[發明專利]電源系統以及裝有電源系統的車輛

無效

• 申請號: 201180018478.1
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102834280A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 杉山義信;洪遠齡
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00;H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 郭曉華;楊曉光

技術領域

本發明涉及電源系統和裝有該電源系統的車輛，特別涉及用供自外部電源的電力對車輛搭載的蓄電裝置進行充電的充電控制。

背景技術

近些年來，作為對環境友好的車輛，裝有蓄電裝置（例如二次電池、電容器或類似物）并通過由存儲在蓄電裝置中的電力產生的驅動力進行推進的電動車輛受到了注意。例如，電動車輛包括電氣車輛、混合動力車、燃料電池車輛等。于是，提出了一種由具有高的發電效率的商用電源對這些電動車輛搭載的蓄電裝置進行充電的技術。

已經知道這樣的混合動力車：其能夠如同在電氣車輛的情況下一樣由車輛外部的電源（下面也簡稱“外部電源”）對車內的蓄電裝置進行充電（下面也簡稱為“外部充電”）。例如，已經知道所謂的插入式混合動力車，其能夠以這樣的方式使用普通家庭電源對蓄電裝置充電：安裝在房屋中的電源墻壁插座經由充電電纜連接到對于車輛設置的充電入口。通過這樣做，可望改進混合動力車的燃料消耗效率。

日本專利申請公開No.2009-027774（JP-A-2009-027774）介紹了一種技術，其用在裝有允許外部充電的電池的車輛中，在車輛運行期間，連續運行用于對電池的電壓進行降壓以便驅動輔機負載并對輔機電池進行充電的DC/DC轉換器，并在外部充電期間，間歇地運行DC/DC轉換器。

采用JP-A-2009-027774中介紹的技術，相比于DC/DC轉換器在外部充電期間恒定地受到驅動的情況，在由DC/DC轉換器進行電力轉換時的損耗可通過間歇運行來降低，故可以改進充電效率。

在車輛運行期間，這樣的DC/DC轉換器不僅對輔機電池充電，還驅動車輛的所有輔機負載，故使用相對較高功率的DC-DC轉換器。

然而，在外部充電期間，相比于車輛運行期間，較少數量的輔機負載受到驅動，故驅動DC/DC轉換器可表現出過剩的性能。在這樣的情況下，DC/DC轉換器的電力轉換效率由于低電力的電力轉換而變差。

發明內容

本發明提供了一種電源系統，其可由外部電源充電，并抑制外部充電期間的充電效率的減小，本發明還提供了裝有該電源系統的車輛。

本發明的第一實施形態涉及電源系統。電源系統包含：第一蓄電裝置；充電裝置，其用供自外部電源的電力對第一蓄電裝置進行充電；第二蓄電裝置，其用低于第一蓄電裝置的輸出電壓的電源電壓對輔機負載供電；第一轉換器，其降低供自第一蓄電裝置的電力的電壓，并將電源電壓供到輔機負載和第二蓄電裝置；第一控制器，其對充電裝置進行控制；第二轉換器，其具有與第一轉換器相比較小的容量，并使用供自外部電源的電力，用電源電壓對第一控制器供電，并對第二蓄電裝置充電；第二控制器，當電力從外部電源充入時，對第一轉換器以及第二轉換器進行控制，以便基于第二蓄電裝置的充電狀態和輔機負載的狀態有選擇地運行第一轉換器和第二轉換器中的任意一個。

在電源系統中，第一轉換器可具有這樣的特性：當第一轉換器的輸出電力下降為低于基準值時，第一轉換器的運行效率降低；并且，第二控制器可在需要高于基準值的電力時運行第一轉換器。

在電源系統中，當第二蓄電裝置的充電狀態低于或等于指示第二蓄電裝置的充電狀態的下限的第一閾值時，第二控制器可選擇停止第二轉換器并運行第一轉換器，一直到第二蓄電裝置的充電狀態變得高于或等于第二閾值，其中，第二閾值高于第一閾值，并且，當第一轉換器不運行時，第二控制器可選擇運行第二轉換器。

在電源系統中，輔機負載的狀態可包括由輔機負載消耗的電力，在由輔機負載消耗的電力低于能由第二轉換器輸出的電力時，第二控制器可選擇運行第二轉換器。

在電源系統中，第二轉換器可使用來自外部電源的電力，用電源電壓對第二控制器供電，當電力由外部電源充入時，第二控制器可對第一轉換器和第二轉換器進行控制，以便基于第二蓄電裝置的充電狀態和輔機負載、第一控制器與第二控制器的狀態有選擇地運行第一轉換器和第二轉換器中的任意一個，輔機負載、第一控制器與第二控制器的狀態可包括由輔機負載消耗的電力、由第一控制器消耗的電力、由第二控制器消耗的電力，當由輔機負載消耗的電力、由第一控制器消耗的電力以及由第二控制器消耗的電力的總和高于能由第二轉換器輸出的電力，由輔機負載消耗的電力和由第二控制器消耗的電力的總和低于能由第二轉換器輸出的電力，且第二蓄電裝置的充電狀態低于或等于指示第二蓄電裝置的充電狀態的下限的第一閾值時，第二控制器可選擇運行第二轉換器。

在電源系統中，第二控制器可包括推定單元，其基于輔機負載的使用狀態和使用計劃來推定由輔機負載消耗的電力。