[發明專利]電動車輛的電源系統及其控制方法

有效

• 申請號: 200880131781.0
• 申請日: 2008-10-31
• 公開（公告）號: CN102202931A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 山本雅哉;加藤紀彥;佐藤春樹
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L11/14;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/26;B60W20/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐健;段承恩

技術領域

本發明涉及電動車輛的電源系統及其控制方法，尤其涉及搭載有主蓄電裝置和多個副蓄電裝置的電動車輛的電源系統控制。

背景技術

作為考慮了環境的車輛，近年來開發實用化了電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等電動車輛。這些電動車輛搭載有產生車輛驅動力的電動機、以及具有蓄電裝置的用于供給電動機驅動電力的電源系統。

特別是，提出了通過車輛外部的電源(以下也稱為“外部電源”)對混合動力汽車的車載蓄電裝置進行充電的結構，在這些電動車輛中，要求延長能夠利用車載蓄電裝置的蓄電電力進行行駛的距離。以下也將通過外部電源對車載蓄電裝置進行的充電簡稱為“外部充電”。

例如，在日本特開2008-109840號公報(專利文獻1)和日本特開2003-209969號公報(專利文獻2)中，記載了并聯連接多個蓄電裝置(蓄電池)的電源系統。在專利文獻1和專利文獻2所記載的電源系統中，針對每個蓄電裝置(蓄電池)設置有作為充放電調整機構的電壓轉換器(converter)。與此相對，在日本特開2008-167620號公報(專利文獻3)中，記載了在搭載有主蓄電裝置和多個副蓄電裝置的車輛中設置有與主電源裝置對應的轉換器和由多個副蓄電裝置共用的轉換器的蓄電裝置的結構。根據該結構，能夠抑制裝置的部件的數量并能夠增大可蓄電的能量。

專利文獻1：日本特開2008-109840號公報；

專利文獻2：日本特開2003-209969號公報；

專利文獻3：日本特開2008-167620號公報。

發明內容

在專利文獻3所記載的電源裝置中，選擇性地將多個副蓄電裝置中的一個副蓄電裝置與轉換器連接，通過主電源裝置和所選擇的副蓄電裝置來供給車輛驅動用電動機的驅動電力。在這樣的電源裝置中，當使用中的副蓄電裝置的SOC(State?of?Charge，充電狀態)降低時，使新的副蓄電裝置與轉換器連接，通過依次使用多個副蓄電裝置來延長通過蓄電能量實現的行駛距離(EV(Electric?Vehicle)行駛距離)。但是，由于改變與轉換器連接的副蓄電裝置，因而存在副蓄電裝置的電壓、溫度等參數的值會不連續地發生變化的可能性。通常，在電動車輛行駛時的蓄電裝置的充放電控制中會使用這樣的參數。因此，當關于蓄電裝置的參數的值不連續地發生變化時，可能會對電動車輛的行駛產生影響。

本發明是為了解決這樣的問題而完成的發明，本發明的目的在于：在具有主蓄電裝置和多個副蓄電裝置并由多個副蓄電裝置共用電壓轉換器(converter)的結構的電源系統中，恰當地進行用于改變所使用的副蓄電裝置的連接切換處理。

本發明的一種方式是一種電動車輛的電源系統，所述電動車輛搭載有產生車輛驅動功率的電機，所述電源系統具備：主蓄電裝置；供電線；第一電壓轉換器；相互并聯設置的多個副蓄電裝置；第二電壓轉換器；連接部；切換控制裝置。供電線構成為向驅動控制電機的變換器進行供電。第一電壓轉換器設置在供電線與主蓄電裝置之間，構成為進行雙向的電壓轉換。第二電壓轉換器其設置在多個副蓄電裝置與所述供電線之間，構成為在多個副蓄電裝置中的一個副蓄電裝置與供電線之間進行雙向的電壓轉換。連接部設置在多個副蓄電裝置與第二電壓轉換器之間，構成為選擇性地將多個副蓄電裝置中的被選擇了的副蓄電裝置與第二電壓轉換器連接。切換控制裝置控制多個副蓄電裝置與第二電壓轉換器之間的選擇性的連接。切換控制裝置包括：切換判定部；第一電力限制部；切換控制部；第二電力限制部。切換判定部構成為基于多個副蓄電裝置各自的充電狀態來判定是否需要切換被選擇了的副蓄電裝置。第一電力限制部構成為在通過切換判定部判定為需要切換被選擇了的副蓄電裝置的情況下，使被選擇了的副蓄電裝置的輸入輸出電力上限值連續地減少至零。切換控制部構成為在輸入輸出電力上限值達到了零時，切換多個副蓄電裝置和第二電壓轉換器之間的連接。第二電力限制部構成為在通過切換控制部切換了多個副蓄電裝置和第二電壓轉換器(12B)之間的連接后，使輸入輸出電力上限值連續地上升至與新與第二電壓轉換器連接了的副蓄電裝置的充電狀態對應的值。

優選的是，切換控制裝置還包括數據修正部。數據修正部構成為在切換多個副蓄電裝置和第二電壓轉換器之間的連接的期間中執行修正處理，所述修正處理用于修正與被選擇了的副蓄電裝置相關的參數的值。數據修正部在執行修正處理時使參數的值從第一值連續地變化為第二值，所述第一值是與從第二電壓轉換器斷開的副蓄電裝置相關的值，第二值是與新連接了的副蓄電裝置相關的值。