本發(fā)明涉及被配置成控制具有電力轉(zhuǎn)換器的電源系統(tǒng)的電源控制裝置，例如，其中電力轉(zhuǎn)換器被配置成執(zhí)行與蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換。

背景技術(shù)：

已知被配置成通過改變開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)來執(zhí)行與蓄電裝置(諸如二次電池、電容器等)的電力轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換器。特別地，如在專利文獻(xiàn)1中所公開，最近提出了被配置成同步執(zhí)行與多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換器。特別地，在專利文獻(xiàn)1中所公開的電力轉(zhuǎn)換器能夠使其操作模式在第一模式(例如：串聯(lián)連接模式)與第二模式(例如：并聯(lián)連接模式)之間改變，其中第一模式是電力轉(zhuǎn)換器執(zhí)行與串聯(lián)電連接到電源線(該電源線電連接到負(fù)載)的多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換的操作模式，以及第二模式是電力轉(zhuǎn)換器執(zhí)行與并聯(lián)電連接到電源線的多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換的操作模式。即，在專利文獻(xiàn)1中公開的電力轉(zhuǎn)換器的操作模式在多個操作模式之間改變，通過其中的每一種操作模式以不同方式執(zhí)行在多個蓄電裝置與電源線之間的電力轉(zhuǎn)換。

此外，專利文獻(xiàn)2作為關(guān)于電力轉(zhuǎn)換器的背景技術(shù)文檔，該電力轉(zhuǎn)換器被配置成在改變操作模式的同時(shí)執(zhí)行與多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換。

【引用列表】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本專利申請公開No.2012-070514。

【專利文獻(xiàn)2】日本專利申請公開No.2010-057288。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

【技術(shù)問題】

專利文獻(xiàn)1和2中的每一個專利文獻(xiàn)公開了取決于負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)來改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式的示例。然而，專利文獻(xiàn)1和2沒有公開當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式時(shí)應(yīng)該執(zhí)行的具體控制方法以及該控制方法的具體步驟。另一方面，當(dāng)操作模式改變時(shí)，在多個蓄電裝置與電源線之間的電力轉(zhuǎn)換的方式同樣改變。因此，可能發(fā)生技術(shù)問題，其中操作模式的改變可能導(dǎo)致蓄電裝置的過充電或者過放電。

在此討論的本發(fā)明要解決的主題包括上文作為一個示例。因此本發(fā)明目的是，例如提出能夠適當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式的電源控制裝置。

【問題的解決方案】

<1>

本發(fā)明的電源控制裝置的一個方面是被配置成控制電源系統(tǒng)(30)的電源控制裝置(40)，電源系統(tǒng)具有：(i)多個蓄電裝置(31、32)；以及(ii)電力轉(zhuǎn)換器(33)，電力轉(zhuǎn)換器被配置成執(zhí)行在多個蓄電裝置與電連接到負(fù)載(10)的電源線之間的電力轉(zhuǎn)換，電力轉(zhuǎn)換器能夠使電力轉(zhuǎn)換器的操作模式在第一模式與第二模式之間改變，其中第一模式是電力轉(zhuǎn)換器執(zhí)行與串聯(lián)電連接到電源線的多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換的操作模式，以及第二模式是電力轉(zhuǎn)換器執(zhí)行與并聯(lián)電連接到電源線的多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換的操作模式，電源控制裝置具有：第一改變設(shè)備(40)，其被配置成將電力限定值(W(0))從第二限定值(W(p))改變到第一限定值(W(s))，其中電力限定值表示可向電源系統(tǒng)輸入的電力的容許值與可從電源系統(tǒng)輸出的電力的容許值中的至少一個，第一限定值是當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器以第一模式操作時(shí)設(shè)定的限定值，并且第二限定值是當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器以第二模式操作時(shí)設(shè)定的限定值；以及第二改變設(shè)備(40)，其被配置成在第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值之后，將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式。

本發(fā)明的電源控制裝置的一個方面是能夠控制具有多個蓄電裝置和電力轉(zhuǎn)換器的電源系統(tǒng)(電力源系統(tǒng))。結(jié)果是，電力轉(zhuǎn)換器能夠在電源控制裝置的控制下執(zhí)行與多個蓄電裝置的電力轉(zhuǎn)換。

特別在本發(fā)明的一個方面中，電源控制系統(tǒng)具有第一改變設(shè)備與第二改變設(shè)備，以便控制具有多個蓄電裝置和電力轉(zhuǎn)換器的電源系統(tǒng)。

第一改變設(shè)備改變電源系統(tǒng)的電力限定值。即，當(dāng)假設(shè)電源系統(tǒng)為單個蓄電裝置時(shí)，第一改變設(shè)備改變電力限定值。特別地，第一改變設(shè)備將電源系統(tǒng)的電力限定值從第二限定值改變到第一限定值，該第二限定值是在電力轉(zhuǎn)換器以第二模式操作時(shí)設(shè)定的，該第一限定值是在電力轉(zhuǎn)換器以第一模式操作時(shí)設(shè)定的。

順便一提，電力限定值是表示可向電源系統(tǒng)輸入的電力的容許值(即，容許輸入電力)與可從電源系統(tǒng)輸出的電力的容許值(即，容許輸出電力)中的至少一個的參數(shù)。被稱為“Win”的參數(shù)是表示可向電源系統(tǒng)輸入的電力容許值的電力限定值的一個示例。被稱為“Wout”的參數(shù)是表示可從電源系統(tǒng)輸出的電力容許值的電力限定值的一個示例?？刂齐娫聪到y(tǒng)以使得向電源系統(tǒng)輸入的電力在電力限定值的容許范圍內(nèi)(例如，輸入的電力小于電力限定值)。類似地，控制電源系統(tǒng)以使得從電源系統(tǒng)輸出的電力在電力限定值的容許范圍內(nèi)(例如，輸出的電力小于電力限定值)。

第二改變設(shè)備改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式。例如，第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式。在這種情況下，在第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值之后，第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式。即，優(yōu)選地，在第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值之前，第二改變設(shè)備不將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式。換句話說，在第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前，第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值。

本發(fā)明的電源控制裝置的上述方面能夠適當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式。具體地，本發(fā)明的電源控制裝置的上述方面能夠防止在電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式時(shí)多個蓄電裝置的過充電或者過放電。下面將說明其技術(shù)原因。

首先，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第二模式時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器能夠單獨(dú)地或者分別地控制相應(yīng)流入多個蓄電裝置或者從多個蓄電裝置流出的電流。因此，電力轉(zhuǎn)換器能夠控制電力分配比，以使得電力分配比(即，相應(yīng)地向多個蓄電裝置輸入或者從多個蓄電裝置輸出的電力的比)在下文所述的分配控制設(shè)備的控制下變成適當(dāng)?shù)姆峙浔?。另一方面，?dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)，相應(yīng)地流入多個蓄電裝置或者從多個蓄電裝置流出的所有電流彼此相同。因此，在多個蓄電裝置之間的電力分配比與多個蓄電裝置的電壓(通常是，在端子之間的電壓或者標(biāo)稱電壓)的比相同。即，電力轉(zhuǎn)換器不能控制在多個蓄電裝置之間的電力分配比以使得電力分配比在下文所述的分配控制設(shè)備的控制下變成適當(dāng)?shù)姆峙浔?。?dāng)電力轉(zhuǎn)換器不能控制在多個蓄電裝置之間的電力分配比時(shí)，對于電力轉(zhuǎn)換器來說同樣難以控制在多個蓄電裝置之間的電力分配比，以使得向每個蓄電裝置輸入或者從每個蓄電裝置輸出的電力在每個蓄電裝置的電力限定值的容許范圍內(nèi)。因此，因?yàn)殡娏D(zhuǎn)換器不能夠控制在多個蓄電裝置之間的電力分配比，所以當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)，優(yōu)選電源系統(tǒng)的電力限定值變得更嚴(yán)格(通常地，電力限定值的絕對值變得更小)。具體地，優(yōu)選當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)設(shè)定的第一限定值比當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第二模式時(shí)設(shè)定的第二限定值更嚴(yán)格。通常，優(yōu)選當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)設(shè)定的第一限定值的絕對值小于當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第二模式時(shí)設(shè)定的第二限定值的絕對值。

在這種情況下，如果在將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值之前將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式，則因?yàn)樵陔娏D(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式的時(shí)候電力限定值保持在相對不嚴(yán)格的第二限定值，并且從而可向每個蓄電裝置輸入或者從每個蓄電裝置輸出相對大的電力，所以可能發(fā)生多個蓄電裝置中的至少一個蓄電裝置的過充電或者過放電。過充電或者過放電可能造成多個蓄電裝置中的至少一個蓄電裝置的劣化以及負(fù)載輸出的變化。

另一方面，在本發(fā)明的一個方面中，在將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前，第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值。結(jié)果是，在將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前，向電源系統(tǒng)實(shí)際輸入或者從電源系統(tǒng)實(shí)際輸出的實(shí)際電力很可能在第一限定值的容許范圍內(nèi)。因此，當(dāng)在改變電力限定值之后電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式時(shí)，不太可能發(fā)生多個蓄電裝置的過充電或者過放電。如上所述，本發(fā)明的電源控制裝置的一個方面是能夠適當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式。

順便一提，優(yōu)選第一限定值為以下電力限定值：其能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)向電源系統(tǒng)輸入或者從電源系統(tǒng)輸出的電力在第一限定值的容許范圍內(nèi)時(shí)，向每個蓄電裝置輸入或者從每個蓄電裝置輸出的電力在每個蓄電裝置的容許范圍內(nèi)。

<2>

在本發(fā)明的上述電源控制裝置(40)的另一個方面中，將第二改變設(shè)備(40)配置成：當(dāng)在第一改變設(shè)備(40)將電力限定值(W(0))從第二限定值(W(p))改變到第一限定值(W(s))之后向電源系統(tǒng)(30)實(shí)際輸入或者從電源系統(tǒng)(30)實(shí)際輸出的實(shí)際電力(P(0))在第一限定值(W(s))的容許范圍內(nèi)時(shí)，將電力轉(zhuǎn)換器(33)的操作模式從第二模式改變到第一模式。

根據(jù)該方面，在將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前，向電源系統(tǒng)實(shí)際輸入或者從電源系統(tǒng)實(shí)際輸出的電力在第一限定值的容許范圍內(nèi)。因此，當(dāng)在改變電力限定值之后將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式時(shí)，不太可能發(fā)生多個蓄電裝置的過充電或者過放電。

<3>

在上述電源控制裝置(40)的另一方面中，電源控制裝置進(jìn)一步具有被配置成判定電力轉(zhuǎn)換器(33)的操作模式是否將要改變的判定設(shè)備(40)，其中將第一改變設(shè)備(40)配置成：當(dāng)判定設(shè)備(40)判定電力轉(zhuǎn)換器的操作模式將從第二模式改變到第一模式時(shí)，將電力限定值(W(0))從第二限定值(W(p))改變到第一限定值(W(s))。

根據(jù)該方面，在電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前，向電源系統(tǒng)實(shí)際輸入或者從電源系統(tǒng)實(shí)際輸出的實(shí)際電力很可能在通常比第二限定值更嚴(yán)格的第一限定值的容許范圍內(nèi)。因此，當(dāng)在電力限定值改變之后電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式時(shí)，不太可能發(fā)生多個蓄電裝置的過充電或者過放電。

<4>

在上述電源控制裝置(40)的另一個方面中，電源控制裝置進(jìn)一步具有被配置成控制在多個蓄電裝置(31、32)之間的電力分配比(r(0))的分配控制設(shè)備(40)，其中將第一改變設(shè)備(40)配置成：在分配控制設(shè)備控制電力分配比使得電力分配比變成在電力轉(zhuǎn)換器以第一模式操作時(shí)設(shè)定的第一分配比(r(s))之后，將電力限定值(W(0))從第二限定值(W(p))改變到第一限定值(W(s))。

根據(jù)該方面，在第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值之前，分配控制設(shè)備控制電力分配比。在此，如上所述，優(yōu)選當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)設(shè)定的第一限定值比當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第二模式時(shí)設(shè)定的第二限定值更嚴(yán)格(通常，第一限定值的絕對值比第二限定值的絕對值更小)。因此，根據(jù)該方面，分配控制設(shè)備能夠在將相對嚴(yán)格的第一限定值用作電力限定值之前改變電力分配比。即，分配控制設(shè)備能夠在將相對不嚴(yán)格的第二限定值用作電力限定值時(shí)改變電力分配比。因此，分配控制設(shè)備能夠在不嚴(yán)格的條件下控制電力分配比。

此外，因?yàn)榉峙淇刂圃O(shè)備能夠在第一改變設(shè)備將電力限定值從第二限定值改變到第一限定值之前控制電力分配比，所以分配控制設(shè)備能夠在第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前控制電力分配比。在此，如上所述，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)，在多個蓄電裝置之間的電力分配比被固定為多個蓄電裝置的電壓比。因此，當(dāng)分配控制設(shè)備沒有在第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式改變到第一模式之前控制電力分配比時(shí)，向每個蓄電裝置輸入或者從每個蓄電裝置輸出的電力可大約在操作模式改變的時(shí)候顯著地變化。然而，根據(jù)本方面，可適當(dāng)防止向每個蓄電裝置輸入或者從每個蓄電裝置輸出的電力的變化，該電力的變化由電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第二模式到第一模式的改變而造成。

<5>

在上述電源控制裝置(40)的另一個方面中，將第二改變設(shè)備(40)配置成進(jìn)一步將電力轉(zhuǎn)換器(33)的操作模式從第一模式改變到第二模式，將第一改變設(shè)備(40)配置成在第二改變設(shè)備(40)將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第一模式改變到第二模式之后，將電力限定值(W(0))從第一限定值(W(s))改變到第二限定值(W(p))。

根據(jù)該方面，當(dāng)將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第一模式改變到第二模式時(shí)，在第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第一模式改變到第二模式之后，第一改變設(shè)備將電力限定值從第一限定值改變到第二限定值。即，在第二改變設(shè)備將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第一模式改變到第二模式之前，第一改變設(shè)備不需要將電力限定值從第一限定值改變到第二限定值。因此，如在下文描述的實(shí)施例中所說明，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第一模式改變到第二模式時(shí)，電源控制裝置能夠防止多個蓄電裝置的過充電或者過放電。因此，電源控制裝置能夠適當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器的操作模式。

<6>

在被配置成在將電力轉(zhuǎn)換器(33)的操作模式從第一模式改變到第二模式之后將電力限定值(W(0))從第一限定值(W(s))改變到第二限定值(W(p))的上述電源控制裝置(40)的另一個方面中，電源控制裝置進(jìn)一步具有被配置成判定電力轉(zhuǎn)換器的操作模式是否將要改變的判定設(shè)備(40)，其中將第二改變設(shè)備(40)配置成：當(dāng)判定設(shè)備判定電力轉(zhuǎn)換器的操作模式將從第一模式改變到第二模式時(shí)，將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從第一模式改變到第二模式。

根據(jù)該方面，如上所述，防止多個蓄電裝置的過充電或者過放電。

<7>

在被配置成在將電力轉(zhuǎn)換器(33)的操作模式從第一模式改變到第二模式之后將電力限定值(W(0))從第一限定值(W(s))改變到第二限定值(W(p))的上述電源控制裝置(40)的另一個方面中，電源控制裝置進(jìn)一步具有被配置成控制在多個蓄電裝置(31、32)之間的電力分配比(r(0))的分配控制設(shè)備(40)，其中將分配控制設(shè)備配置成：在第一改變設(shè)備(40)將電力限定值從第一限定值改變到第二限定值之后，控制電力分配比以使得電力分配比成為當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器以第二模式操作時(shí)設(shè)定的第二分配比(r(p))。

根據(jù)該方面，在第一改變設(shè)備將電力限定值從第一限定值改變到第二限定值之后，分配控制設(shè)備控制電力分配比。在此，如上所述，優(yōu)選當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第一模式時(shí)設(shè)定的第一限定值比當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式為第二模式時(shí)設(shè)定的第二限定值更嚴(yán)格(通常，第一限定值的絕對值小于第二限定值的絕對值)。因此，根據(jù)該方面，分配控制設(shè)備能夠在不是將相對嚴(yán)格的第一限定值而是將相對不嚴(yán)格的第二限定值設(shè)定為電力限定值之后改變電力分配比。即，分配控制設(shè)備能夠在將相對不嚴(yán)格的第二限定值設(shè)定為電力限定值時(shí)改變電力分配比。因此，分配控制設(shè)備能夠在不嚴(yán)格的條件下控制電力分配比。

本發(fā)明的操作和其它優(yōu)點(diǎn)將在下文說明的實(shí)施例中變得更加顯而易見。

附圖說明

圖1是示出本實(shí)施例的車輛的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是示出電力轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖3(a)和圖3(b)是示出在以并聯(lián)模式操作的電力轉(zhuǎn)換器中經(jīng)由第一電源的電流路徑的電路圖。

圖4(a)和圖4(b)是示出在以并聯(lián)模式操作的電力轉(zhuǎn)換器中經(jīng)由第二電源的電流路徑的電路圖。

圖5(a)和圖5(b)是示出在以串聯(lián)模式操作的電力轉(zhuǎn)換器中的電流路徑的電路圖。

圖6是示出改變操作的模式改變操作的流程的流程圖，該模式改變操作是電力轉(zhuǎn)換器的操作中的一種操作。

圖7是示出當(dāng)執(zhí)行將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式的模式改變操作時(shí)的系統(tǒng)電力、第一電力、第二電力、系統(tǒng)電力限定值以及電力轉(zhuǎn)換器的操作模式的時(shí)間圖。

圖8是示出當(dāng)執(zhí)行將電力轉(zhuǎn)換器的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式的模式改變操作時(shí)的系統(tǒng)電力、第一電力、第二電力、系統(tǒng)電力限定值以及電力轉(zhuǎn)換器操作模式的時(shí)間圖。

具體實(shí)施方式

接下來將說明本發(fā)明的電源控制裝置的實(shí)施例。順便一提，在下列說明中，使用其中本發(fā)明的電源控制裝置適用于車輛(特別是，通過使用從蓄電裝置輸出的電力來行駛(驅(qū)動)的車輛)的實(shí)施例作為針對說明的一個示例。然而，電源控制裝置可適用于除了車輛以外的任何設(shè)備。

(1)車輛1的結(jié)構(gòu)

首先，參考圖1，將說明本實(shí)施例的車輛1的結(jié)構(gòu)。圖1是示出本實(shí)施例的車輛1的結(jié)構(gòu)的框圖。

如在圖1中所示，車輛1具有電動發(fā)電機(jī)10(其是“負(fù)載”的一個示例)、車軸21、車輪22、電源系統(tǒng)30以及ECU 40(其是“電源控制裝置”的一個示例)。

當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電動發(fā)電機(jī)10通過使用從電源系統(tǒng)30輸出的電力而運(yùn)行。因此，電動發(fā)電機(jī)10主要起電動機(jī)的作用，用于向車軸21提供動力(即，車輛1行駛所需的動力)。向車軸21傳遞的動力成為經(jīng)由車輪22使車輛1行駛的動力。此外，電動發(fā)電機(jī)主要起發(fā)電機(jī)的作用，用于當(dāng)車輛1處于再生狀態(tài)時(shí)對電源系統(tǒng)30的第一電源31與第二電源32充電。

順便一提，車輛1可能具有兩個或更多個電動發(fā)電機(jī)10。此外，除了具有電動發(fā)電機(jī)10，車輛1可能還具有發(fā)動機(jī)。

當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電源系統(tǒng)30向電動發(fā)電機(jī)10輸出使電動發(fā)電機(jī)10用作電動機(jī)所需的電力。此外，當(dāng)車輛1處于再生狀態(tài)時(shí)，從電動發(fā)電機(jī)10向電源系統(tǒng)30輸入用作發(fā)電機(jī)的電動發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的電力。

電源系統(tǒng)30具有第一電源31(其是“蓄電裝置”的一個示例)、第二電源32(其是“蓄電裝置”的一個示例)、電力轉(zhuǎn)換器33以及逆變器35。

第一電源31和第二電源32中的每一個電源是能夠輸出電力(即，放電)的電源。第一電源31和第二電源32中的每一個電源除了能夠輸出電力，還可以是可向其輸入電力(即，可充電)的電源。第一電源31和第二電源32中的至少一個電源可以是例如鉛電池、鋰離子電池、鎳氫電池、燃料電池、雙電層電容器等。

在ECU 40的控制下，電力轉(zhuǎn)換器33取決于電源系統(tǒng)30所需的所需電力(在這種情況下，例如，所需電力通常是電源系統(tǒng)30應(yīng)該向電動發(fā)電機(jī)10輸出的電力)來轉(zhuǎn)換從第一電源31輸出的電力以及從第二電源32輸出的電力。電力轉(zhuǎn)換器33向逆變器35輸出所轉(zhuǎn)換的電力。此外，在ECU40的控制下，電力轉(zhuǎn)換器33取決于電源系統(tǒng)30所需的所需電力(在這種情況下，例如，所需電力通常是應(yīng)該向電源系統(tǒng)30輸入的電力，并且所需電力基本上是應(yīng)該向第一電源31與第二電源32輸入的電力)來轉(zhuǎn)換從逆變器35輸入的電力(即，通過電動發(fā)電機(jī)10的再生而產(chǎn)生的電力)。電力轉(zhuǎn)換器33向第一電源31和第二電源32中的至少一個電源輸出所轉(zhuǎn)換的電力。上述電力轉(zhuǎn)換允許電力轉(zhuǎn)換器33在第一電源31、第二電源32以及逆變器35之間分配電力。

當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，逆變器35將從電力轉(zhuǎn)換器33輸出的電力(DC(直流)電力)轉(zhuǎn)換為AC(交流)電力。然后，逆變器35向電動發(fā)電機(jī)10供應(yīng)被轉(zhuǎn)換為AC電力的電力。此外，逆變器35將由電動發(fā)電機(jī)10產(chǎn)生的電力(AC電力)轉(zhuǎn)換為DC電力。然后，逆變器35向電力轉(zhuǎn)換器33供應(yīng)被轉(zhuǎn)換為DC電力的電力。

ECU 40是被配置成控制車輛1的整體運(yùn)行的電子控制單元。特別在本實(shí)施例中，ECU 40能夠控制電源系統(tǒng)30的整體運(yùn)行。

(2)電力轉(zhuǎn)換器33的電路結(jié)構(gòu)

接下來參考圖2，將說明電力轉(zhuǎn)換器33的電路結(jié)構(gòu)。圖2是示出電力轉(zhuǎn)換器33的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。

如在圖2中所示，電力轉(zhuǎn)換器33具有開關(guān)元件S1、開關(guān)元件S2、開關(guān)元件S3、開關(guān)元件S4、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電抗器L1、電抗器L2以及平滑電容器C。

開關(guān)元件S1能夠取決于從ECU 40供應(yīng)的控制信號來改變其開關(guān)狀態(tài)。即，開關(guān)元件S1能夠使其開關(guān)狀態(tài)從導(dǎo)通狀態(tài)改變到關(guān)斷狀態(tài)或者從關(guān)斷狀態(tài)改變到導(dǎo)通狀態(tài)。可使用IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、用于電力的MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管或者用于電力的雙極型晶體管來作為開關(guān)元件S1。上述對開關(guān)元件S1的說明可應(yīng)用于其余的開關(guān)元件S2至S4。

開關(guān)元件S1至S4在電源線PL與接地線GL之間串聯(lián)電連接，其中電源線PL與接地線GL經(jīng)由逆變器35電連接到電動發(fā)電機(jī)10。具體地，開關(guān)元件S1電連接在電源線PL與節(jié)點(diǎn)N1之間。開關(guān)元件S2電連接在節(jié)點(diǎn)N1與節(jié)點(diǎn)N2之間。開關(guān)元件S3電連接在節(jié)點(diǎn)N2與節(jié)點(diǎn)N3之間。開關(guān)元件S4電連接在節(jié)點(diǎn)N3與接地線GL之間。

二極管D1與開關(guān)元件S1并聯(lián)電連接。二極管D2與開關(guān)元件S2并聯(lián)電連接。二極管D3與開關(guān)元件S3并聯(lián)電連接。二極管D4與開關(guān)元件S4并聯(lián)電連接。順便一提，二極管D1以反向并聯(lián)的方式連接到開關(guān)元件S1。同理可應(yīng)用到其余的二極管D2至D4。

電抗器L1電連接在第一電源31的正極端子與節(jié)點(diǎn)N2之間。電抗器L2電連接在第二電源32的正極端子與節(jié)點(diǎn)N1之間。平滑電容器C電連接在電源線PL與接地線GL之間。第一電源31的負(fù)極端子電連接到接地線GL。第二電源32的負(fù)極端子電連接到節(jié)點(diǎn)N3。逆變器35電連接在電源線PL與接地線GL之間。

當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33通常用作為第一電源31和第二電源32中的一個或者二者的升壓斬波電路。另一方面，當(dāng)車輛1處于再生狀態(tài)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33通常用作為第一電源31和第二電源32中的一個或者二者的降壓斬波電路。結(jié)果是，電力轉(zhuǎn)換器33能夠執(zhí)行與第一電源31和第二電源32中的一個或者二者的電力轉(zhuǎn)換。順便一提，稍后將說明能夠執(zhí)行與第一電源31和第二電源32中的一個或者二者的電力轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換器33的操作。

順便一提，通過平滑電容器C抑制在電源線PL與接地線GL之間的由開關(guān)元件S1至D4的開關(guān)狀態(tài)的改變造成的電壓的波動。

(3)電力轉(zhuǎn)換器33的操作

接下來參考圖3至圖8，將說明電力轉(zhuǎn)換器33的操作。

(3-1)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式

首先，參考圖3至圖5，將說明電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式，作為電力轉(zhuǎn)換器33的操作前提。

(3-1-1)并聯(lián)模式

首先，參考圖3(a)和圖3(b)與圖4(a)和圖4(b)，將說明在電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式中的并聯(lián)模式(其是“第二模式”的一個示例)。圖3(a)和圖3(b)中的每幅圖是示出在以并聯(lián)模式操作的電力轉(zhuǎn)換器33中經(jīng)由第一電源31的電流路徑的電路圖。圖4(a)和圖4(b)中的每幅圖是示出在以并聯(lián)模式操作的電力轉(zhuǎn)換器33中經(jīng)由第二電源32的電流路徑的電路圖。

并聯(lián)模式是在其中第一電源31和第二電源32并聯(lián)電連接在電源線PL與接地線GL之間的情況下執(zhí)行電力轉(zhuǎn)換的操作模式。電力轉(zhuǎn)換器33能夠在ECU 40的控制下通過將開關(guān)元件S2或S4的開關(guān)狀態(tài)保持為導(dǎo)通狀態(tài)而以并聯(lián)模式操作。

例如，當(dāng)?shù)谝浑娫?1的電壓(通常是，在正極與負(fù)極端子之間的電壓或者標(biāo)稱電壓)V(1)大于第二電源32的電壓(通常是，在正極與負(fù)極端子之間的電壓或者標(biāo)稱電壓)V(2)時(shí)，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33保持開關(guān)元件S2的開關(guān)狀態(tài)為導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，第一電源31和第二電源32經(jīng)由開關(guān)元件S3和S4并聯(lián)電連接。結(jié)果是，電力轉(zhuǎn)換器33能夠以并聯(lián)模式操作。

當(dāng)開關(guān)元件S2的開關(guān)狀態(tài)保持在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S3和S4(其對于第一電源31是下臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第一電源31起升壓斬波電路的作用。例如，如在圖3(a)中所示，在開關(guān)元件S3和S4處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，從第一電源31輸出的電力存儲在電抗器L1中。另一方面，如在圖3(b)中所示，在開關(guān)元件S3和S4中的至少一個開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)的期間，存儲在電抗器L1中的電力被供應(yīng)到電源線PL。順便一提，優(yōu)選開關(guān)元件S1(其對于第一電源31是上臂)的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S3和S4中的至少一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)相反(即，互補(bǔ))。

而且，盡管為了簡單說明而在附圖中沒有示出，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S1(其對于第一電源31是上臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第一電源31起降壓斬波電路的作用。例如，在開關(guān)元件S1處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，通過再生而產(chǎn)生的電力存儲在電抗器L1中。另一方面，在開關(guān)元件S1處于關(guān)斷狀態(tài)的期間，存儲在電抗器L1中的電力被供應(yīng)到接地線GL。順便一提，優(yōu)選開關(guān)元件S3和S4(其對于第一電源31是下臂)中的至少一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S1的開關(guān)狀態(tài)相反。

另一方面，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S3(其對于第二電源32是下臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第二電源32起升壓斬波電路的作用。例如，如在圖4(a)中所示，在開關(guān)元件S3處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，從第二電源32輸出的電力存儲在電抗器L2中。另一方面，如在圖4(b)中所示，在開關(guān)元件S3處于關(guān)斷狀態(tài)的期間，存儲在電抗器L2中的電力被供應(yīng)到電源線PL。順便一提，優(yōu)選開關(guān)元件S1和S4(其對于第二電源32是上臂)中的至少一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S3的開關(guān)狀態(tài)相反。

而且，盡管為了簡單說明而在附圖中沒有示出，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S1和S4(其對于第二電源32是上臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第二電源32起降壓斬波電路的作用。例如，在開關(guān)元件S1和S4處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，通過再生而產(chǎn)生的電力存儲在電抗器L2中。另一方面，在開關(guān)元件S1和S4中的至少一個開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)的期間，存儲在電抗器L2中的電力被供應(yīng)到連接第二電源32的負(fù)極端子的線。順便一提，優(yōu)選開關(guān)元件S3(其對于第二電源32是下臂)的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S1和S4中的至少一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)相反。

另一方面，當(dāng)?shù)谝浑娫?1的電壓V(1)小于第二電源32的電壓V(2)時(shí)，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S4的開關(guān)狀態(tài)保持在導(dǎo)通狀態(tài)。在這種情況下，第一電源31和第二電源32經(jīng)由開關(guān)元件S2和S3并聯(lián)電連接。結(jié)果是，電力轉(zhuǎn)換器33能夠以并聯(lián)模式操作。

當(dāng)開關(guān)元件S4的開關(guān)狀態(tài)保持在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S3(其對于第一電源31是下臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第一電源31起升壓斬波電路的作用。而且，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S1和S2(其對于第一電源31是上臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第一電源31起降壓斬波電路的作用。此外，優(yōu)選開關(guān)元件S1和S2中的至少一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S3的開關(guān)狀態(tài)相反。

而且，當(dāng)開關(guān)元件S4的開關(guān)狀態(tài)保持在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S2和S3(其對于第二電源32是下臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第二電源32起升壓斬波電路的作用。而且，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S1(其對于第二電源32是上臂)的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第二電源32起降壓斬波電路的作用。此外，優(yōu)選開關(guān)元件S2和S3中的至少一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S1的開關(guān)狀態(tài)相反。

順便一提，在上述說明中，在并聯(lián)模式下特定開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，并且從而執(zhí)行對于第一電源31和第二電源32中的至少一個電源的升壓操作和降壓操作中的至少一種操作。然而，在并聯(lián)模式下所有開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)也可固定。即，在并聯(lián)模式下可不執(zhí)行對于第一電源31和第二電源32中的每一個電源的升壓操作和降壓操作。

(3-1-2)串聯(lián)模式

接下來，參考圖5(a)和圖5(b)，將說明在電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式中的串聯(lián)模式(其是“第一模式”的一個示例)。圖5(a)和圖5(b)中的每幅圖是示出以串聯(lián)模式操作的電力轉(zhuǎn)換器33中的電流路徑的電路圖。

串聯(lián)模式是其中在第一電源31和第二電源32串聯(lián)電連接在電源線PL與接地線GL之間的情況下執(zhí)行電力轉(zhuǎn)換的操作模式。電力轉(zhuǎn)換器33能夠在ECU 40的控制下通過保持開關(guān)元件S3的開關(guān)狀態(tài)為導(dǎo)通狀態(tài)而以串聯(lián)模式操作。

當(dāng)開關(guān)元件S3的開關(guān)狀態(tài)保持在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S2和S4的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第一電源31和第二電源32起升壓斬波電路的作用。而且，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S1的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以使得開關(guān)元件S1的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S2和S4中的每一個開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)相反。例如，如在圖5(a)中所示，在開關(guān)元件S2和S4處于導(dǎo)通狀態(tài)并且開關(guān)元件S1處于關(guān)斷狀態(tài)的期間，從第一電源31輸出的電力存儲在電抗器L1中并且從第二電源32輸出的電力存儲在電抗器L2中。另一方面，如在圖5(b)中所示，在開關(guān)元件S2和S4處于關(guān)斷狀態(tài)并且開關(guān)元件S1處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，存儲在電抗器L1與L2的每一個電抗器中的電力被供應(yīng)到電源線PL。

而且，盡管為了簡單說明而在附圖中沒有示出，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S1的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以便對于第一電源31和第二電源32起降壓斬波電路的作用。而且，電力轉(zhuǎn)換器33使開關(guān)元件S2和S4的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，以使得開關(guān)元件S2和S4的開關(guān)狀態(tài)與開關(guān)元件S1的開關(guān)狀態(tài)相反。例如，在開關(guān)元件S1處于導(dǎo)通狀態(tài)并且開關(guān)元件S2和S4處于關(guān)斷狀態(tài)的期間，通過再生而產(chǎn)生的電力存儲在電抗器L1和L2的每一個電抗器中。另一方面，在開關(guān)元件S1處于關(guān)斷狀態(tài)并且開關(guān)元件S2和S4處于導(dǎo)通狀態(tài)的期間，存儲在電抗器L1和L2的每一個電抗器中的電力被供應(yīng)到接地線GL。

順便一提，在上述說明中，在串聯(lián)模式下特定開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)在導(dǎo)通狀態(tài)與關(guān)斷狀態(tài)之間改變，并且從而執(zhí)行對于第一電源31和第二電源32中的至少一個電源的升壓操作和降壓操作中的至少一個操作。然而，在串聯(lián)模式下所有開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)也可固定。即，在串聯(lián)模式下可不執(zhí)行對于第一電源31和第二電源32中的每一個電源的升壓操作和降壓操作。

本實(shí)施例的電力轉(zhuǎn)換器33能夠在ECU 40的控制下使操作模式在上述并聯(lián)模式與上述串聯(lián)模式之間改變。在下文中，將說明改變操作模式的模式改變操作，該模式改變操作是電力轉(zhuǎn)換器33的操作中的一種操作。

(3-2)電力轉(zhuǎn)換器33的操作(特別是，模式改變操作)的流程

參考圖6至圖8，將說明改變操作模式的模式改變操作，該模式改變操作是電力轉(zhuǎn)換器33的操作中的一種操作。圖6是示出改變操作模式的模式改變操作的流程的流程圖，該模式改變操作是電力轉(zhuǎn)換器33的操作中的一種操作。圖7是示出當(dāng)執(zhí)行將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式的模式改變操作時(shí)的系統(tǒng)電力P(0)、第一電力P(1)、第二電力P(2)、系統(tǒng)電力限定值W(0)以及電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式的時(shí)間圖。圖8是示出當(dāng)執(zhí)行將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式的模式改變操作時(shí)的系統(tǒng)電力P(0)、第一電力P(1)、第二電力P(2)、系統(tǒng)電力限定值W(0)以及電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式的時(shí)間圖。

如在圖6中所示，ECU 40(其是“判定設(shè)備”的一個示例)判定電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式是否將要改變(步驟S11)。例如，ECU 40基于電動發(fā)電機(jī)10(其是負(fù)載)的操作狀態(tài)與第一電源31和第二電源32中每一個的操作狀態(tài)，判斷針對電力轉(zhuǎn)換器33設(shè)定的操作模式是什么。ECU 40可通過比較電力轉(zhuǎn)換器33的當(dāng)前操作模式與對電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式新設(shè)定的操作模式，判定電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式是否將要改變。

作為步驟S11的判定結(jié)果，當(dāng)判定操作模式不需要改變時(shí)(步驟S11：否)，ECU 40不需要執(zhí)行下文所述的從步驟S12到步驟S33的操作。

另一方面，作為步驟S11的判定結(jié)果，當(dāng)判定操作模式將改變時(shí)(步驟S11：是)，ECU 40(其是“判定設(shè)備”的一個示例)判定操作模式是否將從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式(步驟S12)。

作為步驟S12的判定結(jié)果，當(dāng)判定操作模式將從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式時(shí)(步驟S12：是)，ECU 40(其是“分配控制設(shè)備”的一個示例)控制電力轉(zhuǎn)換器33，以使得在第一電源31與第二電源32之間的電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)(步驟S21)。

在此，當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電力分配比r(0)表示從第一電源31輸出的電力與從第二電源32輸出的電力的比。另一方面，當(dāng)車輛1處于再生狀態(tài)時(shí)，電力分配比r(0)表示向第一電源31輸入的電力與向第二電源32輸入的電力的比。在下文中，出于說明的目的，從第一電源31輸出的電力與向第一電源31輸入的電力中的至少一個電力被稱為“第一電力P(1)”。而且，出于說明的目的，從第二電源32輸出的電力與向第二電源32輸入的電力中的至少一個電力被稱為“第二電力P(2)”。

串聯(lián)分配比r(s)表示當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33以串聯(lián)模式操作時(shí)設(shè)定的“電力分配比r(0)的目標(biāo)值”。順便一提，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33以串聯(lián)模式操作時(shí)，電力分配比r(0)與第一電源31的電壓V(1)和第二電源32的電壓V(2)的比相同。因此，串聯(lián)分配比r(s)基本上與第一電源31的電壓V(1)和第二電源32的電壓V(2)的比相同。

作為步驟S21的控制結(jié)果，在第一電源31與第二電源32之間的電力分配比r(0)＝P(1)：P(2)變得與串聯(lián)分配比r(s)＝V(1)：V(2)相同。在電力分配比r(0)變得與串聯(lián)分配比r(s)相同之后，ECU 40(其是“第一改變設(shè)備”的一個示例)將整個電源系統(tǒng)30的電力限定值(在下文中，其被稱為“系統(tǒng)限定值”)W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)(其是“第一限定值”的一個示例)(步驟S22)。

在此，當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)限定值W(0)表示可從電源系統(tǒng)30輸出的電力的上限值Wout(0)。另一方面，當(dāng)車輛1處于再生狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)限定值W(0)表示可向電源系統(tǒng)30輸入的電力的上限值Win(0)。即，系統(tǒng)限定值W(0)表示可從電源系統(tǒng)30輸出的電力和可向電源系統(tǒng)30輸入的電力中的至少一個電力的上限值。

串聯(lián)上限值W(s)表示當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33以串聯(lián)模式操作時(shí)設(shè)定的“系統(tǒng)限定值W(0)的目標(biāo)值”。

結(jié)果是，當(dāng)車輛1處于動力運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得從電源系統(tǒng)30輸出的電力在串聯(lián)限定值W(s)的容許范圍內(nèi)。另一方面，當(dāng)車輛1處于再生狀態(tài)時(shí)，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得向電源系統(tǒng)30輸入的電力在串聯(lián)限定值W(s)的容許范圍內(nèi)。順便一提，在下文中，出于說明的目的，從電源系統(tǒng)30輸出的電力與向電源系統(tǒng)30輸入的電力中的至少一個電力被稱為“系統(tǒng)電力P(0)”。

電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式在此時(shí)還沒有改變到串聯(lián)模式。即，電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式保持在并聯(lián)模式。因此，系統(tǒng)電力P(0)基本上與第一電力P(1)和第二電力P(2)的總和相同。

在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)之后，ECU 40判定第一電力P(1)和第二電力P(2)的總和是否等于或者小于系統(tǒng)限定值W(0)(步驟S23)。即，ECU 40判定系統(tǒng)電力P(0)是否等于或者小于串聯(lián)限定值W(s)。

作為步驟S23的判定結(jié)果，當(dāng)判定第一電力P(1)和第二電力P(2)的總和不等于或者小于系統(tǒng)限定值W(0)時(shí)(步驟S23：否)，ECU 40繼續(xù)控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得系統(tǒng)電力P(0)在串聯(lián)限定值W(s)的容許范圍內(nèi)(步驟S24)。即，ECU 40繼續(xù)控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得第一電力P(1)和第二電力P(2)中的至少一個電力被限制(步驟S24)。通常，ECU 40繼續(xù)控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得第一電力P(1)和第二電力P(2)中的至少一個電力的絕對值減小。

另一方面，步驟S23的判定結(jié)果是，當(dāng)判定第一電力P(1)和第二電力P(2)的總和等于或者小于系統(tǒng)限定值W(0)時(shí)(步驟S23：是)，ECU 40(其是“第二改變設(shè)備”的一個示例)將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式(步驟S25)。即，ECU 40終止以并聯(lián)模式的方式控制開關(guān)元件S1至S4的操作，并且開始以串聯(lián)模式的方式控制開關(guān)元件S1至S4的操作。

將參考圖7來補(bǔ)充說明用于將操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式的上述模式改變操作。如在圖7中所示，ECU 40在時(shí)間點(diǎn)t11處判定操作模式將從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式。在這種情況下，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)。結(jié)果是，改變第一電力P(1)和第二電力P(2)中的至少一個電力以使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)。然后，電力分配比r(0)在時(shí)間點(diǎn)t12處成為串聯(lián)分配比r(s)。順便一提，圖7示出其中串聯(lián)分配比r(s)為1：1的示例。因此，ECU 40在時(shí)間點(diǎn)t12處將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)。在這種情況下，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得系統(tǒng)電力P(0)等于或者小于串聯(lián)限定值W(s)。結(jié)果是，改變第一電力P(1)和第二電力P(2)中的至少一個電力，以使得系統(tǒng)電力P(0)等于或者小于串聯(lián)限定值W(s)。然后，系統(tǒng)電力P(0)在時(shí)間點(diǎn)t13處等于或者小于串聯(lián)限定值W(s)。因此，ECU 40在時(shí)間點(diǎn)t13處將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式。

另一方面，作為步驟S12的判定結(jié)果，當(dāng)判定操作模式不將從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式時(shí)(步驟S12：否)，假定操作模式將從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式。在這種情況下，ECU 40(其是“第二改變設(shè)備”的一個示例)將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式(步驟S31)。即，ECU 40終止以串聯(lián)模式的方式控制開關(guān)元件S1至S4的操作，并且開始以并聯(lián)模式的方式控制開關(guān)元件S1至S4的操作。

在電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式之后，ECU40(其是“第一改變設(shè)備”的一個示例)將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)(其是“第二限定值”的一個示例)(步驟S32)。

在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)之后，ECU 40(其是“分配控制設(shè)備”的一個示例)控制電力轉(zhuǎn)換器33，以使得電力分配比r(0)成為并聯(lián)分配比r(p)(步驟S33)。在此，并聯(lián)分配比r(p)表示當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33以并聯(lián)模式操作時(shí)設(shè)定的“電力分配比r(0)的目標(biāo)值”。

將參考圖8來補(bǔ)充說明用于將操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式的上述模式改變操作。如在圖8中所示，ECU 40在時(shí)間點(diǎn)t21處判定操作模式將從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式。因此，ECU 40在時(shí)間點(diǎn)t21處將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式。然后，ECU 40在時(shí)間點(diǎn)t22處將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)。然后，ECU 40控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)在時(shí)間點(diǎn)t23處成為并聯(lián)分配比r(p)。

在此，并聯(lián)限定值W(p)表示當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33以并聯(lián)模式操作時(shí)設(shè)定的“系統(tǒng)限定值W(0)的目標(biāo)值”。順便一提，如在圖7和圖8中所示，并聯(lián)限定值W(p)的絕對值等于或者大于串聯(lián)限定值W(s)的絕對值。原因如下。當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式是并聯(lián)模式時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33具有分別并且獨(dú)立地用于第一電源31的斬波電路和用于第二電源32的斬波電路。因此，ECU 40能夠控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)成為適當(dāng)?shù)姆峙浔?。因此，ECU 40能夠控制電力分配比r(0)以使得(i)第一電力P(1)在第一電源31的電力限定值(第一電力限定值)W(1)的容許值內(nèi)；以及(ii)第二電力P(2)在第二電源32的電力限定值(第二電力限定值)W(2)的容許值內(nèi)。另一方面，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式為串聯(lián)模式時(shí)，電力轉(zhuǎn)換器33具有用于第一電源31和第二電源32二者的單個斬波電路。因此，ECU 40不能夠控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)成為適當(dāng)?shù)姆峙浔?。然而，即使ECU 40不能夠控制電力分配比r(0)，第一電力P(1)需要在第一電力限定值W(1)的容許值內(nèi)，并且第二電力P(2)需要在第二電力限定值W(2)的容許值內(nèi)。因此，當(dāng)ECU 40不能夠控制電力分配比r(0)時(shí)，優(yōu)選系統(tǒng)電力P(0)本身被降低，從而第一電力P(1)和第二電力P(2)降低，以便允許第一電力P(1)在第一電力限定值W(1)的容許值內(nèi)，并且第二電力P(2)在第二電力限定值W(2)的容許值內(nèi)。可通過對系統(tǒng)限定值W(0)設(shè)定相對嚴(yán)格的值(通常是，其絕對值相對小的值)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電力P(0)的降低。結(jié)果是，串聯(lián)限定值W(s)的絕對值等于或者小于并聯(lián)限定值W(p)的絕對值。即，并聯(lián)限定值W(p)的絕對值等于或者大于串聯(lián)限定值W(s)的絕對值。

如上所述，本實(shí)施例的ECU 40能夠適當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式。特別地，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式時(shí)，本實(shí)施例的ECU 40能夠防止第一電源31和第二電源32的過充電或者過放電。下面將說明其技術(shù)原因。

如上所述，串聯(lián)限定值W(s)的絕對值通常等于或者小于并聯(lián)限定值W(p)的絕對值。在這種情況下，如果在系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)之前將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式，則可能發(fā)生第一電源31和第二電源32中的至少一個電源的過充電或者過放電。過充電或者過放電可導(dǎo)致第一電源31和第二電源32中的至少一個電源的劣化，以及電動發(fā)電機(jī)10的輸出的變化。

例如，將說明其中第一電力限定值W(1)(其是可向第一電源31輸入的電力的上限值)為20kW，第一電源31的電壓V(1)為10kV，第二電力限定值W(2)(其是可向第二電源32輸入的電力的上限值)為10kW，并且第二電源31的電壓V(2)為10kV的示例。此外，在該示例中，并聯(lián)限定值W(p)為30kW(＝第一限定值W(1)與第二限定值W(2)的總和)以及串聯(lián)限定值W(s)為20kW(<并聯(lián)限定值W(p))。

在該示例中，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式為并聯(lián)模式時(shí)，ECU 40能夠控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)成為適當(dāng)?shù)姆峙浔取Ｒ虼?，ECU 40能夠控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得向第一電源31輸入20kW的電力(等于或者小于第一電力限定值W(1))，并且向第二電源32輸入10kW的電力(等于或者小于第二電力限定值W(2))。

然后，如果在上述條件下，在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)之前將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式，則電力分配比r(0)成為1：1＝10kV：10kV，其是第一電源31的電壓V(1)與第二電源32的電壓V(2)的比。所以，向第一電源31和第二電源32中的每一個電源輸入15kW的電力。因此，如果僅將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式，則很可能發(fā)生第二電源32的過充電。

然而，在本實(shí)施例中，在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)＝20kW。結(jié)果是，在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前將系統(tǒng)電力P(0)從30kW改變到20kW。之后，將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式。結(jié)果是，因?yàn)殡娏Ψ峙浔萺(0)成為1：1＝10kV：10kV，其是第一電源31的電壓V(1)與第二電源32的電壓V(2)的比，所以向第一電源31和第二電源32中的每一個電源輸入10kW的電力。因此，不發(fā)生第二電源32的過充電。

順便一提，上述示例關(guān)注向第一電源31和第二電源32中的每一個電源輸入的電力。然而同理可應(yīng)用于從第一電源31和第二電源32中的每一個電源輸出的電力。

如上所述，在本實(shí)施例中，ECU 40能夠在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前，將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)。結(jié)果是，在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前，系統(tǒng)電力P(0)在串聯(lián)限定值W(s)的容許范圍內(nèi)。因此，當(dāng)在系統(tǒng)限定值W(0)改變之后將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式時(shí)，不太可能發(fā)生第一電源31和第二電源32的過充電或者過放電。如上所述，本實(shí)施例的ECU 40能夠適當(dāng)改變電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式。

此外，ECU 40能夠在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)之前，控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)。在此，如上所述，串聯(lián)限定值W(s)的絕對值通常等于或者小于并聯(lián)限定值W(p)的絕對值。因此，ECU 40能夠在將相對嚴(yán)格的串聯(lián)限定值W(s)用作系統(tǒng)限定值W(0)之前控制電力分配比r(0)。即，當(dāng)相對不嚴(yán)格的并聯(lián)限定值W(p)用作系統(tǒng)限定值W(0)時(shí)，ECU 40能夠控制電力分配比r(0)。因此，ECU 40能夠在不嚴(yán)格的條件下控制電力分配比r(0)。

此外，ECU 40能夠在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前，控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)。在此，如上所述，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式為串聯(lián)模式時(shí)，將電力分配比r(0)固定為串聯(lián)分配比r(s)＝V(1)：V(2)。因此，如果在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前沒有控制電力分配比r(0)，則第一電力P(1)與第二電力P(2)中的至少一個電力可能顯著變化。然而，在本實(shí)施例中，因?yàn)樵趯㈦娏D(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式之前控制電力分配比r(0)，所以適當(dāng)?shù)胤乐沟谝浑娏(1)與第二電力P(2)中的至少一個電力的變化。

此外，當(dāng)將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式時(shí)，ECU 40在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式之后，將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)。因此，即使當(dāng)將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式時(shí)，ECU 40也能夠防止第一電源31和第二電源32的過充電或者過放電。下面將說明其技術(shù)原因。

如上所述，串聯(lián)限定值W(s)的絕對值通常等于或者小于并聯(lián)限定值W(p)的絕對值。因此，當(dāng)將系統(tǒng)限定值W(0)從串聯(lián)限定值W(s)改變到并聯(lián)限定值W(p)時(shí)，系統(tǒng)電力P(0)可能增加。在這種情況下，如果在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式之前將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)，則即使當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器的操作模式保持在串聯(lián)模式時(shí)，系統(tǒng)電力P(0)可能不在比并聯(lián)限定值W(p)更嚴(yán)格的串聯(lián)限定值W(s)的容許范圍內(nèi)。結(jié)果是，第一電力P(1)可能不在第一電力限定值W(1)的容許范圍內(nèi)或者第二電力P(2)可能不在第二電力限定值W(2)的容許范圍內(nèi)。因此，在某些情況下可能發(fā)生第一電源31和第二電源32中的至少一個電源的過充電或者過放電。然而，在本實(shí)施例中，在將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式之后，系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)。因此，即使當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式時(shí)，也不太可能發(fā)生第一電源31和第二電源32的過充電或者過放電。

此外，ECU 40能夠在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)之后控制電力轉(zhuǎn)換器33以使得電力分配比r(0)成為并聯(lián)分配比r(p)。在此，如上所述，串聯(lián)限定值W(s)的絕對值通常等于或者小于并聯(lián)限定值W(p)的絕對值。因此，ECU 40能夠在不是將相對嚴(yán)格的串聯(lián)限定值W(s)而是將相對不嚴(yán)格的并聯(lián)限定值W(p)用作系統(tǒng)限定值W(0)之前，控制電力分配比r(0)。因此，ECU 40能夠在不嚴(yán)格的條件下控制電力分配比r(0)。

順便一提，在上述說明中，當(dāng)電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從并聯(lián)模式改變到串聯(lián)模式時(shí)，ECU 40在控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)之后將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)(見圖6中的步驟S21至S22)。然而，ECU 40可在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)之后控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)。甚至在各種情況下，分別執(zhí)行允許電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)的第一控制，以及允許系統(tǒng)電力P(0)在串聯(lián)限定值W(s)的容許范圍內(nèi)的第二控制。考慮到第一控制的控制目標(biāo)值與第二控制的控制目標(biāo)值通常相互不同，與同時(shí)執(zhí)行第一和第二控制的情況相比，ECU 40的處理負(fù)載減少。然而，ECU 40可在控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)成為串聯(lián)分配比r(s)時(shí)將系統(tǒng)限定值W(0)改變到串聯(lián)限定值W(s)。

而且，在上述說明中，當(dāng)將電力轉(zhuǎn)換器33的操作模式從串聯(lián)模式改變到并聯(lián)模式時(shí)，ECU 40在將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)之后控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)變成并聯(lián)分配比r(p)(見圖6中的步驟S32至S33)。然而，ECU 40也可在控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)成為并聯(lián)分配比r(p)之后，將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)。即使在這種情況下，與同時(shí)執(zhí)行允許電力分配比r(0)成為并聯(lián)分配比r(p)的控制以及允許系統(tǒng)電力P(0)在并聯(lián)限定值W(p)的容許范圍內(nèi)的控制的情況相比，ECU 40的處理負(fù)載也同樣減少。然而，ECU 40可在控制電力轉(zhuǎn)換器33使得電力分配比r(0)成為并聯(lián)分配比r(p)時(shí)將系統(tǒng)限定值W(0)改變到并聯(lián)限定值W(p)。

在此列舉的所有示例和條件語言旨在用于教學(xué)目的以幫助讀者理解本發(fā)明和由本發(fā)明人貢獻(xiàn)的概念從而推進(jìn)技術(shù)，并且將解釋為不受限于這種特別引用的示例和條件，也不受限于在涉及示出本發(fā)明的優(yōu)勢與劣勢的說明書中的此類示例的組織。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)理解可對其做出各種改變、替代和變更而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。涉及這種改變的電力轉(zhuǎn)換器同樣旨在處于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。

【引用符號列表】

1 車輛

30 電源系統(tǒng)

31 第一電源

32 第二電源

33 電力轉(zhuǎn)換器

40 ECU

C 平滑電容器

L1、L2 電抗器

P(0) 系統(tǒng)電力

P(1) 第一電力

P(2) 第二電力

r(0) 電力分配比

r(s) 串聯(lián)分配比

W(0) 系統(tǒng)限定值

W(s) 串聯(lián)限定值

V(1) 第一電源的電壓

V(2) 第二電源的電壓

S1、S2、S3、S4 開關(guān)元件