电源系统、具备该电源系统的车辆、电源系统的控制方法以及存储有用于使计算机执行该...的制作方法

专利名称：电源系统、具备该电源系统的车辆、电源系统的控制方法以及存储有用于使计算机执行该 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多个蓄电装置的电源系统、具备该电源系统的车辆、 具有多个蓄电装置的电源系统的控制方法以及存储有用于使计算机执行该 控制方法的程序的计算机能够读取的存储介质。
背景技术：
近年来，在混合动力汽车(Hybrid Vehicle )、电动汽车(Electric Vehicle)等搭载电动机作为动力源的车辆中，为了提高加速性能、行驶持 续距离等行驶性能，蓄电部的大容量化正在发展。并且，提出了作为用于 使蓄电部大容量化的手段而具有多个蓄电装置的结构。
例如，日本特开2003-209969号^/^报^Hf 了具有多个电源级(power stage)的电源控制系统。该电源控制系统具备相互并联连接且向至少一个 变换器供给直流电力的多个电源级。各电源级包括电池和升降压 (boost/buck) DC-DC转换器。
在该电源控制系统中，控制所述多个电源级，使得分别包含于多个电 源级的多个电池均等地充i文电来维持向变换器输出的输出电压。
在上述的日本特开2003 - 209969号公报所公开的那样的升降压 DC-DC转换器中，通常，为了防止由同时接通升压开关和降压开关引起的 短路，设置了考虑到开关的断开延迟时间的死区时间。并且，在升降压 DC-DC转换器的升压比低的情况下，输出电压受到死区时间的影响而振 动。
于是，在升压比低的情况下，降压开关常时接通，但如上述公报公开 的电压控制系统那样在具有多个电源级的构成中，电池之间会发生短路，不能控制的电流会在电池之间流动。

发明内容
于是，本发明是为了解决相关问题而做出的，其目的在于，在具有多个蓄电装置的电源系统中，防止由设置于转换器的死区时间的影响引起的电压变动。
根据本发明， 一种电源系统，其能够与负栽装置授受电力，该电源系
统具备能够充放电的多个蓄电装置、电力线、多个转换器、目标电压设定部以及电压控制部。电力线为了在该电源系统与负载装置之间授受电力而设置。多个转换器与多个蓄电装置对应设置，各个转换器被构成为能够在对应的蓄电装置与电力线之间进行电压变换。目标电压设定部设定电力线的目标电压。电压控制部，通过控制多个转换器的至少一个，从而将电力线的电压控制为目标电压。并且，目标电压设定部，在目标电压低于目标电压下限值时，将目标电压下限值设为目标电压，所述目标电压下限值被i殳定得比多个蓄电装置的各个的电压之中最大的电压高。
优选的是，目标电压设定部，将多个蓄电装置的各电压和负载装置的要求电压之中最大的电压作为目标电压进行设定，当该设定的目标电压低于目标电压下限值时，将目标电压下限值设为目标电压。
优选的是，目标电压下限值，被设定为不受死区时间的影响的电压，所述死区时间为了防止多个转换器的上下臂的短路而设置。
优选的是，目标电压下限值，根据多个蓄电装置的状态来进行可变设定。
更优选的是，多个蓄电装置的温度越低，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，更优选的是，向多个蓄电装置充电的充电电力越大，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，更优选的是，向多个蓄电装置充电的充电电流越大，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，更优选的是，表示多个蓄电装置的充电状态的状态量越多，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，才艮据本发明， 一种车辆，该车辆具备上述的任一电源系统和驱动力产生部。驱动力产生部从电源系统接受电力的供给来产生车辆的驱动力。
此外，才艮据本发明， 一种电源系统的控制方法，所述电源系统能够与
负载装置授受电力，电源系统具备能够充放电的多个蓄电装置、电力线以及多个转换器。电力线为了在电源系统与负栽装置之间授受电力而设置。多个转换器，与多个蓄电装置对应设置，各个转换器被构成为能够在对应的蓄电装置与电力线之间进行电压变换。并且，控制方法包括设定电力线的目标电压的步骤；判定目标电压是否低于目标电压下限值的步骤，所述目标电压下限值设定得比多个蓄电装置的各个的电压之中最大的电压高；在判定为目标电压低于目标电压下限值时，将目标电压下限值设为目标电压的步骤；以及通过控制多个转换器的至少一个，从而将电力线的电压控制为目标电压的步骤。
优选的是，在设定目标电压的步骤中，将多个蓄电装置的各电压和负载装置的要求电压之中最大的电压作为目标电压进行设定。
优选的是，目标电压下限值，被设定为不受死区时间的影响的电压，所述死区时间为了防止多个转换器的上下臂的短路而设置。
优选的是，目标电压下限值，根据多个蓄电装置的状态进行可变设定。
更优选的是，多个蓄电装置的温度越低，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，更优选的是，向多个蓄电装置充电的充电电力越大，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，更优选的是，向多个蓄电装置充电的充电电流越大，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，更优选的是，表示多个蓄电装置的充电状态的状态量越多，则目标电压下限值被设定得越高。
此外，根据本发明， 一种计算机能够读取的存储介质，该存储介质存储用于使计算机执行上述的任一控制方法的程序。如此，在本发明中，多个转换器，与多个蓄电装置对应设置，并联地连接于电力线。电力线的目标电压中设有目标电压下限值，目标电压下限值被设定得比各蓄电装置的电压之中最大的电压高。并且，在目标电压低于目标电压下限值时，目标电压下限值被设为目标电压，所以避免目标电压变得与蓄电装置的电压大致相等的低升压动作。
因此，根据本发明，能够防止由设置于转换器的死区时间的影响引起的电压变动。


图l是本发明实施方式的车辆的整体框图。
图2是图1所示的转换器的概略构成图。
图3是用于对在图2所示的转换器中设置的死区时间进行说明的图。图4是图l所示的控制部的功能框图。
图5是示出了蓄电装置的温度与目标电压的下限值的关系的一例的图。
图6是示出了蓄电装置的要求电力与目标电压的下限值的关系的一例的图。
图7是关于由图1所示的控制部进行的目标电压的设定处理的流程图。图8是示出了蓄电装置的电流与目标电压的下限值的关系的一例的
图9是示出了蓄电装置的SOC与目标电压的下限值的关系的一例的图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。对图中相同或相当部分标记相同符号，不重复其说明。
图l是本发明实施方式的车辆的整体框图。参照图1，车辆100具备电源系统1、驱动力产生部3以及HV—ECU (Hybrid Vehicle ElectronicControl Unit:混合动力车辆电子控制单元)4。
驱动力产生部3包括变换器(inverter,变换器)30-1、 30-2;电动发电才几34-1、 34-2;动力传递才几构36、以及驱动轴38。变才灸器30-1、30-2并联连接于主正母线MPL和主负母线MNL。并且，变换器30-1、30 - 2 ，接受从电源系统1供给的直流电力来分别驱动电动发电机34 - 1 、34 - 2。此外，变换器30-1、 30-2，分别将电动发电才几34 - 1、 34 - 2发电产生的交流电力变换为直流电力，作为再生电力向电源系统l输出。
各变换器30 - 1、 30 - 2，例如由包括三相的开关元件的桥式电路构成。并且，变换器30 - 1、 30 - 2，分别才艮据来自HV—ECU4的驱动信号PWM1、PWM2来进4亍开关动作，从而驱动对应的电动发电才几。
电动发电机34-l、 34-2,分别接受从变换器30-1、 30-2供给的交流电力来产生旋转驱动力。电动发电机34-l、 34-2接受来自外部的旋转力而发电。电动发电机34-1、 34-2，例如由具备埋设有7&久磁体的转子的三相交流旋转电机构成。并且，电动发电机34-l、 34-2，与动力传递机构36连结，经由还连结于动力传递机构36的驱动轴38向车轮(未图示)传递旋转驱动力。
在驱动力产生部3 ^皮应用于混合动力车辆的情况下，电动发电机34 -1、 34-2,经由动力传递机构36或驱动轴38也连结于发动机(未图示)。并且，通过HV—ECU4,以^吏发动机产生的驱动力与电动发电机34-1、34-2产生的驱动力变为最适当的比率的方式执行控制。在应用于这样的混合动力车辆的情况下，可以使电动发电机34-l、 34-2的任一方专门作为电动机发挥作用，使另一方专门作为发电机发挥作用。
HV—ECU4，根据从未图示的各传感器发送来的信号、行驶状况以及加速踏板开度等，算出电动发电机34-1、 34-2的要求转矩，根据该算出的要求转矩来算出电动发电机34-l、 34-2的要求电压Vml*、 Vm2*。并且，HV_ECU4，根据算出的要求电压Vml*、 ￥加2*来分别生成驱动信号PWM1、 PWM2,将该生成的驱动信号PWM1、 PWM2分别向变换器30-1、 30-2发送。此外，HV_ECU4，将算出的要求电压Vml*、 Vm2*
9向电源系统l发送。
另一方面，电源系统l包括蓄电装置6-1、 6-2、转换器8-l、 8 -2、平滑电容器C、控制部2、电流传感器10-1、 10-2、电压传感器 12-1、 12-2、 18、温度传感器14-1、 14-2。
蓄电装置6-l、 6-2，是能够充放电的直流电源，例如由镍氢电池、 锂离子电池等二次电池构成。蓄电装置6- l经由正极线PL1和负极线NL1 连接于转换器8-1,蓄电装置6-2经由正极线PL2和负极线NL2连接于 转换器8-2。可以由双电层电容器来构成蓄电装置6-1、 6-2的至少一 方。
转换器8-1,被设置在蓄电装置6 - 1与主正母线MPL和主负母线 MNL之间，才艮据来自控制部2的驱动信号PWC1，在蓄电装置6-l与主 正母线MPL和主负母线MNL之间进行电压变换。转换器8-2，被设置 在蓄电装置6 - 2与主正母线MPL和主负母线MNL之间，根据来自控制 部2的驱动信号PWC2，在蓄电装置6-2与主正母线MPL和主负母线 MNL之间进行电压变换。
平滑电容器C，连接在主正母线MPL与主负母线MNL之间，降低 包含于主正母线MPL和主负母线MNL的电力变动成分。电压传感器18， 检测主正母线MPL与主负母线MNL之间的电压Vh，将其检测值向控制 部2输出。
电流传感器10-1、 10-2，分别检测输入输出蓄电装置6-1的电流 Ibl和输入输出蓄电装置6-2的电流Ib2，将其检测值向控制部2输出。 电流传感器10-1、 10-2，将从对应的蓄电装置输出的电流(放电电流) 作为正值进行检测，将向对应的蓄电装置输入的电流(充电电流)作为负 值进行检测。在图中，示出了电流传感器10-1、 10-2分别检测正极线 PL1、 PL2的电流值的情况，但电流传感器10-1、 10-2也可以分别检测 负极线NL1、 NL2的电流。
电压传感器12-1、 12-2，分别检测蓄电装置6-1的电压Vbl和蓄 电装置6 - 2的电压Vb2，将其检测值向控制部2输出。温度传感器14 - 1、14 - 2，分别检测蓄电装置6 - 1内部的温度Tbl和蓄电装置6-2内部的 温度Tb2，将其检测值向控制部2输出。
控制部2，根据从HV—ECU4接收的电动发电机34 - 1、 34 - 2的要求 电压Vml*、 Vm2*、来自电压传感器12-1、 12-2的电压Vbl、 Vb2、 来自电压传感器18的电压Vh、来自电流传感器10 - 1、 10 - 2的Ibl、 Ib2、 以及来自温度传感器14-1、 14-2的温度Tbl、 Tb2各检测值，按照后述 的控制结构来生成驱动信号PWC1、 PWC2，将其生成的驱动信号PWC1、 PWC2分別向转换器8-1、 8-2输出。
具体而言，控制部2，设定电压Vh的目标电压Vh*,以使电压Vh与 目标电压VP—致的方式输出驱动信号PWC1。在此，控制部2，将电压 Vbl、 Vb2和要求电压Vml*、 Vm2论之中的最大值设为目标电压Vh*，在 目标电压VhM氐于预定的下限值Vth的情况下，将该下限值Vth设为目标 电压Vh*。
而且，在此，目标电压Vl^的下限值Vth,是比电压Vbl、 Vb2高的 电压，被设定为不受设置于转换器8 - 1 、 8 - 2的死区时间影响的电压水平。 为目标电压VM设置这样的下限值Vth是因为若目标电压VhM氐，转换 器的升压比低，则在对转换器进行开关控制时转换器的输出电压(电压Vh ) 受到死区时间的影响而振动。
此外，该下限值Vth,根据蓄电装置6-l、 6-2的温度Tbl、 Tb2以 及要求电力Pbl*、 ？&2*来进行可变设定。如此对下限值Vth进行可变设 定是因为若将下限值Vth —律设定为较高的值，则转换器8-1、 8-2 的损失变大，此外，蓄电装置的电压随着蓄电装置的温度以及输入输出电 力(电流)变化。
蓄电装置6-l、 6-2的要求电力Pbl、 Pb2*，是分别根据蓄电装置 6-1、 6-2的充电状态(SOC: State Of Charge)来决定的。具体而言， 当表示蓄电装置6 - 1 ( 6 - 2 )的SOC的状态量SOC1 ( SOC2 )比控制目 标值或控制目标范围低时，以按预定的充电量对蓄电装置6-l (6-2)进 行充电的方式来决定要求电力Pbl* (Pb2*)(此时的要求电力为负值)，当状态量SOC1 ( SOC2 )比控制目标值或控制目标范围高时，以按预定的 放电量使蓄电装置6-1 (6-2)进行放电的方式来决定要求电力Pbl* (Pb2*)(此时的要求电力为正值)。
并且，控制部2，如上所述i更定目标电压Vh*，以《吏电压Vh与目标 电压VP—致的方式生成转换器8-1的驱动信号PWC1，并且才艮据蓄电 装置6-2的要求电力？&2*和电压Vb2来算出转换器8-2的目标电流 Ib2*，以使电流Ib2与目标电压0)2*—致的方式生成转换器8-2的驱动 信号PWC2。
图2是图l所示的转换器8-l、 8-2的概略构成图。因为转换器8-2的构成及动作与转换器8-1同样，所以以下对转换器8-1的构成及动 作进行说明。参照图2，转换器8-l包括斩波电路40-1、正母线LN1A、 负母线LN1C、配线LN1B和平滑电容器C1。斩波电路40-l包括晶体管 Q1A、 Q1B、 二极管D1A、 D1B以及电感器L1。
正母线LN1A， 一端连接于晶体管Q1B的集电极，另一端连接于主正 母线MPL。此外，负母线LN1C， 一端连接于负极线NL1，另一端连接于 主负母线MNL。
晶体管Q1A、 Q1B串联连接在负母线LN1C与正母线LN1A之间。 具体而言，晶体管Q1A的发射极与负母线LN1C连接，晶体管Q1B的集 电才及与正母线LN1A连接。二极管D1A、D1B分别反并联地与晶体管Q1A、 Q1B连接。电感器Ll连接于晶体管Q1A与晶体管Q1B的连接节点上。
配线LN1B, —端与正极线PL1连接，另一端与电感器L1连接。平 滑电容器Cl,连接在配线LN1B与负母线LN1C之间，降低包含于配线 LN1B与负母线LN1C之间的直流电压的交流成分。
并且，斩波电路40 - l,才艮据来自控制部2(未图示)的驱动信号PWC1， 能够对从正极线PL1和负极线NL1接受的直流电力(驱动电力)进行升 压，向主正母线MPL和主负母线MNL供给，此夕卜，能够对主正母线MPL 和主负母线MNL的电压进行降压，向蓄电装置6-l供给。
以下，对转换器8-l的电压变换动作(升压动作)进行说明。控制部
122，将晶体管Q1B维持在导通状态，且使晶体管Q1A按预定的占空比进行 导通/截止。在晶体管Q1A导通期间，放电电流从蓄电装置6-l依次经由 配线LN1B、电感器Ll、 二极管D1B、以及正母线LN1A流向主正母线 MPL。同时，泵电流(pump current )从蓄电装置6-1依次经由配线LN1B、 电感器L1、晶体管Q1A、以及负母线LN1C流动。电感器L1，通过该泵 电流蓄积电/P兹能量。并且，当晶体管Q1A从导通状态转变为截止状态时， 电感器L1将蓄积的电磁能量与放电电流重叠。其结果，从转换器8-l向 主正母线MPL和主负母线MNL供给的直流电力的平均电压，上升了与 才艮才居占空比蓄积于电感器Ll的电》兹能量相当的电压。
为了控制这样的转换器8 - 1的电压变换动作，控制部2生成包括用于 控制晶体管Q1A的导通/截止的驱动信号PWC1A和用于控制晶体管Q1B 的导通/截止的驱动信号PWC1B的驱动信号PWC1。
图3是用于对在图2所示的转换器8-l、8-2中设置的死区时间进行 说明的图。在该图3中，代表性地示出了分别驱动转换器8-l的下臂(晶 体管Q1A)和上臂(晶体管Q1B)的驱动信号PWC1A、 PWC1B的时间 图，关于转换器8-2也同样。
参照图3，晶体管Q1A、 Q1B，在各控制周期T内，按预定的占空比 进行导通/截止。并且，在上臂的晶体管Q1B在时刻tl之前导通，下臂的 晶体管Q1A在时刻tl之前截止之后，若在时刻tl使晶体管Q1A导通， 且使晶体管Q1B截止，则晶体管Q1A、 Q1B可能同时被导通。于是，在 时刻tl使上臂的晶体管Q1B截止，然后，在经过了一定的死区时间的时 刻t2使下臂的晶体管Q1A导通。
并且，在电压Vh的目标电压VW非常接近蓄电装置6-1、 6-2的电 压Vbl、 Vb2的情况下，上臂的晶体管Q1B的导通占空比(意味着上臂处 于导通的期间)位于1附近。这样一来，下臂的晶体管Q1A的导通期间被 死区时间侵占，不能确保应当使晶体QlA管导通的期间。
另一方面，在电压Vh的目标电压Vl^非常接近蓄电装置6-1、 6-2 的电压Vbl、 Vb2的情况下，也考虑使转换器的上臂常时导通，但当使转换器的上臂常时导通时，蓄电装置6-1、 6-2变为短路的状态，在蓄电装 置6-l、 6-2之间流过不能控制的电流。
于是，在本实施方式中；在目标电压VP上设置下限值Vth,将下限 值Vth设定为比电压Vbl、 Vb2高的电压、且不受死区时间的影响的电压 水平。另一方面，若将下限值Vth—律设定为较高的值，则转换器8-1、 8 - 2中的损失变大，所以在本实施方式中，为了尽可能地抑制转换器8-1、 8-2的效率降低，对下限值Vth进行可变设定。
设置于转换器8 - 1 、 8 - 2的死区时间是才艮据转换器的性能而被决定为 预定值的，所以能够4艮据死区时间和控制周期T来决定不受死区时间影响 的导通占空比(升压比)。并且，能够才艮据不受该死区时间影响的导通占空 比(升压比)，对目标电压Vl^决定不受死区时间影响的电压水平。
图4是图1所示的控制部2的功能框图。参照图4,控制部2包括 目标电压设定部50、减法运算部56、 62、 66、 72、比例积分控制部58、 68、除法运算部60、 70、调制部64、 74、以及目标电流算出部80。目标 电压设定部50包括最大值选择部51、 53、下限值设定部52、以及目标电 压限制部54。
最大值选择部51将电压Vbl、 Vb2之中的最大值向下限值设定部52 输出。下限值设定部52，根据温度Tbl、 Tb2、要求电力Pbl*、 Pb2论以及 来自最大值选择部51的输出来决定目标电压VM的下限值Vth，将其决定 的下P艮值Vth向目标电压限制部54输出。
具体而言，下限值设定部52，在比来自最大值选择部51的输出表示 的电压高、且不受设置于转换器的死区时间影响的电压的范围内，根据温 度Tbl、 Tb2以及要求电力Pbl*、卩&2*来对下限值Vth进行可变设定。
图5是示出了蓄电装置的温度与目标电压VP的下限值Vth的关系的 一例的图。参照图5，以蓄电装置的温度越低则下限值Vth越高的方式来 设定下限值Vth。下限值Vth，在比蓄电装置的电压高、且不受死区时间 影响的电压VO以上的范围内进行可变设定。
以蓄电装置的温度越低则下限值Vth越高的方式来对下限值Vth进行可变设定是因为以下的理由。蓄电装置的内部电阻，随着蓄电装置的温度 而变化，温度越低则内部电阻越大。因此，即使蓄电装置的输入输出电流 为一定，也是蓄电装置的温度越低则蓄电装置的电压越高。于是，与蓄电
装置的温度越低则蓄电装置的电压越高相对应，将下限值Vth设得越高。
图6是示出了蓄电装置的要求电力与目标电压VM的下限值Vth的关 系的一例的图。参照图6,以蓄电装置的要求充电电力越大则下限值Vth 越高的方式来设定下限值Vth。下限值Vth，在上述的电压V0以上的范围 内进行可变设定。
以蓄电装置的要求充电电力越大则下限值Vth越高的方式来对下限值 Vth进行可变设定是因为以下的理由。向蓄电装置充电的充电电流越大， 则由内部电阻引起的蓄电装置的电压上升越大，蓄电装置的电压越高。于 是，与向蓄电装置充电的充电电流越大则蓄电装置的电压越高相对应，将 下限值Vth设得越高。
再次参照图4，最大值选择部53，将电压Vbl、 Vb2和电动发电机34 -1、 34-2的要求电压Vml*、 Vm2+之中的最大值作为目标电压Vhr向 目标电压限制部54输出。
目标电压限制部54,对来自最大值选择部53的目标电压Vhr与来自 下限值设定部52的下限值Vth进行比较，在目标电压Vhr低于下限值Vth 的情况下，将下限值Vth作为目标电压V胪向减法运算部56输出。另一 方面，在目标电压Vhr为限值Vth以上的情况下，将目标电压Vhr作为 目标电压Vh^向减法运算部56输出。
减法运算部56，从自目标电压设定部50输出的目标电压Vh"咸去电 压Vh，将其运算结果向比例积分控制部58输出。比例积分控制部58，将 目标电压VP与电压Vh的偏差作为输入进行比例积分运算，将其运算结 果向减法运算部62输出。减法运算部56和比例积分控制部58构成电压反 馈控制要素。
除法运算部60,将电压Vbl除以目标电压Vh、将其运算结果向减 法运算部62输出。除法运算部60的运算结果即电压Vbl/目标电压Vh*,是转换器8-l的理论升压比的倒数。减法运算部62,从除法运算部60的 输出中减去比例积分控制部58的输出，将其运算结果作为占空比指令Tonl 向调制部64输出。
并且，调制部64，根据占空比指令Tonl和由未图示的振荡部生成的 载波(carrier)来生成驱动信号PWC1，将其生成的驱动信号PWC1向转 换器8-l的晶体管Q1A、 Q1B输出。
向调制部64输入的占空比指令Tonl，与构成转换器8-l的上臂的晶 体管Q1B的导通占空比相当，为0至1的值。并且，转换器8-l，以占 空比指令Tonl越大则升压比越低的方式进行控制，以占空比指令Tonl越 小则升压比越高的方式进行控制。
另一方面，目标电流算出部80，将才艮据蓄电装置6-2的状态量SOC2 决定的蓄电装置6-2的要求电力Pb2A除以电压Vb2，将其运算结果作为 转换器8 - 2的目标电流仆2*向减法运算部66输出。
减法运算部66，从自目标电流算出部80输出的目标电流Ib2 咸去电 流lb2，将其运算结果向比例积分控制部68输出。比例积分控制部68，将 目标电流0)2*与电流Ib2的偏差作为输入进行比例积分运算，将其运算结 果向减法运算部72输出。减法运算部66和比例积分控制部68构成电流反 馈控制要素。
除法运算部70,将电压Vb2除以目标电压Vh*，将其运算结果向减 法运算部72输出。除法运算部70的运算结果即电压Vb2/目标电压Vh*， 是转换器8-2的理论升压比的倒数。减法运算部72，从除法运算部70的 输出中减去比例积分控制部68的输出，将其运算结果作为占空比指令Ton2 向调制部74输出。
并且，调制部74,根据占空比指令Ton2和由未图示的振荡部生成的 载波(carrier)来生成驱动信号PWC2,将其生成的驱动信号PWC2向转 换器8-2的晶体管Q2A、 Q2B输出。
如此，用于控制转换器8-1的驱动信号PWC1，由包括电压反馈控 制要素的控制运算来生成，用于控制转换器8-2的驱动信号PWC2，由包括电流反馈控制要素的控制运算来生成。
图7是关于图1所示的控制部2进行的目标电压Vt的设定处理的流 程图。该流程图所示的处理，每隔一定时间或当预定的条件成立时从主程 序调出来执行。
参照图7，控制部2，由电压传感器12-1、 12-2分别检测蓄电装置 6 - 1、 6 - 2的电压Vbl、 Vb2 (步骤S10 )。接下来，控制部2，从HV—ECU4 取得电动发电机34-l、 34-2的要求电压Vml*、 Vm2*，将电压Vbl、 Vb2和要求电压Vml*、 Vm2A之中的最大值作为电压Vh的目标电压Vh* 进行设定(步骤S20 )。
接下来，控制部2，才艮据蓄电装置6-l、 6-2的电压Vbl、 Vb2、温 度Tbl、 Tb2以及要求电力Pbl*、 Pb2*，决定目标电压VW的下限值Vth (步骤S30)。具体而言，控制部2，在比电压Vbl、 Vb2之中的最大值高、 且不受设置于转换器的死区时间的影响的电压的范围内，使用图5、图6 所示那样的表示蓄电装置的温度和要求电力与目标电压的下限值的关系的 映射图等，根据温度Tbl、 Tb2以及要求电力Pbl*、 Pb2々来决定下限值 Vth。
接下来，控制部2，判断在步骤S20中设定的目标电压VP是否低于 下限值Vth (步骤S40 )。然后，当判定为目标电压VhM氐于下限值Vth时 (步骤S40中"是"),控制部2将下限值Vth设为目标电压Vh*(步骤S50 )。
如上所述，在本实施方式中，在主正母线MPL与主负母线MNL之 间的电压Vh的目标电压Vh+上设置下限值Vth,下P艮值Vth被设定为比 蓄电装置6-l、 6-2的电压Vbl、 Vb2之中最大的电压高、且不受设置 于转换器8-1、 8-2的死区时间的影响的电压水平。并且，当目标电压 VhM氐于下限值Vth时，下限值Vth被设为目标电压Vh*，所以回避了目 标电压Vl^变为与电压Vbl、 Vb2大致相等的低升压动作。因此，根据本 实施方式，能够防止由设置于转换器8-l、 8-2的死区时间的影响引起的 电压Vh的变动。
此外，在本实施方式中，下限值Vth，不是一律被设定为较高的值，而是在比电压Vbl、 Vb2之中最大的电压高、且不受死区时间影响的电压 的范围内，根据对电压Vbl、 Vb2产生影响的温度Tbl、 Tb2以及要求电 力Pbl、 Pb2A进行可变设定。因此，才艮据本实施方式，能够抑制转换器8 -1、 8-2的效率降低。
在上述的实施方式中，根据蓄电装置的温度和要求电力来对目标电压 VM的下限值Vth进行可变设定，但也可以根据蓄电装置的电流、SOC来 对下限值Vth进行可变设定。
图8是示出了蓄电装置的电流与目标电压VW的下限值Vth的关系的 一例的图。参照图8，以蓄电装置的充电电流越大则下限值Vth越高的方 式来设定下限值Vth。下限值Vth，在比蓄电装置的电压高、且不受死区 时间影响的电压V0以上的范围内进行可变设定。
以蓄电装置的充电电流越大则下限值Vth越高的方式来对下限值Vth 进行可变设定是因为以下的理由。向蓄电装置充电的充电电流越大，则由 内部电阻引起的蓄电装置的电压上升越大，蓄电装置的电压越高。于是， 与向蓄电装置充电的充电电流越大则蓄电装置的电压越高相对应，将下限 值Vth设得越高。
图9是示出了蓄电装置的SOC与目标电压VW的下限值Vth的关系 的一例的图。参照图9，以蓄电装置的SOC越高则下限值Vth越高的方式 来设定下限值Vth。下限值Vth，在上述的电压V0以上的范围内进行可变 设定。
以蓄电装置的SOC越高则下限值Vth越高的方式来对下限值Vth进 行可变设定是因为以下的理由。蓄电装置的开路端电压(OCV: Open Circuit Voltage)与SOC之间存在正的相关关系，蓄电装置的SOC越高 则蓄电装置的电压越高。于是，与蓄电装置的SOC越高则蓄电装置的电 压越高相对应，将下限值Vth设得越高。
在上述的实施方式中，对转换器8 - 1进行电压控制(电压反馈控制)， 对转换器8-2进行电流控制(电流反馈控制)，但也可以对转换器8-1 进行电流控制，对转换器8-2进行电压控制。此外，在上述的实施方式中，电源系统1包括两个蓄电装置6-1、 6
-2及分别与其对应的转换器8-l、 8-2,但也可以具备更多的蓄电装置 及与其对应的转换器。
在上述中，控制部2的控制，实际上由CPU( Central Processing Unit: 中央处理单元)来进行，CPU将图4所示的控制结构及具有图7所示的流 程图的各步骤的程序从ROM ( Read Only Memory:只读存储器)读出， 执行其读出的程序，按照上述控制结构及流程图来执行处理。因此，ROM 相当于存储有图4所示的控制结构和具有图7所示的流程图的各步骤的程 序的计算机(CPU)能够读取的存储介质。
在上述中，驱动力产生部3对应于本发明中的"负栽装置"的一个实 施例，蓄电装置6-1、 6-2对应于本发明中的"多个蓄电装置"的一个实 施例。此外，主正母线MPL和主负母线MNL对应于本发明中的"电力 线"的一个实施例，转换器8-l、 8-2对应于本发明中的"多个转换器" 的一个实施例。而且，控制部2的减法运算部56和比例积分控制部58对 应于本发明中的"电压控制部"的一个实施例。
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迷的实施方式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。
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权利要求
1.一种电源系统，其能够与负载装置(3)授受电力，该电源系统具备电力线(MPL、MNL)，其用于在该电源系统与所述负载装置(3)之间授受电力；能够充放电的多个蓄电装置(6-1、6-2)；多个转换器(8-1、8-2)，其与所述多个蓄电装置(6-1、6-2)对应设置，各个转换器被构成为能够在对应的蓄电装置与所述电力线(MPL、MNL)之间进行电压变换；目标电压设定部(50)，其设定所述电力线(MPL、MNL)的目标电压；以及电压控制部(56、58)，其通过控制所述多个转换器(8-1、8-2)的至少一个，从而将所述电力线(MPL、MNL)的电压控制为所述目标电压，所述目标电压设定部(50)，在所述目标电压低于目标电压下限值时，将所述目标电压下限值设为所述目标电压，所述目标电压下限值被设定得比所述多个蓄电装置(6-1、6-2)的各个的电压之中最大的电压高。
2. 根据权利要求l所述的电源系统，其中，所述目标电压设定部(50),将所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的各电压和所述负载装置(3 )的要求电压之中最大的电压作为所述目标电压进行设定，当该设定的目标电压低于所述目标电压下限值时，将所述目标电压下限值设为所述目标电压。
3. 根据权利要求l所述的电源系统，其中，所述目标电压下限值被设定为不受死区时间的影响的电压，所述死区时间为了防止所述多个转换器(8-1、 8-2)的上下臂的短路而设置。
4. 根据权利要求l所述的电源系统，其中，所述目标电压下限值，才艮据所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的状态来进行可变设定。
5. 根据权利要求4所述的电源系统，其中，所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的温度越低，则所述目标电压下限值被设定得越高。
6. 根据权利要求4所述的电源系统，其中，向所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)充电的充电电力越大，则所述目标电压下限值被设定得越高。
7. 根据权利要求4所述的电源系统，其中，向所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)充电的充电电流越大，则所述目标电压下限值被设定得越高。
8. 根据权利要求4所述的电源系统，其中，表示所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的充电状态的状态量越多，则所述目标电压下P艮值被设定得越高。
9. 一种车辆，该车辆具备权利要求1至8的任一项所述的电源系统；和从所述电源系统接受电力的供给来产生车辆的驱动力的驱动力产生部(3)。
10. —种电源系统的控制方法，所述电源系统能够与负载装置(3)授受电力，其中，所述电源系统具备电力线(MPL、 MNL),其用于在所述电源系统与所述负载装置(3)之间授受电力；能够充》文电的多个蓄电装置(6-1、 6-2);以及多个转换器(8-1、 8-2),其与所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)对应设置，各个转换器4皮构成为能够在对应的蓄电装置与所述电力线(MPL、MNL)之间进行电压变换，所述控制方法包括设定所述电力线(MPL、 MNL)的目标电压的步骤；判定所述目标电压是否低于目标电压下限值的步骤，所述目标电压下限值设定得比所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的各个的电压之中最大的电压高；在判定为所述目标电压低于所述目标电压下限值时，将所述目标电压 下限值设为所述目标电压的步骤；以及通过控制所述多个转换器(8-1、 8-2)的至少一个，从而将所述电 力线(MPL、 MNL)的电压控制为所述目标电压的步骤。
11. 根据权利要求10所述的电源系统的控制方法，其中， 在设定所述目标电压的步骤中，将所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的各电压和所述负载装置(3 )的要求电压之中最大的电压作为所述目标电 压进行设定。
12. 根据权利要求10所述的电源系统的控制方法，其中，所述目标电压下限值#皮设定为不受死区时间的影响的电压，所述死区 时间为了防止所述多个转换器(8-1、 8-2)的上下臂的短路而设置。
13. 根据权利要求10所述的电源系统的控制方法，其中， 所述目标电压下限值，根据所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的状态来进行可变设定。
14. 根据权利要求13所述的电源系统的控制方法，其中， 所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的温度越低，则所述目标电压下限值祐:设定得越高。
15. 根据权利要求13所述的电源系统的控制方法，其中， 向所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)充电的充电电力越大，则所述目标电压下限值被设定得越高。
16. 根据权利要求13所述的电源系统的控制方法，其中， 向所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)充电的充电电流越大，则所述目标电压下限值被设定得越高。
17. 根据权利要求13所述的电源系统的控制方法，其中， 表示所述多个蓄电装置(6-1、 6-2)的充电状态的状态量越多，则所述目标电压下限值被设定得越高。
18. —种计算机能够读取的存储介质，该存储介质存储有用于使计算 机执行权利要求10至17的任一项所述的电源系统的控制方法的程序。
全文摘要
下限值设定部(52)，在比蓄电装置的电压(Vb1、Vb2)之中的最大值高、且不受设置于转换器的死区时间的影响的电压的范围内，根据温度(Tb1、Tb2)和要求电力(Pb1^*、Pb2^*)来对目标电压(Vh^*)的下限值(Vth)进行可变设定。最大值选择部(53)，将蓄电装置的电压(Vb1、Vb2)和电动发电机的要求电压(Vm1^*、Vm2^*)之中的最大值作为目标电压进行设定。目标电压设定部(54)，比较目标电压与下限值(Vth)，当目标电压低于下限值(Vth)时，将下限值(Vth)设为目标电压(Vh^*)。
文档编号H02M3/155GK101682254SQ20088001854
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月26日 优先权日2007年6月6日
发明者市川真士 申请人:丰田自动车株式会社