电源系统和电源控制方法

专利名称：电源系统和电源控制方法
技术领域：
本发明涉及电源系统和电源控制方法，尤其涉及能确保车辆动作所必须的最低限度的电力，并延长高压电池的寿命的电源系统和电源控制方法。
背景技术：
一般所知的，电池在外部气温低的环境下，内部电阻急剧增加，放电能力降低(例如参见非专利文献1)。在图1中示出非专利文献1公开的标称容量为2000mAh的锂离子电池的相对于环境温度变化的放电特性(放电温度特性)。图1横轴表示放电容量，纵轴表示电池电压。参照图1可知，变到o°c以下时，内部电阻急剧增加，放电能力降低。因而，在混合动力车等中的高压电池，在寒冷地等外部气温低的环境中，内部电阻增大导致负荷变大，高压电池电压下降，能够输出的电力减小。能够输出的电力减小时，不能确保作为高压电池的负荷而动作的各单元所必须的电力，各单元的动作受到影响。并且，内部电阻增大，负荷增大，使得高压电池的寿命缩短。但是，混合动力汽车或电动汽车中，直接驱动汽车本体的高压电力和驱动各种车载设备的低压电力中的任何一种电力都需要的情况很多。这是因为，目前，车载设备装载在汽油动力车等中时，设计成由装载在这些车内的低压电池电压(例如12V)驱动，而这些现有的车载设备同样也设置在电动汽车等中，并且它们被继续使用的需要及必要性现在仍然
很1 。因此，在电动汽车等内，为了构成为在车内提供高压电力和低压电力，一般情况下，装载高压电池和低压电池双方。目前还知道，为了向低压电池提供电力补充，而装载 DCDC变换器，以构成为在改变电压后从高压电池向低压电池进行供电。并且，公开了这样一种技术(例如参照专利文献1)，在具有这样结构的电动汽车等中，为了不使高压电池的寿命白白地缩短，具体地，通过控制为在低温时以低电压启动 DCDC变换器，之后以高电压进行驱动，从而实现对高压电池的保护。现有技术文献专利文献1日本特许第3566252号公报非专利文献1寸> HP株式会社、放電温度特性、因特网(URL ;http://www. baysun. net/1ithium/lithiumlO. html)但是，专利文献1中公开的技术手段采用的是“控制用计算机及辅助设备”，也就是说将各种车载设备集中起来进行控制。在车载设备中存在如发动机ECU (Electronic control unit)等那样在电池剩余量较少的场合也必须优先驱动的设备，以及如像音频装置等那样驱动优先级相对较低的设备，但是按照专利文献1公开的技术手段，不能进行仅优先驱动一部分车载设备之类的控制。

发明内容
鉴于上述情况，实施了本发明，本发明能够在确保车辆动作所必须的最低限度的电力的同时，延长高压电池的寿命。本发明的一个方面的电池系统包括以第一电压提供电力的第一电池；以低于所述第一电压的第二电压提供电力的第二电池；电压变换单元，其与所述第一电池和所述第二电池连接，从所述第一电池接收电流，并从所述第一电压向所述第二电压进行电压变换之后，向所述第二电池提供所述电流；测定单元，其测定所述第一电池的温度；由所述第二电池驱动、被定为第一优先级的一个或多个第一负荷；由所述第二电池驱动、被定为第二优先级的一个或多个第二负荷；以及控制单元，其在所述第一电池的温度在规定温度以下时， 基于所述第一电池能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机的电力需求量，优先从所述第一负荷开始驱动。本发明的一个方面的电源系统中，检测以第一电压提供电力的第一电池的温度， 在第一电池的温度在规定温度以下时，基于第一电池能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机的电力需求量，在由以低于第一电压的第二电压提供电力的第二电池驱动的第一负荷和第二负荷中，优先从第一优先级的第一负荷开始驱动。因此，在第一电池的温度在规定温度以下时，通过限制向具有第二优先级的第二负荷提供电力，抑制向由第一电池提供电力的驱动电机以外输出电力，不会使第一电池不工作。因此，第一电池的输出电力得到抑制，并且能够在确保车辆动作所需的最低限度的电力的同时，延长第一电池的寿命。第一电池由以例如144V、300V、334V等的电压提供电力的电池构成，第二电池由例如以12V等的电压提供电力的电池构成，电压变换单元例如由DCDC变换器构成，检测单元例如由温度传感器构成，第一负荷例如由EPSECU、发动机ECU等构成，第二负荷例如由空调、音频装置、导航装置等构成，控制单元例如由作为控制部的CPU、ECU、BMU等构成。而且，所述控制装置还在所述第一电池的温度高于所述规定温度的情况下，仅基于所述第一电池能够输出的电力量，限制向所述驱动电机以外的由所述第一电池驱动的多个负荷的一部分供给电力。因此，在第一电池能够输出的电力量少的情况下，能够抑制第一电池的输出电力， 能够在确保车辆动作所需的最低限度的电力的同时，延长第一电池的寿命。而且，所述控制装置还能够至少根据所述第二电池的充电率状态、以及所述驱动电机以外的由所述第一电池驱动的多个负荷的驱动电压中的最大电压，抑制所述电压变换单元的输出电压。因此，能够抑制多个负荷的耗电。本发明的一个方面的电源系统中的电源控制方法，该电源系统包括以第一电压提供电力的第一电池；以低于所述第一电压的第二电压提供电力的第二电池；电压变换单元，其与所述第一电池和所述第二电池连接，从所述第一电池接收电流，并从所述第一电压向所述第二电压进行电压变换之后，向所述第二电池提供所述电流；测定单元，其测定所述第一电池的温度；由所述第二电池驱动、被定为第一优先级的一个或多个第一负荷；由所述第二电池驱动、被定为第二优先级的一个或多个第二负荷；以及控制所述第一负荷和所述第二负荷的驱动的控制单元，所述电源控制方法包含如下步骤所述控制单元在所述第一电池的温度在规定温度以下的情况下，基于所述第一电池能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机的电力需求量，优先从第一负荷开始驱动。本发明的一个方面的电源控制方法中，测定第一电池的温度，在第一电池的温度在规定温度以下时，基于第一电池能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机的电力需求量，优先从第一负荷开始驱动。因此，在第一电池的温度在规定温度以下时，限制向具有第二优先级的第二负荷的电力供给，从而抑制向由第一电池提供电力的驱动电机以外输出电力，不会使第一电池不能工作。因此，第一电池的输出电力得到抑制，能够在确保车辆动作所需的最低限度的电力的同时，延长第一电池的寿命。实现这些步骤的控制单元例如由CPU(中央处理器，Central Processing Unit)、 ECU, BMU (电池管理单元，Battery Management Unit)等构成。根据本发明的一个方面，能够在确保车辆动作所需的最低限度的电力的同时，延长高压电池的寿命。


图1是示出电池放电温度特性的图。
图2是应用本发明的电源系统的结构例的框图。
图3是说明第一电源控制处理的流程图。
图4是示出与图3中第一动作负荷限制处理关联的表格的图。
图5是说明图3中第一动作负荷限制处理的流程图。
图6是示出与图3中第二动作负荷限制处理关联的表格的图。
图7是说明图3中第二动作负荷限制处理的流程图。
图8是说明第二电源控制处理的流程图。
图9是说明第三电源控制处理的流程图。
图10是示出应用本发明的计算机的一实施方式的结构例的框图。
附图标号
1电源系统
11高压电池
12温度传感器
13D⑶C变换器
14车载设备
15低压电池
16驱动电机
17控制部。
具体实施例方式电源系统的结构例图2是应用本发明的电源系统的结构例的框图。图2的电源系统1是执行通过电池中积蓄的电力而行驶的电动汽车
5(ElectricVehicle)的电源控制的系统。并且，图2中通过双重线表示电力供给线，通过单条实线表示控制线。电源系统1由高压电池11、温度传感器12、D⑶C变换器13、车载设备组14’，低压电池15、驱动电机16以及控制部17构成。高压电池11是电动汽车的主电源，根据需要提供积蓄的电力(放电)。高压电池 11中，作为输出电压采用例如144V、300V、334V等。温度传感器12设置于高压电池11的附近，测定高压电池11的温度，并输出至控制部17。而且，本实施方式中，使用温度传感器12直接测量高压电池11的温度，但是将温度传感器12设置安装在更容易的其它位置上，并间接测量高压电池11的温度的方法也是可以的。或者，不使用温度传感器，通过规定计算间接推测高压电池11的温度的方法也是可以的。D⑶C变换器13连接在高压电池11和低压电池15上，从高压电池11接受电流，进行从作为高压电池11的输出电压的第一电压向作为低压电池15的输出电压的第二电压的电压变换之后，向低压电池15提供电流。也就是说，DCDC变换器13进行电力变换，将由高压电池11提供的电力变换成提供给以低压动作的车载设备14。当前的车载设备14以12V 驱动的较多，所以本实施方式中由DCDC变换器13变换至12V的电源电压。但是，变换电压不限定于12V，能够根据车载设备14的驱动电压进行适当设定。将通过D⑶C变换器13变换了电压后的电力提供给低压电池15及车载设备组14’。车载设备组14’是以电源电压12V动作的多个车载设备14的集合。本实施例中， 属于车载设备组14’的车载设备14按照动作优先级分类为车载设备14A、车载设备14B及车载设备14C。车载设备14A是优先级最高(记为优先级A)的、车辆安全运行不可缺少的设备。车载设备14A例如对应于EPSECU(Electric Power Steering(电动动力转向装置) ECU)、发动机ECU等。车载设备B是优先级第二高(记为优先级B)的、为了舒适的车辆动作所需的设备。车载设备14B例如对应于空气调节器(所谓的空调)等。车载设备14C是优先级最低(记为优先级C)的、车载设备14A、14B之外的对用户影响小的设备。车载设备 14C例如对应于音频装置、导航装置等。而且，权利要求1的第一负荷相当于本实施方式中的车载设备14A，权利要求1的第二负荷相当于本实施方式中的车载设备14B及14C。在这里，第二负荷的优先级再分成两级，根据其优先级分别设为车载设备14B及14C，必要时可再对优先级进行细分。车载设备14A至14C是通过D⑶C变换器13或低压电池15接收电力供给、执行规定动作的高压电池11的动作负荷。低压电池15积蓄从DOTC变换器13提供的电力，并且向车载设备14A至14C提供电力。驱动电机16是由高压电池11驱动的最大负荷(动作负荷)，是驱动电动汽车(车辆)的电机。驱动电机16相当于以汽油作为燃料进行驱动的汽车的发动机。并且，驱动电机16具有在车辆制动时发电并向高压电池11充电，并回收再生能量的发电功能。因此，在下文中驱动电机16也称作驱动电动发电机16。控制部17控制驱动电机16。例如，控制部17控制驱动电机16的输出，或者检测驱动电机(发电机)16的发电力量。并且，控制部17管理高压电池11及D⑶C变换器13的输出电力，根据需要执行限制车载设备组14’中的一部分的动作的控制。此外，控制部17 能够根据需要从属于车载设备14A的、控制各单元的ECU获得各种信息。由如以上构成的电源系统1中，高压电池11的温度变成低温度(例如0°C以下) 时，高压电池电压下降，能够输出的电力减小。这种情况下，电源系统1的控制部17根据高压电池11的SOCGtate of charge =充电率)的状态和驱动电机16的电力需求量，执行对车载设备组14’中的一部分的动作进行限制的电源控制处理。下文参照

电源系统1执行的电源控制处理。第一实施方式最先，参照图3的流程图，说明第一电源控制处理。第一电源控制处理中，根据高压电池11的SOC状态计算得出高压电池11能够输出的电力量(下文适当称为高压电池电力量)，根据高压电池电力量和驱动电机16的电力需求量(下文适当称为驱动电机电力需求量)，限制作为DCDC变换器13的负荷的车载设备组14，中的一部分的动作。初始时，步骤Sl中，控制部17从高压电池11获得SOCGtate of charge =充电率)状态。于是，控制部17由获得的高压电池11的SOC状态计算高压电池电力量。并且， 高压电池11的满充电状态下的电力量是已知的。高压电池11的SOC状态也可以从管理高压电池11的E⑶等处间接获得。步骤S2中，控制部17通过取得温度传感器12的传感值而获得高压电池11的温度。步骤S3中，控制部17判定高压电池11的温度是否在规定阈值以下。这里阈值定为0。C。即，步骤S3中，控制部17判定高压电池11的温度是否在0°C温度以下。而且，步骤S3中作为阈值的温度能够相应于动作设定而适当地确定。步骤S3中，判定为高压电池11的温度在0°C以下的情况下，处理进入步骤S4，控制部17测定驱动电动发电机16的发电力量，步骤S5中，测定DCDC变换器13的输出电力。并且，在步骤6中，控制部17判定驱动电动发电机16的发电力量是否比DOTC变换器13的输出电力大。步骤S6中，在判定为驱动电动发电机16的发电力量比DCDC变换器13的输出电力大的情况下，处理进入步骤S7中，控制部17设定内部的发电良好标志为“1”。发电良好标志“ 1 ”表示发电充足，发电良好标志“ 0 ”表示发电不足。另一方面，步骤S6中，在判定为驱动电动发电机16的发电力量在DCDC变换器13 的输出电力以下的情况下，处理进入步骤S8，控制部17设定内部的发电良好标志为“0”。然后，在步骤S9，控制部17使驱动电动发电机16的发电转矩增加。步骤S7或S9处理之后，步骤SlO中，控制部17判定高压电池11的SOC状态处于不到20%、20%以上不到80%、80%以上中的哪个范围内。步骤SlO中，在判定为高压电池11的SOC状态不到20%的状态的情况下，处理进入步骤S11，控制部17使用未图示的音频发生装置、指示器等，发出高压电池电力量不足的警告。另一方面，步骤SlO中，在判定为高压电池11的SOC状态为20%以上不到80%的情况下，处理进入步骤S12，控制部17从驱动电机16获得驱动电机电力需求量。而且，驱动电机电力需求量也可以从控制驱动电机16的ECU获得。
然后，步骤S13中，控制部17根据由高压电池11的SOC状态计算出的高压电池电力量和获得的驱动电机电力需求量，执行限制作为动作负荷的车载设备14A至14C中的一部分的动作的第一动作负荷限制处理。该处理的细节将在下面参考图4和图5进行描述。另一方面，步骤SlO中，在判定为高压电池11的SOC状态在80%以上的情况下，不特别对车载设备14A至14C的动作进行限制，处理进入步骤S14中。步骤S14中，控制部17判定发电良好标志是否为“1”。步骤S14中，在判定为发电良好标志为1的情况下，处理进入步骤S15，控制部17 对DCDC变换器13执行使DCDC输出电压为正常输出的设定。另一方面，步骤S14中，在判定为发电良好标志为0的情况下，处理进入步骤S16， 控制部17对DCDC变换器13执行抑制DCDC输出电压的设定。这里，将说明在控制部17抑制DOTC输出电压时的求出抑制之后的DOTC输出电压
的方法。控制部17从规定的E⑶获得低压电池15的SOC状态和D⑶C负荷要求电压Vreq。 这里，D⑶C负荷要求电压Vreq是使得车载设备14动作的驱动电压中的最大电压。而且，控制部17使用低压电池15的SOC状态、D⑶C负荷要求电压Vreq以及电动发电机16的发电力量的不足部分，如下地求得抑制后的DCDC输出电压Vout。Vout，= K+(kX 低压 SOC 状态)X (ρ X I P-Pgen I)(1)并且，在Vreq > Vout，成立的情况下，Vreq的值为Vout的值。在Vreq > Vout， 不成立的情况下，Vout，的值为Vout的值。这里，K、k、ρ是规定的常数，P是发电目标值，Pgen表示电动发电机16的发电力量。即，抑制后的D⑶C输出电压Vout可以通过在发电目标值P和电动发电机发电力量I^gen的绝对值的ρ倍与低压电池15的SOC状态的k倍的相乘结果上，再加上系数K后的和来算出。但是，在计算出的DCDC输出电压Vout小于DCDC负荷要求电压Vreq的情况下，D⑶C负荷要求电压Vreq为D⑶C输出电压Vout。因此，控制部17使用低压电池15的SOC状态、D⑶C负荷要求电压Vreq以及电动发电机16的发电力量的不足部分，来抑制DCDC输出电压，从而能够抑制车载设备14的耗 H1^ ο另一方面，在上述步骤S3，在判定为高压电池11的温度高于0°C的情况下，处理进入步骤S17，控制部17判定高压电池11的SOC状态是否在规定阈值以上。这里的阈值例如取70%。因此，步骤S17中，控制部17判定高压电池11的SOC状态是否在70%以上。步骤S17中，在判定为高压电池11的SOC状态不在70%以上的情况下，处理进入步骤S18，控制部17根据由高压电池11的SOC状态计算出的高压电池电力量，执行限制动作负荷的动作的第二动作负荷限制处理。该处理在后面参照图6及图7详细解释。另一方面，步骤S17中，在判定为高压电池11的SOC状态在70%以上的情况下，不特别限制动作负荷的动作，处理进入步骤S19。通过上述步骤S3至S18的处理，在根据需要而执行了根据由高压电池11的SOC状态计算出的高压电池电力量来限制动作负荷的动作的动作负荷限制处理之后，在步骤S19 中，控制部17判定DCDC变换器13是否断开。
步骤S19中，在判定为D⑶C变换器13断开的情况下，换言之，在DOTC变换器13 没有输出的情况下，在步骤S20，控制部17使D⑶C变换器13接通，处理结束。另一方面，步骤S19中，在判定为D⑶C变换器13接通的情况下，直接结束处理。不管是在车辆空转时还是行驶时都持续地执行上述第一电源控制处理。也就是说，重复地执行上述步骤Sl至S20的处理。第一动作负荷限制处理的说明接着，参照图4及图5，对图3中的步骤S13的第一动作负荷限制处理进行说明。第一动作负荷限制处理中，根据高压电池电力量及驱动电机电力需求量，限制车载设备14A至14C中的一部分的动作。图4示出用于根据高压电池电力量和驱动电机电力需求量各自的大小，确定限制对象的车载设备14的表格。在图3的步骤SlO中判定为高压电池11的SOC状态在20%以上不到80%的情况下，执行第一动作负荷限制处理。控制部17分别将由高压电池11的SOC状态计算出的高压电池电力量分类成“高”、“中”、“低，，三个等级，将驱动电机电力需求量分成“大”、“中”、 “小”三个等级。例如，控制部17将高压电池11的SOC状态在70%以上不到80%时的驱动电机电力需求量定为“高”等级，将高压电池11的SOC状态在40%以上不到70%时的驱动电机电力需求量定为“中”等级，将高压电池11的SOC状态在20%以上不到40%时的驱动电机电力需求量定为“低”等级。同时，关于驱动电机电力需求量，控制部17将高压电池11 的额定电力的50%以上定为“大”等级，将额定电力的20%以上不到50%定为“中”等级， 将额定电力的20%以下定为“小”等级。其中，图4的表格中，“A”表示使优先级A的车载设备14A动作，“B”表示使优先级 B的车载设备14B动作。因此，根据图4的表格，控制部17在高压电池电力量为“高”等级的情况下，不管驱动电机电力需求量如何，仅向优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B提供电力，仅使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作。换言之，控制部17 限制向优先级C的车载设备14C的电力供给。接着，在高压电池电力量为“中”等级、驱动电机电力需求量为“中”等级或“小”等级的情况下，以及高压电池电力量为“低”等级、驱动电机电力需求量为“小”等级的情况下， 控制部17也仅使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作。另一方面，在高压电池电力量为“中”等级、驱动电机电力需求量为“大”等级的情况下，或者高压电池电力量为“低”等级、驱动电机电力需求量为“大”或“中”等级的情况下，控制部17仅向优先级A的车载设备14A提供电力，仅使优先级A的车载设备14A动作。 换言之，控制部17限制向优先级B的车载设备14B以及优先级C的车载设备14C的电力供图5是基于图4的表格执行限制动作的处理的第一动作负荷限制处理的流程图。在步骤S41中，控制部17判定高压电池电力量属于“高”、“中”、“低”的哪个等级。步骤S41中，在判定为高压电池电力量为“高”的情况下，处理进入步骤S44。另一方面，步骤S41中，在判定为高压电池电力量为“中”等级的情况下，处理进入步骤S42，控制部17判定驱动电机电力需求量是否为“中”或“小”等级，或者是否为“大”
9等级。步骤S42中，在判定为驱动电机电力需求量为“中”或“小”等级的情况下，处理进入步骤S44，在判定为驱动电机电力需求量为“大”等级的情况下，处理进入步骤S45。而且在步骤S41中，在判定为高压电池电力量为“低”等级的情况下，处理进入步骤S43，控制部17判定驱动电机电力需求量是否为“小”等级，或者是否为“大”或者“中”等级。步骤S43中，在判定为驱动电机电力需求量为“小”的情况下，处理进入步骤S44， 在判定为驱动电机电力需求量为“大”或“中”等级的情况下，处理进入步骤S45。步骤S44中，控制部17允许到优先级B为止的车载设备14的动作。也就是说，控制部17仅给车载设备14A和车载设备14B提供电力，仅使车载设备14A和车载设备14B动作。步骤S45中，控制部17允许到优先级A为止的车载设备14动作。也就是说，控制部17仅给车载设备14A提供电力，仅使车载设备14A动作。通过步骤S44或是步骤S45的处理，第一动作负荷限制处理结束，返回到图3的第一电源控制处理。根据以上处理，能够执行与图4的表格对应的第一动作负荷限制处理。第一动作负荷限制处理的其它例子接着，说明第一动作负荷限制处理的其它例子。图5的第一动作负荷限制处理中，将当前时刻的高压电池电力量和驱动电机电力需求量与图4的表格对照，确定对哪个车载设备14进行限制。与此相对，下文叙述的第一动作负荷限制处理的其它例子中，控制部17基于使用高压电池电力量和驱动电机电力需求量得到的计算结果，确定对哪个车载设备14进行限制。具体地，控制部17根据下式O)的计算结果，确定是仅使优先级为A的车载设备 14A动作，还是仅使优先级为A的车载设备14A和优先级为B的车载设备14B动作。Lvalue = IX (高压电池电力量)-mX (驱动电机电力需求量) (2)这里，l、m是正的常数。而且，IX (高压电池电力量)一定比mX(驱动电机电力需求量)大。因此，Lvalue —定是正的值。控制部17计算式(2)中的Lvalue，如果Lvalue比阈值X大(Lvalue > X)，则仅使车载设备14A和车载设备14B动作，如果Lvalue在阈值X以下(Lvalue ( X)，则仅使车载设备14A动作。例如，在式O)中，设定Lvalue在0到100的范围内。并且，根据图1，由于从超过额定容量的70%开始，电压下降变大，所以在考虑高压电池电力量的阈值为70%时，将驱动电机电力需求量的阈值设为50%。这样设定的理由，是依据不使用电机电力直到所述电力量的阈值的界限，仍保有一定程度的富裕量的原则。即，驱动电机电力需求量设定在0 到50的范围内。因此，阈值X是设定冰点以下时的高压电池电力量为额定的70% (70)与需要最大转矩时的驱动电机电力量阈值的50% (50)的差(70-50)，为20 (X = 20)。为了使(IX高压电池电力量)的值在0到100的范围内，(mX驱动电机电力需求量)的值在O到50的范围内，例如，在高压电池电力量的额定值由1 表示、驱动电机电力需求量的额定值由Tmax表示的情况下，能够设定常数1 = 100/Pb, m = 50/Tmax。第二动作负荷限制处理的说明接着，参照图6以及图7，说明图3的步骤S18中的第二动作负荷限制处理。第二动作负荷限制处理中，根据高压电池电力量，限制车载设备14A至14C中的一部分的动作。图6示出与高压电池电力量对应的、确定限制对象的车载设备14的表格。图6中的“中”、“低”、“A”以及“B”的含义与图4中相同。如同参照图3进行的说明那样，在高压电池11的温度高于0°C，且高压电池11的 SOC状态小于70%的情况下，执行第二动作负荷限制处理。在高压电池11的温度在0°C以上的状态下，如参照图1说明的那样，高压电池11能够输出的电力增大。因此，在当前时刻的高压电池电力量处于“中”等级的情况下，控制部17向优先级 A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B提供电力，使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作。换言之，控制部17仅对优先级C的车载设备14C限制电力供
々A
口 ο另一方面，在当前时刻的高压电池电力量处于“低”等级的情况下，控制部17仅向优先级A的车载设备14Α提供电力，仅使优先级A的车载设备14Α动作。换言之，控制部限制向优先级B的车载设备14Β以及优先级C的车载设备14C的电力供给。图7是基于图6的表格的第二动作负荷限制处理的流程图。在步骤S61，控制部17判定由高压电池11的SOC状态计算得出的高压电池电力量属于“中”、“低”的哪个等级。步骤S61中，在判定为高压电池电力量处于“中”等级的情况下，处理进入步骤 S62，控制部17允许到优先级B为止的车载设备14的动作。也就是说，控制部17向车载设备14Α和车载设备14Β提供电力，使车载设备14Α和车载设备14Β动作。步骤S61中，在判定为高压电池电力量处于“低”等级的情况下，处理进入步骤 S63，控制部17允许到优先级A为止的车载设备14的动作。也就是说，控制部17仅向车载设备14Α提供电力，仅使车载设备14Α动作。根据步骤S62或S63的处理，第二动作负荷限制处理结束，返回到图3的第一电源限制处理。综上所述，根据说明的第一电源控制处理，控制部17在高压电池11的温度处于低温(例如o°c以下)的情况下，根据高压电池电力量和驱动电机电力需求量，使车辆安全动作不可缺少的优先级A的车载设备14优先驱动。因此，在高压电池电力量少的情况下，通过抑制高压电池11的输出电力，能够在确保车辆动作所需的最低限度的电力的同时，延长高压电池的寿命。第二实施方式下面，对作为本发明第二实施方式的第二电源控制处理进行说明。第一电源控制处理中，使用高压电池电力量和驱动电机电力需求量2个参数，限制一部分车载设备14的动作，从而抑制高压电池11的输出电力。第二电源控制处理中，除了高压电池电力量和驱动电机电力需求量2个参数以外，还考虑低压电池15的SOC状态以及据其算出的低压电池15能够输出的电力量(以下适当称为低压电池电力量)，执行对动作负荷的限制处理。在低压电池电力量充足的情况下，能够通过低压电池15使各种车载设备14动作， 在低压电池电力量不足的情况下，由低压电池15进行驱动存在困难。图8是电源系统1的第二电源控制处理的流程图。图8中的第二电源控制处理由步骤S81至步骤SlOO的处理构成，步骤S81至SlOO 的各步骤分别与图3的步骤Sl至S20的各步骤对应。但是，第二电源控制处理中，为了在执行动作负荷的限制时也考虑低压电池电力量，涉及该部分的步骤，具体而言步骤S81和S93的处理与图3的步骤Sl和步骤S13不同。因此，这里仅对步骤S81和S93的处理进行说明，省略其之外的步骤的处理的说明。步骤S81中，控制部17获得高压电池11和低压电池15的SOC状态。而且，控制部17由高压电池11的SOC状态计算高压电池电力量，并且由低压电池15的SOC状态计算低压电池电力量。并且，低压电池15的SOC状态与高压电池11的SOC状态相同，也可以从管理低压电池15的E⑶处间接获得。步骤S93中，控制部17根据高压电池电力量、低压电池电力量以及驱动电机电力需求量，执行限制动作负荷的动作的第一动作负荷限制处理。第二电源控制处理中的第一动作负荷限制处理中，基于使用了与上述第一电源控制处理中的式( 相同的运算式的计算结果，确定对哪个车载设备14限制动作。具体地，控制部17根据下式C3)的计算结果，确定是仅使优先级A的车载设备14A 动作，还是使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作。Lvalue = 1 X (高压电池电力量+低压电池电力量)_mX (驱动电机电力需求量) (3)式(3)中，在式⑵的IX (高压电池电力量)的基础上，考虑低压电池电力量，成为1X(高压电池电力量+低压电池电力量)。其它均相同。控制部17计算式(3)中的Lvalue,如果Lvalue比阈值X大(Lvalue > X)，则使车载设备14A和车载设备14B动作，如果Lvalue在阈值X以下(Lvalue ( X)，则仅使车载设备14A动作。通过进行以上处理，在第二电源控制处理中，可以使用高压电池电力量、低压电池电力量以及驱动电机电力需求量这三个参数，限制作为动作负荷的车载设备14A至14C中的一部分的动作，抑制高压电池11的输出电力。第三实施方式接着，说明作为本发明第三实施方式的第三电源控制处理。第二电源控制处理中，使用高压电池电力量、低压电池电力量和驱动电机电力需求量这3个参数，限制车载设备14中的一部分的动作，从而抑制高压电池11的输出电力。第三电源控制处理中，除了 3个参数以外，还考虑使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作的情况下的总电力量，来执行动作负荷的限制处理。这里，使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作的情况下的总电力量称作DCDC负荷电力需求量。图9是电源系统1的第三电源控制处理的流程图。
图9中的第三电源控制处理由步骤S121至步骤S140的处理构成，步骤S121至步骤S140的各步骤分别与图8的步骤S81至SlOO的各步骤对应。但是，第三电源控制处理中，由于在执行动作负荷的限制时还考虑DCDC负荷电力需求量，因此涉及到该部分的步骤，具体而言步骤S132和S133的处理与图8的步骤S92和步骤S93不同。因此，这里仅对步骤S132和S133的处理进行说明，省略之外的步骤的处理的说明。步骤S132中，控制部17从驱动电机16获得驱动电机电力需求量，并且从包含于车载设备14A中的ECU获得DCDC负荷电力需求量。并且，在步骤S133，控制部17根据高压电池电力量、低压电池电力量、驱动电机电力需求量以及DCDC负荷电力需求量，执行限制动作负荷的动作的第一动作负荷限制处理。在第三电源控制处理的第一动作负荷限制处理中，基于使用了与上述第二电源控制处理中的式C3)相同的计算式的计算结果，确定对哪个车载设备14限制动作。具体地，控制部17根据下式(4)的计算结果，确定是仅使优先级A的车载设备14A 动作，还是使优先级A的车载设备14A和优先级B的车载设备14B动作。Lvalue = 1 X (高压电池电力量+低压电池电力量)_mX (驱动电机电力需求量 +DCDC负荷电力需求量) (4)式⑷中，在式(3)的mX (驱动电机电力需求量)的基础上，考虑DCDC负荷电力需求量，成为mX (驱动电机电力需求量+DCDC负荷电力需求量)。其它均相同。并且，控制部17计算式(4)中的Lvalue，如果Lvalue比阈值X大(Lvalue > X), 则使车载设备14A和车载设备14B动作，如果Lvalue在阈值X以下(Lvalue ( X)，则仅使车载设备14A动作。通过进行以上处理，在第三电源控制处理中，可以使用高压电池电力量、低压电池电力量、驱动电机电力需求量以及DCDC负荷电力需求量这四个参数，限制作为动作负荷的车载设备14A至14C中的一部分的动作，抑制高压电池11的输出电力。根据上文说明的电源系统1的第一至第三电源控制处理，在由于外部气温降低等而使高压电池11的温度降为低温的情况下，根据其优先级限制向车载设备14的一部分的电力供给。具体地，电源系统1将车载设备分类成车辆安全动作不可缺少的车载设备14、以及除此之外的车载设备14，根据高压电池电力量、驱动电机电力需求量等，优先驱动车辆安全动作不可缺少的优先级A的车载设备14A。由此，在高压电池11的温度降为低温的情况下，可以与高压电池11能够输出的电力下降对应地，抑制输出电力，从而能够在确保车辆动作所需的最低限度的电力的同时，延长高压电池的寿命。本发明例如适用于电动汽车和混合动力车等在动力源的一部分或全部中使用电池的车辆中的控制电池的电源的电源系统。上述一系列处理能够以硬件实现也可以以软件实现。在使用软件执行一系列处理的情况下，经由程序存储介质或通过局域网、因特网、数字卫星传送的有线或无线传送介质，将构成该软件的程序提供、安装到组装入专用硬件中的计算机(CPU(中央处理器， Central Processing Unit)、ECU、BMU (Battery ManagementUn it) φ )
13能够通过装入各种程序而执行各项功能的例如通用个人计算机等中。图10是通过程序执行上述一系列处理的作为控制部17的计算机硬件结构例的框图。计算机中，CPU(中央处理器，CentralProcessing Unit) 101、R0M(只读存储器， Read Only Memory) 102、RAM(随机存取存储器，Random Aceess Memory) 103 通过总线 104
相互连接。在总线104上，还连接有输入输出接口 105。输入输出接口 105上还连接有输入部 106、输出部107、存储部108、通信部109以及驱动器110。输出部106由键盘、鼠标、麦克风等构成。输出部107由显示器、扬声器等构成。存储部108由硬盘或者非易失性存储器等构成。通信部109由网络接口等构成。驱动器110 驱动磁盘、光盘、光磁盘或者半导体存储器等可擦除的存储介质111。如上构成的计算机中，CPU101例如通过输入输出接口 105以及总线104，将存储部 108中存储的程序装载到RAM103中并执行，从而进行上述的一系列处理。例如，计算机(CPU101)执行的程序能够记录在作为程序包介质等的可擦除记录介质111中。此外，程序还可以通过局域网、因特网、数字卫星传送的有线或无线传送介质来提供。计算机中，通过将可擦除记录介质111安装到驱动器110，从而将程序通过输入输出接口 105安装到存储部108中。并且，程序可以通过有线或者无线传送介质，由通信部 109接收，并安装在存储部108中。另外，程序也可以预先安装在R0M102或存储部108中。而且，计算机执行的程序可以是根据本说明书中说明的顺序，按时间顺序执行处理的程序，还可以是并行地，或者在被进行了调用时等必要时刻进行处理的程序。而且，在本说明书中，系统指的是由多个装置构成的装置总体。本发明的实施方式并不限定于上文记载的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变形。
权利要求
1.一种电源系统，其包括以第一电压提供电力的第一电池；以低于所述第一电压的第二电压提供电力的第二电池；电压变换单元，其与所述第一电池和所述第二电池连接，从所述第一电池接收电流，并从所述第一电压向所述第二电压进行电压变换之后，向所述第二电池提供所述电流； 测定单元，其测定所述第一电池的温度；由所述第二电池驱动、被定为第一优先级的一个或多个第一负荷； 由所述第二电池驱动、被定为第二优先级的一个或多个第二负荷；以及控制单元，其在所述第一电池的温度在规定温度以下时，基于所述第一电池能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机的电力需求量，优先从所述第一负荷开始驱动。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其中，所述控制装置还在所述第一电池的温度高于所述规定温度的情况下，仅基于所述第一电池能够输出的电力量，限制向所述驱动电机以外的由所述第一电池驱动的多个负荷的一部分供给电力。
3.根据权利要求1所述的电源系统，其中，所述控制装置还至少根据所述第二电池的充电率状态、以及所述驱动电机以外的由所述第一电池驱动的多个负荷的驱动电压中的最大电压，抑制所述电压变换单元的输出电压。
4.一种电源系统中的电源控制方法，该电源系统包括 以第一电压提供电力的第一电池；以低于所述第一电压的第二电压提供电力的第二电池；电压变换单元，其与所述第一电池和所述第二电池连接，从所述第一电池接收电流，并从所述第一电压向所述第二电压进行电压变换之后，向所述第二电池提供所述电流； 测定单元，其测定所述第一电池的温度；由所述第二电池驱动、被定为第一优先级的一个或多个第一负荷； 由所述第二电池驱动、被定为第二优先级的一个或多个第二负荷；以及控制所述第一负荷和所述第二负荷的驱动的控制单元， 所述电源控制方法包含如下步骤所述控制单元在所述第一电池的温度在规定温度以下的情况下，基于所述第一电池能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机的电力需求量，优先从第一负荷开始驱动。
全文摘要
本发明提供电源系统和电源控制方法，能够在确保车辆动作所必须的最低限度的电力的同时，延长高压电池的寿命。温度传感器(12)检测高压电池(11)的温度。控制部(17)在高压电池(11)的温度在规定温度以下的情况下，基于高压电池(11)能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机(16)的电力需求量，优先从驱动电机(16)以外的由高压电池(11)驱动的多个负荷中的被定为第一优先级的第一负荷开始驱动。即，控制部(17)基于高压电池(11)能够输出的电力量和驱动车辆的驱动电机(16)的电力需求量，优先从车载设备(14A)至(14C)中的优先级最高的车载设备(14A)开始驱动。本发明例如可以适用于电动汽车的电源系统。
文档编号H02J7/00GK102161331SQ20111008452
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年2月16日
发明者井户勇作, 大元靖理, 蜂谷孝治 申请人:欧姆龙汽车电子株式会社