辆行驶消耗的电力的不足， 也就是说，车辆驱动力的不足。

发明内容
本发明的目的在于实现电力限制和确保电力之间的兼容。用于电气系统的电力限制设备为用于这样的电气系统的电力限制设备其包含作为驱动源安装在车辆上的电动机以及电气连接到电动机的多个蓄电装置。电力限制设备包含用于计算各个蓄电装置的电力限制值的装置；限制装置，其用于在第一条件下根据多个限制值之和限制所述多个蓄电装置的电力之和，在第二条件下根据所述多个限制值中的任意限制值限制蓄电装置的电力，其中，在第一条件下，电动机被控制为产生驱动力，在第二条件下，电动机被控制为产生制动力。根据此结构，在电动机被驱动以产生驱动力的第一条件下，整个系统的电力受到限制。在电动机被驱动以产生制动力的第二条件下，电力根据所述多个限制值中的任意限制值受到限制。因此，依赖于条件，选择合适的控制模式。当整个系统的电力受到限制时，在对于整个系统可用的范围内，电动机被供以电力。因此可确保足够车辆行驶的电力。当电力根据所述多个限制值中的任意限制值受到限制时，电力对于各个蓄电装置受到限制。这确保了各个蓄电装置的电力受到限制。例如，可保护各个蓄电装置免于可能由于再生制动产生的电力造成的过度放电。结果，可实现电力限制和确保足够电力之间的兼容性。在一实施例中，车辆已经在其上装有电气连接到电气系统的空调装置。除了电动机被控制为产生制动力的条件以外，第二条件还包含空调装置在车辆停止期间运行的条件。根据此结构，当空调装置在车辆停止期间运行时，电力对于各个蓄电装置受到限制。因此，可保护各个蓄电装置免于可能由于在炎热气候下以大的电力运行空调装置导致的过度放电。在另一实施例中，在第二条件下，根据所述多个限制值中具有较小绝对值的一个限制所述多个蓄电装置的电力之和。根据此结构，整个系统的电力根据具有较小绝对值的限制值受到限制，使得各个蓄电装置的电力受到限制。相应地，保护各个蓄电装置免于过度放电或过度充电。在又一实施例中，在除第二条件外的第一条件下，根据所述多个限制值中的任意限制值，限制装置限制所述蓄电装置的电力。根据此结构，在第一条件下，整个系统的电力受到限制，同时，电力对于各个蓄电装置受到限制。这确保了当电动机在对于整个系统可用的范围内被供以电力时，即使在任意蓄电装置的电力由于蓄电装置之间的内阻差等等而单独增大的条件下，各个蓄电装置的电力受到限制。在再一实施例中，在第一条件下，限制装置根据所述多个限制值之和对所述多个蓄电装置的电力之和进行限制并根据各个限制值对各个蓄电装置的电力进行限制，在第二条件下，限制装置根据所述多个限制值中具有较小绝对值的一个对所述多个蓄电装置的电力之和进行限制。根据此结构，在第一条件下，整个系统的电力受到限制，同时，各个蓄电装置的电力根据各个限制值受到限制。这确保了当电动机在对于整个系统可用的范围内被供以电力时，即使是在任意蓄电装置的电力由于内阻差等等而单独增大的条件下，各个蓄电装置的电力受到限制。在第二条件下，整个系统的电力根据具有较小绝对值的限制值受到限制，使得各个蓄电装置的电力受到限制。因此，各个蓄电装置被保护免受过度充电或过度放电。在又一实施例中，在第二条件下，根据所述多个限制值中具有较小绝对值的一个， 限制装置限制所述多个蓄电装置的电力之和，并根据各个限制值限制各个蓄电装置的电力。根据此结构，在第二条件下，整个系统的电力根据具有较小绝对值的限制值受到限制，同时，各个蓄电装置的电力根据各个限制值受到限制。这确保了即使是在尽管整体系统的电力根据各个蓄电装置的各个限制值受到限制、但任意蓄电装置的电力由于蓄电装置之间的内阻差等等而单独增大的条件下，各个蓄电装置的电力受到限制。结合附图，由下面对本发明的详细介绍，将会明了本发明的上述以及其他目的、特征、实施形态和优点。


图1为一原理结构图，其示出了电气车辆；图2为(第一)图，其示出了电气车辆的电气系统；图3为(第二)图，其示出了电气车辆的电气系统；图4示出了充电电缆的连接器；图5示出了蓄电系统；图6为E⑶的功能框图；图7为(第一)流程图，其示出了由ECU执行的过程的控制结构；图8为(第二)流程图，其示出了由ECU执行的过程的控制结构；图9为(第三)流程图，其示出了由E⑶执行的过程的控制结构；图10为(第四)流程图，其示出了由ECU执行的过程的控制结构。
具体实施例方式下面将参照附图介绍本发明的实施例，其中，同样的部件用同样的参考标号表示。 其名称和功能相同，因此不再重复进行介绍。参照图1，将介绍电气车辆。此电气车辆装有电动机100、第一电池组110、第二电池组120。电气车辆使用电动机100作为驱动源行驶，电动机100被供以来自第一电池组 110和第二电池组120的电力。作为替代，也可使用除电动机100以外装有内燃机的混合动力车。电动机100由E⑶(电子控制单元)130进行控制。E⑶130可被分为多个E⑶。电动机100为具有U相线圈、V相线圈和W相线圈的三相交流旋转电机。电动机 100由存储在第一电池组110和第二电池组120中的电力驱动。电动机100的驱动力经由减速齿轮102被传递到驱动轮104。电动机100由此使得车辆行驶。在电气车辆的再生制动期间，电动机100由驱动轮104经由减速齿轮102驱动，由此将电动机100运行为发电机。相应地，电动机100运行为再生制动器，用于将制动能量转换为电力。电动机100产生的电力被存储在第一电池组110和第二电池组120中。第一电池组110和第二电池组120各自用作电池组，其具有这样的配置多个各自具有彼此一体化的多个电池单体的电池模块串联连接。第一电池组110和第二电池组120 彼此并联连接。除电动机100以外，第一电池组110和第二电池组120由供自车辆外部的电源的电力充电。第一电池组110和第二电池组120在容量(可再充电的最大充电量)上相等或实质上相等。电气车辆的蓄电系统包含第一电池组Iio和第二电池组120。参照图2，现在将进一步介绍电气车辆的电气系统。电气车辆具有转换器200、变换器210、系统主继电器230、充电器240、入口 (inlet) 250。转换器200包含电抗器，两个npn型晶体管以及两个二极管。电抗器一端连接到各个电池的正端子侧，另一端连接到两个npn型晶体管之间的连接点。两个npn型晶体管串联连接。npn型晶体管由E⑶130进行控制。二极管分别连接在相应的npn型晶体管的集电极和发射极之间，以便从发射极向集电极流动电流。npn型晶体管可由IGBT实现(绝缘栅型双极型晶体管)。代替npn型晶体管的是， 可使用功率开关元件，例如功率MOSFET (金属氧化物半导体场效应管)。当从第一电池组110和第二电池组120放出的电力被供到电动机100时，转换器 200对电压进行升压。相反，当电动机100产生的电力被充入第一电池组110和第二电池组 120时，转换器200对电压进行降压转换。变换器210具有U相臂、V相臂、W相臂。U相臂、V相臂和W相臂并联连接。U相臂、V相臂、W相臂各自具有串联连接的两个npn型晶体管。二极管连接在各个npn型晶体管的集电极和发射极之间，其从发射极向集电极流通电流。各个臂中相应的npn型晶体管之间的连接点被连接到电动机100的各个线圈的除中性点以外的末端。变换器210将供自第一电池组110和第二电池组120的DC电流转换为AC电流， 以便供给电动机100。变换器210还将电动机100产生的AC电流转换为DC电流。系统主继电器230被设置在第一电池组110和转换器200之间。当系统主继电器 230开路时，第一电池组110和第二电池组120从电气系统断开。当系统主继电器230闭合时，第一电池组110和第二电池组120连接到电气系统。系统主继电器230的状态由E⑶130控制。例如，当E⑶130被致动时，系统主继电器230闭合。当E⑶130停止时，系统主继电器230开路。充电器240连接在系统主继电器230和转换器200之间。如图3所示，充电器MO 包含AC/DC转换电路M2、DC/AC转换电路M4、绝缘变压器M6、整流器电路M8。AC/DC转换电路M2由单相桥式电路构成。AC/DC转换电路242基于来自E⑶130 的驱动信号将AC电力转换为DC电力。AC/DC转换电路242还用作升压斩波器电路，其通过将线圈用作电抗器对电压进行升压。DC/AC转换电路244由单相桥式电路构成。DC/AC转换电路244基于来自E⑶130 的驱动信号将DC电力转换为高频AC电力，以便输入到绝缘变压器M6。绝缘变压器246包含由磁材料构成的芯以及绕卷在芯周围的原方线圈和副方线圈。原方线圈和副方线圈是电气绝缘的，并分别连接到DC/AC转换电路244和整流器电路 2480绝缘变压器246对接收自DC/AC转换电路244的高频AC电力进行转换，以便呈现根据原方线圈和副方线圈的匝数比的电压等级，用于输出到整流器电路M8。整流器电路M8 将接收自绝缘变压器M6的AC电力整流为DC电力。当第一电池组110和第二电池组120由车辆外部的电源充电时，E⑶130产生用于驱动充电器MO的驱动信号，以便输出到充电器Mo。例如，入口 250被设置在电气车辆的侧面。耦合电气车辆与外部电源402的充电电缆300的连接器310被连接到入口 250。耦合电气车辆和外部电源402的充电电缆300包含连接器310、插头320、CCID (充电电路中断装置)330。充电电缆300的连接器310被连接到设置在电气车辆上的入口 250。连接器310 具有开关312。当开关312在充电电缆300的连接器310被连接到设置在电气车辆上的入口 250的情况下闭合时，E⑶130接收表示充电电缆300的连接器310被连接到设置在电气车辆上的入口 250的连接器信号CNCT。开关312与将充电电缆300的连接器310锚固到(anchoring)电气车辆入口 250 的锚固配件协调地断开以及闭合。锚固配件通过用户按下设置在连接器310上的按钮而偏转。例如，在充电电缆300的连接器310连接到设置在电气车辆上的入口 250的情况下，当用户将手指从图4所示连接器310的按钮314移开时，锚固配件316与设置在电气车辆上的入口 250接合，开关312闭合。当用户按下按钮314时，锚固配件316从入口 250解除接合，开关312断开。注意，断开和闭合开关312的方法不限于此。再度参照图3，充电电缆300的插头320连接到设置在家中的出口(outlet)400。 AC电力从电气车辆外部的电源402被供到出口 400。CCID 330具有继电器332和控制导频电路334。在继电器332断开的状态下，电力从电气车辆外部的电源402流到电气车辆的路径中断。在继电器332闭合的状态下，电力可从电气车辆外部的电源402供到电气车辆。在充电电缆300的连接器310连接到电气车辆的入口 250的情况下，E⑶130控制继电器332的状态。在充电电缆300的插头320连接到出口 400——也就是说，外部电源402——以及连接器310被连接到设置在电气车辆上的入口 250的情况下，控制导频电路334向控制导频线发送导频信号(方波信号)CPLT。导频信号由设置在控制导频电路334中的振荡器振荡。在充电电缆300的插头320连接到出口 400时，即使连接器310从设置在电气车辆上的入口 250断开，控制导频电路334可输出恒定的导频信号CPLT。然而，在连接器310 从设置在电气车辆上的入口 250断开的情况下，E⑶130不能检测到导频信号CPLT输出。当充电电缆300的插头320连接到出口 400且连接器310连接到电气车辆的入口 250时，控制导频电路334振荡具有预定脉冲宽度(占空比)的导频信号CPLT。根据导频信号CPLT的脉冲宽度，向电气车辆通知能被供给的电流容量。例如，向电气车辆通知充电电缆300的电流容量。导频信号CPLT的脉冲宽度是恒定的，不依赖于外部电源402的电压和电流。
在使用不同的充电电缆的情况下，导频信号CPLT的脉冲宽度可能变化。换句话说，可对于各种类型的充电电缆设置导频信号CPLT的脉冲宽度。在当前实施例中，在电气车辆和外部电源402通过充电电缆300彼此耦合的情况下，从外部电源402供给的电力被充入第一电池组110和第二电池组120。在对第一电池组 110和第二电池组120充电期间，系统主继电器230和CCID中的继电器332闭合。参照图5，将进一步介绍蓄电系统。蓄电系统包含第一电池组110和第二电池组 120。第一电池组110和第二电池组120彼此并联连接。或者，可设置三个或更多的电池组。第一电池组110的电压由电压传感器141进行检测。第二电池组120的电压由电压传感器142进行检测。第一电池组110的输入与输出电流由电流传感器151进行检测。第二电池组120 的输入与输出电流由电流传感器152进行检测。第一电池组110和第二电池组120的总输入与输出电流，即第一电池组110的输入与输出电流和第二电池组120的输入与输出电流的总和由电流传感器153进行检测。第一电池组110和第二电池组120不总是在输入与输出电流上相等，因为它们彼此并联连接。因此，第一电池组110的第一充电状态(SOC)Sl和第二电池组120的第二 SOC S2可能彼此不同。在当前实施例中，分别计算第一电池组110的第一 SOC Sl和第二电池组 120 的第二 SOC S2。第一电池组110的第一 SOC Sl由第一监视单元161计算。第一监视单元161基于第一电池组110的电压、第一电池组110的输入与输出电流、第一电池组110与第二电池组120的总输入与输出电流等等来计算第一电池组110的S0C。类似地，第二电池组120的第二 SOC S2由第二监视单元162计算。第二监视单元162基于第二电池组120的电压、第二电池组120的输入与输出电流、第一电池组110与第二电池组120的总输入与输出电流等等来计算第二电池组120的S0C。第一监视单元161和第二监视单元162可实现为E⑶130的一部分。由于各个电池组的SOC可使用公知的一般技术来计算，不再重复对其进行详细介绍。在当前实施例中，E⑶130接收表示各个电池组的SOC的数据。E⑶130基于各个电池组的SOC来计算整体S0C，即蓄电系统的总S0CST0TAL。例如，蓄电系统的总SOC STOTAL通过获取相应的电池组的SOC的算术平均值来计算。蓄电系统的总SOC STOTAL可通过获取相应的电池组的SOC的加权平均来计算。相应电池组的SOC之和可被计算为蓄电系统的总SOC STOTAL0E⑶130还接收表示由电压传感器141和142检测的电压的信号，以及表示由电流传感器151、152、153检测的电流的信号。第一电池组110的温度由温度传感器171检测，第二电池组120的温度由温度传感器172检测。E⑶130接收表示由温度传感器171、172检测的温度的信号。E⑶130根据各个电池组的状态来限制各个电池组的输入与输出电力。例如，各个电池组的输入与输出电力基于各个电池组的S0C、蓄电系统的总SOC ST0TAL、电压、输入与输出电流、温度等受到限制。限制到各个电池组的输入电力/来自各个电池组的输出电力——即限制进入各个电池组的充电电流和来自各个电池组的放电电流——的方法将在
9下面详细介绍。如图5所示，电气车辆具有空调装置沈0。空调装置沈0电气连接到蓄电系统。具体而言，空调装置沈0电气连接到第一电池组110和第二电池组120。空调装置260被供以来自第一电池组110和第二电池组120的电力。空调装置260在消耗所供给电力的同时运行。空调装置260根据用户的操作运行。在当前实施例中，例如，用户可在车辆停下期间使用遥控器或类似物从车辆外部操作空调装置沈0。例如，空调装置260的制冷或加热功能可在用户乘坐车辆之前致动，故车辆内部温度能变得合适。参照图6，将在下面进一步介绍限制电气系统电力的ECU 130的功能。将在下面介绍的该功能可使用软件或硬件实现。E⑶130包含计算单元500和限制单元510。计算单元500根据各个电池组的状态计算各个电池组的电力限制值。具体而言，来自各个电池组的放电电力限制值WOUT和进入各个电池组的充电电力限制值WIN根据作为参数具有各电池组SOC和温度的映射图来计算。映射图在先前由开发者基于实验和仿真的结果等等创建。注意，计算限制值的方法不限于此。在当前实施例中，放电电力的限制值WOUT被获得为正值，充电电力的限制值WIN 被获得为负值。相应地，放电电力被表达为正值，充电电力被表达为负值。放电电力的限制值WOUT和充电电力的限制值WIN可均被获得为正值。也就是说，充电电力和放电电力可均被表达为正值。在第一条件下，限制单元510根据多个限制值之和对多个第一电池组110和第二电池组120的电力之和进行限制。具体而言，来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和根据来自第一电池组110的放电电力限制值WOUT和来自第二电池组120的放电电力限制值WOUT之和受到限制。例如，来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和的绝对值被限制为小于或等于来自第一电池组110 的放电电力限制值WOUT与来自第二电池组120的放电电力限制值WOUT之和的绝对值。另外，进入第一电池组110的充电电力和进入第二电池组120的充电电力之和根据进入第一电池组110的充电电力限制值WIN和进入第二电池组120的充电电力限制值 WIN之和受到限制。例如，进入第一电池组110的充电电力和进入第二电池组120的充电电力之和的绝对值被限制为小于或等于进入第一电池组110的充电电力限制值WIN和进入第二电池组120的充电电力限制值WIN之和的绝对值。第一条件为驾驶者请求比将在下面介绍的第二条件大的加速的条件。具体而言， 第一条件包含电动机100受到控制以便产生车辆驱动力的条件。因此，当电动机100被控制以产生驱动力时，多个电池组Iio和120的电力之和根据多个限制值之和受到限制。当电动机100被控制为产生驱动力时，车辆向前或向后移动。电动机100所产生的驱动力根据作为参数具有例如加速器踏板位置、车辆速度等的映射图来确定。电动机100 被控制以实现所确定的驱动力。也就是说，实现所确定的驱动力必需的电力从蓄电系统被供到电动机100。电动机100被供以通过从来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和中减去损耗等所获得的电力。在第二条件下，限制单元510根据所述多个限制值中的任意限制值来限制电池组110和120的电力。例如，所述多个电池组之和根据所述多个限制值中具有较小绝对值的限制值受到限制。具体而言，来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和的绝对值被限制为小于或等于来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT和来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT中具有较小绝对值的一个的绝对值的两倍。也就是说，来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和被限制为小于或等于较小的限制值WOUT的两倍。类似地，进入第一电池组110的充电电力和进入第二电池组120的充电电力之和被限制为小于或等于进入第一电池组Iio的充电电力的限制值WIN与进入第二电池组120 的充电电力的限制值WIN中具有较小绝对值的一个的绝对值的两倍。也就是说，第一电池组110的充电电力和第二电池组120的充电电力之和被限制为大于或等于较大的限制值 WIN的两倍。另外，各个电池组的电力根据各个电池组的电力的限制值受到限制。具体而言，来自第一电池组110的放电电力根据来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT受到限制。类似地，来自第二电池组120的放电电力根据来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT受到限制。例如，反馈控制被采用，以便将来自第一电池组110的放电电力的绝对值限制为小于或等于来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT的绝对值。类似地，来自第二电池组120的放电电力的绝对值被限制为小于或等于来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT的绝对值。另外，进入第一电池的充电电力根据进入第一电池组110的充电电力的限制值 WIN受到限制。类似地，进入第二电池组120的充电电力根据进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN受到限制。例如，反馈控制被采用，以便将进入第一电池组110的充电电力的绝对值限制为小于或等于进入第一电池组110的充电电力的限制值WIN的绝对值。类似地，进入第二电池组120的充电电力的绝对值被限制为小于或等于进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN的绝对值。在除第二条件的第一条件下，限制单元510根据所述多个限制值中的任意限制值来限制第一电池组110和第二电池组120的电力。例如，如上面介绍的，在第一条件下，进入第一电池组110的充电电力和进入第二电池组120的充电电力之和根据进入第一电池组 110的充电电力的限制值WIN和进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN之和受到限制。另外，在第一条件下，各个电池组的电力根据各个电池组的电力限制值受到限制。根据各个电池组的电力限制值对各个电池组的电力进行限制的方法已在上面介绍，这里不再重复进行介绍。第二条件包括例如电动机100被控制为产生制动力的条件。当电动机100被控制为产生制动力时，电动机100由驱动轮104经由减速齿轮102驱动，因此，电动机100运行为发电机。也就是说，电动机100运行为再生制动器。相应地，当电动机100被控制为产生制动力时，进行再生制动。注意，电动机100进行的再生制动也可被称为发动机制动，尽管不是通过发动机实现的。
除了电动机100被控制为产生制动力的条件以外，第二条件包括空调装置260运行的条件。具体而言，空调装置260运行的条件为这样的条件在用户乘坐车辆之前，在车辆停止期间，运行空调装置260。换句话说，第二条件包括加速度为零的条件以及加速度小于零(具有负值)的条件。相应地，第二条件下的车辆加速度小于第一条件下的。参照图7，将介绍在电动机100被控制以产生驱动力的条件下由E⑶执行的用于限制电力的过程。在步骤(下面简称为S) 100中，E⑶130计算来自各个电池组的放电电力的限制值WOUT和进入各个电池组的充电电力的限制值WIN。在S102中，E⑶130根据所述多个限制值之和对多个电池组110和120的电力之和进行限制。具体而言，来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和被限制为小于或等于来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT和来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT之和。电力由此在整个系统中受到限制。因此，在对于整个系统可用的范围内，电动机 100被供以电力。因此可确保足够车辆行驶的电力。在S104中，E⑶130根据各个电池组的电力限制值对各个电池组的电力进行限制。具体而言，来自第一电池组110的放电电力被限制为小于或等于来自第一电池组110 的放电电力的限制值WOUT。类似地，来自第二电池组120的放电电力被限制为小于或等于来自第二电池组120的放电电力的限制值W0UT。这确保了来自各个电池组的放电电力受到限制。相应地，各个电池组被保护免于过度放电。参照图8，将介绍在电动机100被控制为产生制动力的条件下由E⑶执行的用于限制电力的过程。在S200中，E⑶130计算来自各个电池组的放电电力的限制值WOUT以及进入各个电池组的充电电力的限制值WIN。在S202中，E⑶130确定进入第一电池组110的充电电力的限制值WIN是否大于进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN。由于充电电力的限制值WIN被获得为负值， 做出进入第一电池组110的充电电力的限制值WIN的绝对值是否小于进入第二电池组120 的充电电力的限制值WIN的绝对值的判断。当进入第一电池组的充电电力的限制值WIN大于进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN时(S202中的是)，过程进行到S204。当进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN大于进入第一电池组110的充电电力的限制值WIN时(S202中的否)，过程进行到 S206。在S204中，E⑶130将基本限制值设置为进入第一电池组110的充电电力的限制值WIN的两倍。相应地，基本限制值被设置为进入第一电池组110的充电电力的限制值WIN 和进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN中具有较小绝对值的一个的两倍。在S206中，E⑶130将基本限制值设置为进入第二电池组120的充电电力的限制值WIN的两倍。在S208中，E⑶130确定蓄电系统的总SOC STOTAL是否高于预定的阈值SNG或基本限制值是否大于预定阈值WINNG (WINNG < 0)。由于基本限制值为负值，做出基本限制值的绝对值是否小于阈值WINNG的绝对值的判断。注意，阈值SNG和阈值WINNG可具有滞后。当蓄电系统的总SOC STOTAL高于预定阈值SNG或基本限制值大于阈值WINNG时 (S208中的是)，过程进行到S210。否则(S208中的否)，过程返回到S200。也就是说，继续由电动机100产生的制动力的制动。在S210中，E⑶130将由电动机100产生的制动力减小到零。相应地，再生的电力变为零，故进入蓄电系统的充电电力一即进入第一电池组110的充电电力和进入第二电池组120的充电电力之和——变为零。进入各个电池组的充电电力由此受到限制。特别地，具有大的限制值WIN的电池组被保护免于过度充电。参照图9，在空调装置沈0在车辆停止期间运行的条件下由ECU执行的用于限制电力的(第一)过程。在S300中，E⑶130计算来自各个电池组的放电电力的限制值WOUT和进入各个电池组的充电电力的限制值WIN。在S302中，ECU 130确定来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT是否小于来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT。由于放电电力的限制值WOUT被获得为正值，做出来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT的绝对值是否小于来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT的绝对值的判断。当来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT小于来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT时(S302中的是)，过程进行到S304。当来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT小于来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT时(S302中的否)， 过程进行到S306。在S304中，E⑶130将可由蓄电系统供到空调装置沈0的电力设置在从来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT的两倍减去辅助机器(电动机驱动的水泵，电动机驱动的油泵，电动机驱动的风扇，等等)消耗的电力获得的值。空调装置260被供以小于或等于能够供给的所设置电力的电力。具体而言，来自第一电池组110的放电电力和来自第二电池组120的放电电力之和被限制为小于来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT和来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT中具有较小绝对值的一个的两倍。来自各个电池组的放电电力由此受到限制。特别地，具有小的限制值WOUT的电池组被保护免于过度放电。在S306中，E⑶130将可由蓄电系统供到空调装置沈0的电力设置在通过从来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT的两倍减去辅助机器消耗的电力所获得的值。在S308中，E⑶130根据各个电池组的电力限制值对各个电池组的电力进行限制。具体而言，来自第一电池组110的放电电力被限制为小于或等于来自第一电池组110 的放电电力的限制值WOUT。类似地，来自第二电池组120的放电电力被限制为小于或等于来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT。各个电池组由此被保护免于过度放电。参照附图10，在空调装置260在车辆停止期间运行的条件下由ECU执行的用于对电力进行限制的(第二)过程。在S310中，E⑶130计算来自各个电池组的放电电力的限制值WOUT和进入各个电池组的充电电力的限制值WIN。在S312中，E⑶130判断来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT是否小于来自第二电池组120的放电电力的限制值W0UT。当来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT小于来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT时(S312中的是)，过程进行到S314。当来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT小于来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT时(S312中的否)， 过程进行到S316。在S314中，E⑶130将所要求的放电电力设置在来自第一电池组110的放电电力的限制值WOUT的两倍。在S316中，E⑶130将所要求的放电电力设置在来自第二电池组120的放电电力的限制值WOUT的两倍。在S318中，E⑶130判断所要求的放电电力是否小于阈值AC0FF。当所要求的放电电力小于阈值ACOFF时(S318中的是)，过程进行到S312。当所要求的放电电力大于或等于阈值ACOFF时(S318中的否)，过程返回到S310。也就是说，空调装置沈0的运行继续。在S320中，E⑶130停止空调装置沈0。来自各个电池组的放电电力由此受到限制。特别地，具有小的限制值WOUT的电池组被保护免于过度放电。如上面所介绍的，根据当前实施例，取决于车辆的运转状态，在根据电力限制值之和在整体系统中限制电力的模式和根据具有较小绝对值的限制值限制电力的模式之间做出选择。当电力在整体系统中受到限制时，在对于整个系统可用的范围内，电动机被供以电力。因此可确保足够车辆行驶的电力。当电力根据具有较小绝对值的限制值受到限制时， 电力对于各个蓄电装置受到限制。这确保了各个蓄电装置的电力受到限制。结果，在限制电力和确保足够电力之间实现兼容。尽管已经详细介绍和图示了本发明，可以明了，这只是为了说明和举例，不应被看作限制，本发明的范围由所附权利要求的条款解释。
权利要求
1.一种用于电气系统的电力限制设备，该电气系统包含作为驱动源安装在车辆上的电动机以及电气连接到所述电动机的多个蓄电装置，该电力限制设备包含用于计算所述蓄电装置中的每一个的电力限制值的装置；以及限制装置，其用于在第一条件下根据多个所述限制值之和限制所述多个所述蓄电装置的电力之和，在第二条件下根据所述多个所述限制值中的任意限制值限制所述蓄电装置的电力，其中，在所述第一条件下，所述电动机被控制为产生驱动力，在所述第二条件下，所述电动机被控制为产生制动力。
2.根据权利要求1的用于电气系统的电力限制设备，其中，所述车辆已经在其上装有电气连接到所述电气系统的空调装置；且除了所述电动机被控制为产生制动力的条件以外，所述第二条件还包括所述空调装置在车辆停止期间运行的条件。
3.根据权利要求1的用于电气系统的电力限制设备，其中，在所述第二条件下，所述限制装置根据所述多个所述限制值中具有较小绝对值的一个来限制所述多个所述蓄电装置的电力之和。
4.根据权利要求1的用于电气系统的电力限制设备，其中，在除所述第二条件外的所述第一条件下，所述限制装置根据所述多个所述限制值中的任意限制值来限制所述蓄电装置的电力。
5.根据权利要求4的用于电气系统的电力限制设备，其中，在所述第一条件下，所述限制装置根据所述多个所述限制值之和对所述多个所述蓄电装置的电力之和进行限制，并根据所述限制值中的每一个对所述蓄电装置中的每一个的电力进行限制，在所述第二条件下，所述限制装置根据所述多个所述限制值中具有较小绝对值的一个对所述多个所述蓄电装置的电力之和进行限制。
6.根据权利要求1的用于电气系统的电力限制设备，其中，在所述第二条件下，所述限制装置根据所述多个所述限制值中具有较小绝对值的一个对所述多个所述蓄电装置的电力之和进行限制，并根据所述限制值中的每一个对所述蓄电装置中的每一个的电力进行限制。
7.一种用于电气系统的电力限制方法，该电气系统包含作为驱动源安装在车辆上的电动机以及电气连接到所述电动机的多个蓄电装置，该电力限制方法包含以下步骤计算所述蓄电装置中的每一个的电力限制值；以及在第一条件下，根据多个所述限制值之和来限制所述多个所述蓄电装置的电力之和， 在第二条件下，根据所述多个所述限制值中的任意限制值来限制所述蓄电装置的电力，其中，在第一条件下，所述电动机被控制为产生驱动力，在第二条件下，所述电动机被控制为产生制动力。
8.根据权利要求7的用于电气系统的电力限制方法，其中，所述车辆已经在其上装有电气连接到所述电气系统的空调装置；且除了所述电动机被控制为产生制动力的条件以外，所述第二条件还包括所述空调装置在车辆停止期间运行的条件。
9.根据权利要求7的用于电气系统的电力限制方法，其中，所述限制步骤包含这样的步骤在所述第二条件下，根据所述多个所述限制值中具有较小绝对值的一个来限制所述多个所述蓄电装置的电力之和。
10.根据权利要求7的用于电气系统的电力限制方法，其中，所述限制步骤包含这样的步骤在除所述第二条件外的所述第一条件下，根据所述多个所述限制值中的任意限制值， 限制所述蓄电装置的电力。
11.根据权利要求10的用于电气系统的电力限制方法，其中，所述限制步骤包含这样的步骤在所述第一条件下，根据所述多个所述限制值之和对所述多个所述蓄电装置的电力之和进行限制，并根据所述限制值中的每一个对所述蓄电装置中的每一个的电力进行限制，在所述第二条件下，根据所述多个所述限制值中具有较小绝对值的一个对所述多个所述蓄电装置的电力之和进行限制。
12.根据权利要求7的用于电气系统的电力限制方法，其中，在所述第二条件下，所述限制步骤根据所述多个所述限制值中具有较小绝对值的一个来限制所述多个所述蓄电装置的电力之和，并根据所述限制值中的每一个来限制所述蓄电装置中的每一个的电力。
13.一种电气系统，包含作为驱动源安装在车辆上的电动机；多个蓄电装置，其电气连接到所述电动机；以及控制单元，其计算所述蓄电装置中的每一个的电力限制值，在第一条件下根据多个所述限制值之和来限制所述多个所述蓄电装置的电力之和，在第二条件下根据所述多个所述限制值中的任意限制值来限制所述蓄电装置的电力，其中，在所述第一条件下，所述电动机被控制为产生驱动力，在所述第二条件下，所述电动机被控制为产生制动力。
全文摘要
本发明涉及用于电气系统的电力限制设备、用于电气系统的电力限制方法以及电气系统。在第一条件下，根据来自第一电池组的放电电力的限制值WOUT和来自第二电池组的放电电力的限制值WOUT之和，对来自第一电池组的放电电力和来自第二电池组的放电电力之和进行限制。在第二条件下，根据来自第一电池组的放电电力的限制值WOUT和来自第二电池组的放电电力的限制值WOUT中的任意限制值，对电池组的电力进行限制。
文档编号B60L11/18GK102233826SQ20111010843
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者山本雅哉, 濑田至 申请人:丰田自动车株式会社