电源装置的制作方法

技术领域

本发明涉及一种电源装置的控制，所述电源装置并联连接到电气负载并且包括从单独的电源接收电力的多个升压转换器。

背景技术：

日本专利公开No.2011-114918公开了一种电源装置，该电源装置并联连接到电气负载并且包括从单独的电源接收电力的多个升压转换器。

技术实现要素：

例如，当提供从单独的电源接收电力的两个升压转换器时，使用升压转换器中的一个升压转换器执行用于将电压升压到目标电压从而防止流过电气负载的电流超过极限值的电压控制是可以想到的。使用升压转换器中的另一个升压转换器执行用于在将需要电力设定为目标电力的同时将电力供应到电气负载的电力控制也是可以想到的。用这种方式，能够借助于电压控制将大的电力供应到电气负载同时能够借助于电力控制在这两个升压转换器之间分配电力负载。因此，能够抑制流过升压转换器的电流超过极限值。

然而，在如上面描述执行的操作中，当将电压升压到目标电压时，升压转换器中执行电压控制的一个升压转换器持续地操作。因此，在一个升压转换器的操作期间，该一个升压转换器的操作时间段与根据需要执行电力控制的另一个升压转换器相比可能被延长。

因此，在一个升压转换器中的部件等上的应力可能比另一个升压转换器中的部件等上的应力积累的多。因此，在一个升压转换器中的劣化可能早于另一个升压转换器中的劣化发生。

本发明的目的是提供能够抑制多个升压转换器中的不平衡劣化的电源装置。

根据本发明的一个方面的电源装置包括：第一升压转换器，所述第一升压转换器电连接到电气负载；第二升压转换器，所述第二升压转换器电连接到电气负载并且与第一升压转换器并联连接到电气负载；电力存储装置，所述电力存储装置被公共连接到第一升压转换器和第二升压转换器；和控制器，所述控制器被构造成使用第一升压转换器执行电压控制并且使用第二升压转换器以执行电力控制，执行电压控制用于执行电压升压操作使得施加到电气负载的电压被设定为目标电压，并且执行电力控制用于在不能够将电气负载至少需要的需要电力仅从执行电压控制的单独的升压转换器供应到电气负载时，在将需要电力的一部分设定为目标电力的同时将电力供应到电气负载。控制器被构造成计算第一应力值和第二应力值。第一应力值定量地表示由第一升压转换器的电压升压操作引起的并且在第一升压转换器中包括的部件中积累的应力。第二应力值定量地表示由第二升压转换器的电压升压操作引起的并且在第二升压转换器中包括的部件中积累的应力。控制器被构造成在第一应力值大于第二应力值时，使用第二升压转换器执行电压控制并且使用第一升压转换器执行电力控制。

用这种方式，由于具有较小应力值的升压转换器用于电压控制，所以能够在第一升压转换器和第二升压转换器之间分配应力的积累。因此，能够抑制一个升压转换器中的劣化早于另一个升压转换器的中的劣化发生。

电源装置安装在车辆上。基于下述内容中的至少一个计算第一应力值和第二应力值中的每一个：开关元件在电压升压操作期间的温度突变次数、电压升压操作的持续时间、车辆在电压控制期间的行驶距离和车辆在电压控制期间的启动次数。

用这种方式，能够正确地计算第一应力值和第二应力值。

当第一应力值和第二应力值之间的差的大小小于阈值时，即使第一应力值大于第二应力值，控制器也不执行从使用第一升压转换器的电压控制到使用第二升压转换器的电压控制的切换。

用这种方式，抑制执行电压控制的升压转换器和执行电力控制的升压转换器之间的频繁切换变得可能。

当结合附图时，本发明的前述的和其它目的、特征、方面和优点将从下面的本发明的详细描述变得更加明显。

附图说明

图1是装备有根据第一实施例的电源装置的混合动力车辆的整体构造图。

图2是图示在两个升压转换器中执行的电压控制和电力控制的图。

图3是与基于应力值切换升压转换器的控制过程相关联的ECU200的功能方框图。

图4是用于图示计算应力值的方法的图。

图5是图示计算第一应力值Va的控制过程的示例的流程图。

图6是图示第一实施例中的基于应力值切换升压转换器的控制过程的示例的流程图。

图7是用于图示第一实施例中的ECU的操作的时序图。

图8是图示第二实施例中的基于应力值切换升压转换器的控制过程的示例的流程图。

图9是用于图示第二实施例中的ECU的操作的时序图。

具体实施方式

优选实施例的描述

将在下文参照附图详地细描述本发明的实施例，其中相同或相对应的部件被相同的附图标记标出，并且将基本不再重复其描述。

<第一实施例>

图1是装备有根据第一实施例的电源装置2的混合动力车辆1(将在下文简称作车辆1)的整体构造图。车辆1包括马达发电机MG1、MG2、升压转换器CNV1、CNV2、系统主继电器SMR、逆变器20、发动机30、动力分配装置40、驱动轮50、电池70和ECU(电气控制单元)200。根据本实施例的电源装置2包括升压转换器CNV1、CNV2、电池70和ECU 200。

马达发电机MG1、MG2和发动机30联接到动力分配装置40。车辆1利用来自发动机30和马达发电机MG2中的至少一个的驱动力行驶。

发动机是例如内燃机，诸如汽油发动机和柴油发动机。发动机30产生的动力被动力分配装置40划分为通过其将动力传输到驱动轮50的路径和通过其将动力传输到马达发电机MG1的路径。

马达发电机MG1和MG2中的每个马达发电机是交流(AC)旋转电机，例如，是具有其中包含永磁体的转子的三相AC旋转电机。马达发电机MG1使用来自发动机30的、被动力分配装置40划分的动力产生电力。由马达发电机MG1产生的AC电力在逆变器20中转换成DC电力，并且随后通过升压转换器CNV1或升压转换器CNV2供应至电池70。

马达发电机MG2使用从电池70供应的电力和马达发电机MG1产生的电力中的至少一个产生驱动力。随后，马达发电机MG2的驱动力被传输到驱动轮50。此外，在车辆的制动等期间，马达发电机MG2被驱动轮50驱动使得马达发电机MG2作为发电机操作。由此马达发电机MG2作为将制动能量转换成电力的再生制动器操作。由马达发电机MG2产生的AC电力在逆变器20中转换成DC电力，并且随后通过升压转换器CNV1或升压转换器CNV2供应至电池70。

动力分配装置40由包括太阳齿轮、小齿轮、齿轮架和环形齿轮的行星齿轮机构形成。小齿轮与太阳齿轮和环形齿轮中的每一个啮合。齿轮架以可旋转的方式支撑小齿轮并且联接到发动机30的曲轴。太阳齿轮联接到马达发电机MG1的旋转轴。环形齿轮联接到马达发电机MG2的旋转轴以及连接到驱动轮50的输出轴。

例如，电池70是由诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池形成的直流(DC)电源。例如，电池70由两个并联的电池单体组构造，每个电池单体组由多个串联的电池单体形成。电池70通过系统主继电器SMR连接到升压转换器CNV1和CNV2中的每一个。

系统主继电器SMR包括继电器SMRB、继电器SMRP和继电器SMRG。继电器SMRB、继电器SMRP和继电器SMRG中的每一个被控制成基于来自ECU 200的信号打开和闭合。

继电器SMRB在正电极线路PL1和电池70的正电极之间的路径的连接和断开之间切换。继电器SMRP通过用于预充电的电阻器在负电极线路NL和电池70的负电极之间的延伸的路径的连接和断开之间切换。继电器SMRG在负电极线路NL和电池70的负电极之间延伸但是不延伸通过用于预充电的电阻器的路径的连接和断开之间切换。

当继电器SMRB和继电器SMPG闭合时，电池70电连接到逆变器20。

电压传感器72和电流传感器74被布置在电池70和系统主继电器SMR之间。电压传感器72检测横跨电池70的终端的电压VB。电流传感器74检测流过电池70的电流IB。这些传感器中的每个传感器将检测结果输出到ECU 200。

电容器C1与电池70并联连接。电池70上的电压VB被电容器C1变平滑并且被供应到升压转换器CNV1和CNV2。

电压传感器36检测横跨电容器C1的两端的电压，即：正电极线路PL1和负电极线路NL之间的电压VL，并且随后将表示检测结果的信号输出到ECU 200。

升压转换器CNV1和CNV2中的每个升压转换器基于来自ECU 200的信号升压正电极线路PL1和负电极线路NL之间的电压。逆变器20基于来自ECU 200的信号将由升压转换器CNV1和CNV2升压的DC电力转换成AC电力，并且将该AC电力输出到马达发电机MG1和MG2中的每个马达发电机。

升压转换器CNV1包括电抗器L1、开关元件Q1和Q2以及二极管D1和D2。例如，开关元件Q1和Q2和后面描述的开关元件Q3和Q4中的每个开关元件是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)元件。开关元件Q1和Q2彼此串联连接在连接升压转换器CNV1和逆变器20的每个电力线路PL2以及电力线路NL之间。二极管D1和D2中每一个分别连接在开关元件Q1和Q2中的每一个的集电极和发射极之间，以便彼此反并联布置。电抗器L1具有连接到在电池70的高电势位侧上的正电极线路PL2的一端。电抗器L1具有连接到开关元件Q1和开关元件Q2之间的中间点(开关元件Q1的发射极和开关元件Q2的集电极之间的连接点)的另一端。

升压转换器CNV1响应于用于使开关元件Q1和开关元件Q2中的每个开关元件执行切换操作的PWM(脉冲宽度调制)方案中的控制信号PWMC1升压电池70上的电压VB并且将升压的电压供应到正电极线路PL2和负电极线路NL。此外，升压转换器CNV1可以响应于控制信号PWMC1降低从逆变器20供应的正电极线路PL2和负电极线路NL中的每一个上的DC电压用于对电池70充电。

升压转换器CNV2包括电抗器L2、开关元件Q3和Q4以及二极管D3和D4。开关元件Q3和Q4彼此串联连接在从电力线路PL2分支的电力线路PL2和从电力线路NL分支的电力线路NL1之间。二极管D3和D4彼此分别串联连接在开关元件Q3和的Q4中的每个开关元件的集电极和发射极之间，以便彼此反并联布置。电抗器L2具有连接到正电极线路PL1的一端。电抗器L2具有连接到开关元件Q3和开关元件Q4之间的中间点(开关元件Q3的发射极和开关元件Q4的集电极之间的连接点)的另一端。

升压转换器CNV2响应于用于使开关元件Q3和Q4中的每个开关元件执行切换操作的PWM(脉冲宽度调制)方案中的控制信号PWMC2升压电池70上的电压VB，并且将升压的电压供应到正电极线路PL3和负电极线路NL1。此外，升压转换器CNV2可以响应于控制信号PWMC2降低从逆变器20供应的和流过正电极线路PL3和负电极线路NL1中的每一个的电压，用于对电池70充电。在本实施例中，假定升压转换器CNV1和CNV2具有相同的容量。

电流传感器75检测流过电抗器L1的电流IL1，并且将表示检测结果的信号输出到ECU 200。电流传感器76检测流过电抗器L2的电流IL2，并且将表示检测结果的信号输出到ECU 200。

电容器C2与升压转换器CNV1和CNV2中的每个升压转换器并联连接。从升压转换器CNV1或升压转换器CNV2供应的DC电压被电容器C2变平滑，并且随后被供应到逆变器20。

电压传感器24检测横跨电容器C2的两端的电压，即：正电极线路PL2和负电极线路NL之间的电压VH。随后，电压传感器24将表示检测结果的信号输出到ECU 200。

当逆变器20接收来自升压转换器CNV1和CNV2的电压VH时，此逆变器20基于控制信号PWMI将DC电压转换成AC电压从而使马达发电机MG1和MG2操作。因此，马达发电机MG1和MG2操作以便产生由它们各自的转矩命令值指定的转矩。逆变器20由多个开关元件(未示出)形成，所述多个开关元件中的每个开关元件响应于控制信号PWMI执行切换操作。

水温传感器78被设置在冷却装置(未示出)中，所述冷却装置被构造成冷却升压转换器CNV1和CNV2。除了升压转换器CNV1和CNV2之外，冷却装置可以被构造成至少冷却逆变器20和马达发电机MG1和MG2中的任一个。冷却装置包括散热器、水泵和冷却通道。

冷却水通过此冷却通道循环。操作水泵使冷却通道中的冷却水循环通过散热器。因此，当流过散热器时，冷却水的热量散发。水温传感器78检测循环通过冷却通道的冷却水的温度(将在下文中称作冷却水温度)Tw，并且将表示检测结果的信号输出到ECU 200。

ECU 200包括CPU(中央处理单元)和未示出的存储器。ECU 200被构造成基于存储在存储器中的映射和程序执行规定的计算过程。

在具有如上所描述的构造的车辆1中，当在车辆1的行驶期间不需要电压升压时，ECU 200使升压转换器CNV1和CNV2两者进入电压升压停止状态。ECU 200使开关元件Q1和Q3进入导通状态，并且使开关元件Q1和Q3进入断开状态。用这种方式，当开关元件Q1至Q4中的每个开关元件不执行切换操作时，升压转换器CNV1和CNV2中的每个升压转换器进入电压升压停止状态。

此外，例如，基于车辆1所需要的需要电力Pe，ECU 200判定是否需要电压升压。ECU 200基于加速踏板的压下量、车辆速度等计算车辆1所需要的需要电力Pe。ECU 200将计算的需要电力Pe除以电压VL，由此估计在不执行电压升压操作的时刻流过逆变器20的电流的大小(Pe/VL)。ECU 200判定估计的电流是否大于逆变器20的电流极限值。当估计的电流大于逆变器20的电流极限值时，ECU 200判定需要电压升压。例如，逆变器20的电流极限值是预定的值并且通过实验采用或设计调整。

当判定在车辆1的行驶期间需要电压升压时，ECU 200控制升压转换器CNV1和CNV2中的一个升压转换器使得电压VH被设定为基于需要电力Pe设定的目标电压VHt。将在下文中将这种控制称作电压控制。此外，将在下文将升压转换器中的被构造成执行电压控制的一个升压转换器称为主转换器，而将升压转换器中的不被构造成执行电压控制的另一个升压转换器称为次转换器。ECU 200使次转换器根据需要操作。当不能单独通过主转换器将需要电力Pe供应到逆变器20时，ECU 200使次转换器操作。

例如，当需要电力Pe超过能够从主转换器单独供应到逆变器20的电力时以及在将需要电力Pe供应到电气负载期间流过主转换器的电流的估计值超过极限值时，ECU 200判定不能将需要电力Pe从主转换器单独供应到逆变器20。

在此情况中，ECU 200使用次转换器从而执行用于在将需要电力Pe的一部分设定为目标电力的同时将电力供应到逆变器20的电力控制。

特别地，ECU 200控制次转换器使得与由预定的比(下文称作分配比)K表示的比例对应的需要电力Pe的电力(＝K×Pe)被从次转换器供应到逆变器20。用这种方式控制主转换器和次转换器，使得能够通过电压控制将大电力供应到逆变器20，并且还使得能够通过电力控制在两个升压转换器之间分配电力负载。因此，能够抑制流过升压转换器的电流超过极限值。

例如，ECU 200设定下面的控制模式来控制主转换器和次转换器。

换言之，当判定在车辆1的行驶期间需要电压升压时，ECU 200基于需要电力Pe选择控制模式中的一个控制模式，所述控制模式包括：单独电压升压模式，在单独电压升压模式中，主转换器单独操作；双重电压升压模式，在双重电压升压模式中，主转换器和次转换器操作。

例如，当需要电力Pe能够从主转换器单独供应到逆变器20时，ECU 200选择单独电压升压模式。此外，例如，在需要电力Pe从主转换器单独供应到逆变器20时，如果流过主转换器的电流的估计值超过电流极限值，则ECU 200选择双重电压升压模式。此外，即使ECU 200选择单独电压升压模式，它也可以基于损耗等选择双重电压升压模式。

当选择单独电压升压模式时，ECU 200执行使用主转换器的电压控制。此时，ECU 200控制其它升压转换器使得电抗器电流被设定为0。换言之，ECU 200使其它升压转换器的每个开关元件进入断开状态。

另一方面，当选择双重电压升压模式时，ECU 200也执行主转换器中的电压控制。此时，ECU 200控制次转换器使得与基于分配比K的量对应的需要电力Pe的电力从次分配器供应到逆变器20。

分配比K是大于0并且小于1的值，并且表示通过次转换器供应到逆变器20的电力和需要电力Pe之间的比值。例如，分配比K通过主转换器和次转换器的电路电阻之间的比计算。例如，假定将主转换器的电路电阻值定义为R1以及将次转换器的电路电阻值定义为R2，通过等式K＝R1/(R1+R2)计算分配比K。

在双重电压升压模式中，控制次转换器使得相对于车辆1需要的需要电力Pe，次转换器中的电力被设定为K×Pe。更加具体地，控制次转换器的操作使得通过将电流IL2与电压VL相乘获得的值被设定为分配电力K×Pe。通过这种方式，与需要电力Pe相等的电力被供应到逆变器20中时，(1-K)×Pe的电力从主转换器供应到逆变器20，并且K×Pe的电力从次转换器供应到逆变器20。在本实施中，例如，在分配比被设定为0.5的情况中，升压转换器CNV1和CNV2具有相同的容量。

图2是图示在两个升压转换器中执行的电压控制和电力控制的图。此外，在图2和后面描述的图3中的每一个图示的功能方框将被解释为具有由ECU 200通过软件处理实现的功能，但是这些功能可以通过例如硬件处理实现。

在双重升压模式中，执行电压控制从而控制输出电压VH以在执行电力控制的同时补偿来自目标电压VHt的电压偏差ΔV，从而控制来自次转换器的、待被设定为K×Pe的输出电力。此外，在本实施例中，通过控制次转换器使得次转换器的电抗器电流IL被设定为K×Pe/VL来实现电力控制。

参照图2，ECU 200包括：第一控制器210，所述第一控制器210被构造成控制来自主转换器的输出；第二控制器220，所述第二控制器220被构造成控制来自次转换器的输出；PWM控制单元230；载波产生单元240；第一基板单元252；和第二基板单元254。

第一基板单元252计算输出电压VH和目标电压VHt之间的电压偏差ΔV(ΔV＝VH-VHt)。通过执行用于补偿电压偏差ΔV的反馈控制(例如，PI控制)，第一控制器210计算主转换器的输出占空比DT1(将被简称为占空比DT1)。

第二基板单元254计算次转换器的电抗器电流IL和目标值K×Pe/VL之间的偏差ΔI(ΔI＝IL-K×Pe/VL)。通过执行用于补偿电流ΔI的反馈控制(例如，PI控制)，第二控制器220计算次转换器的输出占空比DT2(将被简称为占空比DT2)。

载波产生单元240产生用于控制主转换器的载波CW1和用于控制次转换器的载波CW2。

PWM控制单元230分别地通过PWM控制基于占空比DT1和载波CW1以及通过PWM控制基于占空比DT2和载波CW2产生控制信号PWMC1和PWMC2。

例如，当升压转换器CNV1用作主转换器时，PWM控制单元230通过PWM控制基于占空比DT1和载波CW1产生控制信号PWMC1，并且还通过PWM控制基于占空比DT2和载波CW2产生控制信号PWMC2。

另一方面，例如，当升压转换器CNV2用作次转换器时，PWM控制单元230通过PWM控制基于占空比DT1和载波CW1产生控制信号PWMC2，并且还通过PWM控制基于占空比DT2和载波CW2产生控制信号PWMC1。

例如，当执行如上所描述的操作时，假定主转换器固定为升压转换器CNV1和CNV2中的一个升压转换器。在此情况中，即使选择单独电压升压模式和双重电压升压模式中的任一个，当电压被升压至目标电压时，用于执行电压控制的主转换器也持续地操作。因此，当选择双重电压升压模式时，相比于根据需要操作的次转换器的操作时间段，主转换器的操作时间段可能增加。因此，在主转换器中的部件(例如，开关元件)等上的积累的应力比在次转换器中的部件上积累的应力大，其结果是主转换器可能相比次转换器更早劣化。

因此，在本实施例中，ECU 200被构造成执行下述操作。

具体地，ECU 200计算：第一应力值Va，所述第一应力值Va定量地表示由升压转换器CNV1的电压升压操作引起的以及在升压转换器CNV1中包括的部件中积累的应力；和第二应力值Vb，所述第二应力值Vb定量地表示由升压转换器CNV2的电压升压操作引起的以及在升压转换器CNV2中包括的部件中积累的应力。

当第一应力值Va小于第二应力值Vb时，ECU 200使用升压转换器CNV1执行上面描述的电压控制(即：将升压转换器CNV1设定为主转换器)，并且还使用升压转换器CNV2执行上面描述的电力控制(即：将升压转换器CNV2设定为次转换器)。

另一方面，当第二应力值Vb小于第一应力值Va时，ECU 200使用升压转换器CNV2执行上面描述的电压控制(即：将升压转换器CNV2设定为主转换器)，并且使用升压转换器CNV1执行上面描述的电力控制(即：将升压转换器CNV1设定为次转换器)。

用这种方式，由于将具有较小应力值的升压转换器用于电压控制，能够在升压转换器CNV1升压转换器CNV2之间均匀分配应力的积累。因此，抑制一个升压转换器中的劣化早于另一个升压转换器的劣化的发生变得可能。

图3是与用于基于应力值切换升压转换器的控制过程相关联的ECU 200的功能方框图。

如图3中所示出的，ECU 200包括计算单元202、判定单元204和开关单元206。

计算单元202被构造成计算第一应力值Va和第二应力值Vb。例如，计算单元计算升压转换器CNV1的元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw表示温度突变状态的次数的积分值作为第一应力值Va。温度突变状态意指在温差Ts-Tw变得大于阈值A之后，在从温差Ts-Tw变得等于或小于阈值A直至经历预定时间段的时间段中，温差Ts-Tw变为小于阈值B的状态。假定第一应力值Va是从车辆1被制造起累加的总值。可以使用温度传感器检测元件温度Ts，或可以基于开关元件Q1和Q2的操作时间、电流的大小等估计元件温度Ts。应注意，计算第二应力值Vb的方法和计算第一应力值Va的方法是相同的。将在随后描述计算应力值的方法的详细描述。

判定单元204判定升压转换器CNV1是否被设定为执行电压控制的升压转换器(主转换器)。换言之，判定单元204判定升压转换器CNV1被设定为主转换器还是升压转换器CNV2被设定为主转换器。

如果判定单元204判定升压转换器CNV1被设定为主转换器，则其判定第一应力值Va是否大于第二应力值Vb。

另一方面，如果判定单元204判定升压转换器CNV1不被设定为主转换器，则其判定第二应力值Vb是否大于第一应力值Va。

如果判定单元204判定升压转换器CNV1被设定为当前的主转换器，并且还判定第一应力值Va大于第二应力值Vb，则开关单元206将主转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2。在此情况中，开关单元206进一步将执行电力控制的升压转换器(次转换器)从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1。

在本实施例中，例如，在重新开始电压升压操作诸如在电压VH已经到达目标电压VHt之后或在已经应用再生制动器之后时，开关单元206在用于电压控制的升压转换器和用于电力控制的升压转换器之间切换。

在另一方面，当判定升压转换器CNV1不被设定为当前的主转换器，并且还判定第二应力值Vb大于第一应力值Va时，开关单元206将主转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1。在此情况中，开关单元206进一步将次转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2。

此外，当升压转换器CNV1被设定为主转换器时，并且当第一应力值Va等于或小于第二应力值Vb时，开关单元206维持主转换器和次转换器之间的关系而在不其间切换。可替代地，当升压转换器CNV2被设定为主转换器时，并且当第二应力值Vb等于或小于第一应力值Va时，开关单元206维持主转换器和次转换器之间的关系而不在其间切换。

将参照图4和图5在下文中详细描述如上所描述的计算应力值的方法。虽然已经参照图4和图5图示计算第一应力值Va的方法的示例，但是计算第二应力值Vb的方法也是一样的。因此，将不再重复其详细描述。

图4示出车辆1的行驶期间元件温度Ts和冷却水温度Tw的变化。在图4中，竖轴表示元件温度Ts或冷却水温度Tw而横轴表示时间。图4中由实线表示的曲线图图示升压转换器CNV1中的每个开关元件Q1和Q2的元件温度Ts的变化。图4中由虚线表示的曲线图图示冷却水温度Tw的变化。

如上所描述的，升压转换器CNV1的元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw示出温度突变的次数的积分值被计算为第一应力值Va。

当做出加速车辆1等的要求以增加需要电力Pe从而由此增加电压升压期间的目标电压时，流过升压转换器CNV1中的开关元件的电流增加，造成的结果是元件温度Ts上升。

在时刻T(0)，判定温差Ts-Tw大于阈值A。随后，当没有做出加速车辆1等的要求以减小需要电力Pe从而由此减小电压升压期间的目标电压时，流过升压转换器CNV1中的开关元件的电流减小，其结果是元件温度Ts下降。

当在从温差Ts-Tw变得等于或小于阈值A的时刻T(1)经历预定时间内的时刻T(2)判定温差Ts-Tw小于阈值B时，判定温度突变状态发生，并且“1”被增加到第一应力值Va。

相似地，通过用于随后增加或减少需要电力的升压转换器CNV1的操作再次改变元件温度Ts，并且在时刻T(3)，温差Ts-Tw变得大于阈值A。随后，在从温差变为等于或小于阈值A的时刻T(4)经历预定时间内的时刻T(5)，温差Ts-Tw改变为小于阈值B。此时，判定温度突变状态再次发生，并且随后“1”被进一步增加到第一应力值Va。

此外，如果，温差Ts-Tw在时刻T(6)变得大于阈值A，并且如果在从温差Ts-Tw变得等于或小于阈值A的时刻T(7)直到经历预定时间的时刻(8)的时间段期间的温差Ts-Tw不变得小于阈值B，则不做出对第一应力值Va的增加。

图5是图示用于计算第一应力值Va的控制过程的示例的流程图。此流程图在规定时段中重复地执行。

在步骤(在下文将缩写为S)10中，ECU 200判定升压转换器CNV1的元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw是否大于阈值A。通过此过程，判定元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw是否增加。如果判定温差Ts-Tw大于阈值A(在S10中为是)，则ECU 200使过程前进到S11。

在S11中，ECU 200开始时间测量。在S12中，ECU 200判定元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw是否小于阈值B。通过此过程，判定元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差是否减少。如果判定温差Ts-Tw小于阈值B(在S12中为是)，则ECU 200使过程前进到S14。在S14中，ECU 200将“1”增加到第一应力值Va。

然后，判定温差Ts-Tw是否大于阈值A(S10)。在此情况中，如果判定温差Ts-Tw等于或小于阈值A(在S10中为否)，则过程返回到S10。

此外，判定温差Ts-Tw是否小于阈值B。在此情况中，如果判定温差Ts-Tw等于或大于阈值B(在S12中为否)，则ECU 200在S16中判定从S11中开始的时间测量是否已经经历了预定时间。

预定时间用于判定温度逐渐改变并且不发生温度突变状态。此外，通过实验等提前调整预定时间。如果判定已经经历预定时间(在S16中为是)，则此过程结束。如果没有经历预定时间(在S16中为否)，则此过程前进至S18。

在S18中，ECU 200判定温差Ts-Tw是否大于阈值A。如果温差Ts-Tw大于阈值A(在S18中为是)，则ECU 200使过程前进至S11，用于再次开始时间测量。如果温差Ts-Tw等于或小于阈值A(在S18中为否)，则处理返回到S12，用于再次判定温度突变状态是否发生。

图6是图示第一实施例中的用于基于应力值切换升压转换器的控制过程的示例的流程图。此流程图在规定时段Ta中重复地执行。期望设定规定时段Ta使得主转换器和次转换器之间的切换不频繁地执行。

在S100中，ECU 200判定升压转换器CNV1是否被设定为主转换器，如果判定升压转换器CNV1被设定为主转换器(在S100中为是)，则过程前进至S102。

例如，为了关于如上所描述的主转换器的判定，每次主转换器切换到升压转换器CNV1时，ECU 200使用设定为导通状态的标识。例如，如果标识被设定为导通状态，则ECU 200判定升压转换器CNV1被设定为主转换器。如果标识被设定为断开状态，则ECU 200判定升压转换器CNV1不被设定为主转换器，即，升压转换器CNV2被设定为主转换器。

在S102中，ECU 200判定第一应力值Va是否大于第二应力值Vb。该过程通过在升压转换器CNV1中积累的应力是否多于在升压转换器CNV2中积累的应力判定。如果ECU 200判定第一应力值Va大于第二应力值Vb(在S102中为是)，则过程前进到S104。

在S104中，ECU 200将主转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2。在S106中，ECU 200将次转换从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1。

此外，如果判定第一应力值Va等于或小于第二应力值Vb(在S102中为否)，则ECU 200结束此过程。

另一方面，在S100中，如果判定升压转换器CNV1不被设定为当前的主转换器，即，如果判定升压转换器CNV2被设定为当前的主转换器(在S100中为否)，则过程前进到S108。

在S108中，ECU 200判定第二应力值Vb是否大于第一应力值Va。通过此过程，判定在升压转换器CNV2中积累的应力是否比在升压转换器CNV1中积累的应力大。如果ECU 200判定第二应力值Vb大于第一应力值Va(在S108中为是)，则过程前进至S110。

在S110中，ECU 200将主转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1。在S112中，ECU将次转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2。

此外，如果判定第二应力值Vb等于或小于第一应力值Va(在S108中为否)，则ECU结束此过程。

参照图7，将在下文基于上面描述的结构和流程图给出关于包括在根据本发明的实施例的电源装置2中的ECU 200的操作的解释。

图7示出第一应力值Va和第二应力值Vb的变化。在图7中，竖轴表示应力值而横轴表示时间。此外，第一应力值Va和第二应力值Vb比较的时刻不必与主转换器和次转换器切换的时刻相同。然而，为了解释的便利，在参照图7的描述中，假定这两个时刻是相同的。

例如，假定升压转换器CNV1被设定为当前的主转换器而升压转换器CNV2被设定为次转换器。此外，假定第一应力值Va大于第二应力值Vb。

例如，如果在将需要电力Pe从主转换器供应到逆变器20期间流过主转换器的电流不超过极限值，则选择单独电压升压模式

如果选择单独电压升压模式，则用作次转换器的升压转换器CNV2中的每个开关元件Q3和Q4被维持在断开状态。因此，第二应力值Vb不从Vb(0)增加。另一方面，执行电压升压操作的升压转换器CNV1用作主转换器。因此，每次温差Ts-Tw表示温度突变状态时，第一应力值Va增加。

当在时刻(11)执行图6中示出的控制过程时，升压转换器CNV1被设定为主转换器(在S100中为是)。因此，如果判定第一应力值Va(0)大于第二应力值Vb(0)(在S102中为是)，则主转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2(S104)。此外，次转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1(S106)。应注意，上面描述的切换在电压升压操作如上面所描述地重新开始时执行。

在主转换器已经切换到升压转换器CNV2之后，升压转换器CNV1中的每个开关元件Q1和Q2被维持在断开状态。因此，第一应力值Va不从Va(0)增加。另一方面，升压转换器CNV2作为主转换器执行电压升压操作。因此，每次温差Ts-Tw表示温度突变状态时，第二应力值Vb增加。

在从时刻T(11)已经经历规定时段Ta的时刻T(12)，再次执行图6中示出的控制过程。此时，升压转换器CNV2被设定为主转换器(在S100中为否)。因此，如果判定第二应力值Vb(1)大于第一应力值Va(0)(在S108中为是)，则主转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1(S110)。此外，次转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2(S112).

随后，在从时刻T(12)已经经历规定时段Ta的时刻T(13)，再次执行图6中示出的控制过程。此时，升压转换器CNV2被设定为主转换器(在S100中为是)。因此，如果判定第一应力值Va(1)大于第二应力值Vb(1)(在S102中为是)，则主转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2(S104)。此外，次转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1(S106)。

此外，已经通过关于连续地选择单独电压升压模式的情况的示例做出上面的描述，然而该情况不同于连续地选则双重电压升压模式的情况，其中主转换器的应力值增加而次转换器的应力值也增加。然而，在这两种情况中，具有较低应力值的转换器被同样设定为主转换器。因此，将不再重复其详细描述。

如上所描述的，在根据本实施例的电源装置中，将具有较小应力值的升压转换器用于电压控制，使得能够在升压转换器CNV1和CNV2之间分配应力的积累。因此，能够抑制一个升压转换器中的劣化早于另一个升压转换器中的劣化发生。因此，提供能够抑制在多个升压转换器中发生不均匀劣化的电源装置变得可能。

升压转换器CNV1和CNV2被构造成具有相同容量，由此消除在切换转换器前后的电压升压操作中改变在包括电压控制和电力控制的每个控制中的控制命令值等的必要，使得能够实现流畅的切换。

此外，例如因为电容器C2根据电流的变化充电/放电，所以电压VH的改变可以延迟。因此，电力控制中的目标值的收敛性高于电压控制中的目标值的收敛性。因此，稳定了来自次转换器的输出电力，并且由于扰动等造成的波动被主转换器吸收。因此，能够抑制在次转换器中的应力的产生。因此，具有较小应力值的转换器被设定为主转换器，使得能够在主转换器和次转换器之间分配应力的积累。

随后将在下文中描述变型。

虽然已经通过关于将本发明应用到图1中示出的混合动力车辆1的情况的上面描述的实施例的示例给出解释，但本发明能够应用到的车辆不限于混合动力车辆，而是可以是例如没有发动机的电动车辆。

虽然已经通过关于装备有电池70的车辆1的情况的上述实施例中的示例给出解释，但是电池70可以是除了二次电池之外的电源装置。例如，可以采用电容器替代二次电池。

在上面描述的实施例中，已经关于在车辆1的行驶期间，将在升压转换器中包括的部件中积累的应力值彼此比较，并且在电压升压操作重新开始时切换升压转换器的情况给出解释。然而，例如，可以在车辆1处于允许行驶状态之前的行驶准备状态时将应力值彼此比较。随后，可以根据比较结果切换升压转换器，并且在此之后，车辆1可以进入允许行驶状态。

在上面描述的实施例中，已经关于将元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw表示突变状态的次数的积分值计算为应力值的情况给出解释。然而，例如，将元件温度Ts和替代冷却水温度Tw的发动机室内的环境温度之间的温差表示突变状态的次数的积分值计算为应力值。

在上面描述的实施例中，已经关于将元件温度Ts和冷却水温度Tw之间的温差Ts-Tw表示突变状态的次数的积分值计算为应力值的情况给出解释。然而，应力值不限于温差Ts-Tw表示突变状态的次数的积分值。例如，可以基于下述内容中的至少一个计算应力值：开关元件在电压升压操作期间的温度突变次数；电压升压操作的持续时间；在升压转换器用于电压控制的状态下车辆的行驶距离；在升压转换器用于电压控制的状态下的车辆的启动次数。

虽然已经在上面描述的实施例中关于应力值作为自车辆1被制造起累加的总值的情况给出解释，但是，例如，每次车辆1启动时，应力值可以被重新设定到初始值(例如，零)。

在上面描述的实施例中，已经关于在电压VH已经到达目标电压VHt之后，在电压升压操作重新开始的时刻执行用于电压控制的转换器和用于电力控制的升压转换器之间的切换的情况给出解释。然而，切换时刻不限于上面描述的时刻。例如，可以在车辆1启动时执行切换。可替代地，电压控制和电力控制可以在维持电力分配比的同时逐渐地切换。例如，可以将次转换器的控制命令值改变到与主转换器的控制命令值对应的值，并且在此之后，可以将主转换器的控制命令值切换到与改变之前的次转换器的控制命令值对应的值。

在上面描述的实施例中，已经关于升压转换器CNV1和CNV2具有相同的容量的情况给出解释，但是例如。升压转换器CNV1和CNV2可以具有不同的容量。在此情况中，主转换器和次转换器中的电流极限值在切换前后改变。因此，期望基于改变之后的电流极限值改变在电压升压操作期间包括电压控制和电力控制的每个控制中的分配比和控制命令值。

此外，上面描述的变型可以以其全部或一部分的组合实施。

<第二实施例>

将在下文描述根据第二实施例的电源装置。关于ECU 200的操作，特别地，关于图3中示出的功能框图中的判定单元204和开关单元206的操作，根据本实施例的电源装置2不同于根据上面描述的第一实施例的电源装置2。除了上面描述的内容之外的构造与根据上面描述的第一实施例的电源装置2的构造相同。因此，其附图标记也是相同的。其功能也是相同的。因此，其详细描述将不再重复。

在上面描述的第一实施例中，已经关于在每经历规定时段Ta就执行图6中示出的控制过程的情况给出解释。然而，如果此规定时段Ta被设定为长，则当在短时间段中执行引起应力值突然增加的操作时，可能不能够在升压转换器CNV1和CNV2之间正确地分配应力。因此，规定时段Ta优选地短。另一方面，如果此规定时段Ta被设置为短，则可能在执行电压控制的升压转换器和执行电力控制的升压转换器之间发生频繁切换。

因此，在本实施例中，禁止主转换器和次转换器之间的切换直至在主转换器的应力值和次转换器的应力值之间产生一定程度的差，由此防止频繁切换的发生。特别地，即使第二应力值Vb大于第一应力值Va，但是当第一应力值Va和第二应力值Vb之间的差小于阈值α(将在下文也称作余量α)时，ECU 200也不执行从使用升压转换器CNV2的电压控制到使用升压转换器CNV1的电压控制之间的切换。

此外，即使第一应力值Va大于第二应力值Vb，但是当第一应力值Va和第二应力值Vb之间的差小于余量α时，ECU 200也不执行从使用升压转换器CNV1的电压控制到使用升压转换器CNV2的电压控制之间的切换。

在本实施例中，余量α是预定值，余量α是被设定成防止在执行电压控制的升压转换器和执行电力控制的升压转换器之间的频繁切换的发生的值。此外，通过实验等调整此余量α。

图8是图示第二实施例中的用于基于应力值切换升压转换器的控制过程的示例的流程图。在规定时段中重复执行此流程图。

此外，图8中的流程图中的S100、S104、S106、S110、和S112中的过程和图6中的流程图中的S100、S104、S106、S110、和S112中的过程是相同的。因此，其详细描述将不再重复。

如果判定升压转换器CNV1被设定为主转换器(在S100中为是)，则ECU 200判定在S200中第一应力值Va是否大于通过将余量α增加到第二应力值Vb获得的值。如果判定第一应力值Va大于通过将余量α增加到第二应力值Vb获得的值(在S200中为是)，则过程前进至S104。如果第一应力值Va不大于通过将余量α增加到第二应力值Vb获得的值(在S200中为否)，则此过程结束。

如果判定升压转换器CNV1不被设定为主转换器(在S100中为否)，即如果判定升压转换器CNV2被设定为主转换器，则在S202中，ECU 200判定第二应力值Vb是否大于通过将余量α增加到第一应力值Va获得的值。如果判定第二应力值Vb大于通过将余量α增加到第一应力值Va获得的值(在S202中为是)，则过程前进至S110。如果第二应力值Vb不大于通过将余量α增加到第一应力值Va获得的值(在S202中为是)，则此过程结束。

参照图9，将在下文基于上面描述的结构和流程图，关于包括在根据本实施例的电源装置2中的ECU200操作给出说明。

图9示出第一应力值Va和第二应力值Vb的变化。在图9中，竖轴表示应力值而横轴表示时间。此外，第一应力值Va和第二应力值Vb比较的时刻不必与主转换器和次转换器切换的时刻相同。然而，为了便于解释，在参照图9的描述中，假定这两个时刻是相同的。

例如，假定升压转换器CNV1被设定为主转换器并且升压转换器CNV2被设定为次转换器。

例如，当选择单独电压升压模式时，升压转换器中CNV2中的每个开关元件Q3和Q4被维持在断开状态，这样的结果是第二应力值Vb不从Vb(0)增加。另一方面，由于升压转换器CNV1作为主转换器执行电压升压操作，所以每次温差Ts-Tw表示温度突变状态时，第一应力值Va增加。

在时刻(14)，升压转换器CNV1被设定为主转换器(在S100中为是)。因此，如果判定第一应力值Va(0)大于通过将余量α增加到第二应力值V(b)获得的值(在S200中为是)，则主转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2(S104)。此外，次转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1(S106)。

在主转换器切换到升压转换器CNV1之后，升压转换器CNV2中的每个开关元件Q1和Q2被维持在断开状态。因此，第一应力值Va不从Va(0)增加。另一方面，升压转换器CNV2作为主转换器执行电压升压操作。因此，每次温差Ts-Tw表示温度突变状态，第二应力值Vb增加。

升压转换器CNV2在T(15)时刻被设定为主转换器(在S100中为否)。因此，如果判定第二应力值Vb(1)大于通过将余量α增加到第一应力值Va(0)获得的值(在S202中为是)，则主转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1(S110)。此外，次转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2(S112)。

随后，升压转换器CNV1在时刻T(16)被设定为主转换器(在S100中为否)。因此，如果判定第一应力值Va(1)大于通过将余量α增加到第二应力值Vb(1)获得的值(在S200中为是)，则主转换器从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2(S104)。此外，次转换器从升压转换器CNV2切换到升压转换器CNV1(S106)。

如上所描述的，在根据本实施例的电源装置中，如已经在上面描述的第一实施例中描述的，使用具有定量地表示积累在升压转换器的部件中的应力的较小应力值的升压转换器执行电压控制。因此，能够在升压转换器CNV1和CNV2之间均等地分配应力的积累。因此，能够抑制一个升压转换器中的劣化早于另一个升压转换器中的劣化发生。因此，提供能够抑制不平衡劣化在多个升压转换器中的发生的电源装置变得可能。

此外，即使第二应力值Vb大于第一应力值Va，但当第一应力值Va和第二应力值Vb之间的差的大小小于余量α时，也不执行从使用升压转换器CNV2的电压控制到使用升压转换器CNV1的电压控制的切换。此外，即使第一应力值Va大于第二应力值Vb，但当第一应力值Va和第二应力值Vb之间的差的大小小于阈值α时，也不执行从使用升压转换器CNV1的电压控制到使用升压转换器CNV2的电压控制的切换。因此，能够抑制执行电压控制的升压转换器和执行电力控制的升压转换器之间的频繁切换的发生。

此外，在上面描述的实施例中，余量α已经被解释为预定值，但是可以根据应力值的增加改变。例如，余量α可以被设定为根据升压转换器CNV1和CNV2中的应力值中的至少一个应力值的增加减小。通过这种方式，能够根据劣化的进程更加均等地分配应力。因此，能够抑制升压转换器的寿命的缩短。可以替代地，如果升压转换器CNV1和CNV2之间的容量或容差不同，则可以根据主转换器是升压转换器CNV1还是升压转换器CNV2而将余量α设定为具有不同的值。

在上面描述的实施例中，已经关于基于余量α与第一应力值Va和第二应力值Vb之间的差的大小比较的结果在执行电压控制的升压转换器和执行电力控制的升压转换器之间的切换的情况给出解释。然而，例如，如果主转换器是升压转换器CNV1，则主转换器可以在第一应力值Va增加预定值的时刻从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2。可替代地，如果主转换器是升压转换器CNV2，则主转换器可以在第二应力值Vb增加预定值的时刻从升压转换器CNV1切换到升压转换器CNV2。

虽然已经如上描述的本发明的实施例，但是应当理解本文公开的实施在各方面是说明性的并且是非限制性的。本发明的范围被各项权利要求限定，并且旨在包括在与各项权利要求等同的含义和范围内的任何变型。