电源系统以及具备该电源系统的车辆技术方案

由于电感器(L1)维持非磁饱和直到达到使芯(CR1)磁饱和的电感 器电流#Is为止，因此维持电感值Z1。若电感器电流增加而超过#Is，则 电感器(L1)的电感值减小。另一方面，由于电感器(L2)维持非磁饱和 直到电感器电流Is为止，因此维持电感值Z2。分别包含电感器(L1)以 及电感器(L2)的转换器相互分担着向负载装置供给电力，以此减少与电 压变换动作有关的损耗，并且维持过渡稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有多个蓄电部的电源系统以及具备该电源系统的车辆， 特别涉及用于兼顾高效率性以及过渡稳定性的技术。
技术介绍
近几年，考虑到环境问题，像电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车 等以电动机为驱动力源的车辆受到瞩目。为了向电动机供给电力、在再生 制动时将运动能转换成电能来储存，这样的车辆搭载有由二次电池、电容 器等构成的蓄电部。在这样的以电动机为驱动力源的车辆中，为了提高加速性能、行驶持 续距离等行驶性能，希望使蓄电部的充放电容量变得更大。作为加大蓄电 部的充放电容量的方法，提出了搭载多个蓄电部的构成。例如，在美国专利第6608396号说明书中公开了对高电压车辆牵引系 统提供所期望的直流高电压水平的电动马达电源管理系统。该电动马达电 源管理系统具备多个电源级(stage)和控制器，上述多个电源级分别具有 电池和升压/降压直流-直流转换器(converter)且并联连接、向至少一个 变换器(inverter)提供直流电力；上述控制器控制多个电源级，使得多个 电源级的电池均等地进行充放电，从而多个电源级维持对至少一个变换器 的输出电压。另一方面，在搭载多个蓄电部的情况下，需要与各蓄电部对应的相同 数量的电压变换部(相当于上述的升压/降压直流-直流转换器)。在这样 的电压变换部中，由于产生与电压变换动作有关的损耗，因此希望尽量减 少这样的损耗。作为减少与电压变换动作有关的损耗的方法，在日本特开平09-219968号公报中公开了在轻负载的情况下能够减少消耗电力的升压型电 源装置。根据该升压型电源装置，具备在负载轻时显示出较大的电感值而 在负栽重时显示出较小的电感值的电感器切换单元。通常，像搭载在车辆上的电感器，由芯(磁心)和巻绕在芯上的线圏 构成，体积以及重量比较大，该芯由层叠的硅钢板等形成。因此，在搭载 如美国专利第6608396号说明书中公开的多个蓄电部的车辆中，从配置空 间以及搭载重量等的观点来看，不优选对多个电压变换部的各个，配置 根据负载进行切换的至少两个电感器。再有，由于搭载重量的增加，即使 与电压变换动作有关的损耗减少，也可以想到其效果被抵消掉。另一方面，为了减少与电压变换动作有关的损耗，也可以考虑使用高 效率的电感器。但是，这种高效率的电感器，由于被设计成减少产生于芯 上的磁滞损耗等，因此即使流向电感器的电流较少，在芯中也会出现磁饱 和。这种磁饱和的结果是，电感器的电感值变动，从而有可能出现过渡稳 定性下降这样的其它问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这样的问题而做出的，其目的在于提供兼顾高效 率性以及过渡稳定性的、具有多个蓄电部的电源系统以及具备该系统的车 辆。根据本专利技术的一种观点，本专利技术是具有各自被构成为能够充放电的多 个蓄电部的电源系统。该电源系统具备电力线，其被构成为能够在负载 装置和电源系统之间授受电力；和多个电压变换部，其各自被设置在多个 蓄电部和电力线之间，在对应的蓄电部和电力线之间进行电压变换动作。 多个电压变换部的各个，具有电感器；和开关电路，其被构成为能够控 制从对应的蓄电部流向电感器的电流，通过电感器中的电力的积蓄/释放的 反复进行，实现电压变换动作。多个电压变换部，由包括至少一个电压变 换部的第一组电压变换部和包括至少一个电压变换部的第二组电压变换部 构成。再有，包含在第一组以及第二组电压变换部中的电感器的各个，包7括随着电力的积蓄/释放而被磁化的芯，包含在第 一组电压变换部中的芯的各个，在流过该电感器的电流的范围内变成非磁饱和以及磁饱和的任一种； 包含在笫二组电压变换部中的芯的各个，在流过该电感器的电流的范围内能够维持非磁饱和。第一组以及第二组电压变换部，被构成为以相互分担 的方式向负载装置供给电力，根据本专利技术的一种观点，包含在第一组电压变换部中的芯的各个，在 流过电感器的电流的范围内成为非磁饱和以及磁饱和的任一种。另一方面， 包含在第二组电压变换部中的芯的各个，在流过电感器的电流的范围内能 够维持非磁饱和。因此，在第一组电压变换部的各个中，允许出现使电感器的使芯达到 磁饱和的电流，所以能够使用高效率且在较小的电流磁场内出现磁饱和的 电感器。因而，能够减少第一组电压变换部的各个中的与电压变换动作有 关的损耗。另一方面，在第二组电压变换部的各个中，由于电感器的芯维 持非磁饱和，因此电感器的电感值稳定。由此，能够维持第二组电压变换 部的各个中的电压变换动作的过渡稳定性。因而，能够减少电压变换部中 的与电压变换动作有关的损耗的同时，能够抑制过渡稳定性的下降。根据本专利技术的另 一种观点，本专利技术是具有各自被构成为能够充放电的 多个蓄电部的电源系统。该电源系统具备电力线，其被构成为能够在负载装置和电源系统之间授受电力；和多个电压变换部，其各自被设置在多 个蓄电部和电力线之间，在对应的蓄电部和电力线之间进行电压变换动作。 多个电压变换部的各个，具有电感器；和开关电路，其被构成为能够控 制从对应的蓄电部流向电感器的电流，通过电感器中的电力的积蓄/释放的 反复进行，实现电压变换动作。多个电压变换部，由包括至少一个电压变 换部的第一组电压变换部和包括至少一个电压变换部的第二组电压变换部 构成，包含在第一组以及第二组电压变换部中的电感器的各个，包括随着 电力的积蓄/释放而被磁化的芯；包含在第 一组电压变换部中的芯的各个， 与包含在第二组电压变换部中的芯相比，每单位体积的磁滞损耗小。第一 组以及第二组电压变换部，以相互分担的方式向负载装置供给电力。 根据本专利技术的另 一种观点，包含在第一组电压变换部中的芯的各个，8与包含在第二组电压变换部中的芯相比，每单位体积的磁滞损耗小。为此， 第一组电压变换部的各个能够减少与电压变换动作有关的损耗。另一方面， 第二组电压变换部的各个，与包含在第一组电压变换部中的芯相比，每单 位体积的磁滞损耗大，因此，难以在使芯磁饱和。由此，能够维持第二组 电压变换部的各个中的电压变换动作的过渡稳定性。因而，能够减少电压 变换部中的与电压变换动作有关的损耗的同时，抑制过渡稳定性的下降。优选的是，电源系统还具有用于使第一组电压变换部分担来自负载装 置的电力要求的稳定成分，并且使第二组电压变换部分担电力要求的变动 成分的分担电力决定部。更加优选的是，分担电力决定部，包括稳定成分提取部，其从电力 要求提取稳定成分；变动成分提取部，其从电力要求提取变动成分；第一 控制信号生成部，其根据由稳定成分提取部所提取的稳定成分，生成用于 控制第一组电压变换部中的开关电路的各个的控制信号；和第二控制信号生成部，其根据由变动成分提取部所提取的变动成分，生成用于控制第二 组电压变换部中的开关电路的各个的控制信号。更加优选的是，分担电力决定部还包括判定由变动成分提取部所提取 的变动成分的大小的变动成分判定部，若由变动成分判定部判定为变动成 分的大小在预定的阈值以下，则第一控制信号生成部生成用于使第一组电 压变换部负担电力要求的全部的控制信号，另一方面，第二控制信号生成 部生成用于使第二组电压变换部的各个中的电压变换动作停止的控制信 号。另夕卜，优选的是，第一组以及第二组电压变换部的各个包括斩波电路， 该斩波电路被构成为含有电感器。根据本专利技术的另一种观点，本专利技术是一种车辆，该车辆具备具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，该电源系统具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部，具备：　电力线，其被构成为能够在负载装置和所述电源系统之间授受电力；和　多个电压变换部，其各自被设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间，　在对应的所述蓄电部和所述电力线之间进行电压变换动作，　所述多个电压变换部的各个，包括：　电感器；和　开关电路，其被构成为能够控制从对应的所述蓄电部流向所述电感器的电流，通过所述电感器中的电力的积蓄／释放的反复进行，实现电压变换动作，　所述多个电压变换部，由包括至少一个电压变换部的第一组电压变换部和包括至少一个电压变换部的第二组电压变换部构成，　包含在所述第一组以及第二组电压变换部中的所述电感器的各个，包括随着电力的积蓄／释放而被磁化的芯，　包含在所述第一组电压变换部中的所述芯的各个，在流过所述电感器的电流的范围内成为非磁饱和以及磁饱和的任一种，　包含在所述第二组电压变换部中的所述芯的各个，在流过所述电感器的电流的范围内能够维持非磁饱和，　所述第一组以及所述第二组电压变换部，以相互分担的方式向所述负载装置供给电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.7.6 JP 186583/20061. 一种电源系统，该电源系统具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部，具备电力线，其被构成为能够在负载装置和所述电源系统之间授受电力；和多个电压变换部，其各自被设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间，在对应的所述蓄电部和所述电力线之间进行电压变换动作，所述多个电压变换部的各个，包括电感器；和开关电路，其被构成为能够控制从对应的所述蓄电部流向所述电感器的电流，通过所述电感器中的电力的积蓄/释放的反复进行，实现电压变换动作，所述多个电压变换部，由包括至少一个电压变换部的第一组电压变换部和包括至少一个电压变换部的第二组电压变换部构成，包含在所述第一组以及第二组电压变换部中的所述电感器的各个，包括随着电力的积蓄/释放而被磁化的芯，包含在所述第一组电压变换部中的所述芯的各个，在流过所述电感器的电流的范围内成为非磁饱和以及磁饱和的任一种，包含在所述第二组电压变换部中的所述芯的各个，在流过所述电感器的电流的范围内能够维持非磁饱和，所述第一组以及所述第二组电压变换部，以相互分担的方式向所述负载装置供给电力。2. —种电源系统，该电源系统具有各自被构成为能够充放电的多个蓄 电部，具备电力线，其被构成为能够在负载装置和所述电源系统之间授受电力；和多个电压变换部，其各自被设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间， 在对应的所述蓄电部和所述电力线之间进行电压变换动作，所述多个电压变换部的各个，包括 电感器；和开关电路，其被构成为能够控制从对应的所述蓄电部流向所述电感器 的电流，通过所述电感器中的电力的积蓄/释放的反复进行，实现电压变换 动作，所述多个电压变换部，由包括至少一个电压变换部的第一组电压变换 部和包括至少一个电压变换部的第二组电压变换部构成，包含在所述第一组以及第二组电压变换部中的所述电感器的各个，包 括随着电力的积蓄/释放而被磁化的芯，包含在所述第一组电压变换部中的所述芯的各个，与包含在所述第二 组电压变换部中的所述芯相比，每单位体积的磁滞损耗小，所述第一组以及所述第二组电压变换部，以相互分担的方式向所述负 载装置供给电力。3. 如权利要求1或2所述的电源系统，还具备分担电力决定部，该分 担电力决定部用于使所述第一组电压变换部分担来自所述负载装置的电力 要求的稳定成分，并且使所述第二组电压变换部分担所述电力要求的变动 成分。4. 如权利要求3所述的电源系统，其中， 所述分担电力决定部，包括稳定成分提取部，其从所述电力要求提取所述稳定成分； 变动成分提取部，其从所述电力要求提取所述变动成分； 第一控制信号生成部，其根据由所述稳定成分提取部所提取的所述稳定成分，生成用于控制所述第一组电压变换部中的所述开关电路的各个的控制信号；和第二控制信号生成部，其根据由所述变动成分提取部所提取的所述变 动成分，生成用于控制所述第二组电压变换部中的所述开关电路的各个的 控制信号。5. 如权利要求4所述的电源系统，其中，变动成分的大小的变动成...

【专利技术属性】
技术研发人员：市川真士，石川哲浩，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP