專利名稱：電動車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車輛的電源系統(tǒng)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(tǒng)控制。
背景技術(shù)：
作為考慮了環(huán)境的車輛，近年來開發(fā)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(chǎn)生車輛驅(qū)動力的電動機、以及具有蓄電裝置的用于供給電動機驅(qū)動電力的電源系統(tǒng)。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(jié)構(gòu)，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(lián)連接多個蓄電裝置(蓄電池)的電源系統(tǒng)。在專利文獻 1和專利文獻2所記載的電源系統(tǒng)中，針對每個蓄電裝置(蓄電池)設(shè)置有作為充放電調(diào)整機構(gòu)的電壓轉(zhuǎn)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(shè)置有與主電源裝置對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器和由多個副蓄電裝置共用的轉(zhuǎn)換器的蓄電裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制裝置的部件的數(shù)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(fā)明內(nèi)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(zhuǎn)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(qū)動用電動機的驅(qū)動電力。在這樣的電源裝置中，當(dāng)使用中的副蓄電裝置的SOCGtate of Charge，充電狀態(tài)) 降低時，使新的副蓄電裝置與轉(zhuǎn)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(xiàn)的行駛距離(EV (Electric Vehicle)行駛距離)。但是，由于改變與轉(zhuǎn)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(shù)的值會不連續(xù)地發(fā)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(shù)。因此，當(dāng)關(guān)于蓄電裝置的參數(shù)的值不連續(xù)地發(fā)生變化時，可能會對電動車輛的行駛產(chǎn)生影響。本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的發(fā)明，本發(fā)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(zhuǎn)換器(converter)的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，恰當(dāng)?shù)剡M行用于改變所使用的副蓄電裝置的連接切換處理。本發(fā)明的一種方式是一種電動車輛的電源系統(tǒng)，所述電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)
6動功率的電機，所述電源系統(tǒng)具備主蓄電裝置；供電線；第一電壓轉(zhuǎn)換器；相互并聯(lián)設(shè)置的多個副蓄電裝置；第二電壓轉(zhuǎn)換器；連接部；切換控制裝置。供電線構(gòu)成為向驅(qū)動控制電機的變換器進行供電。第一電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置在供電線與主蓄電裝置之間，構(gòu)成為進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換。第二電壓轉(zhuǎn)換器其設(shè)置在多個副蓄電裝置與所述供電線之間，構(gòu)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(zhuǎn)換。連接部設(shè)置在多個副蓄電裝置與第二電壓轉(zhuǎn)換器之間，構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)成為基于多個副蓄電裝置各自的充電狀態(tài)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(gòu)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(xù)地減少至零。切換控制部構(gòu)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(zhuǎn)換器之間的連接。第二電力限制部構(gòu)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(zhuǎn)換器(12B)之間的連接后，使輸入輸出電力上限值連續(xù)地上升至與新與第二電壓轉(zhuǎn)換器連接了的副蓄電裝置的充電狀態(tài)對應(yīng)的值。優(yōu)選的是，切換控制裝置還包括數(shù)據(jù)修正部。數(shù)據(jù)修正部構(gòu)成為在切換多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器之間的連接的期間中執(zhí)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(guān)的參數(shù)的值。數(shù)據(jù)修正部在執(zhí)行修正處理時使參數(shù)的值從第一值連續(xù)地變化為第二值，所述第一值是與從第二電壓轉(zhuǎn)換器斷開的副蓄電裝置相關(guān)的值，第二值是與新連接了的副蓄電裝置相關(guān)的值。優(yōu)選的是，電動車輛具備行駛控制部。行駛控制部構(gòu)成為在電動車輛行駛時，使用第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的值來控制第二電壓轉(zhuǎn)換器。參數(shù)包括被選擇了的副蓄電裝置的電壓。電源系統(tǒng)還具備電容器，其用于使第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓平滑化；以及用于檢測輸入電壓的電壓檢測部。切換控制裝置還包括放電控制部。放電控制部構(gòu)成為在切換被選擇了的副蓄電裝置之前使電容器放電。數(shù)據(jù)修正部，在通過放電控制部使電容器放電之后，代替電壓檢測部的檢測值而將通過修正處理算出的被選擇了的副蓄電裝置的電壓值作為輸入電壓的值提供給行駛控制部。優(yōu)選的是，切換控制裝置還包括上限值固定部。上限值固定部構(gòu)成為在切換多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器之間的連接的期間中，將輸入輸出電力上限值保持為零。優(yōu)選的是，切換控制裝置還包括第三電力限制部。第三電力限制部構(gòu)成為在從開始通過第一電力限制部降低輸入輸出電力上限值到通過連接部進行的多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器之間的連接切換完成的期間中，暫時緩和主蓄電裝置的充放電限制。優(yōu)選的是，電動車輛還具備內(nèi)燃機和行駛控制部。內(nèi)燃機構(gòu)成為能夠獨立于電機而輸出車輛驅(qū)動功率。行駛控制部其構(gòu)成為在電動車輛的整體要求功率大于主蓄電裝置的輸出電力上限值與被選擇了的副蓄電裝置的輸出電力上限值之和時，啟動內(nèi)燃機。本發(fā)明的另一種方式是一種電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，所述電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機。電源系統(tǒng)具備主蓄電裝置(BA)；供電線；第一電壓轉(zhuǎn)換器； 相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置；第二電壓轉(zhuǎn)換器；連接部；切換控制裝置。供電線構(gòu)成為向驅(qū)動控制電機的變換器進行供電。第一電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置在供電線與主蓄電裝置之間，構(gòu)成為進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換。第二電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置在多個副蓄電裝置與供電線之間，構(gòu)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(zhuǎn)換。連接部設(shè)置在多個副蓄電裝置與第二電壓轉(zhuǎn)換器之間，構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器之間的選擇性的連接?？刂品椒òɑ诙鄠€副蓄電裝置各自的充電狀態(tài)來判定是否需要切換被選擇了的副蓄電裝置的步驟；在通過判定步驟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(xù)地減少至零的步驟；在通過減少步驟使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(zhuǎn)換器之間的連接的步驟；在通過切換步驟切換了多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器 (12B)之間的連接之后，使輸入輸出電力上限值連續(xù)地上升至與新與第二電壓轉(zhuǎn)換器連接了的副蓄電裝置的充電狀態(tài)對應(yīng)的值的步驟。優(yōu)選的是，控制方法還包括以下的步驟在切換多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器之間的連接的期間中執(zhí)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(guān)的參數(shù)的值。通過修正處理，參數(shù)的值從第一值連續(xù)地變化為第二值，所述第一值是與從第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)斷開的副蓄電裝置相關(guān)的值，所述第二值是與新連接了的副蓄電裝置相關(guān)的值。優(yōu)選的是，電動車輛具備行駛控制部。行駛控制部構(gòu)成為在電動車輛行駛時，使用第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的值來控制第二電壓轉(zhuǎn)換器。參數(shù)包括被選擇了的副蓄電裝置的電壓。電源系統(tǒng)還具備電容器，其用于使第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓平滑化；以及用于檢測輸入電壓的電壓檢測部?？刂品椒ㄟ€包括在切換被選擇了的副蓄電裝置之前使電容器放電的步驟。在執(zhí)行修正處理的步驟中，在通過放電步驟使電容器放電之后，代替電壓檢測部的檢測值而將通過修正處理算出的被選擇了的副蓄電裝置的電壓值作為輸入電壓的值提供給行駛控制部。優(yōu)選的是，控制方法還包括以下的步驟在切換多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器之間的連接的期間中，將輸入輸出電力上限值保持為零。優(yōu)選的是，控制方法還包括以下的步驟在從開始通過減少步驟減少輸入輸出電力上限值到由連接部進行的多個副蓄電裝置和第二電壓轉(zhuǎn)換器之間的連接切換完成的期間中，暫時緩和主蓄電裝置的充放電限制。優(yōu)選的是，電動車輛還具備內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機構(gòu)成為能夠獨立于電機而輸出車輛驅(qū)動功率。在電動車輛的整體要求功率大于主蓄電裝置的輸出電力上限值與被選擇了的副蓄電裝置的輸出電力上限值之和時，內(nèi)燃機被啟動。根據(jù)本發(fā)明，能夠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(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，恰當(dāng)?shù)剡M行用于改變所使用的副蓄電裝置的連接切換處理。


圖1是表示搭載有本發(fā)明的實施方式的電源系統(tǒng)的電動車輛的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示圖1所示的各變換器的詳細結(jié)構(gòu)的電路圖。圖3是表示圖1所示的各變換器的詳細結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是說明電動車輛的行駛控制的功能框圖。圖5是表示本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的被選副蓄電裝置連接切換處理的概略處理程序的流程圖。圖6是說明圖5所示的副蓄電裝置的切換判定處理的詳細情況的流程圖。圖7是說明圖5所示的切換前升壓處理的詳細情況的流程圖。圖8是說明圖5所示的電力限制變更處理的詳細情況的流程圖。圖9是說明圖5所示的連接切換處理的詳細情況的流程圖。圖10是說明圖9所示的步驟S420的數(shù)據(jù)修正處理的詳細情況的流程圖。圖11是說明圖5所示的恢復(fù)處理的詳細情況的流程圖。圖12是本發(fā)明的實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的被選副蓄電裝置的切換處理時的工作波形圖。圖13是表示圖12所示的被選副蓄電裝置的切換處理期間的狀態(tài)參數(shù)的變化的圖。圖14是說明本發(fā)明的實施方式的電源系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)中的用于被選副蓄電裝置的切換處理的功能部分的功能框圖。附圖標(biāo)記說明1電動車輛；2車輪；3動力分配機構(gòu)；4發(fā)動機；6蓄電池充電用轉(zhuǎn)換器(外部充電)；8外部電源；9A、9B1、9B2電流傳感器；10A、10B1、10B2、13、21A、21B電壓傳感器；11A、 11B1、11B2溫度傳感器；12A轉(zhuǎn)換器(主蓄電裝置專用)；12B轉(zhuǎn)換器(副蓄電裝置共用)； 14、22變換器；15 17各相臂(U、V、W) ；24,25電流傳感器；30控制裝置；39A連接部(主蓄電裝置)；39B連接部(副蓄電裝置)；100切換判定部；110升壓指示部；120電力限制部(主蓄電裝置)；130電力限制部(副蓄電裝置)；140連接切換控制部；150數(shù)據(jù)修正部； 200轉(zhuǎn)換器控制部；250行駛控制部；260總功率計算部；270、280變換器控制部；BA蓄電池 (主蓄電裝置)；BB被選副蓄電裝置；BB1、BB2蓄電池(副蓄電裝置)；Cl、C2、CH平滑用電容器；CMBT升壓指令信號；CONTl C0NT7繼電器控制信號；Dl D8 二極管；FBT標(biāo)志(升壓完成)；IA、IBl、IB2輸入輸出電流(蓄電池)；ID變量(切換處理狀態(tài))；IGON啟動信號；Ll電抗器；MCRT1、MCRT2電機電流值；MG1、MG2電動發(fā)電機；N2節(jié)點；PL1A、PLlB電源線；PL2供電線；Pttl總要求功率；PWMI、PWMI1、PWMI2、PWMC、PWMC1、PWMC2控制信號(變換器)；PWU、PffUA, PffDA, PWD、PffDA, PffDB控制信號(轉(zhuǎn)換器)；Ql Q8IGBT元件；R限制電阻；SLU SL2接地線；SMRl SMR3系統(tǒng)主繼電器；SRU SR1G、SR2、SR2G繼電器；TA, TBBl、 TBB2電池溫度(蓄電池)；Tqcoml、Tqcom2轉(zhuǎn)矩指令值；UL、VL、WL線(三相)；Vl預(yù)定電壓；VBA、VBBU VBB2電壓(蓄電池輸出電壓)；VLA、VLB、VH電壓；VHref電壓指令值(VH)； Win輸入上限電力；Win(M)輸入上限電力(主蓄電裝置)；Win(S)輸入上限電力(被選副蓄電裝置)；Wout輸出上限電力；Wout (M)輸出上限電力(主蓄電裝置)；Wout (S)輸出上限電力(被選副蓄電裝置)；α加權(quán)系數(shù)。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細地說明本發(fā)明的實施方式。對圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記，原則上不重復(fù)對其的說明。
圖1是表示搭載有本發(fā)明實施方式的電源系統(tǒng)的電動車輛的主要結(jié)構(gòu)的圖。參照圖1，電動車輛1包括作為蓄電裝置的蓄電池BA、BB1、BB2 ；連接部39A、39B ； 轉(zhuǎn)換器12AU2B ；平滑用電容器Cl、C2、CH ；電壓傳感器10A、10B1、10B2、13、21A、21B ；溫度傳感器11A、11B1、11B2 ；電流傳感器9A、9B1、9B2 ；供電線PL2 ；變換器(inverter) 14、22 ；電動發(fā)電機MG1、MG2 ；車輪2 ；動力分配機構(gòu)3 ；發(fā)動機4 ；控制裝置30。本實施方式所示的電動車輛的電源系統(tǒng)具有作為主蓄電裝置的蓄電池BA;向驅(qū)動電動發(fā)電機MG2的變換器14供電的供電線PL2 ；設(shè)置在主蓄電裝置(BA)與供電線PL2之間而作為進行雙向電壓轉(zhuǎn)換的電壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器12A ；相互并聯(lián)設(shè)置的多個作為副蓄電裝置的蓄電池BB1、BB2;以及設(shè)置在多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與供電線PL2之間而作為進行雙向電壓轉(zhuǎn)換的電壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器12B。電壓轉(zhuǎn)換器(12B)選擇性地與多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的任一個副蓄電裝置連接，在與供電線PL2之間進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換。副蓄電裝置(BBl或BB2)和主蓄電裝置(BA)的可蓄電容量例如被設(shè)定成通過同時使用而能夠輸出與供電線連接的電負載(22和MG2)所允許的最大功率。由此，在不使用發(fā)動機的EV(Electric Vehicle)行駛中，能夠進行最大功率的行駛。如果副蓄電裝置的蓄電狀態(tài)惡化了，則更換副蓄電裝置后再行駛即可。并且，在消耗了副蓄電裝置的電力之后， 通過在主蓄電裝置之外還使用發(fā)動機，即使不使用副蓄電裝置也能夠進行最大功率的行駛。另外，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于由多個副蓄電裝置共用轉(zhuǎn)換器12B，因此可以不必與蓄電裝置的數(shù)量相應(yīng)地增加轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。為了進一步延長EV行駛距離，以與蓄電池 BBU BB2并聯(lián)的方式進一步增加蓄電池即可。優(yōu)選的是，搭載于該電動車輛的主蓄電裝置和副蓄電裝置能夠進行外部充電。因此，電動車輛1例如還包括用于與作為AC100V的商用電源的外部電源8連接的蓄電池充電裝置(充電用轉(zhuǎn)換器)6。蓄電池充電裝置(6)在將交流轉(zhuǎn)換為直流并對電壓進行調(diào)壓后向蓄電池供給充電電力。作為能夠進行外部充電的結(jié)構(gòu)，除了上述結(jié)構(gòu)以外，也可以使用將電動發(fā)電機MG1、MG2的定子繞組的中性點與交流電源連接的方式、或組合轉(zhuǎn)換器12A、12B而使之作為交流直流轉(zhuǎn)換裝置發(fā)揮功能的方式。平滑用電容器Cl連接在電源線PLlA與接地線SL2之間。電壓傳感器21A檢測平滑用電容器Cl的兩端間的電壓VLA并向控制裝置30輸出。轉(zhuǎn)換器12A能夠?qū)⑵交秒娙萜鰿l的端子間電壓升壓并向供電線PL2供給。平滑用電容器C2連接在電源線PLlB與接地線SL2之間。電壓傳感器2IB檢測平滑用電容器C2的兩端間的電壓VLB并向控制裝置30輸出。轉(zhuǎn)換器12B能夠?qū)⑵交秒娙萜鰿2的端子間電壓升壓并向供電線PL2供給。平滑用電容器CH對由轉(zhuǎn)換器12A、12B升壓后的電壓進行平滑化。電壓傳感器13 檢測平滑用電容器CH的端子間電壓VH并向控制裝置30輸出?；蛘?，轉(zhuǎn)換器12A、12B能夠反向地將由平滑用電容器CH平滑后的端子間電壓VH 降壓并向電源線PL1A、PLlB供給。變換器14將從轉(zhuǎn)換器12B和/或12A提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流電壓并向電動發(fā)電機MGl輸出。變換器22將從轉(zhuǎn)換器12B和/或12A提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為三相交流電壓并向電動發(fā)電機MG2輸出。
動力分配機構(gòu)3是與發(fā)動機4和電動發(fā)電機MG1、MG2連結(jié)而在這三者之間分配動力的機構(gòu)。作為動力分配機構(gòu)，例如可以使用具有太陽齒輪、行星齒輪架、齒圈的三個旋轉(zhuǎn)軸的行星齒輪機構(gòu)。在行星齒輪機構(gòu)中，當(dāng)確定了三個旋轉(zhuǎn)軸中的兩個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)時， 則另一個旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)也被強制性地確定了。這三個旋轉(zhuǎn)軸分別與發(fā)動機4、電動發(fā)電機 MGU MG2的各旋轉(zhuǎn)軸連接。電動發(fā)電機MG2的旋轉(zhuǎn)軸通過未圖示的減速齒輪、差動齒輪與車輪2連接。另外，也可以在動力分配機構(gòu)3的內(nèi)部組裝有針對電動發(fā)電機MGG2的旋轉(zhuǎn)軸的減速器。連接部39A包括連接在蓄電池BA的正極與電源線PLlA之間的系統(tǒng)主繼電器 SMR2 ；與系統(tǒng)主繼電器SMR2并聯(lián)的、相互串聯(lián)的系統(tǒng)主繼電器SMRl和限制電阻R ；以及連接在蓄電池BA的負極(接地線SLl)與節(jié)點N2之間的系統(tǒng)主繼電器SMR3。系統(tǒng)主繼電器SMRl SMR3的導(dǎo)通狀態(tài)(on)/非導(dǎo)通狀態(tài)(off)分別根據(jù)從控制裝置30提供的繼電器控制信號CONTl C0NT3而被控制。電壓傳感器IOA測定蓄電池BA的端子間的電壓VA。進一步，溫度傳感器IlA測定蓄電池BA的溫度TA，電流傳感器9A測定蓄電池BA的輸入輸出電流IA0這些傳感器的測定值被輸出給控制裝置30?？刂蒲b置30基于這些測定值來監(jiān)視由SOCGtate of Charge) 代表的蓄電池BA的狀態(tài)。連接部39B設(shè)置在電源線PLlB和接地線SL2與蓄電池BB1、BB2之間。連接部39B 包括連接在蓄電池BBl的正極與電源線PLlB之間的繼電器SRl ；連接在蓄電池BBl的負極與接地線SL2之間的繼電器SRlG ；連接在蓄電池BB2的正極與電源線PLlB之間的繼電器SR2 ；以及連接在蓄電池BB2的負極與接地線SL2之間的繼電器SR2G。繼電器SRl、SR2的導(dǎo)通狀態(tài)(on) /非導(dǎo)通狀態(tài)(off)分別根據(jù)從控制裝置30提供的繼電器控制信號C0NT4、C0NT5而被控制。繼電器SR1G、SR2G的導(dǎo)通狀態(tài)(on)/非導(dǎo)通狀態(tài)(off)分別根據(jù)從控制裝置30提供的繼電器控制信號C0NT6、C0NT7而被控制。接地線SL2如后所述通過轉(zhuǎn)換器12A、12B而延伸至變換器14和22側(cè)。電壓傳感器10B1和10B2分別測定蓄電池BBl和BB2的端子間的電壓VBBl和 VBB2。進一步，溫度傳感器IlBl和11B2分別測定蓄電池BBl和BB2的溫度TBBl和TBB2。 另外，電流傳感器9B1和9B2測定蓄電池BBl和BB2的輸入輸出電流IBl和IB2。這些傳感器的測定值被輸出給控制裝置30?？刂蒲b置30基于這些測定值來監(jiān)視由SOC代表的蓄電池BB1、BB2的狀態(tài)。作為蓄電池BA、BB1、BB2，例如可以使用鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等二次電
池、或電雙層電容器等大容量的電容器等。變換器14與供電線PL2和接地線SL2連接。變換器14從升壓轉(zhuǎn)換器12A和/或 12B接收升壓后的電壓，例如為了使發(fā)動機4啟動而驅(qū)動電動發(fā)電機MG1。另外，變換器14 使由電動發(fā)電機MGl利用從發(fā)動機4傳遞來的動力而發(fā)電產(chǎn)生的電力返回轉(zhuǎn)換器12A和 12B。此時，轉(zhuǎn)換器12A和12B由控制裝置30控制而作為降壓轉(zhuǎn)換器工作。電流傳感器M將在電動發(fā)電機MGl中流動的電流作為電機電流值MCRTl進行檢測，并將電機電流值MCRTl輸出給控制裝置30。變換器22與變換器14并聯(lián)地連接于供電線PL2與接地線SL2。變換器22將變換器12A和12B輸出的直流電壓變換為三相交流電壓后輸出給驅(qū)動車輪2的電動發(fā)電機MG2。另外，變換器22使伴隨著再生制動而在電動發(fā)電機MG2發(fā)電產(chǎn)生的電力返回轉(zhuǎn)換器12A和 12B。此時，轉(zhuǎn)換器12A和12B由控制裝置30控制而作為降壓轉(zhuǎn)換器工作。電流傳感器25將在電動發(fā)電機MG2中流動的電流作為電機電流值MCRT2進行檢測，并將電機電流值MCRT2輸出給控制裝置30。控制裝置30由內(nèi)置有未圖示的CPU (Central Processing Unit，中央處理單元) 和存儲器的電子控制單元(ECU)構(gòu)成，基于存儲在該存儲器中的映射(map)和程序來進行使用了各傳感器的測定值的運算處理?？刂蒲b置30的一部分也可以通過電子電路等硬件構(gòu)成為執(zhí)行預(yù)定的數(shù)值、邏輯運算處理。具體地說，控制裝置30接收電動發(fā)電機MGl、MG2的各轉(zhuǎn)矩指令值和轉(zhuǎn)速、電壓 VBA, VBBU VBB2、VLA、VLB、VH的各值、電機電流值MCRT1、MCRT2、以及啟動信號IG0N。并且，控制裝置30向轉(zhuǎn)換器12B輸出進行升壓指示的控制信號PWUB、進行降壓指示的控制信號PWDB、以及指示禁止工作的停止工作(shut down)信號。進一步，控制裝置30向變換器14輸出控制信號PWMIl和控制信號PWMCl，控制信號PWMIl進行將作為轉(zhuǎn)換器12A、12B的輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動電動發(fā)電機MGl的交流電壓的驅(qū)動指示，控制信號PWMCl進行將由電動發(fā)電機MGl發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并使其返回轉(zhuǎn)換器12A、12B側(cè)的再生指示。同樣地，控制裝置30向變換器22輸出控制信號PWMI2和控制信號PWMC2，控制信號P麗12進行將直流電壓轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動電動發(fā)電機MG2的交流電壓的驅(qū)動指示，控制信號PWMC2進行將由電動發(fā)電機MG2發(fā)電產(chǎn)生的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并使其返回轉(zhuǎn)換器 12A、12B側(cè)的再生指示。圖2是表示圖1的變換器14和22的詳細結(jié)構(gòu)的電路圖。參照圖2，變換器14包括U相臂15、V相臂16、W相臂17。U相臂15、V相臂16、W 相臂17并聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間。U相臂15包括串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極晶體管)元件Q3、Q4 ；以及分別與IGBT元件Q3、Q4反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管D3、D4。二極管D3的陰極與IGBT元件Q3的集電極連接，二極管D3的陽極與IGBT元件Q3的發(fā)射極連接。二極管D4的陰極與IGBT元件Q4的集電極連接，二極管D4的陽極與IGBT元件Q4的發(fā)射極連接。V相臂16包括串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT元件Q5、Q6 ；以及分別與IGBT元件Q5、Q6反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管D5、D6。IGBT元件Q5、Q6和反向并聯(lián)二極管D5、D6的連接與U相臂15是同樣的。W相臂17包括串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT元件Q7、Q8 ；以及分別與IGBT元件Q7、Q8反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管D7、D8。IGBT元件Q7、Q8與反向并聯(lián)二極管D7、D8的連接也與U相臂15是同樣的。在本實施方式中，將IGBT元件作為能夠執(zhí)行導(dǎo)通斷開控制的電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件的代表例而進行了表示。即，也可以代替IGBT元件而使用雙極晶體管、場效應(yīng)晶體管等電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件。各相臂的中間點與電動發(fā)電機MGl的各相繞組的各相端連接。即，電動發(fā)電機MGl 是三相的永磁體同步電機，U、V、W相的三個繞組各自的一端共同與中點連接。并且，U相繞組的另一端與從IGBT元件Q3、Q4的連接節(jié)點引出的線UL連接。另外，V相繞組的另一端與從IGBT元件Q5、Q6的連接節(jié)點引出的線VL連接。另外，W相繞組的另一端與從IGBT元件Q7、Q8的連接節(jié)點引出的線WL連接。關(guān)于圖1中的變換器22，雖然在與電動發(fā)電機MG2連接這一點上與變換器14不同，但是內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)與變換器14是同樣的，因此不再重復(fù)詳細的說明。另外，在圖2中示出了向變換器提供控制信號PWMI、PWMC,但這是為了避免記載變得復(fù)雜，如圖1所示，不同的控制信號PWMI1、PWMCl和控制信號PWMI2、PWMC2被分別輸入給變換器14、22。圖3是表示圖1的轉(zhuǎn)換器12A和12B的詳細結(jié)構(gòu)的電路圖。參照圖3，轉(zhuǎn)換器12A包括一端與電源線PLlA連接的電抗器Ll ；串聯(lián)連接在供電線PL2與接地線SL2之間的IGBT元件Ql、Q2 ；以及分別與IGBT元件Ql、Q2反向并聯(lián)連接的反向并聯(lián)二極管D1、D2。電抗器Ll的另一端與IGBT元件Ql的發(fā)射極和IGBT元件Q2的集電極連接。二極管Dl的陰極與IGBT元件Ql的集電極連接，二極管Dl的陽極與IGBT元件Ql的發(fā)射極連接。二極管D2的陰極與IGBT元件Q2的集電極連接，二極管D2的陽極與IGBT元件Q2 的發(fā)射極連接。關(guān)于圖1中的轉(zhuǎn)換器12B，雖然在代替電源線PLlA而與電源線PLlB連接這一點上與轉(zhuǎn)換器12A不同，但是內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換器12A是同樣的，因此不再重復(fù)詳細的說明。另外，在圖3中示出了向轉(zhuǎn)換器提供控制信號PWU、PWD，但這是為了避免記載變得復(fù)雜， 如圖1所示，不同的控制信號PWUA、PffDA和控制信號PWUB、PffDB被輸入給變換器14、22。在電動車輛1的電源系統(tǒng)中，通過蓄電池BA (主蓄電裝置)、蓄電池BBl、BB2中的被選擇的副蓄電裝置(以下也稱為“被選副蓄電裝置BB””)在與電動發(fā)電機MG1、MG2之間進行電力的授受。控制裝置30基于電壓傳感器10A、溫度傳感器11A、以及電流傳感器9A的檢測值來設(shè)定表示主蓄電裝置的剩余容量的SOC(BA)、表示充電電力的上限值的輸入上限電力 Win(M)、以及表示放電電力的上限值的輸出上限電力Wout (M)。進一步，控制裝置30基于電壓傳感器10B1、10B2、溫度傳感器11B1、11B2、以及電流傳感器9B1、9B2的檢測值來設(shè)定被選副蓄電裝置BB的SOC(BB)和輸入輸出上限電力 Win(S)、Wout (S)。一般來說，SOC通過各蓄電池的當(dāng)前的充電量相對于滿充電狀態(tài)的比例(％ )來表示。另外，WiruWout表示即使以預(yù)定時間(例如10秒左右)放出該電力功，該蓄電池(BA、 BBU BB2)也不會過充電或過放電的電力的上限值。在圖4中表示了用于說明與通過控制裝置30實現(xiàn)的電動車輛1的行駛控制相關(guān)的控制結(jié)構(gòu)的功能框圖，具體地說是與發(fā)動機4和電動發(fā)電機MG1、MG2之間的功率分配控制相關(guān)的控制結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖4所示的各功能塊通過由控制裝置30執(zhí)行預(yù)先存儲的預(yù)定程序和/或由控制裝置30內(nèi)的電子電路(硬件)進行的運算處理來實現(xiàn)。參照圖4，總功率計算部260基于車速和踏板操作(加速踏板)計算出電動車輛1 整體的總要求功率Pttl。在總要求功率Pttl中，根據(jù)車輛狀況，也可包括為了使電動發(fā)電機MGl產(chǎn)生蓄電池充電電力而要求的功率(發(fā)動機輸出)。向行駛控制部250輸入主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電力Win (M)、Wout (M)、
13被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)、來自總功率計算部沈0的總要求功率Pttl、以及制動踏板操作時的再生制動要求。行駛控制部250生成作為電機控制指令的轉(zhuǎn)矩指令值iTqcoml和TqCom2，使得電動發(fā)電機MG1、MG2的總的輸入輸出電力處于主蓄電裝置BA和被選副蓄電裝置BB的總的充電限制(Win(M)+Win(S))和放電限制 (Wout (M) +Wout (S))的范圍內(nèi)。進一步，分配通過電動發(fā)電機MG2產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率和通過發(fā)動機4產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率，使得確?？傄蠊β蔖ttl。特別是，通過最大限度地利用從外部充電獲得的蓄電池電力來抑制發(fā)動機4的工作、或者與發(fā)動機4能夠高效地工作的區(qū)域?qū)?yīng)地設(shè)定通過發(fā)動機4產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率，從而能實現(xiàn)高燃料經(jīng)濟性的車輛行駛控制。行駛控制部250為了執(zhí)行上述行駛控制而控制轉(zhuǎn)換器12A、12B，使得執(zhí)行對主蓄電裝置BA和副蓄電裝置BB的充電和放電。為了控制轉(zhuǎn)換器12A和12B，行駛控制部250基于電壓值VLA、VLB、VH而生成控制信號PWUA、PWDA、PWUB、PWDB并輸出這些控制信號。為了生成控制信號PWUA、PffDA, PffUB, PffDB,除了電壓值VLA、VLB、VH以外，也可以使用主蓄電裝置的電流IA和被選副蓄電裝置的電流IBB。變換器控制部270基于轉(zhuǎn)矩指令值Tqcoml和電動發(fā)電機MGl的電機電流值MCRTl 來生成變換器14的控制信號PWMI1、PWMCl。同樣地，變換器控制部280基于轉(zhuǎn)矩指令值 Tqcom2和電動發(fā)電機MG2的電機電流值MCRT2來生成變換器22的控制信號PWMI2、PWMC2。 另外，行駛控制部250根據(jù)所設(shè)定的發(fā)動機的車輛驅(qū)動功率的要求值來生成發(fā)動機控制指令。進一步，由未圖示的控制裝置(發(fā)動機ECU)按照上述發(fā)動機控制指令來控制發(fā)動機4 的工作。當(dāng)為積極地使用蓄電池電力而使車輛行駛的行駛模式(EV模式)時，在總要求功率Pttl小于等于蓄電池整體的輸出上限電力Wout (M)+Wout (S)，則控制裝置30使發(fā)動機4 不工作，僅通過由電動發(fā)電機MG2產(chǎn)生的車輛驅(qū)動功率來進行行駛。另一方面，當(dāng)總要求功率Pttl超過了 Wout (M)+Wout (S)時，啟動發(fā)動機4。與此相對，當(dāng)為不選擇該EV模式的行駛模式(HV模式)時，控制裝置30控制發(fā)動機4與電動發(fā)電機MG2之間的驅(qū)動力功率分配，使得蓄電池SOC維持為預(yù)定目標(biāo)值。即，執(zhí)行與EV模式相比容易使發(fā)動機4工作的行駛控制。在EV模式下，執(zhí)行與主蓄電裝置BA相比優(yōu)先使用被選副蓄電裝置BB的電力的充放電控制。因此，當(dāng)車輛行駛期間處于使用中的被選副蓄電裝置BB的SOC降低時，則需要切換被選副蓄電裝置BB。例如，在車輛啟動時將蓄電池BBl作為被選副蓄電裝置BB的情況下，需要執(zhí)行將蓄電池BBl從轉(zhuǎn)換器12B切斷、另一方面將蓄電池BB2作為新的被選副蓄電裝置BB與轉(zhuǎn)換器12B連接的連接切換處理。 此時，通常新用作被選副蓄電裝置BB的蓄電池BB2的輸出電壓高于此前使用的蓄電池BB1。其結(jié)果，由于連接新的高電壓蓄電池，可能會因為產(chǎn)生未預(yù)料到的短路路徑而導(dǎo)致設(shè)備保護等產(chǎn)生問題。因此，副蓄電裝置的連接切換處理需要非常注意防止產(chǎn)生短路路徑。另外，在上述連接切換處理期間，由于無法進行被選副蓄電裝置BB的電力供給和電力回收，因此在該期間要求進行充放電限制，以使電源系統(tǒng)整體不發(fā)生過充電和過放電。
進一步，在電動車輛行駛時(特別是在EV模式下行駛時)，使用蓄電裝置的充電狀態(tài)、電壓、溫度這樣的參數(shù)來控制蓄電裝置的充放電。當(dāng)上述參數(shù)的值伴隨著被選副蓄電裝置的切換而不連續(xù)地發(fā)生變化時，可能會對電動車輛的行駛控制產(chǎn)生影響。因此，需要避免被選副蓄電裝置的切換對電動車輛的行駛控制的影響。以下，說明考慮了以上情況的副蓄電裝置的連接切換處理。圖5是表示本發(fā)明實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的被選副蓄電裝置的切換處理的概略處理程序的流程圖。另外，圖6 圖10是詳細地說明圖5中的步驟S100、S200、 S300、S400、S500 的流程圖。控制裝置30通過以預(yù)定周期執(zhí)行預(yù)先存儲的預(yù)定程序而能夠以預(yù)定周期重復(fù)地執(zhí)行遵循圖5 圖10所示的流程圖的控制處理程序。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的副蓄電裝置的連接切換處理。參照圖5，控制裝置30在步驟SlOO中執(zhí)行被選副蓄電裝置的切換判定處理。并且，當(dāng)判定為需要切換被選副蓄電裝置時，執(zhí)行以下的步驟S200 S500。另一方面，當(dāng)在步驟SlOO中判定為不需要切換被選副蓄電裝置時，實際上不執(zhí)行步驟S200 S500?？刂蒲b置30在步驟S200中執(zhí)行切換前升壓處理，在步驟S300中執(zhí)行電力限制變更處理以使得在副蓄電裝置的連接切換期間不對電源系統(tǒng)產(chǎn)生過大的充放電要求。然后， 控制裝置30通過步驟S400執(zhí)行實際上切換被選副蓄電裝置BB和轉(zhuǎn)換器12B的連接的連接切換處理，在執(zhí)行完該處理后通過步驟S500執(zhí)行恢復(fù)處理，開始新的被選副蓄電裝置BB 的電力供給。圖6是詳細地說明圖5中的被選副蓄電裝置的切換判定處理(S100)的流程圖。如下所述，導(dǎo)入表示連接切換處理的進行狀況(狀態(tài))的變量ID。將變量ID設(shè)定為_1、0 4中的某個值。ID = O表示未產(chǎn)生切換副蓄電裝置的要求的狀態(tài)。S卩，當(dāng)ID =O時，通過當(dāng)前的被選副蓄電裝置BB來供給電力，另一方面以預(yù)定周期來判定是否需要切換被選副蓄電裝置BB。另外，在由于設(shè)備故障或蓄電池電力消耗而導(dǎo)致不存在能夠新使用的副蓄電裝置的情況下，設(shè)定為ID = -1。參照圖6，控制裝置30通過步驟S105來判定ID是否等于0。當(dāng)ID = 0時(在 S105中判定為“是”時)，控制裝置30通過步驟SllO來執(zhí)行是否需要切換被選副蓄電裝置的判定。步驟SllO的判定基本上是基于當(dāng)前的被選副蓄電裝置BB的SOC來執(zhí)行的。艮口， 當(dāng)使用中的副蓄電裝置的SOC低于預(yù)定的判定值，則判定為需要切換被選副蓄電裝置?？刂蒲b置30通過步驟S150來確認(rèn)步驟SllO的是否需要切換的判定結(jié)果。并且， 當(dāng)判定為需要切換時(在步驟S150中判定為“是”時)，控制裝置30通過步驟S160指定新使用的被選副蓄電裝置BB。如圖1所示，在作為副蓄電裝置而搭載有蓄電池BB1、BB2這兩個蓄電池的情況下，沒必要進行步驟S160的處理，能自動地決定新的被選副蓄電裝置BB。 但是，當(dāng)在圖1的結(jié)構(gòu)中搭載有3個以上的副蓄電裝置BBl Bfoi (η 3以上的整數(shù))時，基于當(dāng)前不使用的副蓄電裝置各自的SOC等來指定接下來使用的新的副蓄電裝置。然后，控制裝置30為了進行連接切換處理而設(shè)定ID = 1。S卩，ID = 1表示產(chǎn)生被選副蓄電裝置BB 的切換要求而開始了切換處理的狀態(tài)。另一方面，當(dāng)通過步驟SllO判定為不需要切換被選副蓄電裝置時(在S150中判定為“否”時)，控制裝置30通過步驟S170維持ID = 0。另外，一旦變?yōu)镮D彡1而開始了切換處理時，或者當(dāng)不存在能夠新使用的副蓄電裝置而設(shè)定為ID = -1時(在S105中判定為“否”時)，跳過步驟SllO S180的處理。
圖7是詳細地說明圖5所示的切換前升壓處理(S200)的流程圖。參照圖7，控制裝置30在切換前升壓處理中通過步驟S205來確認(rèn)ID是否等于1。 并且，當(dāng)ID= 1、作出切換被選副蓄電裝置BB的要求而開始了切換處理時(在S205中判定為“是”時)，控制裝置30通過步驟S210產(chǎn)生對轉(zhuǎn)換器12A的升壓指令以將供電線PL2的電壓VH升壓至預(yù)定電壓Vl。響應(yīng)該升壓指令，供電線PL2的電壓指令值被設(shè)定為Vhref = VI，生成轉(zhuǎn)換器12A的控制信號PWUA以實現(xiàn)該電壓指令值。這里，預(yù)定電壓Vl被設(shè)定為比主蓄電裝置BA和新連接的被選副蓄電裝置BB (例如BB2)的輸出電壓中高的一方的電壓高的電壓。例如，通過使預(yù)定電壓Vl為能夠通過轉(zhuǎn)換器12A升壓的控制上限電壓VHmax，能夠可靠地使升壓指令時的電壓VH高于主蓄電裝置 BA和切換后的被選副蓄電裝置BB的輸出電壓這兩者?；蛘?，從減小轉(zhuǎn)換器12A的損耗的觀點出發(fā)，也可以每次根據(jù)該時刻的主蓄電裝置BA和切換后的被選副蓄電裝置BB的輸出電壓來決定有余量的預(yù)定電壓VI。當(dāng)通過步驟S210產(chǎn)生升壓指令后，控制裝置30通過步驟S220基于電壓傳感器13 的檢測值來判定電壓VH是否達到了預(yù)定電壓VI。例如，當(dāng)VH ^ Vl持續(xù)了預(yù)定時間時，在步驟S220中判定為“是”。當(dāng)電壓VH達到了預(yù)定電壓Vl時(在S220中判定為“是”時)，控制裝置30使ID 從1變?yōu)?。另一方面，在電壓VH達到Vl之前的期間(在S220中判定為“否”)，維持ID =1。即，ID = 2表示切換前升壓處理結(jié)束了、能夠進一步進行切換處理的狀態(tài)。另外，當(dāng) ID興1時(在S205中判定為“否”時)，跳過之后的步驟S210 S230的處理。當(dāng)這樣切換前升壓處理(步驟S200)結(jié)束后，控制裝置30執(zhí)行如圖8所示的電力限制變更處理。圖8是詳細地說明圖5所示的電力限制變更處理(S300)的流程圖。參照圖8，控制裝置30在電力限制變更處理中，首先通過步驟S305來判定ID是否等于2。當(dāng)ID興2時(在S305中判定為“否”時)，跳過之后的步驟S310 S340的處理。當(dāng)ID = 2時(在S305中判定為“是”時)，控制裝置30通過步驟S310開始暫時緩和主蓄電裝置BA的充放電限制。具體地說，暫時增大主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電力Win (M)、Wout (M)的絕對值。進一步，控制裝置30通過步驟S320使被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力 Win (S)、Wout (S)的絕對值逐漸地降低。例如，按照預(yù)定的恒定比率使Win (S)、Wout (S)逐漸地向0降低。如圖2所示，行駛控制部250生成作為電機控制指令的轉(zhuǎn)矩指令值Tqcoml和 TqCOm2，使得電動發(fā)電機MG1、MG2的總的輸入輸出電力處于主蓄電裝置BA和被選副蓄電裝置BB的總的充電限制(Win (M)+Win (S))和放電限制(ffout (M)+Wout (S))的范圍內(nèi)。當(dāng)階段性地使WoUt(S)、Win(S)下降時，則電動發(fā)電機MG2的轉(zhuǎn)矩(動力運行轉(zhuǎn)矩和再生轉(zhuǎn)矩) 的上限值會不連續(xù)地下降。即，電動發(fā)電機MG2的轉(zhuǎn)矩可能會突然受到限制。由于這樣的電動發(fā)電機MG2的運行狀況會傳遞至驅(qū)動軸，可能會產(chǎn)生例如車輛振動這樣的對車輛運行狀況的影響。在本實施方式中，通過使W0Ut(S)、Win(Q的絕對值以預(yù)定的恒定比率逐漸地下降，能夠使電動發(fā)電機MG2的轉(zhuǎn)矩的上限值平滑地降低。因此，能夠避免電動發(fā)電機MG2 的轉(zhuǎn)矩突然受到限制，因此能夠避免這樣的對車輛運行狀況的影響。
控制裝置30通過步驟S330判定W0Ut(S)、Win(Q是否達到了 0。在變?yōu)閃out (S) =Win(S) = 0之前的期間，重復(fù)執(zhí)行步驟S320，Wout (S)和Win^持續(xù)地下降。然后，當(dāng)Wout (S)和Win (S)達到了 O時(在S330中判定為“是”時)，控制裝置30 通過步驟S340使ID從2變?yōu)?。BP, ID = 3表示切換前升壓處理和電力限制變更處理結(jié)束而能夠開始副蓄電裝置BB1、BB2和轉(zhuǎn)換器12B之間的連接切換的狀態(tài)。當(dāng)圖8所示的電力限制變更處理結(jié)束后，控制裝置30通過步驟S400來執(zhí)行副蓄電裝置的連接切換處理。圖9是詳細地說明圖5所示的副蓄電裝置的連接切換處理(S400)的流程圖。參照圖9，控制裝置30在副蓄電裝置的連接切換處理中，首先通過步驟S405來判定ID是否等于3。并且，當(dāng)ID興3時(在S405中判定為“否”時)，跳過之后的步驟S410 S450的處理。當(dāng)ID = 3時(在S405中判定為“是”時)，作為副蓄電裝置的連接切換的準(zhǔn)備，控制裝置30通過步驟S410使轉(zhuǎn)換器12B停止。S卩，轉(zhuǎn)換器12B響應(yīng)停止工作指令而強制性地使IGBT元件Ql、Q2斷開?？刂蒲b置30通過步驟S411生成用于將被選副蓄電裝置從轉(zhuǎn)換器12B切斷的繼電器控制信號。例如，在副蓄電裝置BBl為被選副蓄電裝置的情況下，控制裝置30生成繼電器控制信號C0NT4、C0NT6以使繼電器SRl、SRlG斷開?？刂蒲b置30通過步驟S412使平滑用電容器C2放電。例如，控制裝置30通過僅使轉(zhuǎn)換器12B的下臂元件(圖3所示的開關(guān)元件(^)導(dǎo)通而使平滑用電容器C2放電。當(dāng)電壓傳感器21B檢測到的電壓VLB的值下降到預(yù)定值時，控制裝置30判定為平滑用電容器 C2的放電已完成，使開關(guān)元件Q2斷開。進一步，控制裝置30通過步驟S420來執(zhí)行數(shù)據(jù)修正處理。具體地說，控制裝置30 使與被選副蓄電裝置的狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)(以下簡稱為“狀態(tài)參數(shù)”)的值從切換前的副蓄電裝置的參數(shù)的值連續(xù)地改變?yōu)榍袚Q后的副蓄電裝置的參數(shù)的值。通過改變加權(quán)系數(shù)來改變參數(shù)值。另外，狀態(tài)參數(shù)包括被選副蓄電裝置的電壓(VBB)。進一步，控制裝置30將電壓 VLB的值設(shè)定為VBB，將輸出輸入上限電力Win (S)、Wout (S)固定為0。圖10是說明圖9所示的步驟S420的數(shù)據(jù)修正處理的詳細情況的流程圖。參照圖 10，控制裝置30通過步驟S412將加權(quán)系數(shù)α的初始值設(shè)定為0。控制裝置30通過步驟422計算出SOC(BB)、ΤΒΒ、以及VBB來作為被選副蓄電裝置的切換期間內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)。將被選副蓄電裝置的切換前的狀態(tài)參數(shù)的值設(shè)為Al，將被選副蓄電裝置的切換后的狀態(tài)參數(shù)的值設(shè)為Α2?？刂蒲b置30按照以下的公式計算出被選副蓄電裝置的切換期間內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)的值B。B = (1-α ) ΧΑ1+α ΧΑ2通過使加權(quán)系數(shù)α從0逐漸地改變到1(使α每次增加+ Δ α )，能夠在被選副蓄電裝置的切換期間使?fàn)顟B(tài)參數(shù)的值從Al平滑地變?yōu)棣?。因此，能夠減小對電動車輛的行駛控制的影響。在步驟S422的處理中作為改變對象的狀態(tài)參數(shù)不限于SOC(BB)、TBB、VBB或它們的組合，可以從電動車輛的行駛控制所需要的狀態(tài)參數(shù)中適當(dāng)?shù)剡M行選擇?？刂蒲b置30通過步驟S423將轉(zhuǎn)換器12Β的輸入電壓VLB的值設(shè)定為電壓VBB的值。通過平滑用電容器C2的放電，電壓傳感器2IB的檢測值大致變?yōu)?。在盡管電壓傳感器21B的檢測值為0、但卻將該檢測值用作轉(zhuǎn)換器12B的輸入電壓VLB的值的情況下，例如可能會由于判定為轉(zhuǎn)換器12B異常而對車輛系統(tǒng)整體產(chǎn)生影響。將通過步驟S422的處理計算出的電壓VBB的值設(shè)定為轉(zhuǎn)換器12B的輸入電壓VLB的值，由此能夠避免對車輛系統(tǒng)的影響(例如對行駛控制的影響)?？刂蒲b置30通過步驟S4M將Wout⑶和Win⑶的各值固定為0。例如，為了發(fā)動機4的起動或者為了將被選副蓄電裝置的SOC的值維持為預(yù)定值的控制，可以考慮將 Wout(S)^ffin(S)設(shè)定為大于O的值。但是，當(dāng)在向副蓄電裝置輸入電力或者從副蓄電裝置輸出電力的狀態(tài)下執(zhí)行了副蓄電裝置的切換控制時，可能會由于在與副蓄電裝置對應(yīng)設(shè)置的繼電器中瞬間流動大電流而導(dǎo)致繼電器熔接。當(dāng)繼電器發(fā)生了熔接時，難以切換被選副蓄電裝置。因此，在被選副蓄電裝置的切換期間(更具體地說，在使Wout (S)、Win^恢復(fù)之前的期間)，將Wout(S)、Win(S)固定為O。由此，能夠可靠地執(zhí)行被選副蓄電裝置的切換。控制裝置30通過步驟S425來判定加權(quán)系數(shù)α是否達到了 1。在加權(quán)系數(shù)α等于1的情況下(在步驟S425中判定為“是”時)，結(jié)束步驟S420的處理。在加權(quán)系數(shù)α小于1的情況下(在步驟S425中判定為“否”時)，控制裝置30通過步驟使加權(quán)系數(shù) α增加+Δ α。在本實施方式中，增量值+Δ α為恒定值。當(dāng)步驟的處理結(jié)束后，整體的處理返回到步驟422。返回到圖9，控制裝置30通過步驟S430產(chǎn)生用于將新的副蓄電裝置與轉(zhuǎn)換器12B 連接的繼電器控制信號。例如，為了將蓄電池BB2與轉(zhuǎn)換器12B連接，控制裝置30生成繼電器控制信號C0NT5、C0NT7以使繼電器SR2、SR2G導(dǎo)通。進一步，控制裝置30通過步驟S430判定通過步驟S420指示了的繼電器連接切換是否完成了。并且，當(dāng)連接切換完成了時(在S430中判定為“是”時)，控制裝置30通過步驟S440再次啟動轉(zhuǎn)換器12B，開始轉(zhuǎn)換(switching)工作，并且通過步驟S450使ID從3變?yōu)?。即，ID = 4表示副蓄電裝置和轉(zhuǎn)換器12B之間的通過繼電器實現(xiàn)的連接切換已完成的狀態(tài)。當(dāng)步驟S400的連接切換處理完成后，控制裝置30執(zhí)行步驟S500的恢復(fù)處理。圖11是詳細地說明圖5所示的恢復(fù)處理(S500)的流程圖。參照圖11，控制裝置30在恢復(fù)處理中，首先通過步驟S505來判定ID是否等于4。 并且，當(dāng)ID興4時(在S505中判定為“否”時)，跳過之后的步驟S510 S570的處理。當(dāng)ID = 4時(在S505中判定為“是”時)，控制裝置30通過步驟S510結(jié)束通過步驟S310(圖7)開始了的、主蓄電裝置BA的充放電限制的暫時緩和。由此，Wout(M)和 Win(M)基本上恢復(fù)為開始被選副蓄電裝置BB的切換處理之前的值。進一步，控制裝置30使通過電力限制處理(步驟S300)縮小至0的被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、W0ut(S)逐漸提高至新的被選副蓄電裝置(例如蓄電池 BB2)的WiruWout的值?？刂蒲b置30以Wout (S)、Win ( 按照預(yù)定的恒定比率逐漸上升的方式來改變Win (S)、Wout (S)。當(dāng)使Wout (S)、Win (S)階段性地提高時，則電動發(fā)電機MG2 的轉(zhuǎn)矩(動力運行轉(zhuǎn)矩和再生轉(zhuǎn)矩)的上限值會不連續(xù)地變大，因此可能會對車輛運行狀況產(chǎn)生影響。因此，與Wout (S)、Win (S)降低時同樣地使Wout (S)、Win (S)的絕對值按照預(yù)
18定的恒定比率逐漸地增大。由此，能夠使電動發(fā)電機MG2的轉(zhuǎn)矩的上限值平滑地提高，因此能夠避免對車輛運行狀況的影響。然后，控制裝置30通過步驟S530確認(rèn)輸入輸出上限電力Win(S)、W0ut(Q是否恢復(fù)到了新的被選副蓄電裝置BB的Win、Wout的值。在恢復(fù)完成之前的期間(在S530中判定為“否”時)，反復(fù)執(zhí)行步驟S520，輸入輸出上限電力Win(S) ,Wout(S)以恒定比率逐漸地提尚。當(dāng)輸入輸出上限功率Win(S)、W0ut(S)的恢復(fù)完成時(在S530中判定為“是”時)， 控制裝置30通過步驟S540使ID再次恢復(fù)為O。由此，在電源系統(tǒng)中，能再現(xiàn)能夠通過主蓄電裝置BA和新的被選副蓄電裝置BB來進行正常的電力供給和電力回收的狀態(tài)。進一步，控制裝置30將處理推進到步驟S550，使在步驟S210(圖6)中產(chǎn)生的升壓指令非激活(off)。由此，供電線PL2的電壓指令值也變?yōu)楦鶕?jù)電動發(fā)電機MGl、MG2的狀態(tài)而設(shè)定的通常值?？刂蒲b置30也可以通過步驟S550結(jié)束以電壓VBB替換電壓VLB的控制處理?？梢栽趯D(zhuǎn)換器12B的控制造成影響的可能性變低的定時結(jié)束該控制處理。當(dāng)一系列的切換處理完成后，控制裝置30也可以再通過步驟S560來判定在車輛行駛期間是否存在被選副蓄電裝置的進一步切換的可能性。并且，當(dāng)不存在再次切換的可能性時，控制裝置30通過步驟S570將ID設(shè)定為-1。當(dāng)ID變?yōu)?1時，實質(zhì)上不執(zhí)行圖5 的各步驟SlOO S500，因此到車輛運行結(jié)束為止，不開始被選副蓄電裝置的切換處理。另一方面，當(dāng)存在再次切換的可能性時，控制裝置30跳過步驟S570，維持ID = 0。 其結(jié)果，由于以預(yù)定周期執(zhí)行步驟SlOO的切換判定處理，因此能夠根據(jù)需要而再次開始被選副蓄電裝置的切換處理。在僅搭載有兩個副蓄電裝置的圖1的結(jié)構(gòu)示例中，也可以省略步驟S560的處理， 當(dāng)被選副蓄電裝置的切換處理完成了時，使ID始終為-1，將車輛運行期間的被選副蓄電裝置的切換處理限定為只執(zhí)行1次?；蛘?，在搭載有3個以上的副蓄電裝置的電源系統(tǒng)或具有能夠在車輛運行期間對不使用的副蓄電裝置進行充電的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，可以構(gòu)成為根據(jù)狀況而維持ID = 0、 由此能夠執(zhí)行第二次及其后的被選副蓄電裝置的切換處理。在圖12中表示了通過圖5 圖11說明了的本發(fā)明實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的被選副蓄電裝置的切換處理中的工作波形。參照圖12，在ID = 0的直到tl為止的期間，以預(yù)定的周期基于當(dāng)前的被選副蓄電裝置(例如蓄電池BBl)的SOC來執(zhí)行切換判定處理。然后，在時刻tl，響應(yīng)蓄電池BBl的SOC的降低，通過切換判定處理(步驟S100) 發(fā)出被選副蓄電裝置BB的切換要求，通過設(shè)定為ID = 1而開始切換處理。由此，執(zhí)行切換前升壓處理(步驟S200)，通過轉(zhuǎn)換器12A使供電線PL2的電壓VH 向預(yù)定電壓Vl上升。當(dāng)供電線PL2的升壓處理在時刻t2完成時，將ID從1改變?yōu)?。當(dāng)變?yōu)镮D = 2時，執(zhí)行電力限制變更處理(S300)，暫時緩和主蓄電裝置BA的充放電。即，開始輸入輸出上限電力Win(M)、W0ut(M)的絕對值的暫時提高。進一步，使被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win (S)、Wout (S)以恒定比率逐漸地向0下降。在該期間中，控制轉(zhuǎn)換器12B以停止當(dāng)前的被選副蓄電裝置(蓄電池BBl)的充放電。或者，轉(zhuǎn)換器12B也可以從時刻tl開始停止工作。在時刻t3，當(dāng)被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)縮小到O 時，將ID從2改變?yōu)?。并且，當(dāng)變?yōu)榱?ID = 3時，開始副蓄電裝置的連接切換處理。艮口， 在轉(zhuǎn)換器12B停止工作的狀態(tài)下，使繼電器SRI、SRlG斷開，然后使繼電器SR2、SR2G導(dǎo)通。 并且，當(dāng)繼電器的連接切換處理完成、作為新的被選副蓄電裝置的蓄電池BB2與轉(zhuǎn)換器12B 連接后，再次啟動轉(zhuǎn)換器12B。由于這些連接切換處理完成，在時刻t4，將ID從3改變?yōu)?。當(dāng)變?yōu)榱?ID = 4時，使被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win (S)、Wout⑶ 以恒定的比率逐漸地提高，由此開始使用作為新的被選副蓄電裝置的蓄電池BB2。與此相伴，結(jié)束主蓄電裝置BA的充放電限制的暫時緩和，Wout (M)、Win (M)基本上恢復(fù)為時刻t2 以前的值。并且，當(dāng)在時刻t5被選副蓄電裝置BB的Win(S)、Wout(S)恢復(fù)到與蓄電池BB2的 Wout、Win相當(dāng)?shù)谋緛碇禃r，恢復(fù)為ID = O。并且，也停止供電線PL2的升壓處理。由此，一系列的被選副蓄電裝置的切換處理完成，能再現(xiàn)能夠使用被選副蓄電裝置BB(蓄電池BB2)進行正常的電力供給和電力回收的狀態(tài)。在時刻t5，如通過圖11說明的那樣，判定輛運行期間的進一步的副蓄電裝置的切換處理的可能性，在不存在發(fā)生切換處理的可能性的情況下，如果為ID等于-1，則能夠減輕之后的控制裝置30的負荷。圖13是表示圖12所示的被選副蓄電裝置的切換處理期間的狀態(tài)參數(shù)的變化的圖。參照圖13，加權(quán)系數(shù)α在時刻t3之前為0，在時刻t3到時刻t4的期間(ID = 3的期間)從O變?yōu)?。溫度TBB、S0C(BB)和電壓VBB與加權(quán)系數(shù)α相應(yīng)地進行變化。具體地說，在時刻 t3之前，溫度TBB、SOC值SOC(BB)和電壓VBB分別是溫度TBBl、SOC(BBl)、電壓VBBl。在從時亥Ij t2到時亥Ij t3的期間，電壓VBBl響應(yīng)Wout (S)、Win (S)的減小而上升。在時刻t3到時刻t4的期間，溫度TBB連續(xù)地從TBBl變?yōu)門BB2。同樣地，SOC(BB) 連續(xù)地從SOC(BBl)變?yōu)镾OC (BB》，電壓VBB連續(xù)地從VBBl變?yōu)閂BB2。在時刻t4之后，加權(quán)系數(shù)α為1，因此作為被選副蓄電裝置的狀態(tài)參數(shù)而采用副蓄電裝置ΒΒ2的狀態(tài)參數(shù)。即，溫度TBB、SOC (BB)、電壓VBB分別為ΤΒΒ2、SOC (ΒΒ2)、VBB2。另外，被選副蓄電裝置的電流IB與Wout(S) ,Win(S)相應(yīng)地發(fā)生變化。具體地說， 在時亥Ij t2到時亥Ij t3的期間，Wout (S) ,Win(S)減小，因此電流IB(IBl)減小。在時刻t3到時刻t4的期間，Wout (S) ,Win(S)固定為0，因此電流IB為O。在時刻t4到時刻t5的期間， Wout (S)、Win (S)提高，因此電流IB (IB2)增大。接下來，使用圖14來說明作為本發(fā)明的實施方式的電源系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)中的一部分的、用于通過圖5 圖11說明了的被選副蓄電裝置的切換處理的功能部分的結(jié)構(gòu)。圖 14所示的各個功能塊通過由控制裝置30執(zhí)行預(yù)定的程序而實現(xiàn)的軟件處理來實現(xiàn)，或者通過專用的電子電路(硬件處理)來實現(xiàn)。參照圖14，切換判定部100接收表示蓄電池BB1、BB2的充電狀態(tài)的SOC(BBl)、 S0C(BB2)，判定當(dāng)前使用中的被選副蓄電裝置BB的SOC是否低于了預(yù)定的判斷值。當(dāng)在各功能塊之間共有的變量ID為O時，切換判定部100以預(yù)定周期執(zhí)行上述判定處理，當(dāng)需要切換被選副蓄電裝置時，使ID從O變?yōu)?。由此，產(chǎn)生被選副蓄電裝置的切換要求。即，切換判定部100的功能對應(yīng)于圖5的步驟SlOO的處理。當(dāng)產(chǎn)生被選副蓄電裝置的切換要求而變?yōu)镮D = 1時，升壓指示部110向控制轉(zhuǎn)換器12A的轉(zhuǎn)換器控制部200輸出升壓指令信號CMBT。轉(zhuǎn)換器控制部200基于電壓VH、VLA和電壓指令值VHref生成轉(zhuǎn)換器12A的控制信號PWUA、PffDA,以使供電線PL2的電壓VH變?yōu)殡妷褐噶钪礦Href。進一步，轉(zhuǎn)換器控制部200在從升壓指示部110生成了升壓指令信號CMBT的情況下，設(shè)定為電壓指令值Vhref = Vl，生成控制信號PWUA。并且，當(dāng)由電壓傳感器13檢測到的電壓VH達到了預(yù)定電壓Vl的狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時間以上時，轉(zhuǎn)換器控制部200激活(on) 表示升壓完成的標(biāo)志FBT。當(dāng)標(biāo)志FBT被激活后，升壓指示部110將ID變?yōu)?。然后，到后述的由于通過連接切換控制部140完成了繼電器連接切換而設(shè)定為ID = 4為止，持續(xù)輸出升壓指令信號 CMBT0即，升壓指示部110的功能與圖5的步驟S200和圖11的步驟S540對應(yīng)。電力限制部120設(shè)定被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)。 通常時，基于作為被選副蓄電裝置BB的蓄電池的SOC(SOC(BBl)或SOC(BB2))、電池溫度 (TBB1或TBB2)、輸出電壓(VBl或VB2)來設(shè)定輸入輸出上限電力Win (S)、Wout (S)。與此相對，在被選副蓄電裝置的切換處理時，當(dāng)變?yōu)镮D = 2時，電力限制部120使輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)以恒定比率逐漸地向0下降，并且當(dāng)Win(S)、Wout(S) 達到0時，使ID從2變?yōu)?。進一步，在ID = 3的期間，電力限制部120將輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)固定為0。進一步，當(dāng)通過連接切換控制部140設(shè)定成ID = 4時，電力限制部120使輸入輸出上限電力Win(S)、Wout(S)提高至相當(dāng)于切換后的新的被選副蓄電裝置BB的Win、Win的值。并且，當(dāng)提高處理完成時，使ID從4變?yōu)?。S卩，電力限制部120的功能與圖8的步驟S320 S340的處理、圖10的步驟S4M 的處理、圖11的步驟S520 S540的處理對應(yīng)。通過電力限制部120來實現(xiàn)本發(fā)明的“第一電力限制部”、“第二電力限制部”、以及“上限值固定部”的功能。電力限制部130設(shè)定主蓄電裝置BA的輸入輸出上限電力Win(M)和Wout (M)。通常時，基于主蓄電裝置BA的SOC(BA)、電池溫度TA、輸出電壓VA來設(shè)定輸入輸出上限電力 Win (M)、Wout (M)。與此相對，在被選副蓄電裝置的切換處理時，當(dāng)設(shè)定成ID = 2時，電力限制部130 使輸入輸出上限電力Win(M)、Wout(M)的絕對值暫時提高，由此暫時緩和主蓄電裝置BA的充放電限制。并且，當(dāng)通過連接切換控制部140設(shè)定成ID = 4時，電力限制部130使輸入輸出上限電力Win(M)和Wout (M)恢復(fù)為通常的值。即，電力限制部130的功能與圖8的步驟S310和圖11的步驟S510的處理對應(yīng)。 進一步，通過電力限制部130來實現(xiàn)本發(fā)明的“第三電力限制部”的功能。當(dāng)通過電力限制部120設(shè)定成ID = 3時，連接切換控制部140生成轉(zhuǎn)換器12B的停止工作指令。進一步，連接切換控制部140生成放電指令以通過轉(zhuǎn)換器12B使平滑用電容器C2放電。進一步，連接切換控制部140生成繼電器控制信號C0NT4 C0NT7以切換轉(zhuǎn)換器12B和副蓄電裝置BB1、BB2之間的連接。例如，當(dāng)將被選副蓄電裝置BB從蓄電池BBl 切換為蓄電池BB2時，生成繼電器控制信號C0NT4 C0NT7以使繼電器SRl、SRlG斷開、另一方面使繼電器SR2、SR2G接通。并且，當(dāng)該繼電器連接切換處理完成時，結(jié)束轉(zhuǎn)換器12B的停止工作狀態(tài)。并且，連接切換控制部140再次啟動轉(zhuǎn)換器12B，使ID從3變?yōu)?。連接切換控制部140執(zhí)行圖5的步驟S400(圖9的S405 S412、S430 S450) 的處理。另外，連接切換控制部140實現(xiàn)本發(fā)明的“切換控制部”和“放電控制部”的功能。當(dāng)通過電力限制部120設(shè)定成了 ID = 3時，數(shù)據(jù)修正部150使加權(quán)系數(shù)α連續(xù)地從0變?yōu)?，由此使被選副蓄電裝置BB的狀態(tài)參數(shù)(SOC(BB)、TBB、VBB)從切換前的狀態(tài)參數(shù)(SOC(BBl)、TBB1、VBB1)連續(xù)地變?yōu)榍袚Q后的狀態(tài)參數(shù)(SOC(BB》、TBB2、VBB2)。進一步，數(shù)據(jù)修正部150將電壓VLB的值從電壓傳感器21B的檢測值置換為計算出的VBB的值。 即，數(shù)據(jù)修正部150執(zhí)行圖9的步驟S420的處理(詳細地說是圖10的步驟S421 S423、 S425、S426 的處理)。如上所述，根據(jù)遵循本實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)，在被選副蓄電裝置的切換處理中，使被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力Win(S)、W0ut(S)連續(xù)地改變。由此， 在被選副蓄電裝置的切換處理中，能夠避免向電源系統(tǒng)輸入或者從電源系統(tǒng)輸出的電力不連續(xù)地變化。其結(jié)果，能夠避免電動車輛的運行狀況突然發(fā)生變化。即，根據(jù)本實施方式， 在多個副蓄電裝置共用一個電壓轉(zhuǎn)換器(converter)的結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)中，能夠恰當(dāng)并順暢地執(zhí)行切換被選副蓄電裝置時的副蓄電裝置的連接切換處理。進一步，根據(jù)遵循本實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)，在被選副蓄電裝置的切換處理中，使被選副蓄電裝置BB的狀態(tài)參數(shù)連續(xù)地改變。由此，能夠在被選副蓄電裝置的切換處理中，防止基于狀態(tài)參數(shù)的電動車輛的行駛控制發(fā)生混亂。進一步，根據(jù)遵循本實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)，在被選副蓄電裝置的切換處理中，將與被選副蓄電裝置BB對應(yīng)的轉(zhuǎn)換器的輸入電壓從平滑用電容器的兩端的電壓置換為被選副蓄電裝置BB的電壓。在轉(zhuǎn)換器控制中，通常會使用該輸入電壓和輸出電壓。 另一方面，為了切換被選副蓄電裝置，需要使平滑用電容器放電。因此，當(dāng)將平滑用電容器的電壓作為轉(zhuǎn)換器的輸入電壓而執(zhí)行轉(zhuǎn)換器控制時，則控制可能會發(fā)散。根據(jù)本實施方式， 在平滑用電容器放電期間，將轉(zhuǎn)換器的輸入電壓置換為被選副蓄電裝置BB的電壓，因此能夠防止轉(zhuǎn)換器控制發(fā)生混亂。進一步，能夠防止電動車輛的行駛控制發(fā)生混亂。進一步，根據(jù)遵循本實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)，在被選副蓄電裝置的切換處理中，將被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力固定為0。在被選副蓄電裝置BB的輸入輸出上限電力不為0的情況下，例如由于從被選副蓄電裝置輸出電力，可能無法切換被選副蓄電裝置(例如繼電器的熔接等)。根據(jù)本實施方式，能夠避免這樣的問題。進一步，根據(jù)本實施方式，在輸入輸出電力上限值開始減小到多個副蓄電裝置和轉(zhuǎn)換器12B之間的切換連接完成的期間，暫時緩和主電源裝置BA的充放電限制。由此，在由于副蓄電裝置的連接切換而無法對副蓄電裝置進行電力輸入輸出的期間，暫時緩和主蓄電裝置的充放電電力限制，因此能夠確保電源系統(tǒng)整體的輸入輸出上限電力。進一步，根據(jù)本實施方式，電動車輛還具有構(gòu)成為能夠獨立于電動發(fā)電機MG2而輸出車輛驅(qū)動功率的發(fā)動機4、以及行駛控制部250。并且，行駛控制部250在車輛的整體要求功率大于主蓄電裝置BA的輸出電力上限值與所選擇的副蓄電裝置的輸出電力上限值之和時啟動發(fā)動機。因此，通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定切換連接副蓄電裝置時的輸入輸出電力上限值， 能夠不對電源系統(tǒng)要求過度的充放電，并且通過暫時緩和主蓄電裝置的充放電限制，能夠防止在連接切換副蓄電裝置時重新啟動發(fā)動機。
在本實施方式中，表示了搭載有能夠通過動力分配機構(gòu)將發(fā)動機的動力分配、傳遞給驅(qū)動輪和發(fā)電機的串聯(lián)/并聯(lián)型混合動力系統(tǒng)的電動車輛。但是，本發(fā)明例如也能夠應(yīng)用于僅為了驅(qū)動發(fā)電機而使用發(fā)動機并僅通過使用由發(fā)電機發(fā)電產(chǎn)生的電力的電機來產(chǎn)生車軸的驅(qū)動力的串聯(lián)型混合動力車輛、電動汽車、燃料電池車輛。這些車輛均搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機和蓄電裝置，因此能夠應(yīng)用本發(fā)明。應(yīng)認(rèn)為此次公開的實施方式在所有方面均為例示而不具有限制性。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求而非上述說明來表示，并包括與權(quán)利要求相等同的含義和范圍內(nèi)的所有變更。
權(quán)利要求
1.一種電動車輛的電源系統(tǒng)，所述電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機(MG2)， 所述電源系統(tǒng)具備主蓄電裝置(BA)；供電線(PL2)，其構(gòu)成為向驅(qū)動控制所述電機(MG2)的變換器02)進行供電； 第一電壓轉(zhuǎn)換器(12A)，其設(shè)置在所述供電線(PU)與所述主蓄電裝置(BA)之間，構(gòu)成為進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換；相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置(BB1、BB2)；第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述供電線(PL2) 之間，構(gòu)成為在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的一個副蓄電裝置與所述供電線(PL2) 之間進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換；連接部(39B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B) 之間，構(gòu)成為選擇性地將所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的被選擇了的副蓄電裝置與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)連接；以及切換控制裝置(30)，其控制所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器 (12B)之間的選擇性的連接，所述切換控制裝置(30)包括切換判定部(100)，其構(gòu)成為基于所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)各自的充電狀態(tài)來判定是否需要切換所述被選擇了的副蓄電裝置；第一電力限制部(120)，其構(gòu)成為在通過所述切換判定部(100)判定為需要切換所述被選擇了的副蓄電裝置的情況下，使所述被選擇了的副蓄電裝置的輸入輸出電力上限值 (Win (S)、Wout (S))連續(xù)地減少至零；切換控制部(140)，其構(gòu)成為在所述輸入輸出電力上限值(Win(S)、W0ut(S))達到了零時，切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接；以及第二電力限制部(120)，其構(gòu)成為在通過所述切換控制部(140)切換了所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接后，使所述輸入輸出電力上限值(Win (S)、Wout (S))連續(xù)地上升至與新與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)連接了的副蓄電裝置的充電狀態(tài)對應(yīng)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述切換控制裝置(30)還包括數(shù)據(jù)修正部(150)，該數(shù)據(jù)修正部(150)構(gòu)成為在切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接的期間中執(zhí)行修正處理，所述修正處理用于修正與所述被選擇了的副蓄電裝置相關(guān)的參數(shù)的值，所述數(shù)據(jù)修正部(150)在執(zhí)行所述修正處理時使所述參數(shù)的值從第一值連續(xù)地變化為第二值，所述第一值是與從所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)斷開的副蓄電裝置相關(guān)的值，所述第二值是與所述新連接了的副蓄電裝置相關(guān)的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述電動車輛具備行駛控制部050)，該行駛控制部(250)構(gòu)成為在所述電動車輛行駛時，使用所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的輸入電壓的值來控制所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)， 所述參數(shù)包括所述被選擇了的副蓄電裝置的電壓， 所述電源系統(tǒng)還具備電容器(C2)，其用于使所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的所述輸入電壓平滑化；以及用于檢測所述輸入電壓的電壓檢測部OlB)，所述切換控制裝置(30)還包括放電控制部(140)，該放電控制部(140)構(gòu)成為在切換所述被選擇了的副蓄電裝置之前使所述電容器(以)放電，所述數(shù)據(jù)修正部(150)，在通過所述放電控制部(140)使所述電容器(以)放電之后，代替所述電壓檢測部OlB)的檢測值而將通過所述修正處理算出的所述被選擇了的副蓄電裝置的電壓值作為所述輸入電壓的值提供給所述行駛控制部(250)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述切換控制裝置(30)還包括上限值固定部(120)，該上限值固定部(120)構(gòu)成為在切換所述多個副蓄電裝置(ΒΒ1、ΒΒ2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12Β)之間的連接的期間中， 將所述輸入輸出電力上限值(Win (S)、Wout (S))保持為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述切換控制裝置(30)還包括第三電力限制部(130)，該第三電力限制部(130)構(gòu)成為在從開始通過所述第一電力限制部(120)降低所述輸入輸出電力上限值(Win(S)、 Wout(S))到通過所述連接部(39B)進行的所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接切換完成的期間中，暫時緩和所述主蓄電裝置(BA)的充放電限制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛的電源系統(tǒng)，其中， 所述電動車輛還具備內(nèi)燃機G)，其構(gòu)成為能夠獨立于所述電機(MG2)而輸出車輛驅(qū)動功率；以及行駛控制部050)，其構(gòu)成為在所述電動車輛的整體要求功率大于所述主蓄電裝置 (BA)的輸出電力上限值與所述被選擇了的副蓄電裝置的輸出電力上限值之和時，啟動所述內(nèi)燃機⑷。
7.一種電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，所述電動車輛搭載有產(chǎn)生車輛驅(qū)動功率的電機(MG2)，所述電源系統(tǒng)具備 主蓄電裝置(BA)；供電線(PL2)，其構(gòu)成為向驅(qū)動控制所述電機(MG2)的變換器02)進行供電； 第一電壓轉(zhuǎn)換器(12A)，其設(shè)置在所述供電線(PU)與所述主蓄電裝置(BA)之間，構(gòu)成為進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換；相互并聯(lián)地設(shè)置的多個副蓄電裝置(BB1、BB2)；第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)與所述供電線(PL2) 之間，構(gòu)成為在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的一個副蓄電裝置與所述供電線(PL2) 之間進行雙向的電壓轉(zhuǎn)換；連接部(39B)，其設(shè)置在所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B) 之間，構(gòu)成為選擇性地將所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)中的被選擇了的副蓄電裝置與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)連接；以及切換控制裝置(30)，其控制所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器 (12B)之間的選擇性的連接，所述控制方法包括基于所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)各自的充電狀態(tài)來判定是否需要切換所述被選擇了的副蓄電裝置的步驟(S100)；在通過所述判定步驟判定為需要切換所述被選擇了的副蓄電裝置的情況下，使所述被選擇了的副蓄電裝置的輸入輸出電力上限值(Win (S)、Wout (S))連續(xù)地減少至零的步驟 (S320 S340)；在通過所述減少步驟(S320 S340)使所述輸入輸出電力上限值(Win(S)、Wout(S)) 達到了零時，切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接的步驟(S400)；在通過所述切換步驟(400)切換了所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接之后，使所述輸入輸出電力上限值(Win (S)、Wout (S))連續(xù)地上升至與新與所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)連接了的副蓄電裝置的充電狀態(tài)對應(yīng)的值的步驟 (S520 S540)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述控制方法還包括以下的步驟(S420)在切換所述多個副蓄電裝置(BB1、BB》和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接的期間中執(zhí)行修正處理，所述修正處理用于修正與所述被選擇了的副蓄電裝置相關(guān)的參數(shù)的值，通過所述修正處理，所述參數(shù)的值從第一值連續(xù)地變化為第二值，所述第一值是與從所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)斷開的副蓄電裝置相關(guān)的值，所述第二值是與所述新連接了的副蓄電裝置相關(guān)的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述電動車輛具備行駛控制部050)，該行駛控制部(250)構(gòu)成為在所述電動車輛行駛時，使用所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的輸入電壓的值來控制所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)，所述參數(shù)包括所述被選擇了的副蓄電裝置的電壓，所述電源系統(tǒng)還具備電容器(C2)，其用于使所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)的所述輸入電壓平滑化；以及用于檢測所述輸入電壓的電壓檢測部OlB)，所述控制方法還包括在切換所述被選擇了的副蓄電裝置之前使所述電容器(以)放電的步驟(S412)，在執(zhí)行所述修正處理的步驟(S420)中，在通過所述放電步驟使所述電容器(以)放電之后，代替所述電壓檢測部OlB)的檢測值而將通過所述修正處理算出的所述被選擇了的副蓄電裝置的電壓值作為所述輸入電壓的值提供給所述行駛控制部(250)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述控制方法還包括以下的步驟(S424)在切換所述多個副蓄電裝置(ΒΒ1、ΒΒ2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12Β)之間的連接的期間中，將所述輸入輸出電力上限值(Win(S)、 Wout(S))保持為零。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述控制方法還包括以下的步驟(S310、S510)在從開始通過所述減少步驟(S320 S340)減少所述輸入輸出電力上限值(Win(S)、W0ut(S))到由所述連接部(39B)進行的所述多個副蓄電裝置(BB1、BB2)和所述第二電壓轉(zhuǎn)換器(12B)之間的連接切換完成的期間中， 暫時緩和所述主蓄電裝置(BA)的充放電限制。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中， 所述電動車輛還具備內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機(4)構(gòu)成為能夠獨立于所述電機(MG》而輸出車輛驅(qū)動功率，在所述電動車輛的整體要求功率(Pttl)大于所述主蓄電裝置(BA)的輸出電力上限值 (Wout(M))與所述被選擇了的副蓄電裝置的輸出電力上限值(Wout(S))之和時，所述內(nèi)燃機⑷被啟動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法。電源系統(tǒng)包括主蓄電裝置(BA)和多個副蓄電裝置(BB1、BB2)。轉(zhuǎn)換器(12A)與副蓄電裝置(BB1、BB2)中的所選擇的一個副蓄電裝置連接，在該被選副蓄電裝置與供電線(PL2)之間執(zhí)行雙向的電壓轉(zhuǎn)換。在產(chǎn)生了切換使用中的被選副蓄電裝置的要求的情況下，使被選副蓄電裝置的輸入輸出上限電力連續(xù)變化。由此，能夠在被選副蓄電裝置的切換處理中，避免向電源系統(tǒng)輸入的電力或從電源系統(tǒng)輸出的電力不連續(xù)地變化。其結(jié)果，能夠避免電動車輛的運行狀況急劇地發(fā)生變化。
文檔編號B60W10/06GK102202931SQ20088013178
公開日2011年9月28日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者佐藤春樹, 加藤紀(jì)彥, 山本雅哉 申請人:豐田自動車株式會社