改变电力命令值Pa*和Pb*，并且程序控制进行到步骤S16。
[0229]在此之后，在步骤S16，控制器40确定DC电源10a的实际电力Pa_act是否小于电力命令值Pa*。通过计算Pa_act = Ia(或ILa)X Va，获得实际电力Pa_act。该处理执行为图21中的电力比较器130的功能。当步骤S16的判定为肯定时，处理进行到步骤S18，或当步骤S16的判定为否定时，终止过电力避免控制处理。
[0230]当在步骤S16断定DC电源10a的实际电力Pa_act小于电力命令值Pa*时(步骤S16为是)，在步骤S18，控制器40确定DC电源10b的实际电力Pb_act是否等于或大于电力阈值β。该处理也执行为图21中的电力比较器130的功能。通过计算Pb_act = Ib (或ILb)X Vb，获得实际电力Pb_act。当DC电源10b的实际电力Pb_act等于或大于电力阈值β时(步骤S18为是)，在步骤20，允许用于电力增加侧的反馈控制。相反，当DC电源10b的实际电力Pb_act小于电力阈值β时(步骤S18为否)，在步骤S22，禁止用于电力增加侧的反馈控制。在这种情况下，禁止用于DC电源10a的电力增加侧的反馈控制。
[0231]当禁止用于DC电源10a的电力增加侧的反馈控制时，电力转换器50执行用于DC电源10b的DC/DC转换(升压操作)，并且将DC电源10a的实际电力Pa_act调节到当前值或更小，直到实际电力Pb_act变得等于或大于电力阈值β为止。因此，能禁止用于增加电力命令值Pa* ( = ΡΗ*- α )的控制，使得在电力转换器50相对于DC电源10b的响应滞后的时期期间，能从DC电源10a输出DC电源10b的不足的输出电量。因此，能避免DC电源10a的电力分配比k的增加超出上限kuplim，因此，能有效地抑制DC电源10a的过放电的发生。
[0232]已经说明使仅升压DC电源10a的输出来补偿负荷电力PL的aB模式转变到PB模式的例子，然而，在相对情况下，即，在使仅升压DC电源10b的输出来补偿负荷电力PL的bB模式转变到PB模式的情况下，通过设定DC电源10a的电力命令值Pa*等于或大于下限值，以与将电力分配比k保持在预定范围内的相同方式，也执行过电力避免控制，使得能抑制DC电源10b的过电力发生。
[0233]还已经给出了用于通过DC电源10a和10b输出电力的情形的说明。然而，采用过电力避免控制的情形不限于上述情形，并且在将再生电力从负荷30输入到DC电源10a和10b的情况下，该处理还用于避免DC电源10a和100b过充电。
[0234]图23A、23B和23C是图示执行参考图22所述的过电力避免控制的图；图23六是示出用于DC电源10a的电力命令值Pa*和实际电力Pa_act的变化的图，图23B是示出升压比的变化的图，以及图23C是示出用于DC电源10b的电力命令值Pb*和实际电力Pb_act的变化的图。这些例子还示出使用于仅通过升压DC电源10a的输出供应负荷电力PL的aB模式转变到通过升压两个DC电源10a和10b的输出供应负荷电力PL的PB模式的情形。
[0235]参考图23A，通过电源系统1，采用aB模式，直到达到时间tl为止，并且基本上与电力命令值Pa*的增加一致，增加实际电力Pa_act。
[0236]当在时间tl，由DC电源10a输出的实际电力Pa_act已经达到由电力管理单元100 (图18)设定的放电极限Paout时，仅通过使用DC电源10a，不能输出超出该电平的电量。因此，控制器40执行电力分配并且允许DC电源10b也输出该电力，使得能通过使用两个DC电源10a和10b，输出总电力PHo
[0237]此时，如图23A和23C所示，将DC电源10a的电力命令值Pa*设定成ΡΗ*_ α，并且将DC电源10b的电力命令值Pb*设定成下限电力α (图22的步骤S13)。在图23Α中，点划线表示在时间tl，DC电源10a的电力命令值Pa*从Pa_out改变成ΡΗ*- α ( = γ )，此后，稳定保持至少直到达到时间t2为止的状态。
[0238]当以这种方式，将电力分配到两个DC电源10a和10b，并且还通过DC电源10b开始电力的供应到时，减小由DC电源10a输出的实际电力Pa_act，同时增加由DC电源10b输出的实际电力Pb_act。然而，因为由电力转换器50执行的升压操作的响应滞后，在由DC电源10b输出的实际电力Pb_act达到电力命令值Pb*前要求特定时间段(例如几百毫秒)。当在特定时段期间执行用于DC电源10a的电力反馈控制时，由DC电源10a和10b供应的实际电力的总和(Pa_act+Pb_act)小于总电力命令值PH*，因此，执行控制操作来从DC电源10a供应不足的电力。然后，存在可能从DC电源10a获得超出放电极限Paout的电量，并且过放电可能发生的可能性。
[0239]在该实施例中，因此，禁止用于增加DC电源10a的输出电力的侧的反馈控制，直到DC电源10b的实际电力Pb_act达到电力阈值β的时间t2为止(图22的步骤S22)。因此，能抑制或防止DC电源10a的过放电的发生。在时间t2后，允许用于DC电源10a的电力增加侧的反馈控制(图22的步骤S20)，并且执行正常的反馈控制。
[0240]如上所述，根据该实施例的电源系统1，能使DC电源10b的输出电力Pb保持在α彡Pb彡γ的范围中。此外，在与上述例子相对的情形中，其中，用于使升压仅DC电源10b的输出来向负荷30供应电力的bB模式转变到用于通过使用两个DC电源10a和10b供应电力的PB模式，能使DC电源10a的输出电力Pa保持在范围α彡Pa彡γ中。因此，使电力分配比k保持在klwlim ^ k ^ kuplim的范围中。此外，该控制处理也应用于供应电力来充电DC电源10a和10b的情形。因此，根据该实施例，适当地执行用于DC电源10a和10b的电力分配，能有效地抑制DC电源10a和10b的过电力(过充电和过放电)的发生。
[0241]本发明不限于上述实施例及其改进的桅，而是能在本发明的权利要求所述的主题范围及其等效范围内各种改变或改进。
[0242]例如，对本实施例中的电源系统1，已经描述了控制切换元件S1至S4的接通/断开状态，使得能将两个DC电源10a和10b与电力线20的连接改变成串联连接或并联连接。然而，本发明不限于该电源系统。本发明可以应用于如图24所示的电源系统1A，其中，为各个DC电源10a和10b提供单独可控的电力转换器50a和50b，以及通过电力转换器50a和50b，使DC电源10a和10b并联连接到电力线20。
[0243]如图24所示，用于DC电源10a的电力转换器50a包括:一端连接到DC电源10a的正极端子的电抗器L1 ;用作连接在电力线20和与电抗器L1的另一端相连的节点N5之间的上臂元件的切换元件S5，以及用作连接在节点N5和地线21之间的下臂元件的切换元件S6。此外，二极管D5和D6以并向并联的方式连接到切换元件S5和S6。
[0244]相反，用于DC电源10b的电力转换器50b包括:一端连接到DC电源10b的正极端子的电抗器L2 ;用作连接在电力线20和与电抗器L2的另一端相连的节点N7之间的上臂元件的切换元件S7，以及用作连接在节点N7和地线23之间的下臂元件的切换元件S8。此夕卜，二极管D7和D8以反向并联的方式连接到切换元件S7和S8，并且电力线22连接到DC电源10a侧上的电力线20，而地线23连接到DC电源10a侧上的地线21。
[0245]根据图24所示的电源系统1A，DC电源10a和10b的连接不能改变成串联连接。因此，对该实施例，在图3所示的操作模式中，不能采用SB模式和SD模式，而是能应用其他操作模式，并且以与在该实施例中相同的方式，执行电力转换器控制和过电力避免控制。
[0246]在电源系统1A中，可以去除电力转换器50b，并且可以将DC电源10b直接连接到电力线20和地线21。在这种情况下，也能执行由电源系统1采用的PBD模式。
[0247]参考符号列表
[0248]1、1A电源系统
[0249]10a、10b DC 电源
[0250]11a、lib 电压传感器
[0251]12a、12b 电流传感器
[0252]20、22 电力线
[0253]21、23 地线
[0254]30 负荷
[0255]32逆变器
[0256]35电动发电机
[0257]36驱动力传输齿轮
[0258]37驱动轮
[0259]40控制器
[0260]50、50a、50b 电力转换器
[0261]80-89 电流路径
[0262]100 电力管理单元
[0263]110过电力避免控制单元
[0264]120电力命令采集单元
[0265]130 电力比较器
[0266]140 电力命令改变单元
[0267]150反馈控制切换单元
[0268]200 电力控制单元
[0269]210偏差计算单元
[0270]220控制运算单元
[0271]230第一限制器
[0272]240 电力分配单元
[0273]250循环电力加法单元
[0274]260第二限制器
[0275]270减法单元
[0276]300、310 电力控制单元
[0277]302,312电力命令生成器
[0278]304、314偏差计算单元
[0279]306、316控制运算单元
[0280]308、318 FF 加法单元
[0281]400 PWM控制单元
[0282]410载波发生器
[0283]CH平滑电容器
[0284]D1-D8 二极管
[0285]Ia、Ib、ILa、ILb 电流
[0286]Ia*、Ib* 电流命令值
[0287]k电力分配比
[0288]klwlim电力分配比的下限
[0289]kuplim电力分配比的上限
[0290]L1、L2 电抗器
[0291]N1、N2、N3、N5、N7 节点
[0292]Pa、Pb输出电力
[0293]Pa*、Pb* 电力命令值
[0294]Pa_cut、Pb_cut 实际电力
[0295]Pain、Pbin 充电极限
[0296]Paout、Pbout 放电极限
[0297]Par 电力
[0298]PH、PHr 总电力
[0299]PH*总电力命令值
[0300]PHmax电力的上限或最大值
[0301]PHmin 电力的下限
[0302]Pr循环电力或循环电力值
[0303]Ra、Rb 内电阻
[0304]S1-S8切换元件
[0305]SDa、SDb、SDc控制脉冲信号
[0306]SG1-SG4 控制信号
[0307]Ta、Tb 温度
[0308]Va、Vb 电压
[0309]VH输出电压或系统电压
[0310]VH*电压命令值
[0311]VHmax上限电压
[0312]VHrq负荷要求电压
[0313]VR1-VR3 电压范围
[0314]AVH电压偏差
[0315]α、β 电力阈值
【主权项】
1.一种电源系统，包括: 负荷； 电力线，所述电力线被连接到所述负荷； 第一和第二 DC电源，所述第一和第二 DC电源能够向所述负荷供应电力； 电力转换器，所述电力转换器被连接在所述第一和第二 DC电源与所述电力线之间；以及 控制器，所述控制器用于控制所述电力转换器的操作， 其中，所述第一和第二 DC电源能够被并联连接到所述电力线， 其中，操作模式能够在第一操作模式和第二操作模式之间被切换，在所述第一操作模式中，仅所述第一和第二 DC电源中的一个输入或输出由所述负荷需求的电力，在所述第二操作模式中，由所述负荷需求的电力被分配为将分别由所述第一和第二 DC电源输入/输出的电力，并且所述第一和第二 DC电源输入和输出由此分配的电力，以及 其中，当开始所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变时，所述控制器将用于所述第一和第二 DC电源中的另一个的输入和输出电力命令值设定成等于或高于下限值，并且将用于所述第一和第二 DC电源的输入和输出电力命令值相对于由所述负荷需求的电力的比保持在预定范围内。2.根据权利要求1所述的电源系统，其中，所述控制器能够执行反馈控制来使所述第一和第二 DC电源的实际电力值接近所述输入和输出电力命令值，并且当在所述第二操作模式中，所述第一和第二 DC电源中的所述另一个的实际电力低于预定电力阈值时，所述控制器禁止用于增加所述第一和第二 DC电源中的所述一个的实际电力的反馈控制。3.根据权利要求2所述的电源系统，其中，当所述第一和第二DC电源中的所述另一个的实际电力低于所述预定电力阈值时，所述控制器禁止用于增加所述第一和第二 DC电源中的所述一个的实际电力的反馈控制，并且当所述第一和第二 DC电源中的所述另一个的实际电力等于或高于所述预定电力阈值时，所述控制器允许用于增加所述第一和第二 DC电源中的所述一个的实际电力的反馈控制。
【专利摘要】本发明涉及一种电源系统。电源系统包括：负荷；连接到负荷的电力线；能向负荷供应电力的第一和第二DC电源；连接在第一和第二DC电源与电力线之间的电力转换器；以及控制器，用于控制电力转换器的操作。当采用仅第一和第二电源中的一个的第一操作模式到采用第一和第二电源两者的第二操作模式的转变开始时，控制器将用于第一和第二DC电源的另一个的输入和输出电力命令值设定成等于或高于下限值，并且将用于第一和第二DC电源的输入和输出电力命令值相对于负荷需求的电力的比保持在预定范围内。
【IPC分类】H02J7/14, H02J7/34
【公开号】CN105305583
【申请号】CN201510430936
【发明人】光谷典丈
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年7月21日
【公告号】US20160028229