电动车辆的制作方法

专利名称：电动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆，尤其涉及安装有蓄电装置的电动车辆，如混合动力车辆和电动汽车，其中简化了管理控制并且改善了容量扩展的容易性。
背景技术：
在能够通过其上安装的蓄电装置的电力来自我维持的混合动力车辆和电动汽车等电动车辆中，传统上使用具有大概专用设计的高电压蓄电装置。这是为了提高车辆系统的性能(例如，安全性能、动力性能等)。这种电动车辆安装有蓄电系统，该蓄电系统具有高电压蓄电装置，在每个高电压蓄电装置中，多个单体电池串联连接；以及集成控制装置，其集成控制蓄电装置和车辆。
安装有上述具有每个当中串联连接有多个单体电池的传统的蓄电装置以及用于控制该蓄电装置和车辆的集成控制装置的蓄电系统的电动车辆的技术包括例如以下专利文献I 7。作为专利文献I的日本特开2009-033936号公报描述了与并联连接的电池的单独“接通”控制有关的技术。作为专利文献2的日本特开2000-340266号公报描述了与根据并联连接的电池的温度偏差进行异常检测有关的技术。作为专利文献3的日本特开 2001-095163号公报公开了用于独立控制并联连接的电池的电流的技术。作为专利文献4 的日本特开2004-028861号公报描述了与并联电池包的电压检测逻辑有关的技术。作为专利文献5的日本特开2004-031014号公报描述了与当并联电池包被串联连接时计算最大充电/放电电力的方法有关的技术。作为专利文献6的日本特开2004-031123号公报描述了与计算并联电池包的容量的方法有关的技术。作为专利文献7的日本特开2008-153150号公报描述了与根据计算并联连接的电池的内部电阻进行异常检测和断开有关的技术。
现有技术文献
专利文献
[专利文献I]日本特开2009-033936号公报
[专利文献2]日本特开2000-340266号公报
[专利文献3]日本特开2001-095163号公报
[专利文献4] 日本特开2004-028861号公报
[专利文献5]日本特开2004-031014号公报
[专利文献6]日本特开2004-031123号公报
[专利文献7]日本特开2008-153150号公报发明内容
发明要解决的问题
高电压蓄电装置需要控制装置。此外，为了保护该蓄电装置，发电机、驱动电动机、 外部充电器等需要由车辆系统的集成控制装置来控制。因此，在电动车辆中，如果蓄电装置由于容量变化等而改变，则该车辆系统的集成控制装置的控制必须改变。
对于电动车辆，随着插电式混合动力车辆的增加、电动车辆巡航距离的增加等，相 同的电动车辆安装有蓄电容量等规格不同的高电压蓄电装置的情况近来不断增加。在此情 况下，即使当除了高电压蓄电装置以外的车辆系统几乎相同，车辆系统的集成控制装置的 控制也需要被大改变。此外，当加载的蓄电装置的规格改变时，该蓄电装置的控制装置的控 制需要被改变。结果，该控制装置的开发工时也增加。因此，安装在电动车辆上的该传统蓄 电系统具有如下问题由蓄电装置的容量改变代表的规格改变是困难的并且该蓄电系统不 具有足够的可扩展性。
考虑到上述情况，本发明要解决的问题是提供一种安装有蓄电系统的电动车辆， 该蓄电系统具有并联连接的多个蓄电装置，并且其中容量改变等规格改变很容易，以提供 蓄电装置容易管理的电动车辆，并且提供安装有能够容易地增加/减少并联连接的蓄电装 置的数目并因此具有高可扩展性的蓄电系统的电动车辆。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明包括单元蓄电模块，每个所述单元蓄电模块包括蓄电 装置、串联连接到所述蓄电装置的接触器和电流传感器以及能够管理所述蓄电装置的状态 的控制装置，并且将多个该单元模块进行并联连接；电负载，通过所述蓄电装置的电能对所 述电负载进行驱动并控制；以及集成控制装置，其连接到所述单元蓄电模块的所述控制装 置和所述蓄电装置。
发明效果
在本发明的电动车辆中，蓄电系统的规模可以增大或缩小，并且可以通过蓄电装 置的增加/减小来确保容量的可扩展性。此外，在本发明的电动车辆中，集成控制装置不需 要管理各个单元蓄电模块的细节，这可以简化管理控制，同时提高容量扩展的容易性。


图1是电动车辆的蓄电系统的系统框图(实施例)。
图2是单元蓄电模块的电路图(实施例)。
图3是单元蓄电模块的电模型图(实施例)。
具体实施方式
下面根据附图描述本发明的实施例。
实施例
图1至图3示出本发明的实施例。在图1中，I表示电动车辆，2表示蓄电系统。 安装在电动车辆I上的蓄电系统2具有多个单元蓄电模块IO1 IOn以及集成控制装置5。 单元蓄电模块IO1 IOn具有每个具备串联连接的多个单体电池的蓄电装置I 4n (参见 图2)和能够管理蓄电装置I 4n的状态的控制装置％ 9n。注意，本发明中提到的电动 车辆I包括具有蓄电装置I 4n并且通过蓄电装置I 4n的电力来自我维持的混合动力 车辆和电动汽车。此外，本发明中提到的电动车辆I可以具有任何尺寸。例如，本发明中提 到的电动车辆I包括迷你汽车(摩托化车辆)、通勤车、标准尺寸车辆等。
如图1和图2中所示，接触器至6n和接触器Y1至7n分别串联连接到蓄电装置 I 4n的+侧和-侧。此外，电流传感器S1至Sn串联连接在蓄电装置I至4n的+侧和连接到蓄电装置I 4n的+侧的接触器至6n之间。蓄电装置I 4n、接触器 6n、 I1 7n、电流传感器S1 8n和控制装置％ 9n形成单元蓄电模块IO1 10n。
单元蓄电模块IO1 IOn的控制装置％ 9 进行如下控制。(I)通过未示出的传感器检测蓄电装置I 4n的电流、总电压、单体电池电压和温度的状态。(2)根据检测到的多项状态信息计算SOC (充电状态)。(3)将检测到的多项状态信息输出到集成控制装置5。(4)根据来自集成控制装置5的请求打开/关闭(包括断开)接触器 6n、7i 7n。
蓄电系统2具有模块系统11。如图1中所示，该模块系统包括并联连接的多个单元蓄电模块IO1 10n。在该实施例中，并联连接的η个单元蓄电模块IO1 单元蓄电模块 IOn形成模块系统11。第I个单元蓄电模块IO1包括蓄电装置1、接触器6^7”电流传感器 S1和控制装置％。此外，第η个单元蓄电模块IOn包括蓄电装置4η、接触器6η、7η、电流传感器8η和控制装置9η。
此外，蓄电系统2具有一个以上电负载以及电力输入/输出装置15。它具有一个以上电负载。通过包括在模块系统11的各单元蓄电模块IO1 IOn中的蓄电装置I 4η 的电能对该电负载进行驱动并控制。在该实施例中，包括发电机12和驱动电动机13的电动发电机14被安装作为该电负载。电力输入/输出装置15能够控制包括在模块系统11 的各单兀蓄电模块IO1 IOn中的蓄电装置I 4η的电力输入和输出。电力输入/输出装置15包括DC-DC转换器16和外部充电器17。
包括在各单元蓄电模块IO1 IOn中的控制装置％ 9η、包括在作为电负载的电动发电机14中的发电机12和驱动电动机13以及包括在电力输入/输出装置15中的DC-DC 转换器16和外部充电器17通过数据通信线18连接到集成控制装置5。
集成控制装置5控制包括在电动发电机14中的发电机12和驱动电动机13以及包括在电力输入/输出装置15中的DC-DC转换器16和外部充电器17。此外，集成控制装置5从各单元蓄电模块IO1 IOn的控制装置％ 9n获得各蓄电装置I 4n的多项状态信息，并且对所获得的各蓄电装置I 4n的多项状态信息进行比较。集成控制装置5根据通过多项状态信息之间的比较获得的最差值对作为电负载的电动发电机14进行驱动并控制。此外，当单元蓄电模块IO1 IOn中的任何一个模块出现异常时，集成控制装置5断开单元蓄电模块IO1 IOn当中的该异常模块，并且对驱动电动机13的驱动扭矩进行限制控制或者对发电机12的发电进行限制控制。
安装在电动车辆I上的蓄电系统2具有由并联连接的相同类型的单元蓄电模块配置而成的模块系统11。一个单元蓄电模块是具有串联连接的多个单体电池3的高电压蓄电装置I 4n、接触器 6n、7i 7n、电流传感器S1 8n和控制装置％ 9n的复合体。 根据具有这种结构的蓄电系统2，能够通过增加/减少某一电动车辆I中的蓄电装置I 4n以最少的工时实现容量改变。`
此外，当具有其中多个单元蓄电模块IO1 IOn并联连接的模块系统11的蓄电系统2安装在新的电动车辆I上时，这种结构导致能够管理蓄电装置I 4n的状态的控制装置％ 9n的开发工时减少。
单元蓄电模块IO1 IOn具有以下电特性。在此，以下表达式(I)、(2)、(3)成立， 其中Vn、In和Rn分别是如图3中所示的单元蓄电模块η的电压、电流和内部电阻，并且V、1、R分别是图1中所示的模块系统11的电压、电流、内部电阻。
V=V1 — R1I1=V2 — R2I2= · · =Vn — RnIn(1)
I=I1+^+. . . +In(2)
1^=1/^+1/ +. · · +1/Rn(3)
从这些表达式(1)、( 2 )、( 3 )可以看到模块系统11具有以下性质。
因为模块系统11的单元蓄电模块101 10n的数目较大，所以内部电阻减少。因此，混合动力车辆用的高电压电池可使用于电动汽车中。
·当模块系统11的电流I=0时，单元蓄电模块101~10n的电压相等。因此，电压的变化能够自动修正。
内部电阻很大的单元蓄电模块101 10n的电流In变小。因此，恶化程度可变得—致。
结果，在正常使用条件下，流入模块系统11的各单元蓄电模块101 10n的电流In 基本相等，并且它们的SOC (充电量)也基本相等。因此，在使用时蓄电系统2绝不会比传统的高电压电池系统差。
集成控制装置5可以根据诸如从各单元蓄电模块101-10n的控制装置％ 9n发送来的电流、电压、S0C、温度等多项状态信息的最差值进行控制。然后，在正常环境下，集成控制装置5不对接触器G1 6n、7i 7n进行任何特殊的单独控制，并且模块系统11可被用作一个高电压电池。此外，在异常时，与其上安装有高电压电池的传统蓄电系统类似， 集成控制装置5也可以停止整个模块系统11。然而，集成控制装置5也可以通过单独地主动控制各单元蓄电模块101 10n的接触器 6n、7i 7n，使该电动车辆I进入避车行驶 (escape running)。
此外，因为单元蓄电模块101 10n分别具有接触器61 6n、71 7n、电流传感器 81 8n等，所以模块系统11可以展现以下操作和效果。
·可以断开单元蓄电模块101 10n中异常的模块。因此，电动车辆I能够避车行驶。
在内部短路时，单元蓄电模块101 10n中的电流偏差Λ I变大。因此，单体电池3的异常能够被容易发现。
·由于恶化而被更换的单元蓄电模块101 10n的数目可以被最小化，这适合于长期使用。
·即使电流传感器81 8n或者能够管理蓄电装置41 4n的状态的控制装置91 9n中的一些失效，过充电、过放电的可能性也很低。由于单元蓄电模块101 10n的状态被认为是基本相同，所以正常控制变得稳定。即使单元蓄电模块101-10n中的一些模块由于出现异常而断开，模块系统11的功能也不丧失。也就是说，模块系统11具有冗余性。
下面更详细地描述集成控制装置5对模块系统11、电动发电机14和电力输入/输出装置15的控制。
集成控制装置5的控制包括根据各单元蓄电模块101 10n的蓄电装置1 4η的多项状态信息的相互比较的控制、稍后描述的对(1)电流限制 (7)温度变化限制的限制控制、以及(8)冷却风扇控制。所述状态信息包括蓄电装置1 4η的电流、总电压、单体电池电压、SOC (充电状态，例如，充电率)以及温度。
具体来说，集成控制装置5的控制包括(1)电流限制、(2)总电压限制、(3)单体电池电压限制、(4) SOC限制、(5)温度限制、(6)电流变化限制、(7)温度变化限制以及(8)冷 却风扇控制。此外，单元蓄电模块IO1 IOn和集成控制装置5只需要通过数据通信线18 相连，从而能够进行状态信息的数据通信和控制数据通信。在图1中，用箭头示意性示出数 据通信线18。
集成控制装置5从各单元蓄电模块IO1 IOn的控制装置％ 9n获得蓄电装置 4i 4n的多项状态信息(蓄电装置的电流、总电压、单体电池电压、S0C、温度)。然后，集成 控制装置5比较所获得的蓄电装置I 4n的多项状态信息，并且检测单元蓄电模块IO1 IOn当中的其中一个状态较差的一个模块。此外，集成控制装置5控制单元蓄电模块IO1 IOn当中具有该较差状态的一个模块，使得该状态在预定范围内。结果，集成控制装置5管 理全部单元蓄电模块IO1 IOn的状态，使得它们在标准的常规范围内。
此外，当检测到单元蓄电模块IO1 IOn中的某些模块异常时，集成控制装置5断 开单元蓄电模块IO1 IOn当中检测到异常的模块，并且还对驱动扭矩进行限制控制或者对 发电进行限制控制。在此，单元蓄电模块IO1 IOn的异常具体包括单元蓄电模块IO1 IOn 中的某些模块的最差值显著偏离常规范围的情况，例如，不能实现(I)电流限制 (7)温度 变化限制的限制控制的情况。
在此提到的“最差值”是指单元蓄电模块IO1 IOn的蓄电装置I 4n的“最差 值”。在蓄电装置七 宄中，电压、温度等状态信息的值的常规范围被定义为其规格。在并 联连接的蓄电装置I 4n当中的蓄电装置的偏离程度最大的状态信息的值成为该“最差 值”。具体来说，其与常规范围(换句话说，可用范围)的偏离程度最大的值被定义为“最差 值”。也就是说，其状态信息的值是“最差值”的蓄电装置I 4n处于接近逐渐施加限制的 区域(然而，该区域仍是可用区域)的状态，并且当偏离逐渐施加限制的区域时，处于不应当 使用的状态。
在正常使用时，如果所有蓄电装置I 4n的多项状态信息的值落入该常规范围 内，则集成控制装置5不执行对各种限制(上述(I) (8))的控制。当单元蓄电模块IO1 IOn中的一个模块的蓄电装置I 4n的状态信息的值在该常规范围之外时，上述(I) (8) 当中的限制之一由于单元蓄电模块IO1 IOn的状态信息的值在该常规范围之外而变得苛 刻。因此，在该常规范围之外的状态信息的值变为“最差值”。集成控制装置5认为具有相对 高状态水平的单元蓄电模块IO1 IOn的水平与具有相对低状态水平的单元蓄电模块IO1 IOn的水平相同。因此，蓄电系统2在降低整个负载的情况下运行。
当单元蓄电模块IO1-1On中的多个模块的多项状态信息的值偏离该常规范围时， 偏离程度大的一个成为具有最差值的单元蓄电模块IO1 10n。在正常使用时，多项状态信 息的值与该常规范围的偏离从具有“最差值”的单元蓄电模块IO1 IOn的值开始的顺序出 现。然后，在集成控制装置5的控制中，以相应的顺序包括上述限制(I) (8)。
集成控制装置5努力保持电流、电压、充电率等的所有关系在上述(I)电流限制 (8)冷却风扇控制当中除了(8)冷却风扇控制以外的(I)电流限制 (7)温度限制的限制 中“成立”的状态。因此，集成控制装置5基本上控制冷却系统(在此为模块系统11的冷却 风扇)，使得在将蓄电系统2控制在作为蓄电装置I 4n的规格的充电率、电流的常规范围 内之后，它根据其规格操作。也就是说，集成控制装置5执行(8)冷却风扇控制。结果，集 成控制装置5的控制涉及其他限制(=(I)电流限制 (7)温度变化限制的限制)的频率降低。
然而，经常根据电压执行外部充电器17的外部充电控制。因此，在控制中有时主 动使用蓄电装置I 4n的电压。
对于集成控制装置5的限制控制，当在请求驱动驱动电动机13时“未实现”(1)电 流限制 (7)温度变化限制当中的任何限制时，主要进行驱动电动机13的扭矩限制。一般 来说，由于在该示例性的混合动力车辆中使用的驱动电动机13在扭矩控制下操作，所以用 于各种限制的措施主要是扭矩限制。应用扭矩限制的方式是多样的。例如，它包括严格调 节到限制值的方法、应用具有容限的限制的方法等。下面给出该限制的实施例。
(I)电流限制
集成控制装置5根据蓄电装置I 4n的电流限制值和电压计算可用电力，将计算 出的可用电力除以驱动电动机13的电动机转速以确定扭矩限制值，并且将用于动力运行/ 再生(powering/regeneration)的实际驱动扭矩控制在所确定的扭矩限制值内。此时的扭 矩控制值(由集成控制装置5确定的实际驱动扭矩值)是最大扭矩限制值，并且成为等于或 低于扭矩限制值的反映驾驶者(电动车辆I的使用者)意图的期望值。
(2)总电压限制
预先设定可用电力对总电压的映射。该映射被设定为使得当总电压高时，充电电 力变小，并且当总电压低时，放电电力变小。集成控制装置5将从该映射读取的值(在此为 电力)除以驱动电动机13的电动机转速以确定扭矩限制值，并且将用于动力运行/再生的 实际驱动扭矩控制在该扭矩限制值内。此时的扭矩控制值是最大扭矩限制值，并且成为等 于或低于扭矩限制值的反映驾驶者意图的期望值。
( 3 )单体电池电压限制
预先设定可用电力对单体电池3的电压的映射。该映射被设定为使得当单体电池 电压高时，充电电力变小，并且当单体电池电压低时，放电电力变小。集成控制装置5将从 该映射读取的值(在此为电力)除以驱动电动机13的电动机转速以确定扭矩限制值，并且将 用于动力运行/再生的实际驱动扭矩控制在该扭矩限制值内。此时的扭矩控制值是最大扭 矩限制值，并且成为等于或低于扭矩限制值的反映驾驶者意图的期望值。
(4) SOC 限制
预先设定动力运行/再生限制率对SOC的映射。该映射被设定为使得当SOC高时， 再生限制率变大，并且当SOC低时，动力运行限制率变大。集成控制装置5将扭矩需求乘以 从该映射读取的值(在此为动力运行/再生限制率)，并且将所得到的值设定为最终扭矩需 求。此时控制的实际驱动扭矩值变为扭矩限制值。
集成控制装置5通常在不施加该限制的范围内调节SOC(充电状态)。例如，当SOC 变低时，集成控制装置5进行调节，如增加发电量，并且当SOC变高时，防止发电。
(5)温度限制
预先设定可用电力绝对值对单元蓄电模块IO1 IOn的蓄电装置I 4n的温度的 映射。该映射被设定为使得当温度高时，充电电力和放电电力变小。集成控制装置5将从 该映射读取的值(在此为电力)除以驱动电动机13的电动机转速以确定扭矩限制值，并且将 用于动力运行/再生的实际驱动扭矩控制在该扭矩限制值内。此时的扭矩控制值是最大扭 矩限制值，并且成为等于或低于扭矩限制值的反映驾驶者意图的期望值。
集成控制装置5通常控制冷却风扇，从而不施加该限制。
(6)电流变化限制
预先设定可用电力绝对值对电流变化的映射(例如，在具有单元蓄电模块之间的最大电流偏差的组合中的电流偏差)。该映射被设定为使得当该变化大时，充电电力和放电电力变小。集成控制装置5将从该映射读取的值(在此为电力)除以驱动电动机13的电动机转速以确定扭矩限制值，并且将用于动力运行/再生的实际驱动扭矩控制在该限制值内。此时的扭矩控制值是最大扭矩限制值，并且成为等于或低于扭矩限制值的反映驾驶者意图的期望值。
当电流变化过大时，蓄电装置I 4 有异常，因此集成控制装置5判断为蓄电系统2有异常。结果，促使蓄电系统2停止，从而防止该异常扩散。
(7)温度变化限制
预先设定可用电力绝对值对温度变化的映射(例如，在具有单元蓄电模块之间的最大电流偏差的组合中的电流偏差)。该映射被设定为使得当该变化大时，充电电力和放电电力变小。集成控制装置5将从该映射读取的值(在此为电力)除以电动机转速以确定扭矩限制值，并且将用于动力运行/再生的实际驱动扭矩控制在该扭矩限制值内。此时的扭矩控制值是最大扭矩限制值，并且成为等于或低于扭矩限制值的反映驾驶者意图的期望值。
此外，作为该限制控制，除了对驱动电动机13的驱动扭矩限制以外，集成控制装置5还可以进行对发电机12的发电限制和对外部充电器17的外部充电限制。其中，对发电机12的发电限制和对外部充电器17的外部充电限制限制了单元蓄电模块IO1 IOn的充电。
多个硬件(装置)可以使得这些限制被实现或不被实现，并且存在对这些硬件起到这些限制的可能性。因此，可以是如下结构集成控制装置5进行以取这些硬件的数目和上述(I)电流限制 (7)温度变化限制为坐标轴的矩阵方式组合在一起的限制。当集成控制装置5这样控制所述多个硬件的“组合”时，随着硬件数目增加，控制变得更复杂。因此，在此采用针对所述多个硬件中的每一个设定上述映射的结构。
当然，集成控制装置5可以对所述多个硬件的“组合”进行最佳限制。在此情况下，控制必然复杂，但另一方面，通过简化蓄电系统2的部分操作而精简化，可以没有这些映射。
当上述(I)电流限制 (7)温度变化限制中的多个限制“不被执行”时，集成控制装置5使用所述多个限制值中的最差值用于控制扭矩。例如，当同时存在由总电压限制引起的动力运行扭矩限制Ti (>0)和由温度变化引起的动力运行扭矩限制Tt (>0)时，集成控制装置5将动力运行扭矩限制Ti和动力运行扭矩限制Tt中的最小值设定为最终动力运行扭矩限制值。也就是说，集成控制装置5从扭矩控制值中选择表示较大限制的较小值的扭矩控制值，并且据此进行控制。
当由于异常而断开单元蓄电模块IO1 IOn之一时，集成控制装置5可以简单地消除与单元蓄电模块IO1-1On中断开的一个模块有关的状态信息(数`值)。然而，单元蓄电模块IO1 IOn之一由于异常而必须被断开的状态是紧急状态。因此，在此情况下，集成控制装置5根据蓄电系统2的特性将电动车辆I的蓄电系统2的状态从正常时的控制切换到异常时的控制。当单元蓄电模块IO1 IOn之一断开时，示例性的电动车辆I的蓄电系统2最好切换到避车行驶状态，如“跛行回家模式在紧急情况下进行最低的必要行驶的行驶模式”。此外，单元蓄电模块IO1 IOn的断开通过切换器(接触器6 6n、7i 7n)的开/关来进行。
如上所述，电动车辆I具有并联连接的多个单元蓄电模块IO1 10n。所述单元蓄电模块IO1 IOn包括蓄电装置 4n、接触器 6n、7i 7n、电流传感器S1 8n以及能够管理它们的控制装置％ 9n。此外，电动车辆I设置有通过使用蓄电装置I 4n的电力来控制其驱动的作为电负载的电动发电机14以及连接到电动发电机14和单元蓄电模块IO1 IOn的控制装置％ 9n的集成控制装置5。根据这种结构，可以扩大和缩小该系统的规模。此外，可以确保容量的可扩展性。
此外，在电动车辆I中，单元蓄电模块IO1 IOn设置有能够单独管理它们的控制装置9i 9n。因此，集成控制装置5不必对各个单元蓄电模块IO1 10 进行详细管理。因此，通过集成控制装置5可以简化单元蓄电模块IO1 IOn的管理控制，同时能够提高容量扩展的容易性。
电动车辆I安装有作为电负载的电动发电机14，并且设置有能够控制单元蓄电模块IO1 IOn的电力输入和输出的电力输入/输出装置15。然后,集成控制装置5控制电动发电机14和电力输入/输出装置15。因此，该同一系统不仅可以应用于其单元蓄电模块 IO1 IOn的容量规格不同的车辆，而且还可以应用于完全不同车辆类型的车辆。
此外，作为单个车辆，电动车辆I能够通过断开单元蓄电模块IO1 IOn中异常的一个模块而避车行驶。此外，即使当单元蓄电模块IO1 IOn以后因为容量改变而增加/减少时，也不必调节对整个系统的控制。
电动车辆I的集成控制装置5从单元蓄电模块IO1 IOn的控制装置％ 9n获取蓄电装置I 4n的多项状态信息，对所获得的多项状态信息进行比较以检测最差值，并且根据所述多项状态信息的最差值对作为电负载的电动发电机14进行驱动并控制。然后，当单元蓄电模块IO1 IOn有异常时，电动车辆I的集成控制装置5断开单元蓄电模块IO1 IOn,并且对驱动扭矩进行限制控制或对发电进行限制控制。由于单元蓄电模块IO1 10 并联连接，所以可以局部断开每个单元蓄电模块IO1 10n。因此，模块系统11成为复用的系统，并且可以是具有冗余性的容错系统。从而可以提高模块系统11和模块系统11所应用的蓄电系统2的可用性。
此外，上述实施例具有设置在单元蓄电模块IO1 IOn中的控制装置％ 9n监视单元蓄电模块IO1 IOn的电流、电压，并且控制接触器 6n、7i 7n的结构，但是替换的结构可以是集成控制装置5直接控制它们。此外，设置在各单元蓄电模块IO1 IOn中的控制装置％ 9n可以相互通信以具有通过集成控制装置5监视、控制单元蓄电模块IO1 IOn的部分功能。
此外，可以用电容器代替单元蓄电模块IO1 IOn中的高电压蓄电装置I 4n。 然而，当包括蓄电装置4 4n的单元蓄电模块IO1 IOn和包括该电容器的单元蓄电模块 IO1 IOn共同存在于同一蓄电系统2中时,集成控制装置5将前者和后者作为分开的模块系统11来控制。另一个可能的结构是在同一蓄电系统2中提供不同类型的多个模块系统11。另一个可能的结构是提供另一`个控制器(控制装置)，用于在低于集成控制装置5的等级上整体控制多个模块系统11。
在上文中，详细描述了本发明的实施方式，但是上述实施方式仅示出用于实现本 发明的具体实施例。本发明的技术范围不局限于上述实施方式。在不偏离本发明的精神的 情况下，可以在本发明中进行各种变化，并且这些变化也包括在本发明的技术范围内。
工业h的可利用件
本发明通过在电动车辆的蓄电系统中增加/减少蓄电装置、简化管理控制并且提 高容量扩展的容易性，可以实现确保容量的可扩展性。本发明的应用目标不局限于混合动 力车辆、电动汽车等。例如，本发明可应用于诸如内燃机车辆等安装有发电机和蓄电装置的 系统、诸如不间断电源装置等辅助电源系统、小型电站的缓冲器等。
权利要求
1.一种电动车辆,包括单元蓄电模块，每个所述单元蓄电模块包括蓄电装置、串联连接到所述蓄电装置的接触器和电流传感器以及能够管理所述蓄电装置的状态的控制装置，并且将多个该单元模块进行并联连接；电负载，通过所述蓄电装置的电能对所述电负载进行驱动并控制；以及集成控制装置，其连接到所述单元蓄电模块的所述控制装置和所述蓄电装置。
2.根据权利要求1所述的电动车辆，包括一个以上电动发电机，其作为所述电负载由所述集成控制装置控制；以及电力输入/输出装置，其由所述集成控制装置控制，并且能够控制所述单元蓄电模块的电力输入和输出。
3.根据权利要求2所述的电动车辆，其中所述集成控制装置从每个所述单元蓄电模块中的控制装置获得每个所述蓄电装置的状态信息，对所获得的所述蓄电装置的多项状态信息进行比较以检测最差值，根据所述多项状态信息的最差值对作为所述电负载的电动发电机进行驱动并控制，并且当任何一个单元蓄电模块有异常时，断开发生异常的该单元蓄电模块，并且对所述电动发电机中的驱动电动机的驱动扭矩进行限制控制或者对所述电动发电机中的发电机的发电进行限制控制。
全文摘要
一种电动车辆(1)安装有蓄电系统(2)，该蓄电系统(2)具有蓄电装置(41～4n)，每个蓄电装置(41～4n)包括多个串联连接的单体电池(3)；以及集成控制装置(5)，其中接触器(61～6n、71～7n)和电流传感器(81～8n)串联连接到蓄电装置(41～4n)，并且除了蓄电装置(41～4n)、接触器(61～6n、71～7n)和电流传感器(81～8n)以外，还设置有能够管理蓄电装置(41～4n)的状态的控制装置(91～9n)，从而形成单元蓄电模块(101～10n)，单元蓄电模块(101～10n)并联连接，设置有电负载(14)，通过蓄电装置(41～4n)的电能对电负载(14)进行驱动并控制，并且设置有连接到电负载(14)和单元蓄电模块(101～10n)的控制装置(91～9n)的集成控制装置(5)。
文档编号H02J7/00GK103068620SQ20118004024
公开日2013年4月24日 申请日期2011年7月28日 优先权日2010年8月24日
发明者伊藤智 申请人:铃木株式会社