电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电源系统。电源系统包括：负荷；连接到负荷的电力线；能向负荷供应电力的第一和第二DC电源；连接在第一和第二DC电源与电力线之间的电力转换器；以及控制器，用于控制电力转换器的操作。当采用仅第一和第二电源中的一个的第一操作模式到采用第一和第二电源两者的第二操作模式的转变开始时，控制器将用于第一和第二DC电源的另一个的输入和输出电力命令值设定成等于或高于下限值，并且将用于第一和第二DC电源的输入和输出电力命令值相对于负荷需求的电力的比保持在预定范围内。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】电源系统优先权信息本申请要求2014年7月22日提交的日本专利申请N0.2014-148894的优先权，其全部内容在此引入以供参考。
本专利技术涉及包括连接在多个DC电源和共用的电力线之间的电力转换器的电源系统。
技术介绍
在JP 2011-97693 A(在下文中，称为专利文献1)中已经公开了将两个DC电源经转换器并联连接到电力线的车辆电源系统。在说明书中，该电源系统对DC电源中的一个执行电压控制，同时通过反馈控制对另一个电源执行电力控制，使得两个DC电源一起协作来供应由用作负荷的电动机需求的电力。此外，基于作为实际输入/输出的实际电力值相对于对其执行电力控制的DC电源请求的电力命令值的偏差，电源系统根据电力分配比，调整对该DC电源设定的目标电力值。因此，根据该描述，能消除由于实际电力值与电力命令值的偏差导致的不利影响，诸如过放电和过充电，并且能执行稳定电力管理。对专利文献1中的车辆电源系统，基于各个电源的状态，诸如S0C和温度，以及负荷请求，确定电力分配比，以便适当地采用各个DC电源。在该电源系统中，相对于基于电力分配比提供的目标电力值，强加在DC电源中的一个上的电力负担可能高于强加在另一 DC电源上的负担。例如，当增加用于第一 DC电源的电力分配比时，升高通过电力转换器的升压的比，即系统电压，来满足负荷需求的电力。然后，可能增加系统电压与第二DC电源的电压之间的差，并且第二DC电源的过充电可能发生。相反，当降低第一 DC电源的电力分配比时，可能增加从第二 DC电源获得的电力，并且第二电源的过放电可能发生。因此，在由第一和第二 DC电源供应电力来满足负荷需求的电力的情况下，应当设定电力分配比来适当地调节由各个DC电源输入和输出的电力。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供能执行用于第一和第二 DC电源的适当电力分配来防止在DC电源中的任何一个中发生过电力，诸如过放电或过充电的电源系统。根据本专利技术的电源系统包括:负荷；连接到负荷的电力线；能够向负荷供应电力的第一和第二 DC电源；连接在第一和第二 DC电源与电力线两者之间的电力转换器；以及用于控制电力转换器的操作的控制器，其中，第一和第二 DC电源能够并联连接到电力线，其中，操作模式能够在第一操作模式和第二操作模式之间切换，在第一操作模式中，仅第一和第二 DC电源中的一个输入或输出由负荷需求的电力，而在第二操作模式中，由负荷需求的电力被分配为将分别由第一和第二 DC电源输入/输出的电力，并且第一和第二 DC电源输入和输出由此分配的电力，以及其中，当开始第一操作模式到第二操作模式的转变时，控制器将用于第一和第二DC电源中的另一个的输入和输出电力命令值设定成等于或高于下限值，并且使用于第一和第二 DC电源的输入和输出电力命令值相对于由负荷需求的电力的比保持在预定范围内。根据本专利技术的电源系统，控制器可以能够执行反馈控制来使第一和第二 DC电源的实际电力值接近输入和输出电力命令值，并且当在第二操作模式中，第一和第二 DC电源中的该另一个的实际电力低于预定电力阈值时，控制器可以禁止用于增加第一和第二 DC电源中的该一个的实际电力的反馈控制。在这种情况下，当第一和第二电源中的该另一个的实际电力低于预定电力阈值时，控制器可以禁止用于增加第一和第二 DC电源中的一个的实际电力的反馈控制，并且当第一和第二电源的另一个的实际电力等于或高于预定电力阈值时，控制器可以允许用于增加第一和第二 DC电源中的一个的实际电力的反馈控制。根据本专利技术的电源系统，在对第一和第二 DC电源执行电力分配以满足负荷需求的电力时，能防止在第一或第二 DC电源中出现过电力。【附图说明】图1是根据本专利技术的一个实施例的电源系统的配置的图；图2是示例图1中所示的负荷的示例性布置的示意图；图3是用于说明图1中的电力转换器的多个不同操作模式的表；图4A和4B是用于说明PB模式中的第一 DC电源的DC/DC转换(升压)的电路图；图5A和5B是用于说明PB模式中的第二 DC电源的DC/DC转换(升压)的电路图；图6是示出用于控制PB模式中的电力转换器的切换元件的例子的波形图；图7是用于说明设定用于PB模式中的各个切换元件的控制信号的逻辑表达式的表;图8A和8B是用于说明SB模式中的DC/DC转换(升压)的电路图；图9是示出用于控制SB模式中的各个切换元件的例子的波形图；图10是用于说明设定用于控制SB模式中的各个切换元件的操作的逻辑表达式的表;图11A和11B是用于说明在PBD模式中，第一 DC电源的DC/DC转换和第二 DC电源的直接连接的电路图；图12是示出用于PBD模式中，各个切换元件的示例性控制操作的波形图；图13是用于说明设定PBD模式中的各个切换元件的控制操作的逻辑表达式的表;图14是为图3中的各个操作模式采用的、表示使能还是禁用用于DC电源的电力分配比的控制，以及比较可用于设定输出电压的范围的表；图15是用于说明负荷需求的电压的电压范围的定义的概念图；图16是用于说明用于图15中所示的每一电压范围的操作模式的选择的表；图17中用于说明控制本实施例中的电力转换器的基本概念的概念图；图18是用于说明本实施例中的电力转换器的控制的框图；图19是用于说明本实施例中的电力转换器的控制的另一框图；图20是示出用于PB模式中的第一 DC电源的占空比和电力分配比之间的关系的图；图21是用于控制器的过电力避免控制单元的功能框图；图22是示出由控制器执行的过电力避免控制处理的流程图；图23A、23B和23C是当执行过电力避免控制时提供的图，分别表示用于第一 DC电源的电力命令值和实际电力的变化、用于第一 DC电源的升压比的变化和用于第二 DC电源的电力命令值和实际值的变化，以及图24是示出电源系统的另一示例性配置的图。【具体实施方式】现在，将参考附图，详细地描述本专利技术的一个实施例。在说明中，具体提出的形状、材料、数值和方向仅是示例性的，以便易于理解本专利技术，并且根据应用、目的和规格，可以按需改变。此外，在下述描述中包括多个实施例及改进的情况下，通常假定适当组合使用这些实施例或改进的特征。图1是示出根据本专利技术的实施例的电源系统的配置的电路图。电源系统1包括第一DC电源10a和第二 DC电源10b、负荷30、控制器40和电力转换器50。在该实施例中，通过采用二次电池，诸如锂离子电池或镍氢电池，或具有良好输出特性的DC电压源部件，诸如双电层电容器或锂离子电容器，提供第一和第二 DC电源10a和10bo第一和第二 DC电源10a和10b可以提供为具有相同电容的同一类型的DC电源，或提供为具有不同电容的不同类型的DC电源。电力转换器50连接在第一和第二 DC电源10a和10b与电力线20两者之间。电力转换器50基于电压命令值VH*，控制连接到负荷30的电力线20上的DC电压(在下文中称为系统电压VH)。g卩，第一和第二 DC电源10a和10b共用电力线20。在接收作为由电力转换器50输出的电压的系统电压VH后，操作负荷30。根据负荷30的操作状态，诸如转矩或转速，电压命令值VH*可变地设定为适合于负荷30操作的电压。负荷30可以被配置成能通过发电产生用于充电第一和第二 DC电源10a和10b的电能。电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，包括：负荷；电力线，所述电力线被连接到所述负荷；第一和第二DC电源，所述第一和第二DC电源能够向所述负荷供应电力；电力转换器，所述电力转换器被连接在所述第一和第二DC电源与所述电力线之间；以及控制器，所述控制器用于控制所述电力转换器的操作，其中，所述第一和第二DC电源能够被并联连接到所述电力线，其中，操作模式能够在第一操作模式和第二操作模式之间被切换，在所述第一操作模式中，仅所述第一和第二DC电源中的一个输入或输出由所述负荷需求的电力，在所述第二操作模式中，由所述负荷需求的电力被分配为将分别由所述第一和第二DC电源输入/输出的电力，并且所述第一和第二DC电源输入和输出由此分配的电力，以及其中，当开始所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变时，所述控制器将用于所述第一和第二DC电源中的另一个的输入和输出电力命令值设定成等于或高于下限值，并且将用于所述第一和第二DC电源的输入和输出电力命令值相对于由所述负荷需求的电力的比保持在预定范围内。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：光谷典丈，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP