电源控制装置的制造方法_3

文档序号:9331832阅读:来源:国知局
电动发电机10在动力运转时,主要使用从电源系统30输出的电力进行驱动,由此作为向车轴21供给动力(即,车辆I的行驶所需的动力)的电动机发挥功能。而且,电动发电机10在再生时,主要作为用于对电源系统30具备的电池31及电容器32进行充电的发电机发挥功能。
[0070]车轴21是用于将从电动发电机10输出的动力向车轮22传递的传递轴。
[0071]车轮22是将经由车轴21传递的动力向路面传递的单元。图1示出车辆I在左右具备各一个车轮22的例子,但是实际上优选在前后左右具备各一个车轮22 (即,具备总计4个车轮12) ο
[0072]需要说明的是,图1例示出具备单一的电动发电机10的车辆I。然而,车辆I可以具备2个以上的电动发电机10。而且,车辆I除了具备电动发电机10之外,还可以具备发动机。即,本实施方式的车辆I可以是电动机动车或混合动力车辆。
[0073]电源系统30在动力运转时,将电动发电机10作为电动机发挥功能所需的电力向电动发电机10输出。而且,在再生时,作为发电机发挥功能的电动发电机10发出的电力从电动发电机10向电源系统30输入。
[0074]这样的电源系统30具备作为“第一电源”的一具体例的电池31、作为“第二电源”的一具体例的电容器32、电力转换器33、平滑电容器34、逆变器35。
[0075]电池31是利用电化学反应(S卩,将化学能量转换成电能的反应)等能够进行电力的输入输出(即,充放电)的蓄电池。作为这样的电池31的一例,可列举例如铅蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、燃料电池等。
[0076]电容器32利用蓄积电荷(即,电能)的物理的作用或化学的作用而能够进行电力的输入输出。作为这样的电容器32的一例,可列举例如双电荷层电容器等作为一例。
[0077]需要说明的是,也可以取代电池31及电容器32而使用能够进行电力的输入输出的任意的两种电源。这种情况下,取代电池31而使用的电源与取代电容器32而使用的电源相比,可以是电容大(或者能量密度大)的电源。或者,取代电池31而使用的电源与取代电容器32而使用的电源相比,可以是能够更长时间地进行恒定的电力的输出的电源。而且,取代电容器32而使用的电源与取代电池31而使用的电源相比,可以是输出大的电源。或者,取代电容器32而使用的电源与取代电池31而使用的电源相比,可以是能够急速(陡急)地进行电力的输入输出的电源。作为这样的两种电源的一例,可列举例如高电容型电池(即,取代电池31而使用的电源)及高输出型电池(S卩,取代电容器32而使用的电源)、高电容型电容器(即,取代电池31而使用的电源)及高输出型电容器(S卩,取代电容器32而使用的电源)。
[0078]电力转换器33在ECU40的控制下,根据电源系统30要求的要求电力(典型的是电源系统30对于电动发电机10应输出的电力)而转换电池31输出的电力及电容器32输出的电力。电力转换器33将转换后的电力向逆变器35输出。而且,电力转换器33在ECU40的控制下,根据电源系统30要求的要求电力(典型的是对电源系统30应输入的电力,实质上是对电池31及电容器32应输入的电力)来转换从逆变器35输入的电力(S卩,通过电动发电机10的再生而产生的电力)。电力转换器33将转换后的电力向电池31及电容器32中的至少一方输出。通过这样的电力转换,电力转换器33实质上能够控制电池31及电容器32与逆变器35之间的电力的分配及电池31与电容器32之间的电力的分配。
[0079]需要说明的是,图1例示出具备电池31及电容器32共用的单一的电力转换器33的电源系统30。然而,电源系统30可以具备2个以上的电力转换器33 (例如,与电池31对应的电力转换器33和与电容器32对应的电力转换器33)。
[0080]平滑电容器34在动力运转时,对于从电力转换器33向逆变器34供给的电力的变动(实质上电力转换器33与逆变器34之间的电源线的电压的变动)进行平滑化。同样,平滑电容器34在再生时,对于从逆变器34向电力转换器33供给的电力的变动(实质上电力转换器33与逆变器34之间的电源线的电压的变动)进行平滑化。
[0081]逆变器35在动力运转时,将从电力转换器33输出的电力(直流电力)转换成交流电力。然后,逆变器35将转换成交流电力的电力向电动发电机10供给。而且,逆变器35在再生时,将电动发电机10发出的电力(交流电力)转换成直流电力。然后,逆变器35将转换成直流电力的电力向电力转换器33供给。
[0082]E⑶40是能够控制车辆I的动作整体的电子控制单元。E⑶40具备CPU (CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)及 RAM(Random Access Memory)等。
[0083]尤其是E⑶40控制上述的电力转换器33中的电力的分配。更具体而言,E⑶40以使电池31的SOC(State Of Charge)与作为“第一目标量”的一具体例的电池SOC中心一致且使电容器32的SOC与作为“第二目标量”的一具体例的电容器SOC中心一致的方式控制电力转换器33的电力的分配。此时,ECU40例如以从电池31向电容器32或向电动发电机10输出电力的方式或者从电动发电机10向电池31输入电力的方式控制电力转换器33,由此使电池31的SOC与电池SOC中心一致。同样,E⑶40例如以从电容器32向电池31或电动发电机10输出电力的方式或者以从电池31或电动发电机10向电容器32输入电力的方式控制电力转换器33,由此使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。
[0084]以下,继续关于在E⑶40的控制下进行的使电池31的SOC与电池SOC中心一致并使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致的控制(以后,适当称为“S0C中心控制”)动作的详细的说明。
[0085](2)电池及电容器的SOC中心棹制动作
[0086]接下来,参照图2,说明本实施方式的车辆I的控制动作(实质的上是电源系统30的控制动作,且是电池31及电容器32的SOC中心控制动作)。图2是表示本实施方式的车辆I的控制动作(实质上是电源系统30的控制动作,且是电池31及电容器32的SOC中心控制动作)的整体的流程的流程图。
[0087]如图2所示,E⑶40设定成为进行电池31的SOC中心控制动作时的目标量的电池SOC中心(步骤Sll)。ECU40设定成为进行电容器32的SOC中心控制动作时的目标量的电容器SOC中心(步骤Sll)。具体而言,E⑶40根据车辆I的车速,而分别设定电池SOC中心及电容器SOC中心。因此,E⑶40优选适当取得未图示的车速传感器等检测的车速。
[0088]在此,参照图3,说明与车速对应的电池SOC中心及电容器SOC中心的各自的设定动作。图3是表示车速与电池SOC中心及电容器SOC中心的各自的关系的坐标图。
[0089]如图3(a)所示,E⑶40优选以车速越大则电池SOC中心越小的方式设定(换言之,调整)电池SOC中心。此时,E⑶40可以通过参照图3 (a)所示的坐标图(或者映射或表格等),来设定电池SOC中心。
[0090]同样,如图3(b)所示,E⑶40优选以车速越大而电容器SOC中心越小的方式设定(换言之,调整)电容器SOC中心。此时,E⑶40可以通过参照图3(b)所示的坐标图(或者映射或表格等)来设定电容器SOC中心。
[0091]在本实施方式中,尤其是将图3(a)的坐标图与图3(b)的坐标图进行比较可知,电容器SOC中心相对于车速的变化率与电池SOC中心相对于车速的变化率不同。更具体而言,电容器SOC中心相对于车速的变化率大于电池SOC中心相对于车速的变化率。换言之,车速从Vl变化为v2( S卩,车速增大了规定量Δν( = ν2-ν1))的情况的电容器SOC中心的减少量Acc大于车速从Vl变化为v2( S卩,车速增大了规定量Δν)的情况的电池SOC中心的减少量Abe。
[0092]其结果是,ECU40以随着车速增大而电容器SOC中心相对急剧(或者,急速或陡急)地减小,另一方面,随着车速增大而电池SOC中心相对平缓地减小的方式设定电池SOC中心及电容器SOC中心。
[0093]再次在图2中,然后,E⑶40进行电池31及电容器32的SOC中心控制(步骤S12)。具体而言,E⑶40以使电池31的SOC与在步骤Sll中设定的电池SOC中心一致的方式控制电池31及电容器32的电力的输入输出(实质上控制电力转换器33的电力的分配)。同样,E⑶40以使电容器32的SOC与在步骤Sll中设定的电容器SOC中心一致的方式控制电池31及电容器32的电力的输入输出(实质上控制电力转换器33的电力的分配)。
[0094]更具体而言,在电池31的SOC大于电池SOC中心的情况下,E⑶40以对电池31输入电力(即,对电池31充电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是,电池31的SOC增大,伊恩而E⑶40能够使电池31的SOC与电池SOC中心一致。
[0095]同样,在电池31的SOC大于电池SOC中心的情况下,E⑶40以从电池31输出电力(SP,电池31放电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是,电池31的SOC减小,因而E⑶40能够使电池31的SOC与电池SOC中心一致。
[0096]同样,在电容器32的SOC小于电容器SOC中心的情况下,E⑶40以对电容器32输入电力(即,对电容器32充电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是,电容器32的SOC增大,因而E⑶40能够使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。
[0097]同样,在电容器32的SOC大于电容器SOC中心的情况下,E⑶40以从电容器32输出电力(即,电容器32放电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是,电容器32的SOC减小,因而E⑶40能够使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。
[0098]此时,E⑶40在电池31的SOC与电池SOC中心不一致且电容器32的SOC与电容器SOC中心不一致的情况下,优选与电池31的SOC中心控制相比优先进行电容器32的SOC中心控制
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