电源系统技术方案

一种电源系统(30)具有电力转换器(33)和控制装置(36)，该电力转换器(33)具有多个开关元件(S1至S4)并且执行与第一和第二蓄电装置(31、32)的电力转换，该控制装置(36)控制电力转换器的操作，当电力转换器执行与一个蓄电装置的电力转换时，控制装置控制电力转换器改变两个开关元件中的一个开关元件的开关状态，同时保持两个开关元件中的另一个开关元件处于导通状态，两个开关元件中的每一个开关元件构成预定的臂元件，该预定的臂元件的开关状态应改变为执行与一个蓄电装置的电力转换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如具有被配置成执行与蓄电装置的电力转换的电力转换器的电源系统。
技术介绍
已知一种电力转换器，其被配置成通过改变开关元件的开关状态来执行与诸如二次电池、电容器等的蓄电装置的电力转换。特别地，提出了被配置成执行与多个蓄电装置的电力转换的电力转换器，如在专利文献1中公开的。像这样的电力转换器具有串联电连接的三个或更多个开关元件，作为用于执行与多个蓄电装置的电力转换的开关元件。例如，用于通过使用从两个蓄电装置输出的电力而移动的车辆的电力转换器具有串联电连接的四个开关元件，作为用于同时执行与两个蓄电装置的电力转换的开关元件。引文列表专利文献专利文献1：特开日本专利申请号2013-013234
技术实现思路
技术问题优选地在具有开关元件的电力转换器中减少开关元件的开关损耗。在专利文献1中，适当地改变第一载波信号和第二载波信号之间的相位差以减少开关损耗，其中第一载波信号用于控制与第一蓄电装置的电力转换，并且第二载波信号用于控制与第二蓄电装置的电力转换。在该情况下，通过适当地改变相位差使流过第一蓄电装置的电流和流过第二蓄电装置的电流彼此抵消。因此，开关损耗降低。专利文献1使用被配置成以下述操作模式操作的电力转换器，电力转换器通过该操作模式同时执行与第一蓄电装置的电力转换和与第二蓄电装置的电力转换。另一方面，电力转换器有时以下述操作模式操作，电力转换器通过该操作模式仅执行与第一蓄电装置的电力转换。然而，当电力转换器以该操作模式操作时，电力转换器不执行与第二蓄电装置的电力转换，并且因此电流不流过第二蓄电装置。因此，在开关元件上流过第一蓄电装置的电流和流过第二蓄电装置的电流彼此不抵消。因此，存在专利文献1中公开的控制方法不能够减少开关损耗的可能性。即使在其中电力转换器仅执行与第二蓄电装置的电力转换的情况下，存在专利文献1中公开的控制方法不能够减少开关损耗的可能性。在此所讨论的本专利技术要解决的主题包括作为一个示例的上述主题。因此，本专利技术的目的是提供一种电源系统，其能够减少以下述操作模式操作的电力转换器的开关损耗，电力转换器通过该操作模式执行与第一蓄电装置和第二蓄电装置中的一个蓄电装置的电力转换。问题的解决方案<1>本专利技术的电源系统的一个方面具有：第一蓄电装置；第二蓄电装置；电力转换器，其具有串联电连接的多个开关元件，该多个开关元件中的每一个开关元件位于第一电力转换路径和第二电力转换路径中的两者中，第一电力转换路径穿过第一蓄电装置并且用于执行与第一蓄电装置的电力转换，第二电力转换路径穿过第二蓄电装置并且用于执行与第二蓄电装置的电力转换；以及控制装置，其被配置成控制电力转换器的操作，其中当电力转换器以预定的模式操作时，电力转换器通过该预定的模式执行与第一蓄电装置和第二蓄电装置中的一个蓄电装置的电力转换，控制装置控制电力转换器以改变多个开关元件中的至少两个开关元件中的一个开关元件的开关状态，同时保持该至少两个开关元件中的另一个开关元件的开关状态处于导通状态，该至少两个开关元件中的每一个开关元件构成预定的臂元件，应改变该预定的臂元件的开关状态以便执行与一个蓄电装置的电力转换。根据本专利技术的电源系统的一方面，电力转换器能够在控制装置的控制下执行与第一蓄电装置和第二蓄电装置的电力转换。电力转换器具有用以执行与第一电力转换装置和第二电力转换装置的电力转换的多个开关元件。多个开关元件中的每一个开关元件位于穿过第一蓄电装置的第一电力转换路径中，并且用于执行与第一蓄电装置的电力转换。此外，除了第一电力转换路径之外，多个开关元件中的每一个开关元件还位于穿过第二蓄电装置的第二电力转换路径中，并且用于执行与第二蓄电装置的电力转换。此外，多个开关元件串联电连接。通过适当改变如上所述设置的多个开关元件的开关状态，电力转换器能够执行与第一蓄电装置和第二蓄电装置的电力转换。电力转换器能够以下述预定的模式操作，电力转换器通过该预定的模式执行与第一和第二蓄电装置中的一个蓄电装置的电力转换。例如，当其它蓄电装置的SOC(充电状态)过低或其它蓄电装置受制于输出限制(例如Wout限制)时，电力转换器能够以预定的模式操作。然而，电力转换器可以以下述操作模式操作，电力转换器通过该操作模式同时执行与第一蓄电装置的电力转换和与第二蓄电装置的电力转换。特别在该方面，控制装置控制电力转换器以下面所述的方式操作，主要为了减少以预定模式操作的电力转换器的开关损耗。具体地，电力转换器改变至少两个开关元件中的一个开关元件的开关状态，该至少两个开关元件中的每一个开关元件构成预定的臂元件，同时保持该至少两个开关元件中的另一个开关元件的开关状态处于导通状态。“预定的臂元件”是多个开关元件中的开关元件，期望改变该开关元件的开关状态以便执行与一个蓄电装置的电力转换。如下面详细所述，当从一个蓄电装置输出电力(即，一个蓄电装置放电)时，预定的臂元件是针对一个蓄电装置的下臂。另一方面，当向一个蓄电装置输入电力(即，一个蓄电装置充电)时，预定的臂元件是针对一个蓄电装置的上臂。由于电力转换器以上面所述的方式操作，所以在该方面开关的数量(开关状态的改变数量)小于在其中至少两个开关元件中的全部开关元件的开关状态同时或并行改变的情况下的开关的数量。因此，由于开关的数量的减少，开关损耗同样减少。特别在该方面，开关的数量的减少引起开关损耗的减少。即，不使用流过第一蓄电装置的电流和流过第二蓄电装置的电流的抵消，而开关损耗减少。因此，在该方面，即使当电力转换器以下述预定的模式操作时，开关损耗也有效地减少，电力转换器通过该预定的模式执行与一个蓄电装置的电力转换，并且不执行与另一个蓄电装置的电力转换。<2>在本专利技术的电源系统的另一方面，当电力转换器以预定的模式操作时，控制装置控制电力转换器交替执行第一操作和第二操作，通过第一操作使至少两个开关元件中的第二开关元件的开关状态改变，同时至少两个开关元件中的第一开关元件的开关状态保持处于导通状态，通过第二操作使第一开关元件的开关状态改变，同时第二开关元件的开关状态保持处于导通状态。根据该方面，在其中每一个构成预定的臂元件的至少两个开关元件中的一个开关元件的开关的数量和其中每一个构成预定的臂元件的至少两个开关元件中的另一个开关元件的开关的数量之间的差变得相对小。因此，有效地防止了其中每一个构成预定的臂元件的至少两个开关元件中的任何一个开关元件的过多热量生成。<3>根据本专利技术的电源系统的另一方面，当从一个蓄电装置输出电力时，预定的臂元件是针对一个蓄电装置的下臂，当向一个蓄电装置输入电力时，预定的臂元件是针对一个蓄电装置的上臂。根据该方面，当从一个蓄电装置输出电力时，其中的每一个构成针对一个蓄电装置的下臂的至少两个开关元件中的一个开关元件的开关状态改变，同时其中的每一个构成下臂的至少两个开关元件中的另一个开关元件的开关状态保持处于导通状态。因此，当从一个蓄电装置输出电力时，有效地减少了开关损耗。顺便说一下，从一个蓄电装置输出电力时的状态等效于一个蓄电装置放电的状态。当向一个蓄电装置输入电力时，其中的每一个构成针对一个蓄电装置的上臂的至少两个开关元件中的一个开关元件的开关状态改变，同时其中的每一个构成上臂的至少两个开关元件中的另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，包括：第一蓄电装置；第二蓄电装置；电力转换器，其具有串联电连接的多个开关元件，所述多个开关元件中的每一个开关元件位于第一电力转换路径和第二电力转换路径中的两者中，所述第一电力转换路径穿过所述第一蓄电装置并且用于执行与所述第一蓄电装置的电力转换，所述第二电力转换路径穿过所述第二蓄电装置并且用于执行与所述第二蓄电装置的电力转换；以及控制装置，其被配置成控制所述电力转换器的操作，其中当所述电力转换器以预定的模式操作时，所述电力转换器通过所述预定的模式执行与所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置中的一个蓄电装置的电力转换，所述控制装置控制所述电力转换器以改变所述多个开关元件中的至少两个开关元件中的一个开关元件的开关状态，同时保持所述至少两个开关元件中的另一个开关元件的开关状态处于导通状态，所述至少两个开关元件中的每一个开关元件构成预定的臂元件，所述预定的臂元件的开关状态应改变为执行与所述一个蓄电装置的所述电力转换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.18 JP 2014-0553791.一种电源系统，包括：第一蓄电装置；第二蓄电装置；电力转换器，其具有串联电连接的多个开关元件，所述多个开关元件中的每一个开关元件位于第一电力转换路径和第二电力转换路径中的两者中，所述第一电力转换路径穿过所述第一蓄电装置并且用于执行与所述第一蓄电装置的电力转换，所述第二电力转换路径穿过所述第二蓄电装置并且用于执行与所述第二蓄电装置的电力转换；以及控制装置，其被配置成控制所述电力转换器的操作，其中当所述电力转换器以预定的模式操作时，所述电力转换器通过所述预定的模式执行与所述第一蓄电装置和所述第二蓄电装置中的一个蓄电装置的电力转换，所述控制装置控制所述电力转换器以改变所述多个开关元件中的至少两个开关元件中的一个开关元件的开关状态，同时保持所述至少两个开关元件中的另一个开关元件的开关状态处于导通状态，所述至少两个开关元件中的每一个开关元件构成预定的臂元件，所述预定的臂元件的开关状态应改变为执行与所述一个蓄电装置的所述电力转换。2.根据权利要求1所述的电源系统，其中当所述电力转换器以所述预定的模式操作时，所述控制装置控制所述电力转换器交替执行第一操作和第二操作，通过所述第一操作，所述至少两个开关元件中的第二开关元件的开关状态改变，同时所述至少两个开关元件中的第一开关元件的开关状态保持处于所述导通状态，通过所述第二操作，所述第一开关元件的开关状态改变，同时所述第二开关元件的所述开关状态保持处于所述导通状态。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：加地雅哉，户村修二，石垣将纪，柳沢直树，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP