电动车辆的电源系统及其控制方法
【专利摘要】第一及第二系统主继电器（SMR1、SMR2）分别连接在第一蓄电装置（11）及第二蓄电装置（12）与第一电力线（PL1、PL2）之间。充电用的第一及第二继电器（CHR1、CHR2）分别连接在第一及第二蓄电装置（11、12）与第二电力线（PL2、NL2）之间。控制装置（100）通过选择性地形成第一供电路径（PA）和第二供电路径（PB1、PB2）的任一方来确保向负载的供电路径，所述第一供电路径（PA）通过将第一及第二蓄电装置（11、12）的每一个与第一电力线（PL1、NL1）连接来形成，所述第二供电路径（PB1、PB2）通过将因第一及第二继电器（CHR1、CHR2）的接通而并联连接的第一及第二蓄电装置（11、12）中的一方与第一电力线（PL1、NL1）连接来形成。
【专利说明】电动车辆的电源系统及其控制方法【技术领域】
[0001]本发明涉及电动车辆的电源系统及其控制方法，更特定而言，涉及搭载多个蓄电装置的电动车辆的电源系统。
【背景技术】
[0002]近年来，作为环保型的汽车，电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车等电动车辆受到注目。这些电动车辆搭载产生车辆驱动力的电动机和蓄积供给到该电动机的电力的蓄电装置。混合动力车是与电动机一起还搭载有内燃机作为动力源的车辆，燃料电池车是搭载有燃料电池作为车辆驱动用的直流电源的车辆。
[0003]在电动车辆中，为了延长能够通过蓄电装置的电力行驶的距离，需要搭载多个蓄电装置而使得大容量化。例如，在日本特开2009-131077号公报(专利文献I)和日本特开2005-210840号公报(专利文献2)中示出了搭载有多个蓄电装置(电池)的车辆的结构。[0004]特别是，在专利文献I所示的车辆的电源装置中，记载了一种在通过来自车辆外部的电源对多个蓄电装置进行充电时能够将充电损失抑制为低的结构。
[0005]另外，在专利文献2中，记载了一种通过选择多个电池的并联连接和串联连接从而能够不使用升压转换器而在需要时实现转矩的增大的结构。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献1:日本特开2009-131077号公报
[0008]专利文献2:日本特开2005-210840号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]在如专利文献I所示那样在将多个蓄电装置并联连接使用时，需要使与各个蓄电装置对应设置的继电器接通。在专利文献2的结构中，在将两个蓄电装置(电池)并联连接时，也需要使两个继电器接通。
[0011]但是，在专利文献1、2的结构中，随着在将蓄电装置并联连接使用的情况下接通的继电器的个数增加，所形成的供电路径也变得固定。特别是，在固定使用电流容量比较大的继电器的情况下，车辆行驶时的能效可能会因继电器的个数增加所导致的电力损失增大而降低。
[0012]本发明是为了解决这样的问题而完成的发明，本发明的目的在于，在将多个蓄电装置并联连接使用的电动车辆的电源系统中，抑制通断器(继电器)的损失电力而提高车辆的能效。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]根据本发明，一种电动车辆的电源系统，所述电动车辆搭载有车辆驱动用的电动机，具备:电力控制单元、第一及第二蓄电装置、第一~第三通断器、以及控制部。电力控制单元连接在第一电力线与电动机之间，构成为对电动机进行驱动控制。第一及第二蓄电装置并联连接于第一电力线。第一通断器连接在第一蓄电装置与第一电力线之间。第二通断器连接在第二蓄电装置与第一电力线之间。第三通断器配置在第二电力线与第一蓄电装置及第二蓄电装置之间，所述第二电力线被供给用于对第一及第二蓄电装置进行充电的充电电力。控制部控制第一?第三通断器的接通断开，以选择性地形成第一供电路径和第二供电路径的任一方，所述第一供电路径通过将第一及第二蓄电装置的每一个与第一电力线连接来形成，所述第二供电路径通过将因第三通断器的接通而并联连接的第一及第二蓄电装置中的一方与第一电力线连接来形成。
[0015]优选，电动车辆的电源系统还具备充电器。充电器构成为将从电动车辆的外部供给的电力变换为第一及第二蓄电装置的充电电力并向第二电力线输出。第三通断器包括:第一充电通断器，其连接在第二电力线与第一蓄电装置之间；和第二充电通断器，其连接在第二电力线与第二蓄电装置之间。第二供电路径包括:第一路径，其通过使第一、第二充电通断器及第一通断器接通且使第二通断器断开来形成；第二路径，其通过使第一、第二充电通断器及第二通断器接通且使第一通断器断开来形成。
[0016]另外优选，控制部在电动车辆的行驶时，根据第一及第二蓄电装置与电力控制单兀之间的输入输出电流，选择第一及第二供电路径的任一方。
[0017]进一步优选，控制部在输入输出电流比预定的判定值低时选择第二供电路径，另一方面，在输入输出电流比判定值高时选择第一供电路径。进一步优选，判定值为第三通断器的额定电流的两倍的电流值以下。
[0018]或者优选，控制部控制第一及第二通断器，以使得:在从第一供电路径向第二供电路径切换时，均等地使第一及第二通断器接通，并且，在选择了第二供电路径的期间，将第一及第二通断器的接通断开状态固定。
[0019]优选，第三通断器的接通时的消耗电力比第一通断器的接通时的消耗电力和第二通断器的接通时的消耗电力的每一个低。
[0020]根据本发明的其他方面，一种电动车辆的电源系统的控制方法，所述电动车辆搭载有车辆驱动用的电动机，电动车辆具备:电力控制单元，其连接在第一电力线与电动机之间，构成为对电动机进行驱动控制；第一蓄电装置及第二蓄电装置，其并联连接于第一电力线；第一通断器，其连接在第一蓄电装置与第一电力线之间；第二通断器，其连接在第二蓄电装置与第一电力线之间；以及第三通断器，其配置在第二电力线与第一蓄电装置及第二蓄电装置之间，所述第二电力线被供给用于对第一及第二蓄电装置进行充电的充电电力。控制方法包括控制步骤:控制第一?第三通断器的接通断开，以选择性地形成第一供电路径和第二供电路径的任一方，所述第一供电路径通过将第一及第二蓄电装置的每一个与第一电力线连接来形成，所述第二供电路径通过将因第三通断器的接通而并联连接的第一及第二蓄电装置中的一方与第一电力线连接来形成。
[0021]优选，控制方法还包括取得步骤:在电动车辆的行驶时，取得第一及第二蓄电装置与电力控制单元之间的输入输出电流。在控制步骤中，根据输入输出电流选择第一及第二供电路径的任一方。
[0022]进一步优选，选择步骤包括在输入输出电流比预定的判定值低时选择第二供电路径的步骤和在输入输出电流比判定值高时选择第一供电路径的步骤。优选，判定值为第三通断器的额定电流的两倍的电流值以下。[0023]或者，在控制步骤中，控制第一及第二通断器，以使得:在从第一供电路径向第二供电路径切换时，交替地使第一及第二通断器接通，并且，在选择了第二供电路径的期间，将第一及第二通断器的接通断开状态固定。
[0024]优选，第三通断器的接通时的消耗电力比第一通断器的接通时的消耗电力和第二通断器的接通时的消耗电力的每一个低。
[0025]发明效果
[0026]根据本发明，在将多个蓄电装置并联连接使用的电动车辆的电源系统中，能够抑制通断器(继电器)的损失电力而提高车辆的能效。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明的实施方式的电动车辆的电源系统的概略结构图。
[0028]图2是用于说明在车辆行驶时能够选择的多个供电路径的图表。
[0029]图3是对供电路径之间的继电器消耗电力进行比较的图。
[0030]图4是对供电路径之间的最大供给电流进行比较的图。
[0031]图5是说明本发明的实施方式的电动车辆的电源系统中的车辆行驶时的供电路径的选择控制的流程图。
[0032]图6是说明供电路径的选择所涉及的电流判定值的设定的概念图。
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，以下，对图中的相同或相当部分标注相同标号，原则上不反复对其进行说明。
[0034]图1是本发明的实施方式的电动车辆的电源系统的概略结构图。在图1中示出了电动车辆中用于对车辆驱动用电动机进行驱动控制的电源系统的结构。
[0035]参照图1，电动车辆的电源系统具备:蓄电装置11及12、电力控制单元(P⑶)20、电动发电机30、动力传递装置40、驱动轮50、充电器60、以及控制装置100。
[0036]蓄电装置11及12各自代表性地由锂离子电池和/或镍氢电池等能够再充电的二次电池构成。另外，也可以通过二次电池以外的蓄电元件来构成蓄电装置11、12。
[0037]蓄电装置11及12经由主继电器SMR1、SMR2并联连接于电力线PL1、NL1。平滑电容器22与电力线PLl、NLl连接，发挥使直流电压平滑的功能。
[0038]配置在电力线PLl、NLl后段的POT20和电动发电机30相当于蓄电装置11、12的电负载。
[0039]PCU20将电力线PLUNLl的直流电力变换为用于对电动发电机30进行驱动控制的电力。例如，电动发电机30由永磁体型的三相同步电动机构成，PCU20由三相变换器构成。或者，也可以通过转换器和三相变换器的组合来构成PCU20，该转换器连接在电力线PL1、NLl与变换器之间，执行双向的直流电压变换，该三相变换器将转换器的输出电压变换为交流电压。
[0040]电动发电机30的输出转矩经由由减速器和/或动力分配机构构成的动力传递装置40传递到驱动轮50，从而使电动车辆行驶。
[0041]在电动车辆的再生制动时，电动发电机30能够通过驱动轮50的旋转力进行发电。然后，该发电电力由P⑶20变换为蓄电装置11、12的充电电力。
[0042]另外，在除了电动发电机30之外还搭载有发动机(未图示)的混合动力汽车中，通过使该发动机和电动发电机30协调地动作来产生需要的电动车辆的车辆驱动力。此时，也能够使用通过发动机的旋转产生的发电电力对蓄电装置11、12进行充电。即，电动车辆表示搭载车辆驱动力产生用的电动机的车辆，包括通过发动机和电动机产生车辆驱动力的混合动力汽车、不搭载发动机的电动汽车、燃料电池车等。
[0043]主继电器SMRl连接在电力线PLUNLl与蓄电装置11之间。同样，主继电器SMR2连接在电力线PLUNLl与蓄电装置12之间。
[0044]蓄电装置11及12也经由继电器CHR1、CHR2并联连接于与电力线PLUNLl不同的电力线PL2、NL2。继电器CHRl连接在蓄电装置11与电力线PL2、NL2之间。同样，继电器CHR2连接在蓄电装置12与电力线PL2、NL2之间。通过使继电器CHRl、CHR2接通，能够绕过电力线PLUNLl将蓄电装置11、12并联连接。
[0045]主继电器SMR1、SMR2和继电器CHR1、CHR2的接通断开由控制装置100进行控制。各主继电器和各继电器代表性地由电磁继电器构成，该电磁继电器在通过未图示的励磁电路供给励磁电流时闭合(接通)，另一方面，在不供给励磁电流时断开。但是，只要是能够控制通电路径的连接(接通)/切断(断开)的通断装置，则能够取代电磁继电器而使用任意电路元件。
[0046]控制装置100由内置有未图示的CPU (Central Processing Unit)和存储器的电子控制单元(ECU)构成。ECU构成为基于存储于该存储器的映射和程序来进行使用各传感器的检测值的运算处理。或者，ECU的至少一部分也可以构成为通过电子电路等硬件来执行预定的数值/逻辑运算处理。
[0047]控制装置100根据车辆状态和驾驶员要求，控制各种设备的动作以使电动车辆成为期望的行驶状态。在图1所示的电源系统中，控制装置100除了生成用于控制各主继电器和各继电器的接通断开的信号之外，还生成用于控制PCU20和充电器60的动作的信号。
[0048]此外，在图1的结构中，电力线PLUNLl对应于“第一电力线”，电力线PL2、NL2对应于“第二电力线”。另外，主继电器SMRl对应于“第一通断器”，主继电器SMR2对应于“第二通断器”。进而，继电器CHR1、CHR2对应于“第三通断器”，特别是，继电器CHRl对应于“第一充电通断器”，继电器CHR2对应于“第二充电通断器”。
[0049]电力线PL2、NL2与充电器60连接，该充电器60用于通过电动车辆的外部的电源(以下，也称作“外部电源”)来对蓄电装置11、12进行充电。在通过外部电源对蓄电装置11、12进行充电时，充电器60将来自未图示的外部电源的电力变换为蓄电装置11和/或12的充电电力，并向电力线PL2、NL2输出。关于充电器60，只要能够将来自外部电源的电力变换为蓄电装置11、12的充电电力，则能够应用任意电路结构。
[0050]作为外部电源，除了商用交流电源之外，还可以使用太阳能电池和/或家庭用蓄电池等直流电源。另外，也可以构成为不使用充电电缆而以非接触方式从外部电源对充电器60供给电力。此外，根据外部电源的种类，也可以构成为不经由充电器60或者省略配置充电器60而将来自外部电源的电力直接向电力线PL2、NL2供给。
[0051 ] 在车辆行驶时，通过使主继电器SMRl、SMR2接通，蓄电装置11、12并联连接于电力线PLl、NLl。另一方面，在充电时，通过使继电器CHRl、CHR2接通，能够通过来自充电器60的充电电力并联地对蓄电装置11、12进行充电。
[0052]通常，在车辆行驶时相对于蓄电装置11、12输入输出的电流比通过外部电源对蓄电装置11、12进行充电时的充电电流大。因此，主继电器SMR1、SMR2各自的额定电流比充电用的继电器CHRl、CHR2各自的额定电流大。其结果，主继电器SMRl、SMR2各自的接通时的消耗电力比继电器CHR1、CHR2各自的接通时的消耗电力大。
[0053]以下，将主继电器SMRl、SMR2各自的额定电流设为Xl (A)，将继电器CHR1、CHR2各自的额定电流设为X2 (A)0作为一例，以下，设为Xl=60 (A)、X2=10 (A)0另外，将主继电器SMR1、SMR2各自的接通时的消耗电力设为Zl (W)，将继电器CHR1、CHR2各自的接通时的消耗电力设为Z2 (W)。作为一例，以下，设为Zl=16 (W)、Z2=2 (W)。
[0054]在图1所示的电源系统中，在车辆行驶时，通过切换主继电器SMR1、SMR2和继电器CHRl、CHR2的接通断开，能够切换并联连接的蓄电装置11、12与电力线PLl、NLl之间的供电路径。具体而言，能够选择性地形成供电路径PA、PB1、PB2。在图2中示出了用于形成各供电路径的、主继电器SMR1、SMR2和继电器CHR1、CHR2的接通断开的组合。
[0055]参照图1和图2，通过使主继电器SMR1、SMR2接通并且使继电器CHR1、CHR2断开，从而形成基本的供电路径PA。在供电路径PA中，以将蓄电装置11、12分别与电力线PU、NLl连接的方式并联使用蓄电装置11、12。即，供电路径PA对应于“第一供电路径”。
[0056]另一方面，即使使主继电器SMRl、SMR2的一方断开，只要使继电器CHRl、CHR2接通，则也能够形成供电路径PBl或PB2。具体而言，若使SMRl接通且使SMR2断开，则能够形成蓄电装置12?继电器CHR2?继电器CHRl?蓄电装置11?主继电器SMRl?电力线PLUNLl的供电路径PBl。
[0057]另一方面，若使主继电器SMR2接通且使SMRl断开，则能够形成蓄电装置11?继电器CHRl?继电器CHR2?蓄电装置12?主继电器SMR2?电力线PL1、NLl的供电路径PB2。在供电路径PBl和PB2中，均能够与供电路径PA同样地将蓄电装置11及12并联连接于电力线PL1、NL1。
[0058]在供电路径PB1、PB2中，对于通过继电器CHRl、CHR2而并联连接的蓄电装置11及12，以仅将一方的蓄电装置与电力线PLUNLl连接的方式并联使用蓄电装置11、12。S卩，供电路径PB1、PB2分别对应于“第二供电路径”。
[0059]在图3和图4中示出了供电路径PA与供电路径PBl、PB2之间的继电器消耗电力和最大供电电流的比较。
[0060]在供电路径PA中，使两个主继电器SMRl、SMR2接通，另一方面，使继电器CHR1、CHR2断开。因此，如图3所示，供电路径PA的继电器消耗电力为Z1X2=32 (W)。
[0061]在供电路径PA中，能够分别相对于蓄电装置11及12输入输出相当于主继电器SMR1、SMR2的额定电流的电流。因此，如图4所示，供电路径PA的最大供电电流为Xl X2=120 (A)0
[0062]与此相对，在供电路径PB I或PB2中，使继电器CHRl、CHR2断开，并且仅使主继电器SMR1、SMR2的一方接通。因此，如图3所示，供电路径PA的继电器消耗电力为ZlX 1+Z2X2=20(W)。这样，在继电器CHR1、CHR2的消耗电力的合计比主继电器SMR1、SMR2的一方的消耗电力小的情况下(即，Z2X2〈Z1)，供电路径PB1、PB2的由继电器消耗电力引起的电力损失比供电路径PA低。[0063]另外，在供电路径PBl或PB2中，继电器CHR1、CHR2串联连接，因此，继电器整体的额定电流为各继电器的额定电流X2 (A)0但是，在串联连接的继电器CHR1、CHR2中，仅蓄电装置11、12中任一方的电流通过。
[0064]并联连接的蓄电装置11、12输入输出相等的电流，因此，蓄电装置11、12整体能够输入输出X2 (A)的两倍的电力。因此，如图4所示，供电路径PB1、PB2的最大供电电流为X2X2=20 (A)。
[0065]这样，当选择供电路径PA时，继电器消耗电力变高，但能够对电力线PL1、NLI (即，PCU20和电动发电机30)供给大的电流。因此，能够确保基于电动发电机30的输出转矩的加速性能。另一方面，当选择供电路径PB1、PB2时，对负载(PCU20)供给的电流量下降，但能够抑制继电器消耗电力。
[0066]这样,根据本实施方式的电动车辆的电源系统，即使使消耗电力大的主继电器SMRl、SMR2的一方断开，也能够使用消耗电力小的继电器CHRl、CHR2形成供电路径PBl、PB2。因此，与固定地使主继电器SMR1、SMR2接通的结构相比，能够抑制通断器(继电器)的损失电力而提高车辆的能效。特别是，能够使用配置成充电用的继电器CHR1、CHR2，不新配置继电器而享受上述效果。另外，即使在主继电器SMR1、SMR2的一方发生了异常的情况下，也能够通过供电路径PBl或PB2继续进行使用蓄电装置11、12的行驶。
[0067]在图5中不出了本发明的实施方式的电动车辆的电源系统中的、用于选择车辆行驶时的供电路径的控制处理的一例。图5所示的控制处理由控制装置100以预定周期执行。
[0068]参照图5，控制装置100通过步骤S100，取得蓄电装置11、12整体与P⑶20 (负载)之间的输入输出电流Ipcu (或者其预测值、指令值)。输入输出电流Ipcu相当于蓄电装置
11、12整体向负载供电的电流。
[0069]例如，可以按照功率分配来运算从蓄电装置11、12向P⑶20的供电电流的指令值，该功率分配决定相对于基于电动车辆的行驶状态(加速器开度、车速等)求出的车辆整体的要求功率的、蓄电装置11、12整体的分担功率(充放电电力)。
[0070]因此，在步骤SlOO中，能够取得通过上述运算求出的电流指令值Ipcu*。例如，通过将按照功率分配向蓄电装置11、12整体要求的充放电电力除以并联连接的蓄电装置11、12的输出电压，能够求出电流指令值Ipcu*。
[0071 ] 控制装置100通过步骤SI 10，将在步骤SlOO求出的电流指令值Ipcu*与预定的电流判定值Ith进行比较。
[0072]在图6中概念性地示出电流判定值Ith的设定方法。
[0073]参照图6，电力损失Pla表示供电路径PA中的电流Ipcu与电力损失的关系。同样，电力损失Plb表示供电路径PB1、PB2中的电流Ipcu与电力损失的关系。
[0074]当Ipcu=O时，Pla=Za, Plb=Zb0 Za和Zb相当于供电路径PA和供电路径PB1、PB2各自的继电器电力损失(图3)。
[0075]进而，当电流Ipcu增加时，电力损失Pla、Plb与电流的平方成正比地增加。图6所示的特性基于如下假设:供给路径PB1、PB2的路径长比供电路径PA的路径长要长，因而电力线(电缆)上的损失增大。
[0076]另外，电流Imax相当于供电路径PBl、PB2上的最大供电电流(图4中的20 (A))。为了供给与电流指令值Ipcu*相应的电流，电流判定值Ith需要设定为电流Imax以下(Ith ^ Imax)。
[0077]进而，如图6所示，在Ipcu〈Imax的范围内存在Plb>Pla的区域的情况下，优选与Pla, Plb逆转的电流值对应地决定电流判定值Ith。
[0078]另一方面，与图6所示的特性不同，在Ipcu〈Imax的范围内始终为Pla>Plb的情况下，优选设定为Ith=Imax。
[0079]再次参照图5，在电流指令值Ipcu*比电流判定值Ith大时(在SllO的判定为否时)，控制装置100使处理进入步骤S120，选择供电路径PA。
[0080]另一方面，在电流指令值Ipcu*比电流判定值Ith低时(在SI 10的判定为是时)，控制装置100通过步骤S130，选择供电路径PBl或PB2。
[0081]步骤S130具有用于决定选择供电路径PBl及PB2的哪一方的步骤S132~S136。此外，省略图示，步骤S132~S136的供电路径PB1、PB2的选择仅在步骤SllO的判定结果从“否”变化为“是”的控制周期、即仅在从供电路径PA向供电路径PB1、PB2切换时执行。另一方面，在步骤SllO的判定结果维持为“是”的期间内，即，在维持选择供电路径PB1、PB2的期间，跳过步骤S132~S136的处理，维持在该时刻选择的供电路径PBl或PB2。
[0082]在步骤S132中，控制装置100对到此为止的供电路径PBl的选择次数NI和供电路径PB2的选择次数N2进行比较。在NI < N2时，控制装置100使处理进入步骤S134，在本次中选择供电路径PB I。
[0083]另一方面，在N2〈N1时(在S132的判定为否时)，控制装置100使处理进入步骤S136，在本次中选择供电路径PB2。
[0084]即，以均等地选择供电路径PBl和PB2的方式执行步骤S132~S136的处理。因此，对于步骤S132的判定，也可以在每当SllO的判定结果从“否”向“是”变化时交替地选择供电路径PBl和PB2。由此，通过使主继电器SMR1、SMR2的接通次数均等化，能够期待延长设备寿命。
[0085]进而，控制装置100通过步骤S150，为了形成与选择结果相应的供电路径PA、PBl或PB2而按照图2来控制主继电器SMRl、SMR2和继电器CHR1、CHR2的接通断开。
[0086]由此,在确保了与电流指令值Ipcu*相应的供电电流的基础上，能够通过选择供电路径PB 1、PB2来抑制由继电器消耗电力引起的电力损失。
[0087]这样，根据本实施方式的电动车辆的电源系统，在将多个蓄电装置并联并联来供给电力的电力系统中，即使使主继电器SMR1、SMR2断开也能够形成从蓄电装置11、12向负载的供电路径，因此能够抑制通断器(继电器)的损失电力而提高车辆的能效。特别是，能够不新配置继电器而使用配置成充电用的继电器CHRl、CHR2来形成使主继电器SMRl、SMR2断开时的供电路径，因此电源系统的结构是高效的。另外，即使在主继电器SMR1、SMR2的一方发生了异常的情况下，也能够通过供电路径PBl或PB2继续进行使用蓄电装置11、12的行驶，因此电源系统的自由度也提高。
[0088]应该认为，本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是通过上述说明来表示，而是通过权利要求来表示，意在包括与权利要求均等的含义以及范围内的所有变更。
[0089]产业上的可利用性
[0090]本发明能够应用于搭载多个蓄电装置的电动车辆的电源系统。[0091]标号的说明
[0092]11、12蓄电装置，20电力控制单元(P⑶)，22平滑电容器，30电动发电机，40动力传递装置，50驱动轮，60充电器，100控制装置(EOT)，CHR1、CHR2继电器，Ipcu供电电流，Ipcu*供电电流指令值，I th电流判定值，PA、PB 1、PB2供电路径，NL1、NL2、PL1、PL2电力线，Pla, Plb电力损失，SMR1、SMR2主继电器。
【权利要求】
1.一种电动车辆的电源系统,所述电动车辆搭载有车辆驱动用的电动机(30),具备: 电力控制单元(20)，其连接在第一电力线(PLl)与所述电动机之间，构成为对所述电动机进行驱动控制； 第一蓄电装置(11)和第二蓄电装置(12)，其相对于所述第一电力线并联连接； 第一通断器(SMRl)，其连接在所述第一蓄电装置与所述第一电力线之间； 第二通断器(SMR2)，其连接在所述第二蓄电装置与所述第一电力线之间； 第三通断器(CHR1、CHR2)，其配置在第二电力线(PL2)与所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置之间，所述第二电力线(PL2)被供给用于对所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置进行充电的充电电力；以及 控制部(100)，其用于控制所述第一通断器~所述第三通断器的接通、断开，以选择性地形成第一供电路径(PA)和第二供电路径(PB1、PB2)的任一方，所述第一供电路径(PA)通过将所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的每一个与所述第一电力线连接来形成，所述第二供电路径(PB1、PB2)通过将因所述第三通断器的接通而并联连接的所述第一蓄电装置和第二蓄电装置中的一方与所述第一电力线连接来形成。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中， 还具备充电器(60)，所述充电器(60)用于将从所述电动车辆的外部供给的电力变换为所述第一蓄电装置(11)和所述第二蓄电装置(12)的充电电力并向所述第二电力线(PL2)输出， 所述第三通断器包括: 第一充电通断器(CHR1)，其连接在所述第二电力线与所述第一蓄电装置之间；和 第二充电通断器(CHR2)，其连接在所述第二电力线与所述第二蓄电装置之间， 所述第二供电路径包括:第一路径(PB1)，其通过使所述第一充电通断器、所述第二充电通断器以及所述第一通断器接通且使所述第二通断器断开来形成；和第二路径(PB2)，其通过使所述第一充电通断器、所述第二充电通断器以及所述第二通断器接通且使所述第一通断器断开来形成。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中， 所述控制部，在所述电动车辆的行驶时，根据所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置与所述电力控制单元之间的输入输出电流(Ipcu)，选择所述第一供电路径和所述第二供电路径的任一方。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的电源系统，其中， 所述控制部(100)，在所述输入输出电流(Ipcu)比预定的判定值(Ith)低时选择所述第二供电路径(PB1、PB2)，另一方面，在所述输入输出电流比所述判定值高时选择所述第一供电路径(PA)。
5.根据权利要求4所述的电动车辆的电源系统，其中， 所述判定值(Ith)为所述第三通断器的额定电流的两倍的电流值(Imax)以下。
6.根据权利要求3所述的电动车辆的电源系统，其中， 所述控制部(100)控制所述第一通断器和所述第二通断器，以使得:在从所述第一供电路径(PA)向所述第二供电路径(PB1、PB2)切换时，均等地使所述第一通断器(SMRl)和所述第二通断器(SMR2)接通， 并且，在选择了所述第二供电路径的期间，将所述第一通断器和所述第二通断器的接通、断开状态固定。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电动车辆的电源系统，其中， 所述第三通断器接通时的消耗电力比所述第一通断器接通时的消耗电力和所述第二通断器接通时的消耗电力的每一个低。
8.—种电动车辆的电源系统的控制方法，所述电动车辆搭载有车辆驱动用的电动机(30)， 所述电动车辆具备: 电力控制单元(20)，其连接在第一电力线(PLl)与所述电动机之间，构成为对所述电动机进行驱动控制； 第一蓄电装置(11)和第二蓄电装置(12)，其相对于所述第一电力线并联连接； 第一通断器(SMRl)，其连接在所述第一蓄电装置与所述第一电力线之间； 第二通断器(SMR2 )，其连接在所述第二蓄电装置与所述第一电力线之间；以及第三通断器(CHR1、CHR2)，其配置在第二电力线(PL2)与所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置之间，所述第二电力线(PL2)被供给用于对所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置进行充电的充电电力， 所述控制方法包括: 控制步骤(S120、S130)，控制所述第一通断器~所述第三通断器的接通、断开，以选择性地形成第一供电路径(PA)和第二供电路径(PB1、PB2)的任一方，所述第一供电路径(PA)通过将所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置的每一个与所述第一电力线连接来形成，所述第二供电路径(PB1、PB2)通过将因所述第三通断器的接通而并联连接的所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置中的一方与所述第一电力线连接来形成。
9.根据权利要求8所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中， 还包括取得步骤(S100):在所述电动车辆的行驶时，取得所述电力控制单元(20)与所述第一蓄电装置(11)及所述第二蓄电装置(12 )之间的输入输出电流(Ipcu)， 在所述控制步骤(S120、S130)中，根据所述输入输出电流来选择所述第一供电路径和所述第二供电路径的任一方。
10.根据权利要求9所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中， 所述控制步骤(S120、S130)包括: 在所述输入输出电流(Ipcu)比预定的判定值(Ith)低时选择所述第二供电路径(PB1、PB2)的步骤(S130);和 在所述输入输出电流比所述判定值高时选择所述第一供电路径(PA)的步骤(S120)。
11.根据权利要求10所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中， 所述判定值(Ith)为所述第三通断器的额定电流的两倍的电流值(Imax)以下。
12.根据权利要求9所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中， 在所述控制步骤(S120、S130)中，控制所述第一通断器和所述第二通断器，以使得:在从所述第一供电 路径(PA)向所述第二供电路径切换时，交替地使所述第一通断器(SMRl)和所述第二通断器(SMR2)接通，并且，在选择了所述第二供电路径的期间，将所述第一通断器和所述第二通断器的接通、断开状态固定。
13.根据权利要求8~12中任一项所述的电动车辆的电源系统的控制方法，其中，所述第三通断器接通时的消耗电力比所述第一通断器接通时的消耗电力和所述第二通断器接通 时的消耗电力的每一个低。
【文档编号】H02J7/00GK103843219SQ201180073964
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2011年10月4日 优先权日:2011年10月4日
【发明者】杉山义信 申请人:丰田自动车株式会社