电源系统和具备该电源系统的车辆以及温度管理方法技术方案

技术编号:5403577 阅读:172 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
要求判断部(50)比较蓄电部的电池温度Tb1和预先确定的温度管理值Tb1↑[*],若在两者之间产生了预定的阈值温度以上的偏差,则生成升温要求或者冷却要求。电流方向决定部(54)基于蓄电部的热反应特性,决定为了满足升温要求或者冷却要求应该使电流流向充电侧以及放电侧的哪一方向。目标电流值决定部(56)决定与由电流方向决定部(54)所决定的充电/放电相关的目标电流值Ib1↑[*]。电流控制部(ICTRL1)生成开关指令PWC1,使得蓄电部的电池电流Ib1与从选择部(60)输出的目标电流值一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有多个蓄电部的,特别涉及抑制对与负载装置之间的授受电力的影响、并实现被构成为包含化学电池的蓄电部的温度管理的技术。
技术介绍
近年来,考虑到环境问题,像电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池车等那样以电动机为驱动力源的车辆备受关注。为了向电动机供给电力或在再生制动时将运动能转换成电能进行储存,这样的车辆搭载有能够进行充放电的蓄电部。在这样的以电动机作为驱动力源的车辆中,为了提高加速性能、行驶持续距离等行驶性能,希望使蓄电部的充放电容量变得更大。作为用于增大蓄电部的充放电容量的方法,提出了搭载多个蓄电部的构成。例如,在美国专利第6608396号说明书中公开了向高电压车辆牵引系统提供所期望的直流高电压水平的电动马达电源管理系统。该电动马达电源系统具备多个电源级(stage)和控制器,所述多个电源级分别具有电池和升压/降压直流-直流转换器(converter)且并联连接,并至少向一台变换器(inverter)提供直流电力;所述控制器控制多个电源级,使多个电源级的电池均等地进行充放电,使多个电源级维持向至少 一 台变换器供给的电池电压。另一方面,被构成为包含化学电池的蓄电部,由于利用电化学作用储存电能,因此其充放电特性容易受到温度的影响。 一般而言,温度越低,化学电池的充放电性能就越低,另一方面,温度越高,就可能越会促进化学电池的劣化。因此,要对搭载在车辆上的化学电池进行温度管理,使其8温度维持在预定的温度范围内。作为实现这样的化学电池的温度管理的一个方法,已知利用与充放电相伴的熵变化的方法。即,在化学电池中,伴随充放电所引起的蓄电状态的变化,熵会变化,由于该熵的变化而产生发热反应或吸热反应。特别是在锂离子电池等中,这样的反应热量比较大。到底产生发热反应以及吸热反应的哪一种,是根据蓄电状态、所流过的电流而决定的,因此,根据蓄电状态,适当地决定电池电流,以此使蓄电部的温度管理变成可能。例如,在日本专利特开平09 - 019074号公报中,公开了能够将充电时的电池温度保持为适当温度的充电控制系统。根据该充电控制系统,具备对充电时的化学反应为吸热反应的电池进行充电的充电器,和根据电池的充电状态控制充电器的充电电流的控制单元,该控制单元通过基于放电状态、电池的温度以及充电条件而使电池吸热或发热,以此控制充电电流使得电池的温度保持在预定的温度范围内。在上述的日本专利特开平09-019074号公报中所公开的充电控制系统中,如其名称一样,只在充电时能够进行蓄电部的温度管理。因此,在像根据行驶状况频繁地切换蓄电部的充电/放电那样的车辆(例如,混合动力车辆等)中,无法进行充分的温度管理。再有,存在正在执行蓄电部中的温度管理时,即充电中,无法充分满足来自负载(马达等)的电力要求,从而车辆的行驶性能受制约的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这样的问题点而做出的,其目的在于,提供,所述电源系统,抑制对与负载装置之间的授受电力的影响,并能够对蓄电部进行适当的温度管理。根据本专利技术的一种观点,本专利技术是具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部的电源系统。本专利技术所涉及的电源系统具备电力线,其被构成为能够在负载装置和电源系统之间授受电力;和多个充放电控制部,其分别设置在多个蓄电部和电力线之间,各自#:构成为能够控制对应的蓄电部9的充电/放电。而且,多个蓄电部包括成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部,第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池,所述热反应特性是,与蓄电状态相应地,分别与充电以;Sj改电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化。再有,本专利技术所涉及的电源系统具备温度取得部,其取得第一蓄电部的温度;蓄电状态取得部,其取得第一蓄电部的蓄电状态;要求生成部,其基于由温度取得部取得的温度,生成对第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求;电流方向决定部,其对于由要求生成部生成了升温要求或冷却要求的蓄电部,为了所述满足升温要求或所述冷却要求,从由所述蓄电状态取得部取得的蓄电状态,基于热反应特性,决定应该使电流流向充电侧以;5U文电侧的哪一方向;控制指令生成部,其向多个充放电控制部的各个发出控制指令,^^得有由电流方向决定部决定的方向的电流流过。根据该观点所涉及的专利技术,多个蓄电部中的至少一个第一蓄电部被作为温度管理对象。而且,若对第一蓄电部的各个生成升温要求或冷却要求,则基于热反应特性,决定对该蓄电部应该使电流流向充电侧以l故电侧的哪个方向。另一方面,由于第二蓄电部不是温度管理对象,因此能够比较自由地决定充放电电流。为此,第二蓄电部能够进行与负载装置的电力要求相应的充放电控制。因此,能够同时实现对第一蓄电部的温度管理以及对来自负载装置的电力要求的响应。优选的是,本专利技术所涉及的电源系统还具备目标电流值决定部,所述目标电流值决定部,基于所述第一蓄电部的温度,决定用于流向由电流方向决定部决定的充电侧或放电侧的目标电流值。再有,优选的是,控制指令生成部向与所述第一蓄电部对应的充放电控制部发出控制指令,使得所述笫一蓄电部的电流值与由目标电流值决定部决定的目标电流值一致。再有,优选的是,控制指令生成部向与第二蓄电部对应的充放电控制部的各个发出控制指令,使得供给相当于第 一蓄电部的充放电电力的总和与来自负载装置的电力要求之差的电力。另外,优选的是,多个蓄电部包括 一个第一蓄电部和一个第二蓄电部,控制指令生成部向与第二蓄电部对应的充放电控制部发出控制指令, 使得供给相当于第一蓄电部的充放电电力与来自负载装置的电力要求之差 的电力,所述第一蓄电部的充放电电力与由目标电流值决定部决定的目标 电流值相当。优选的是,目标电流值决定部参照预先确定的电阻发热特性决定目标 电流值,所述电阻发热特性表示流向所述第一蓄电部的电流和发热量的对 应关系。优选的是,还具备电流值限制部,所述电流值限制部,在由要求生成 部生成了升温要求时,为了将所述第一蓄电部的输出电压维持在预定电压 值以上,基于预先确定的输出电压特性,限制由目标电流值决定部决定的 目标电流值,所述输出电压特性表示流向所述第一蓄电部的电流和输出电 压的对应关系。优选的是,第一蓄电部被构成为包含锂离子电池。根据本专利技术的另 一种观点,本专利技术是具备上述的任一电源系统和驱动 力产生部的车辆,所述驱动力产生部接受从电源系统供给的电力而产生驱 动力。根据本专利技术的另 一种观点,本专利技术是在具有各自被构成为能够充放电 的多个蓄电部的电源系统中的蓄电部的温度管理方法。而且,电源系统具备电力线,其被构成为能够在负载装置和电源系统之间授受电力;和多 个充放电控制部,其分别设置在多个蓄电部和电力线之间,各自被构成为 能够控制对应的蓄电部的充电/放电。另外,多个蓄电部包括成为温度管 理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部,第一蓄电部的各个 被构成为包含具有热反应特性的化学电池,所述热反应特性是,与蓄电状 态相应地,分别与充电以及放电相伴的热反应成为发热反应以及吸热反应 的哪一种会有所变化。另外,本专利技术所涉及温度管理方法包括温度取得 步骤,取得第一蓄电部的温度;蓄电状态取得步骤,取得第一蓄电部的蓄 电状态;要求生成步骤,基于在温度取得步骤中取得的温度,生成对第一 蓄电部的各个的升温要求本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电源系统,该电源系统是具有各自被构成为能够充放电的多个蓄电部的电源系统,具备: 电力线,其被构成为能够在负载装置和所述电源系统之间授受电力;和 多个充放电控制部,其分别设置在所述多个蓄电部和所述电力线之间,各自被构成为能够控 制对应的所述蓄电部的充电/放电, 所述多个蓄电部包括:成为温度管理对象的至少一个的第一蓄电部和剩余的第二蓄电部, 所述第一蓄电部的各个被构成为包含具有热反应特性的化学电池,所述热反应特性是,与蓄电状态相应地,分别与充电以及放电相 伴的热反应成为发热反应以及吸热反应的哪一种会有所变化, 所述电源系统具备: 温度取得部,其取得所述第一蓄电部的温度; 蓄电状态取得部,其取得所述第一蓄电部的蓄电状态; 要求生成部,其基于由所述温度取得部取得的温度,生 成对所述第一蓄电部的各个的升温要求或冷却要求; 电流方向决定部,其对于由所述要求生成部生成了所述升温要求或所述冷却要求的蓄电部,为了满足所述升温要求或所述冷却要求,从由所述蓄电状态取得部取得的蓄电状态,基于所述热反应特性,决定应该使电 流流向充电侧以及放电侧的哪一方向;和 控制指令生成部,其向所述多个充放电控制部的各个发出控制指令,使得有由所述电流方向决定部决定的方向的电流流过。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:市川真士石川哲浩矢野刚志土屋宪司小前政信
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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