電動車輛的電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源系統(tǒng)，尤其涉及將電動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)作為負(fù)載的電源系統(tǒng)的控制，所述驅(qū)動系統(tǒng)具有用于在車輛行駛期間發(fā)電產(chǎn)生直流電源的充電電力的機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在日本特開2008-54363號公報(專利文獻(xiàn)1)中記載了將多個電源組合并向負(fù)載供給電力的汽車的電源裝置。在專利文獻(xiàn)1中，記載了電源裝置中的蓄電部的充電狀態(tài)的控制，所述電源裝置具備由電池構(gòu)成的恒壓源和由蓄電元件構(gòu)成的蓄電部。具體而言，通過在電源裝置的停止期間，以比滿充電狀態(tài)低的電壓放置蓄電部的方式進(jìn)行電壓控制，從而實現(xiàn)蓄電部的高壽命化。
[0003]另外，在日本特開2012-70514號公報(專利文獻(xiàn)2)中，記載了電力轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成，所述電力轉(zhuǎn)換器能夠通過多個開關(guān)元件的控制，切換在將兩個直流電源串聯(lián)連接的狀態(tài)下進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換的工作模式(串聯(lián)連接模式)和在并聯(lián)地使用兩個直流電源的狀態(tài)下進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換的工作模式(并聯(lián)連接模式)。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-54363號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-70514號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]在專利文獻(xiàn)2中記載了將電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于電動車輛。另一方面，在具有構(gòu)成為在車輛行駛期間或停車期間能夠發(fā)電產(chǎn)生直流電源的充電電力的驅(qū)動系統(tǒng)的電動車輛中(代表性地為混合動力車輛)，通過控制驅(qū)動系統(tǒng)的工作，能夠在車輛行駛期間控制直流電源的充放電。
[0009]因此，在將專利文獻(xiàn)2那樣的構(gòu)成為直流電源的充放電方式根據(jù)工作模式而變化的電力轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于具有如上所述的驅(qū)動系統(tǒng)的電動車輛的情況下，當(dāng)在工作模式間統(tǒng)一化(uniformly)地執(zhí)行直流電源的充放電控制時，有可能不能適當(dāng)?shù)乜刂聘髦绷麟娫吹腟OC (State of Charge:充電狀態(tài))。然而，在專利文獻(xiàn)2中，未特別提及在選擇工作模式后的直流電源的充放電控制。
[0010]本發(fā)明為解決這樣的問題點而做出，本發(fā)明的目的為:構(gòu)成為包括連接在多個直流電源與共同的電力線之間的電力轉(zhuǎn)換器的電源系統(tǒng)應(yīng)用于具有用于在車輛行駛期間或停車期間發(fā)電產(chǎn)生直流電源的充電電力的機(jī)構(gòu)的電動車輛的情況下，與電力轉(zhuǎn)換器的工作模式選擇對應(yīng)地適當(dāng)?shù)乜刂贫鄠€直流電源的S0C。
[0011]用于解決問題的技術(shù)方案
[0012]在本發(fā)明的某個方面中，一種電源系統(tǒng)包括:電力線、多個直流電源、連接在多個直流電源與電力線之間的電力轉(zhuǎn)換器以及控制裝置，所述電源系統(tǒng)將電動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)作為負(fù)載，所述驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成為包括用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動力的第一電動發(fā)電機(jī)。電力線與負(fù)載電連接?？刂蒲b置構(gòu)成為控制負(fù)載和電力轉(zhuǎn)換器的工作。負(fù)載構(gòu)成為具有機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)用于根據(jù)來自控制裝置的工作指令，發(fā)電產(chǎn)生用于在車輛行駛期間或停車期間對多個直流電源進(jìn)行充電的電力。電力轉(zhuǎn)換器包括多個開關(guān)元件，并且，構(gòu)成為通過應(yīng)用多個直流電源與電力線之間的電力轉(zhuǎn)換的方式不同的多個工作模式中的一個工作模式來進(jìn)行工作，從而控制電力線的電壓?？刂蒲b置包括充放電控制部和工作指令生成部。充放電控制部基于多個直流電源的狀態(tài)，設(shè)定多個直流電源整體的充放電要求電力。工作指令生成部生成負(fù)載的工作指令，以確保基于電動車輛的行駛狀態(tài)的驅(qū)動要求功率和充放電要求電力。充放電控制部根據(jù)工作模式切換充放電要求電力的設(shè)定。
[0013]優(yōu)選的是，在電動車輛的電源系統(tǒng)中，多個直流電源包括第一直流電源和第二直流電源。多個開關(guān)元件具有第一開關(guān)元件?第四開關(guān)元件。第一開關(guān)元件電連接在第一節(jié)點與電力線之間。第二開關(guān)元件電連接在第二節(jié)點與第一節(jié)點之間。第三開關(guān)元件電連接在第三節(jié)點與第二節(jié)點之間，所述第三節(jié)點與第二直流電源的負(fù)極端子電連接。第四開關(guān)元件電連接在第一直流電源的負(fù)極端子與第三節(jié)點之間。電力轉(zhuǎn)換器還具有第一電抗器和第二電抗器。第一電抗器電連接在第二節(jié)點與第一直流電源的正極端子之間。第二電抗器電連接在第一節(jié)點與第二直流電源的正極端子之間。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的是，第一直流電源的容量比第二直流電源的容量大。多個工作模式包括第一模式和第二模式。在第一模式中，電力轉(zhuǎn)換器通過第一開關(guān)元件?第四開關(guān)元件的接通斷開控制，以使第一直流電源和第二直流電源并聯(lián)的方式，在第一直流電源及第二直流電源與電力線之間執(zhí)行直流電壓轉(zhuǎn)換。在第二模式中，電力轉(zhuǎn)換器通過將第三開關(guān)元件固定為接通，并且，對第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件以及第四開關(guān)元件進(jìn)行接通斷開控制，從而在第一直流電源和第二直流電源串聯(lián)連接的狀態(tài)下，在第一直流電源及第二直流電源與電力線之間執(zhí)行直流電壓轉(zhuǎn)換。充放電控制部在第一模式中設(shè)定充放電要求電力，以使得第一直流電源和第二直流電源各自的S0C接近控制目標(biāo)，另一方面，在第二模式中，設(shè)定充放電要求電力，以使得第二直流電源的S0C接近控制目標(biāo)。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的是，多個工作模式還包括第三模式。在第三模式中，電力轉(zhuǎn)換器將第一開關(guān)元件?第四開關(guān)元件的接通斷開固定，維持第一直流電源和第二直流電源相對于電力線串聯(lián)連接的狀態(tài)。充放電控制部在第三模式中設(shè)定充放電要求電力，以使得第二直流電源的S0C接近控制目標(biāo)。
[0016]另外，進(jìn)一步優(yōu)選的是，多個工作模式還包括第四模式和第五模式。在第四模式中，電力轉(zhuǎn)換器通過第一開關(guān)元件?第四開關(guān)元件的接通斷開控制，在第一直流電源和第二直流電源的一方的直流電源與電力線之間執(zhí)行直流電壓轉(zhuǎn)換，并且，維持第一直流電源和第二直流電源的另一方的直流電源與電力線電斷開的狀態(tài)。在第五模式中，電力轉(zhuǎn)換器將第一開關(guān)元件?第四開關(guān)元件的接通斷開固定，維持第一直流電源和第二直流電源的一方的直流電源與電力線電連接、而第一直流電源和第二直流電源的另一方的直流電源與電力線電斷開的狀態(tài)。充放電控制部在第四模式和第五模式中各自設(shè)定充放電要求電力，以使得一方的直流電源的S0C接近控制目標(biāo)。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的是，當(dāng)在第一直流電源或第二直流電源中當(dāng)前的S0C達(dá)到控制上限值或控制下限值時，控制裝置強(qiáng)制地選擇第一模式。
[0018]另外，優(yōu)選的是控制裝置包括控制運算部、電力分配比設(shè)定部、電力指令值運算部、電流控制部以及脈沖寬度調(diào)制部?？刂七\算部根據(jù)電力線的電壓檢測值與電壓指令值的偏差，算出多個直流電源整體相對于電力線的整體輸入輸出電力。電力分配比設(shè)定部根據(jù)工作模式的變更切換在多個直流電源間的電力分配比。電力指令值運算部按照整體輸入輸出電力和電力分配比設(shè)定多個直流電源各自的電力指令值。電流控制部針對多個直流電源的每一個，基于電流檢測值相對于將電力指令值除以輸出電壓而得到的電流指令值的偏差，運算用于對來自該直流電源的輸出進(jìn)行控制的占空比。脈沖寬度調(diào)制部根據(jù)控制脈沖信號，生成多個開關(guān)元件的接通斷開控制信號，所述控制脈沖信號是按照脈沖寬度調(diào)制而得到的，所述脈沖寬度調(diào)制是通過針對多個直流電源的每一個運算出的占空比與載波的比較來實現(xiàn)的。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選的是，控制裝置還包括第一保護(hù)部和第二保護(hù)部。第一保護(hù)部與多個直流電源中的預(yù)定的直流電源對應(yīng)地設(shè)置，并將按照電力分配比設(shè)定的該預(yù)定的直流電源的電力指令值限制在根據(jù)預(yù)定的直流電源的工作狀態(tài)設(shè)定的第一電力范圍內(nèi)。第二保護(hù)部將整體輸入輸出電力限制在根據(jù)多個直流電源的工作狀態(tài)設(shè)定的第二電力范圍內(nèi)。
[0020]或者，優(yōu)選的是，控制裝置包括控制運算部、電力分配比設(shè)定部、電力指令值運算部、第一電流控制部、第二電流控制部以及脈沖寬度調(diào)制部?？刂七\算部根據(jù)電力線的電壓檢測值與電壓指令值的偏差，算出第一直流電源和第二直流電源整體相對于電力線的整體輸入輸出電力。電力分配比設(shè)定部根據(jù)工作模式的變更切換在第一直流電源和第二直流電源間的電力分配比。電力指令值運算部按照整體輸入輸出電力和電力分配比，設(shè)定第一直流電源的第一電力指令值和第二直流電源的第二電力指令值。第一電流控制部根據(jù)第一直流電源的電流檢測值相對于將第一電力指令值除以第一直流電源的輸出電壓而得到的第一電流指令值的偏差，運算用于對來自第一直流電源的輸出進(jìn)行控制的第一占空比。第二電流控制部根據(jù)第二直流電源的電流檢測值相對于將第二電力指令值除以第二直流電源的輸出電壓而得到的第二電流指令值的偏差，運算用于對來自第二直流電源的輸出進(jìn)行控制的第二占空比。脈沖寬度調(diào)制部根據(jù)第一控制脈沖信號和第二控制脈沖信號來生成第一開關(guān)元件?第四開關(guān)元件的接通斷開控制信號，所述第一控制脈沖信號和所述第二控制脈沖信號是分別按照通過第一載波與第一占空比的比較、以及第二載波與第二占空比的比較來實現(xiàn)的脈沖寬度調(diào)制而得到的。
[0021]進(jìn)一步優(yōu)選的是，控制裝置還包括載波發(fā)生部。載波發(fā)生部根據(jù)運算得到的第一占空比和第二占空比，可變地控制第一載波與第二載波的相位差，以使得第一控制脈沖信號的迀移邊緣與第二控制脈沖信號的迀移邊緣在時間軸上重疊。
[0022]優(yōu)選的是，驅(qū)動系統(tǒng)還包括發(fā)動機(jī)和第二電動發(fā)電機(jī)。第二電動發(fā)電機(jī)構(gòu)成為使用發(fā)動機(jī)的輸出來發(fā)電。工作指令生成部生成發(fā)動機(jī)、第一電動發(fā)電機(jī)以及第二電動發(fā)電機(jī)的工作指令以在第一電動發(fā)電機(jī)、第二電動發(fā)電機(jī)以及發(fā)動機(jī)分配依從于驅(qū)動要求功率與充放電要求電力之和的整體要求功率。
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選的是，驅(qū)動系統(tǒng)還包括差動裝置，所述差動裝置包括能夠相對旋轉(zhuǎn)的第一至第三旋轉(zhuǎn)元件。負(fù)載進(jìn)一步包括變換器。在差動裝置中，第一旋轉(zhuǎn)元件與發(fā)動機(jī)的輸出軸機(jī)械地連結(jié)，第二旋轉(zhuǎn)元件與第二電動發(fā)電機(jī)的輸出軸機(jī)械地連結(jié)，第三旋轉(zhuǎn)元件與機(jī)械地連結(jié)于驅(qū)動輪的驅(qū)動軸和第一電動發(fā)電機(jī)的輸出軸機(jī)械地連結(jié)。變換器連接在電力線與第一電動發(fā)電機(jī)、第二電動發(fā)電機(jī)各自之間。
[0024]優(yōu)選的是，驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成為具有機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)用于使用與第一電動發(fā)電機(jī)獨立的動力源的輸出，在車輛行駛期間或停車期間發(fā)電產(chǎn)生多個直流電源的充電電力。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為包括連接在多個直流電源與共同的電力線之間的電力轉(zhuǎn)換器的電源系統(tǒng)應(yīng)用于具有用于在車輛行駛期間或停車期間發(fā)電產(chǎn)生直流電源的充電電力的機(jī)構(gòu)的電動車輛的情況下，能夠與電力轉(zhuǎn)換器的工作模式選擇對應(yīng)而適當(dāng)?shù)乜刂贫鄠€直流電源的S0C。
【附圖說明】
[0027]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1的電動車輛的電源系統(tǒng)的構(gòu)成的電路圖。
[0028]圖2是用于說明圖1所示的電力轉(zhuǎn)換器具有的多個工作模式的圖表。
[0029]圖3是說明PB模式中的第一電路工作的電路圖。
[0030]圖4是說明PB模式中的第二電路工作的電路圖。
[0031]圖5是說明PB模式中的對第一直流電源的DC/DC轉(zhuǎn)換(升壓工作)的電路圖。
[0032]圖6是說明PB模式中的對第二直流電源的DC/DC轉(zhuǎn)換(升壓工作)的電路圖。
[0033]圖7是表示PB模式中的電力轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件的控制工作例的波形圖。
[0034]圖8是用來說明用于設(shè)定PB模式中的各開關(guān)元件的控制信號的邏輯運算式的圖表。
[0035]圖9是說明SB模式中的電路工作的電路圖。
[0036]圖10是說明SB模式中的DC/DC轉(zhuǎn)換(升壓工作)的電路圖。
[0037]圖11是表示SB模式中的電力轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件的控制工作例的波形圖。
[0038]圖12是用來說明用于設(shè)定SB模式中的各開關(guān)元件的控制信號的邏輯運算式的圖表。
[0039]圖13是表示作為電動車輛的一例示出的混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的概略構(gòu)成的框圖，所述電動車輛應(yīng)用了根據(jù)本實施方式的電源系統(tǒng)。
[0040]圖14是圖13所示的混合動力車輛中的共線圖。
[0041]圖15是表示圖13所示的混合動力車輛的電氣系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。
[0042]圖16是用于說明電動車輛(混合動力車輛)中的直流電源的優(yōu)選構(gòu)成例的示意圖。
[0043]圖17是用于說明SB模式中的各直流電源的S0C變動的示意圖。
[0044]圖18是用于說明PB模式中的各直流電源的S0C變動的示意圖。
[0045]圖19是用于說明用于從S0C控制的觀點來選擇電力轉(zhuǎn)換器的工作模式的控制處理的流程圖。
[0046]圖20是用于說明應(yīng)用在混合動力車輛的電源系統(tǒng)中的電力流的示意圖。
[0047]圖21是用于說明根據(jù)本實施方式的電動車輛的電源系統(tǒng)中的用于功率管理的控制構(gòu)成的功能框圖。
[0048]圖22是用于說明各直流電源的充電要求功率的設(shè)定的示意圖。
[0049]圖23是用于說明通過圖21所示的行駛控制部實現(xiàn)的發(fā)動機(jī)工作點的設(shè)定的示意圖。
[0050]圖24是表示通過圖21所示的充放電電力設(shè)定部實現(xiàn)的各工作模式中的充放電要求電力值的設(shè)定式的圖表。
[0051]圖25是表示通過圖21所示的電力循環(huán)控制部實現(xiàn)的各工作模式中的循環(huán)電力值的設(shè)定式的圖表。
[0052]圖26是表示根據(jù)本實施方式1的變形例的通過電力轉(zhuǎn)換器控制來應(yīng)用載波相位控制時的PB模式的控制工作例的波形圖。
[0053]圖27是說明PB模式中的通過載波相位控制實現(xiàn)的電流相位的波形圖。
[0054]圖28是說明圖27的預(yù)定期間的電流路徑的電路圖。
[0055]圖29是圖27所示的電流相位下的開關(guān)元件的電流波形圖。
[0056]圖30是表示載波間的相位差=0時的電流相位的波形圖。
[0057]圖31是圖30所示的電流相位下的開關(guān)元件的電流波形圖。
[0058]圖32是用于說明直流電源的各工作狀態(tài)中的PB模式下的載波相位控制的圖表。
[0059]圖33是說明SB模式中的兩個直流電源的狀態(tài)的圖。
[0060]圖34是表示應(yīng)用了載波相位控制時的SB模式中的控制脈沖信號的波形圖。
[0061]圖35是用于說明在SB模式中的控制信號的設(shè)定的圖表。
[0062]圖36是表示根據(jù)本實施方式1的變形例的電力轉(zhuǎn)換器控制中的PB模式和SB模式的工作例的波形圖。
[0063]圖37是用于說明根據(jù)本實施方式2的電力轉(zhuǎn)換器控制的第一框圖。
[0064]圖38是用于說明根據(jù)本實施方式2的電力轉(zhuǎn)換器控制的第二框圖。
[0065]圖39是用于說明由根據(jù)實施方式2的電力轉(zhuǎn)換器控制實現(xiàn)的、PB模式中的電源系統(tǒng)內(nèi)的功率流的不意圖。
[0066]圖40是說明屬于升壓模式的各工作模式中的控制信號和控制數(shù)據(jù)的設(shè)定的圖表。
[0067]圖41是用于說明由根據(jù)實施方式2的電力轉(zhuǎn)換器控制實現(xiàn)的、aB模式中的電源系統(tǒng)內(nèi)的功率流的不意圖。
[0068]圖42是用于說明由根據(jù)實施方式2的電力轉(zhuǎn)換器控制實現(xiàn)的、bB模式中的電源系統(tǒng)內(nèi)的功率流的不意圖。
[0069]圖43是用于說明由根據(jù)實施方式2的電力轉(zhuǎn)換器控制實現(xiàn)的、SB模式中的電源系統(tǒng)內(nèi)的功率流的不意圖。
[0070]標(biāo)號說明
[0071]5電源系統(tǒng)，10a、10b直流電源，15布線，20電力線，21接地布線，30負(fù)載，40控制裝置，50電力轉(zhuǎn)換器，101、102工作點，105工作線，106等功率線，110、120工作區(qū)域，115發(fā)動機(jī)，130動力分配機(jī)構(gòu)，131太陽輪，132小齒輪，133齒輪架，134齒圈，140減速器，145驅(qū)動輪，150、151、160、161、170?174電流路徑，180、190變換器，182、192中性點，200電壓控制部，210、304、314偏差運算部，220、306、316控制運算部，230、260限制器，240電力分配部，250循環(huán)電力加法部，270減法部，300、310電流控制部，302、312電流指令生成部，308、318加法部，400PWM控制部，410載波發(fā)生部，500功率管理部，510電力上限值設(shè)定部，510#電力下限值設(shè)定部，512運算部，530a、530b S0C控制部，520驅(qū)動功率設(shè)定部，540充放電要求電力設(shè)定部，550行駛控制部，560電力循環(huán)控制部，570電力分配比率設(shè)定部，1000混合動力車輛，CH平滑電容器，CW、CWa、Cffb載波，D1?D4反并聯(lián)二極管，Da、Db、Dc占空比，Dfba、Dfbb控制量(FB)，Dffa、Dffb控制量(FF)，Ia、Ib電流(直流電源)，Ia*、Ib*電流指令值，Ll、L2電抗器，N1、N2、N3節(jié)點，Ne發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，PH總電力，PH*總電力指令值，PHmax總電力上限值，PHmin總電力下限值，PL負(fù)載電力，Pa、Pb電力(直流電源)，Pa*、Pb*電力指令值，Pchg充放電要求電力值，Pchga、Pchgb充電要求功率，Pdr驅(qū)動功率，Pe發(fā)動機(jī)要求功率，Pr循環(huán)電力值，Pth閾值，S1?S4開關(guān)元件，SDa、SDb、SDc控制脈沖信號，SG1?SG4控制信號，Sr控制中心值(SOC)，Ta、Tb溫度(直流電源)，Te發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，V車速，VH輸出電壓，VH*輸出電壓指令值，Va、Va電壓(直流電源)，k電力分配比率。
【具體實施方式】
[0072][實施方式1]
[0073](電力轉(zhuǎn)換器的電路構(gòu)成)
[0074]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施方式1的電動車輛的電源系統(tǒng)的構(gòu)成的電路圖。
[0075]參照圖1，電源系統(tǒng)5具備多個直流電源10a及直流電源10b、負(fù)載30以及電力轉(zhuǎn)換器50。
[0076]在本實施方式中，直流電源10a及直流電源10b各自由鋰離子二次電池、鎳氫電池這樣的二次電池或者雙電層電容器、鋰離子電容器等輸出特性優(yōu)異的直流電壓源元件構(gòu)成。直流電源10a及直流電源10b分別對應(yīng)于“第一直流電源”和“第二直流電源”。
[0077]電力轉(zhuǎn)換器50連接在直流電源10a及直流電源10b與電力線20之間。電力轉(zhuǎn)換器50按照電壓指令值VH*控制與負(fù)載30連接的電力線20上的直流電壓(以下也稱為輸出電壓VH)。S卩，電力線20相對于直流電源10a及直流電源10b共用地設(shè)置。
[0078]負(fù)載30接受電力轉(zhuǎn)換器50的輸出電壓VH而工作。電壓指令值VH*設(shè)定為適于負(fù)載30的工作的電壓。優(yōu)選的是，電壓指令值VH*根據(jù)負(fù)載30的工作狀態(tài)而以可變的方式被設(shè)定。
[0079]本實施方式的電源系統(tǒng)5應(yīng)用于電動車輛的電氣系統(tǒng)。進(jìn)一步，負(fù)載30構(gòu)成為具有用于在電動車輛的行駛期間或停車期間產(chǎn)生直流電源10a、10b的充電電力的機(jī)構(gòu)(以下也稱為“發(fā)電機(jī)構(gòu)”)。根據(jù)發(fā)電機(jī)構(gòu)，與受到行駛狀況影響的車輛減速時的再生發(fā)電不同，能夠在車輛行駛期間或停車期間主動地產(chǎn)生直流電源10a、10b的充電電力。因此，在電源系統(tǒng)5中，通過利用該發(fā)電機(jī)構(gòu)產(chǎn)生直流電源10a、10b的充電電力，從而能夠執(zhí)行用于適當(dāng)?shù)卣{(diào)整直流電源10a、10b的SOC (State of Charge)的充放電控制(以下稱為“SOC控制”)。此外，稍后將詳細(xì)說明負(fù)載30的具體構(gòu)成例。
[0080]電力轉(zhuǎn)換器50包括開關(guān)元件S1?S4和電抗器L1、L2。在本實施方式中，作為開關(guān)元件，可以使用IGBT(Insulated GateBipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)、電力用M0S(Metal OxideSemiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管、電力用雙極晶體管等。相對于開關(guān)元件S1?S4，配置有反并聯(lián)二極管D1?D4。另外，開關(guān)元件S1?S4能夠分別響應(yīng)于控制信號SG1?SG4而控制接通斷開。S卩，開關(guān)元件S1?S4在控制信號SG1?SG4為高電平(以下稱為“H電平”)時接通，另一方面，在低電平(以下稱為“L電平”)時斷開。
[0081]開關(guān)元件S1電連接在電力線20與節(jié)點N1之間。電抗器L2連接在節(jié)點N1與直流電源10b的正極端子之間。開關(guān)元件S2電連接在節(jié)點N1與節(jié)點N2之間。電抗器L1連接在節(jié)點N2與直流電源10a的正極端子之間。
[0082]開關(guān)元件S3電連接在節(jié)點N2與節(jié)點N3之間。節(jié)點N3與直流電源10b的負(fù)極端子電連接。開關(guān)元件S4電連接在節(jié)點N3與接地布線21之間。接地布線21與負(fù)載30、直流電源10a的負(fù)極端子電連接。
[0083]從圖1理解的那樣，電力轉(zhuǎn)換器50構(gòu)成為與直流電源10a及直流電源10b各自對應(yīng)地具備升壓斬波電路。即，相對于直流電源10a，構(gòu)成將開關(guān)元件Sl、S2作為上臂元件、另一方面將開關(guān)元件S3、S4作為下臂元件的電流雙向的第一升壓斬波電路。同樣地，相對于直流電源10b，構(gòu)成將開關(guān)元件S1、S4作為上臂元件、另一方面將開關(guān)元件S2、S3作為下臂元件的電流雙向的第二升壓斬波電路。
[0084]而且，在利用第一升壓斬波電路形成在直流電源10a與電力線20之間的電力轉(zhuǎn)換路徑、和利用第二升壓斬波電路形成在直流電源10b與電力線20之間的電力轉(zhuǎn)換路徑的雙方中包括開關(guān)元件S1?S4。
[0085]控制裝置40例如由未圖示的CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)和內(nèi)置有存儲器的電子控制單元(ECU)構(gòu)成，構(gòu)成為基于存儲于該存儲器的映射(map)和程序來進(jìn)行使用了各傳感器的檢測值的運算處理。或者，控制裝置40的至少一部分也可以構(gòu)成為利用電子電路等硬件來執(zhí)行預(yù)定的數(shù)值、邏輯運算處理。
[0086]為了控制向負(fù)載30的輸出電壓VH，控制裝置40生成對開關(guān)元件S1?S4的接通斷開進(jìn)行控制的控制信號SG1?SG4。此外，雖然在圖1中省略圖示，但設(shè)置有直流電源10a的電壓(以下表述為Va)和電流(以下表述為la)、直流電源10b的電壓(以下表述為Vb)和電流(以下表述為lb)以及輸出電壓VH的檢測器(電壓傳感器、電流傳感器)。進(jìn)一步，優(yōu)選的是，也配置直流電源10a及直流電源10b的溫度(以下表述為Ta和Tb)的檢測器(溫度傳感器)。這些檢測器的輸出被提供給控制裝置40。
[0087]在圖1的構(gòu)成中，開關(guān)元件S1?S4分別對應(yīng)于“第一開關(guān)元件”?“第四開關(guān)元件”，電抗器L1和電抗器L2分別對應(yīng)于“第一電抗器”和“第二電抗器”。
[0088](電力轉(zhuǎn)換器的工作模式)
[0089]電力轉(zhuǎn)換器50具有直流電源10a、10b與電力線20之間的直流電力轉(zhuǎn)換的方式不同的多個工作模式。
[0090]在圖2中示出了電力轉(zhuǎn)換器50具有的多個工作模式。
[0091]參照圖2，工作模式大致分為:伴隨著開關(guān)元件S1?S4的周期性接通斷開控制而使直流電源10a和/或直流電源10b的輸出電壓升壓的“升壓模式⑶”;將開關(guān)元件S1?S4的接通斷開固定而將直流電源10a和/或直流電源10b與電力線20電連接的“直接連結(jié)模式⑶”。
[0092]在升壓模式中，包括電力轉(zhuǎn)換器50在直流電源10a及直流電源10b與電力線20之間進(jìn)行并聯(lián)的DC/DC轉(zhuǎn)換的“并聯(lián)升壓模式(以下稱為PB模式)”、電力轉(zhuǎn)換器50在串聯(lián)連接的直流電源10a及直流電源10b與電