蓄电系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种混合动力车辆的蓄电系统，所述混合动力车辆包括发动机和利用从电池供给的电力驱动的电机，其中所述电池能利用从外部电源供给的电力充电。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆包括电机和发动机作为用于使车辆行驶的驱动源。该混合动力车辆能够利用发动机和电机中的一者或两者作为驱动源来行驶。
[0003]近年来，出现了插电式混合动力车辆，其中能利用从外部电源供给的电力对向电机供给电力的电池充电。在如日本专利申请公报N0.2013-119349(JP 2013-119349 A)中所述的插电式混合动力车辆中，当车辆在利用外部电源进行的充电完成之后行驶时，以这样的行驶模式(CD模式)执行车辆控制，在所述行驶模式中在抑制或降低车辆(发动机)驱动频度的同时积极地使用储存在电池中的电力，直至电池的充电/荷电状态(SOC)下降至特定值，从而确保提高燃料效率。为了提高燃料效率，有必要在车辆正以CD模式行驶的同时抑制或降低发动机的驱动频度。
[0004]在如日本专利申请公报N0.2008-126970(JP 2008-126970 A)中记载的系统中，发动机在外部充电期间被加热，使得发动机的温度(发动机冷却剂的温度)上升。对于这样在外部充电期间被预先加热的发动机，在车辆行驶期间不太可能或不可能为了暖机而驱动发动机。
[0005]在如日本专利申请公报N0.2011-259672(JP 2011-259672 A)中记载的车辆控制系统中，电池在外部充电期间被加热，使得电池的温度上升。电池的输出特性取决于温度，并且电池的输出在电池的温度低于适当温度范围的情况下下降。如果电池的输出下降，则例如发动机更有可能被驱动以补偿车辆的要求输出。因此，在外部充电期间电池的温度上升到适当的温度范围，使得电池的输出不太可能或不可能下降，并且发动机的驱动频度被抑制或降低。
[0006]因此，为了在利用外部电源进行的充电完成之后通过CD模式下的行驶控制来提高燃料效率，有必要通过在外部充电期间利用温度控制将发动机和电池暖机来抑制或降低发动机的驱动频度。
【发明内容】
[0007]然而，由于从外部电源供给的电力被用于发动机和电池的温度控制，所以利用外部电源充电的成本以温度控制所需的电力量增加。
[0008]更具体地，如上所述的系统包括变换从外部电源供给的电力的电压并将该电力供给到用于发动机的加热器和用于电池的加热器的DC/DC变换器、执行外部充电控制的控制装置、和控制对加热器的电力供给的控制装置。DC/DC变换器、控制装置等所消耗的电力被包含在外部充电的成本内。此外，当DC/DC变换器执行电压变换时产生电力损失，并且该损失被进一步增加至充电成本。
[0009]因此，从降低充电成本的观点来看，需要抑制或降低DC/DC变换器、控制装置等所消耗的电力和DC/DC变换器的电力损失，但在常规系统中尚未考虑到这些。
[0010]本发明提供了一种混合动力车辆的蓄电系统，该蓄电系统包括发动机和电池的温度控制装置并且能够利用从外部电源供给的电力对电池充电，其中用于在利用外部电力对电池充电的同时利用外部电力操作发动机和电池的温度控制装置的充电成本被抑制或降低。
[0011]根据本发明的一方面的蓄电系统包括外部电源和混合动力车辆，所述混合动力车辆包括:发动机；电机；向所述电机供给电力的电池，所述电池构造成利用从所述外部电源供给的电力被充电；发动机加热器，所述发动机加热器使所述发动机升温；电池加热器，所述电池加热器使所述电池升温;第一 DC/DC变换器，所述第一 DC/DC变换器构造成变换供给到所述第一 DC/DC变换器的电力的电压，并且所述第一 DC/DC变换器构造成分别向所述发动机加热器和所述电池加热器输出电力；充电器，所述充电器与所述外部电源连接，并且所述充电器构造成向所述电池和所述第一 DC/DC变换器输出从所述外部电源供给的电力；和第一控制器，所述第一控制器配置成执行外部充电控制和温度调节控制，所述外部充电控制是利用从所述外部电源供给的电力对所述电池充电的控制，所述温度调节控制是将从所述外部电源供给的电力经由所述第一 DC/DC变换器供给到所述发动机加热器和所述电池加热器直至所述外部充电控制完成为止以由此使所述发动机和所述电池升温的控制。
[0012]根据本发明的上述方面，共同的单个DC/DC变换器操作成向两个加热器一一即发动机加热器和电池加热器——供给电力，并且电池的外部充电控制以及包括用于向发动机加热器和电池加热器供给电力的控制的温度调节控制由单个控制器执行。因此，最大限度地减少了在外部充电期间操作的DC/DC变换器和控制器的数量，从而能降低在外部充电期间操作DC/DC变换器和控制器所需的电力消耗。此外，与分别对发动机加热器和电池加热器设置DC/DC变换器的情况相比，能降低电压变换引起的电力损失。
[0013]因此，能降低为了在外部充电期间操作DC/DC变换器和控制器而消耗的电力和由电压变换引起的电力损失，并且能抑制或降低通过在利用外部电力对电池充电的同时利用外部电力操作发动机加热器和电池加热器来使发动机和电池升温所需的电力量(外部充电成本)。
[0014]在所述蓄电系统中，所述混合动力车辆还可包括:第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器构造成变换从所述电池供给的电力的电压，并且所述第二 DC/DC变换器构造成向与所述电机连接的逆变器输出电力；和第二控制器，所述第二控制器配置成经由所述第二DC/DC变换器执行所述电池的充电/放电控制。所述充电器可连接在系统主继电器和所述电池之间，所述系统主继电器容许所述第二DC/DC变换器和所述电池之间的连接。所述第一控制器可配置成当i)所述系统主继电器处于关断状态且ii)所述第二 DC/DC变换器和所述第二控制器未起动时执行所述外部充电控制和所述温度调节控制。利用这种配置，通过仅起动包括充电器和DC/DC变换器的外部充电系统来执行外部充电和发动机等的温度控制；因此，能抑制或降低将电力从电池供给到电机的充电/放电系统的电力消耗，并且能抑制或降低外部充电成本。
[0015]在如上所述的蓄电系统中，所述第一控制器可基于根据车辆行驶期间的车速预先指定的所述发动机的温度下降量而将所述发动机的目标温度设定成使得在利用所述外部电源进行的充电完成之后在车辆行驶结束之前所述发动机的温度不会变得比所述发动机被强制驱动时的预定阈值低。利用这种配置，发动机在外部充电之后在车辆行驶期间不太可能或不可能被强制驱动，并且能提高燃料效率。此外，由于目标温度是通过预测发动机的温度下降量而设定的，所以能按照用于抑制发动机在车辆行驶期间的强制驱动的该目标温度来将供给到发动机加热器的电力控制为最低。
[0016]在如上所述的蓄电系统中，所述混合动力车辆可适于以第一行驶模式和第二行驶模式中的一种模式行驶。所述第一行驶模式是在使所述电池充电或放电直至所述电池的充电量变得等于预定值为止的同时主要使用所述电机而使得所述电池的充电量由于车辆行驶所引起的电力消耗而下降的行驶模式。所述第二行驶模式是在使所述电池充电或放电的同时使用所述发动机和所述电机而使得所述电池的充电量变得等于预定目标值的行驶模式。第一控制可将目标温度设定成使得在车辆在利用外部电源进行的充电完成之后以第一行驶模式的行驶结束之前发动机的温度不会变得比发动机被强制驱动时的预定阈值低。此时，所述第一控制器可基于与在所述第一行驶模式下预先指定的最高车速相关的温度下降量来设定所述目标温度。利用这种配置，车辆在外部充电之后能以第一行驶模式行驶，而不会强制驱动发动机。
[0017]所述第一控制器可基于与由过去的车辆行驶的历史记录计算出的平均车速相对应的温度下降量来设定所述目标温度。利用这种配置，车辆在外部充电之后能以第一行驶模式行驶，而不会强制驱动发动机。
[0018]所述第一控制器可基于所述温度下降量、预先设定的最低环境温度的推定值和由温度传感器检测出的最低环境温度的实际值中的一者来设定所述目标温度。利用这种配置，能根据最低环境温度而以高精度设定用于抑制在车辆在外部充电之后行驶期间的发动机强制驱动的目标温度。
【附图说明】
[0019]下面将参照【附图说明】本发明的示例性实施方式的特征、优点及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0020]图1是示出根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的构型的框图；
[0021]图2是用于说明第一实施例的混合动力车辆的行驶模式的曲线图；
[0022]图3是示出安装在第一实施例的混合动力车辆上的电池系统的构型的视图；
[0023]图4是示出包括根据第一实施例的发动机和电池的温度调节控制的外部充电控制的处理流程的流程图；
[0024]图5A是示出根据第一实施例的电池的温度调节控制的处理流程的流程图；
[0025]图5B是示出根据第一实施例的发动机的温度调节控制的处理流程的流程图；
[0026]图6是示出根据第一实施例的在使发动机升温的外部充电期间发动机的温度随时间的变化和在外部充电之后的车辆行驶期间发动机的温度随时间的变化的曲线图；
[0027]图7是示出在不使发动机升温的外部充电期间发动机的温度随时间的变化和在外部充电之后的车辆行驶期间发动机的温度随时间的变化的曲线图；
[0028]图8是表示根据第一实施例的车速、最低环境温度和发动机的目标温度之间的关系的曲线图；
[0029]图9是示出包括根据第一行驶模式(CD模式)下的最高车速和最低环境温度来设定发动机的目标温度的处理的发动机的温度调节控制的处理流程的流程图；
[0030]图10是示出在第一实施例中设定的发动机的目标温度和在外部充电之后的车辆行驶期间发动机温度随时间的变化的曲线图；以及
[0031]图11是示出根据由过去的车辆行驶的历史记录计算出的平均速度和最低环境温度来设定目标温度的处理的流程图。
【具体实施方式】
[0032]将参照图1至图11说明本发明的第一实施例。图1是示出根据本实施例的具有利用外部电源充电的外部充电能力的插电式混合动力车辆的构型的框图。如图1所示，发动机1、第一MG(电动发电机)2、第二MG 3、动力分配机构4、变速器(T/M)(例如，无级变速器或减速装置)5和电池6安装在车辆100上。
[0033]发动机I的输出轴与动力分配机构4连接。动力分配机构4与变速器5的输入轴和第一MG (MG I)(用于发电的电机)2的输入轴联接。变速器5的输出轴与车轮(驱动轮)7的差动齿轮(差速器)8联接，并且发动机I的动力经由动力分配机构4传递到车轮7 ο变速器5的输出轴还与第二MG (MG2)(电机)3的输出轴联接。第二MG 3的动力经由变速器5传递到车轮7。
[0034]动力分配机构4将由发动机产生的动力分配到两个路径，包括供发动机I的动力经由变速器5传递到车轮7的第一路径和供由发动机I产生的动力传递到第一MG 2以使得第一MG 2发电的第二路径。动力分配机构4由车辆控制装置30(稍后将描述)控制，并且车辆控制装置30根据使用发动机I的驱动力的行驶控制和对电池6的充放电控制来控制传递到第一路径的动力和传递到第二路径的动力及其比率。
[0035]电池6是向第二MG3供给电力的电源装置。电池6的直流电力由逆变器9变换为随即供给到第二MG 3的交流电力。第二MG 3是诸如三相同步电机或三相感应电机的交流电机。
[0036]逆变器9将从电池6传送的直流电力变换为交流电力，并且将该交流电力传送到第二MG 3。第