電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種向負(fù)載提供電源的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往以來(lái)，使用一種將電池與電容器組合起來(lái)向負(fù)載提供電源的電源裝置。在日本JP2006-345606A中公開(kāi)了一種將電池與電容器并聯(lián)連接的車(chē)輛用電源系統(tǒng)。在該電源系統(tǒng)中，通過(guò)從電容器和電池提供的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]然而，在日本JP2006-345606A的電源系統(tǒng)中，當(dāng)電容器的電壓低于能夠驅(qū)動(dòng)逆變器的電壓時(shí)，變得無(wú)法利用來(lái)自電容器的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。另外，與在放電時(shí)電壓緩慢下降的二次電池不同，電容器具有在放電時(shí)電壓線(xiàn)性地下降的特性。因此，當(dāng)電容器的電壓下降時(shí)，即便還殘存有電能，也變得無(wú)法從電容器提供電能來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變器。
[0004]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于有效地活用電容器的電能。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的某一方式，提供一種將二次電池與電容器組合起來(lái)向負(fù)載提供電源的電源裝置，該電源裝置具備:旁路開(kāi)關(guān)，在上述電容器的電壓為能夠驅(qū)動(dòng)上述負(fù)載的電壓的情況下，該旁路開(kāi)關(guān)被切換為接通狀態(tài)，使得能夠直接從上述電容器向上述負(fù)載提供電源；以及第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器，在上述電容器的電壓小于能夠驅(qū)動(dòng)上述負(fù)載的最低電壓的情況下，該第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⑸鲜鲭娙萜鞯碾妷荷卟⑻峁┑缴鲜鲐?fù)載。
[0006]下面，參照附圖來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電源裝置的電路圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電源裝置的框圖。
[0009]圖3是表示從電源裝置向負(fù)載的電源提供控制的流程圖。
[0010]圖4是說(shuō)明電源裝置的作用的圖。
[0011]圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電源裝置的電路圖。
[0012]圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的電源裝置的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0014](第一實(shí)施方式)
[0015]下面，參照?qǐng)D1至圖4來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電源裝置100。
[0016]首先，參照?qǐng)D1和圖2來(lái)說(shuō)明電源裝置100的結(jié)構(gòu)。
[0017]電源裝置100是將二次電池I與電容器2組合起來(lái)向負(fù)載提供電源的裝置。該負(fù)載是從二次電池I和電容器2提供電源來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5的逆變器50。電源裝置100應(yīng)用于HEV (Hybrid Electric Vehicle:混合動(dòng)力型車(chē)輛)、EV (Electric Vehicle:電動(dòng)車(chē)輛)等。
[0018]首先，說(shuō)明從電源裝置100提供電源的逆變器50和由逆變器50驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)5。
[0019]電動(dòng)機(jī)5是搭載于HEV、EV的驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)5是利用三相交流來(lái)生成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而被驅(qū)動(dòng)的三相感應(yīng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)5具備定子和轉(zhuǎn)子，該定子在內(nèi)周具有分別構(gòu)成U相、V相以及W相的多個(gè)線(xiàn)圈(省略圖示)，該轉(zhuǎn)子具有永磁體，在定子的內(nèi)周旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)5的定子固定于車(chē)體(省略圖示)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸與車(chē)輪的車(chē)軸(省略圖示)連結(jié)。電動(dòng)機(jī)5能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)，并且能夠?qū)④?chē)輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電能。
[0020]逆變器50是從由二次電池I和電容器2提供的直流電力生成交流電力的電流變換機(jī)。逆變器50的額定電壓為600V，能夠驅(qū)動(dòng)它的最低電壓為350V。該最低電壓相當(dāng)于能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載的最低電壓。
[0021]逆變器50將從二次電池I和電容器2提供的直流電力轉(zhuǎn)換為由相位依次相差120度的U相、V相以及W相構(gòu)成的三層的交流并提供到電動(dòng)機(jī)5。
[0022]逆變器50具有正側(cè)電力線(xiàn)51a、負(fù)側(cè)電力線(xiàn)51b、U相電力線(xiàn)51u、V相電力線(xiàn)51v、W相電力線(xiàn)51w。正側(cè)電力線(xiàn)51a與二次電池I及電容器2的正極連接。負(fù)側(cè)電力線(xiàn)51b與二次電池I及電容器2的負(fù)極連接。U相電力線(xiàn)51u、V相電力線(xiàn)51v以及W相電力線(xiàn)51w設(shè)置于正側(cè)電力線(xiàn)51a與負(fù)側(cè)電力線(xiàn)51b之間。另外，在正側(cè)電力線(xiàn)51a與負(fù)側(cè)電力線(xiàn)51b之間并聯(lián)連接有平滑電容器55，該平滑電容器55使在二次電池I及電容器2與逆變器50之間流動(dòng)的直流電力平滑化。
[0023]逆變器50具有六個(gè)作為開(kāi)關(guān)元件的 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)53u、54u、53v、54v、53w及54w。這些IGBT53u?54w是具有反向地并聯(lián)連接的整流二極管的帶二極管的IGBT。
[0024]IGBT 53u與IGBT 54u串聯(lián)地設(shè)置于U相電力線(xiàn)51u。U相電力線(xiàn)51u的IGBT 53u與IGBT 54u之間與電動(dòng)機(jī)5的構(gòu)成U相的線(xiàn)圈連接。IGBT 53v與IGBT 54v串聯(lián)地設(shè)置于V相電力線(xiàn)51v。V相電力線(xiàn)51v的IGBT 53v與IGBT54v之間與電動(dòng)機(jī)5的構(gòu)成V相的線(xiàn)圈連接。IGBT 53w與IGBT 54w串聯(lián)地設(shè)置于W相電力線(xiàn)51w。W相電力線(xiàn)51w的IGBT53w與IGBT 54w之間與電動(dòng)機(jī)5的構(gòu)成W相的線(xiàn)圈連接。
[0025]通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制器(省略圖示)來(lái)控制IGBT 53u、54u、53v、54v、53w以及54w，由此逆變器50生成交流電流來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5。
[0026]接著，說(shuō)明電源裝置100的結(jié)構(gòu)。
[0027]電源裝置100具備:二次電池電源部11，其具有二次電池I ;電容器電源部21，其具有電容器2 ;以及控制器30 (參照?qǐng)D2)，其控制從二次電池I和電容器2向逆變器50的電源的提供。二次電池電源部11與電容器電源部21并聯(lián)連接。也就是說(shuō)，二次電池I與電容器2并聯(lián)連接。
[0028]二次電池I是鋰離子二次電池、鎳氫二次電池等化學(xué)電池。在此，二次電池I的電壓被設(shè)定為300V。對(duì)二次電池I設(shè)置檢測(cè)SOC (State of Charge:充電狀態(tài))并將對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)送到控制器30的二次電池SOC檢測(cè)器la(參照?qǐng)D2)。
[0029]電容器2是串聯(lián)連接多個(gè)來(lái)設(shè)定成期望的電壓并且并聯(lián)連接多個(gè)來(lái)設(shè)定成期望的蓄電容量的雙電層電容器。在此，電容器2的電壓被設(shè)定為600V。對(duì)電容器2設(shè)置檢測(cè)電壓并將對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)送到控制器30的電容器電壓檢測(cè)器2a(參照?qǐng)D2)。
[0030]電容器電源部21具備:旁路開(kāi)關(guān)22，在電容器2的電壓為能夠驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5的電壓的情況下，該旁路開(kāi)關(guān)22被切換為接通狀態(tài)；以及DC-DC轉(zhuǎn)換器25 (第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器)，在電容器2的電壓小于能夠驅(qū)動(dòng)逆變器50的最低電壓的情況下，該DC-DC轉(zhuǎn)換器25將電容器2的電壓升高以使能夠向逆變器50提供。
[0031]旁路開(kāi)關(guān)22由控制器30進(jìn)行開(kāi)閉控制。旁路開(kāi)關(guān)22在被切換為接通狀態(tài)時(shí)，使得能夠直接從電容器2向逆變器50提供電源。當(dāng)旁路開(kāi)關(guān)22被切換為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，無(wú)法直接從電容器2向逆變器50提供電源。在該情況下，經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器25進(jìn)行從電容器2向逆變器50的電源的提供。
[0032]另外，旁路開(kāi)關(guān)22在被切換為連接狀態(tài)時(shí)，能夠使由電動(dòng)機(jī)5發(fā)電得到的電力不經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器25而直接充入到電容器2。由此，能夠減少電容器2的充電時(shí)的能量損耗。
[0033]DC-DC轉(zhuǎn)換器25能夠?qū)㈦娙萜?的電壓