CN102844220A - 电源系统和装有电源系统的车辆 - Google Patents

Abstract

一种电源系统包含：第一蓄电装置；充电装置，其用来自外部电源的外部电力对第一蓄电装置充电；第二蓄电装置，其向辅机负载供给低于第一蓄电装置输出电压的电压；第一转换器，其对来自第一蓄电装置的电力的电压进行降压，并向辅机负载和第二蓄电装置供给电压；第二转换器，其具有与第一转换器相比较小的容量，并用外部电力对第二蓄电装置充电；控制器，当外部电力被充入时，基于第二蓄电装置的充电状态，对从充电装置到第一蓄电装置的充电电力以及从第二转换器到第二蓄电装置的充电电力进行控制。

Description

电源系统和装有电源系统的车辆

技术领域

本发明涉及电源系统和装有该电源系统的车辆，特别涉及用于以供自外部电源的电力对车辆所搭载的蓄电装置进行充电的充电控制。

背景技术

近些年来，作为对环境友好的车辆，装有蓄电装置（例如二次电池，电容器或类似物）的蓄电装置并通过由存储在蓄电装置中的电力产生的驱动力进行推进的电动车受到注意。例如，电动车包括电气车辆、混合动力车、燃料电池车辆等。于是，提出了通过具有高发电效率的商用电源对这些电动车所装有的蓄电装置进行充电的技术。

已经知道能够如同电气车辆的情况下一样从车辆外部的电源（下面也简称为“外部电源”）对车内蓄电装置进行充电（下面也简称为“外部充电”）的混合动力车。例如，已经知道所谓的插入式混合动力车，其能够使用普通家庭电源以这样的方式对蓄电装置充电：安装在房屋中的电源墙壁插座经由充电电缆连接到为车辆设置的充电口。通过这样做，可望改善混合动力车的燃料消耗效率。

日本专利申请公开No.2009-027774（JP-A-2009-027774）介绍了这样的技术：在用于装有允许外部充电的电池的车辆中，在车辆运行期间，连续运行用于降低电池电压以驱动辅机负载以及对辅机电池进行充电的DC/DC转换器，并在外部充电期间间歇地运行DC/DC转换器。

使用JP-A-2009-027774中所介绍的技术，与DC/DC转换器在外部充电期间被恒定驱动的情况下相比，DC/DC转换器进行电力转换时的损耗可通过间歇运行而减小，故可以改善充电效率。

在车辆运行期间，这样的DC/DC转换器不仅对辅机电池充电，而且驱动车辆的所有辅机负载，故使用相对较高电力的DC/DC转换器。

然而，在外部充电期间，相比于在车辆运行期间数量较少的辅机负载被驱动，故驱动DC/DC转换器可表现出过剩的性能。在这种情况下，DC/DC转换器的电力转换效率由于低电力的电力转换而变差。

发明内容

本发明提供了一种电源系统，其可由外部电源充电，并抑制外部充电期间的充电效率降低，本发明还提供了装有该电源系统的车辆。

本发明的第一实施形态提供了一种电源系统。电源系统包含：第一蓄电装置；充电装置，其用供自外部电源的电力对第一蓄电装置充电；第二蓄电装置，其向辅机负载供给与第一蓄电装置的输出电压相比较低的电源电压；第一转换器，其降低供自第一蓄电装置的电力的电压，并向辅机负载和第二蓄电装置供给电源电压；第二转换器，其具有与第一转换器相比较小的容量，并使用供自外部电源的电力对第二蓄电装置充电；控制器，其在电力从外部电源充入时，基于第二蓄电装置的充电状态，对从充电装置到第一蓄电装置的充电电力以及从第二转换器到第二蓄电装置的充电电力进行控制。

当要求对第二蓄电装置进行控制时，控制器可对到第一蓄电装置的充电电力以及到第二蓄电装置的充电电力进行设置，使得第二蓄电装置比第一蓄电装置更为优先地充电。

当电力从外部电源充入时，在使得充电装置开始对第一蓄电装置充电之前，控制器可使用第二转换器对第二蓄电装置充电。

当第二蓄电装置的充电状态高于或等于指示满充电的基准值时，控制器可减小到第二蓄电装置的充电电力，并可使用充电装置开始对第一蓄电装置进行充电。

当第二蓄电装置的充电状态低于或等于与第一阈值相比较高的第二阈值时，控制器可减小到第一蓄电装置的充电电力并可使用第二转换器来增大到第二蓄电装置的充电电流，其中，在第一阈值处或在低于第一阈值时，需要驱动第一转换器。

当第二蓄电装置的充电状态低于或等于第一阈值时，控制器可使用第一转换器对第二蓄电装置充电，其中，在第一阈值处或在低于第一阈值时，需要驱动第一转换器。

第一转换器可具有这样的特性：当第一转换器的输出电力下降到低于基准值时，第一转换器的运行效率下降。

第二转换器可以为这样的AC/DC转换器：其将供自外部电源的交流电力转换为直流电力。

充电装置可包含这样的整流器电路：其将供自外部电源的交流电力整流为直流电力，第二转换器可以为这样的DC/DC转换器：其对整流器电路整流得到的直流电压进行转换。

本发明的第二实施形态提供了一种车辆。该车辆包含：第一蓄电装置；驱动装置，其用供自第一蓄电装置的电力产生用于推进车辆的驱动力；充电装置，其用供自外部电源的电力对第一蓄电装置充电；辅机负载；第二蓄电装置，其向辅机负载供给与第一蓄电装置的输出电压相比较低的电源电压；第一转换器，其对供自第一蓄电装置的电力的电压进行降压，并向辅机负载和第二蓄电装置供给电源电压；第二转换器，其具有与第一转换器相比较小的容量，并使用供自外部电源的电力对第二蓄电装置进行充电；控制器，其在电力从外部电源充入时，基于第二蓄电装置的充电状态，对从充电装置到第一蓄电装置的充电电力以及从第二转换器到第二蓄电装置的充电电力进行控制。

根据本发明的实施形态，在可由外部电源充电的车辆电源系统中，可以抑制外部充电期间充电效率的降低。

附图说明

下面参照附图介绍本发明的特征、优点以及技术与工业显著性，在附图中，类似的标号表示类似的元件，且其中：

图1为装有根据本发明的实施例的电源系统的车辆的整体框图；

图2示出了根据本发明的实施例的PCU的内部构造的实例；

图3为一图表，其示出了根据本发明的实施例的DC/DC转换器的输出电力和运行效率之间的相互关系的实例；

图4为第一图表，用于示出根据本发明的实施例在外部充电期间在辅机电池上的充电控制的概略；

图5为第二图表，用于示出根据本发明的实施例在外部充电期间在辅机电池上的充电控制的概略；

图6为第三图表，用于示出根据本发明的实施例在外部充电期间在辅机电池上的充电控制的概略；

图7为一功能框图，用于示出根据本发明的实施例在外部充电期间在辅机电池上由HV-ECU执行的充电控制；

图8为一流程图，用于示出根据本发明的实施例在外部充电期间在辅机电池上由HV-ECU执行的详细充电控制过程；

图9为装有根据本发明的实施例的替代性实施例的电源系统的车辆的整体框图；以及

图10示出了根据本发明的实施例的整流器电路的内部构造的实例。具体实施方式

下面将参照附图详细介绍本发明一实施例。注意，相似的参考标号表示相同或对应的部件，不再重复对其进行介绍。

图1为装有根据本发明的实施例的电源系统的车辆100的整体框图。

如图1所示，车辆100包含：蓄电装置110；系统主继电器（下面也称为SMR）115；动力控制单元（power control unit）（PCU）120，其用作驱动装置；电动发电机130；动力传送齿轮（power transmission gear）140；驱动轮150和控制器（下面也称为HV-电子控制单元（ECU））300。

蓄电装置110为电力存储元件，其被配置为可充电以及可放电。蓄电装置110例如由二次电池构成，例如锂离子电池、镍金属氢化物电池和铅酸电池，或者由蓄电元件构成，例如电气双层电容器。

蓄电装置110经由SMR 115连接到PCU 120，用于驱动电动发电机130。于是，蓄电装置110向PCU 120供给用于产生车辆100的驱动力的电力。另外，蓄电装置110存储由电动发电机130产生的电力。蓄电装置110的输出例如为200V。

包含在SMR 115中的继电器的一端分别连接到蓄电装置110的正电极端子和负电极端子。包含在SMR 115中的继电器的另一端分别连接到连接到PCU 120的接地线NL1和电力线PL1。于是，SMR 115基于来自HV-ECU 300的控制信号SE1在蓄电装置110和PCU 120之间的电力供给和中断之间进行切换。

图2示出了PCU 120的内部构造的一个实例。如图2所示，PCU 120包含转换器121、变换器122、电容器C1与C2。

转换器121基于来自HV-ECU 300的控制信号PWC进行电力线PL1和接地线NL1、电力线HPL和接地线NL1之间的电力转换。

变换器122被连接到电力线HPL和接地线NL1。基于来自HV-ECU300的控制信号PW1，变换器122将供自转换器121的直流电力转换为交流电力，以便驱动电动发电机130。注意，在当前实施例中，作为实例提供一对电动发电机和变换器，作为替代的是，可提供多对电动发电机和变换器。

电容器C1被设置在电力线PL1和接地线NL1之间，以减小电力线PL1和接地线NL1之间的电压的波动。另外，电容器C2被设置在电力线HPL和接地线NL1之间，以便减小电力线HPL和接地线NL1之间的电压波动。

回到图1，电动发电机130为交流旋转电机，例如为永磁型同步电动机，其包含嵌有永磁体的转子。

电动发电机130的输出转矩经由动力传送齿轮140被传输到驱动轮150，以便推进车辆100。动力传送齿轮140由减速齿轮和动力分割机构构成。在车辆100的再生制动运行期间，电动发电机130能够使用驱动轮150的旋转力产生电力。于是，所产生的电力被PCU 120转换为充电电力，以便对蓄电装置110进行充电。

另外，在除电动发电机130以外装有发动机（未示出）的混合动力车中，发动机和电动发电机130协同运行，以便产生所需的车辆驱动力。在这种情况下，蓄电装置110可用由发动机的旋转产生的电力充电。

也就是说，根据当前实施例的车辆100为装有用于产生车辆驱动力的电动机的车辆。车辆100包括混合动力车、电气车辆、燃料电池车辆等。混合动力车使用发动机和电动机产生车辆驱动力。电气车辆和燃料电池车辆不具有发动机。

除了电动发电机130、动力传送齿轮140、驱动轮150以外，图中所示的车辆100的构造的部分构成车辆的电源系统。

电源系统还包含DC/DC转换器170、辅机电池180和辅机负载190，作为低电压系统（辅机系统）的构造。

DC/DC转换器170被连接到电力线PL1和接地线NL1。基于来自HV-ECU 300的控制信号PWD，DC/DC转换器170对从蓄电装置110供给的直流电压进行降压。于是，DC/DC转换器170经由电力线PL3将电力供到车辆全体的低电压系统，例如辅机电池180、辅机负载190和HV-ECU 300。

辅机电池180典型地由铅酸电池构成。辅机电池180的输出电压低于蓄电装置110的输出电压，例如为大约12V。

例如，辅机负载190包括灯、雨刷、加热器、无线电、导航系统等。

HV-ECU 300包含中央处理单元（CPU）、存储装置和输入/输出缓冲器（所有均未在图1中示出）。HV-ECU 300输入来自传感器或类似物的信号，向装置输出控制信号。HV-ECU 300控制车辆100和装置。注意，这些控制不限于软件处理，它们可由专用的硬件（电子电路）处理。

HV-ECU 300输出用于控制PCU 120、DC/DC转换器170、SMR 115等的控制信号。

HV-ECU 300从包含在蓄电装置110中的传感器（未示出）接收检测到的电压VB1和检测到的电流IB1。HV-ECU 300基于电压VB1和电流IB1计算蓄电装置110的充电状态SOC1。另外，HV-ECU 300接收来自包含在辅机电池180中的传感器（未示出）的检测电压VB2和/或检测电流IB2。HV-ECU 300基于电压VB2和/或电流IB2来计算辅机电池180的充电状态SOC2。

另外，HV-ECU 300接收指示辅机负载190的使用计划和使用状态的信号AUX。信号AUX基于由于到包含在辅机负载190中的装置的驱动信号、所使用的电力等等产生的使用状态以及通过输入单元（未示出）由驾驶者输入的装置的使用计划被设置。在车内蓄电装置正在用车外的电源（下面也简称为“外部电源”）充电（下面也简称为“外部充电”）时，HV-ECU300基于辅机电池180的SOC2以及与辅机负载相关的信号AUX来执行充电控制（其将在后面介绍）。

电源系统包含充电装置200、AC/DC转换器210、充电ECU 220、充电继电器（CHR）240、连接部分250，作为用于用供自外部电源260的电力对蓄电装置110充电的构造。

充电电缆的充电连接器270被连接到连接部分250。于是，来自外部电源260的电力经由充电电缆被传送到车辆100。

充电装置200经由电力线ACL1、ACL2连接到连接部分250。另外，充电装置200经由CHR 240连接到蓄电装置110。于是，基于来自充电ECU 220的控制信号PWE，充电装置200将供自外部电源260的交流电力转换为直流电力，蓄电装置110可用该直流电力充电。

包含在CHR 240中的继电器的一端分别连接到蓄电装置110的正电极端子和负电极端子。包含在CHR 240中的继电器的另一端分别连接到连接到充电装置200的接地线NL2和电力线PL2。于是，CHR 240基于来自充电ECU 220的控制信号SE2在蓄电装置110和充电装置200间的电力供给和中断之间进行切换。

AC/DC转换器210连接到电力线ACL1和ACL2。AC/DC转换器210受到来自HV-ECU 300的控制信号PWF的控制，以便将供自外部电源260的交流电压转换为直流电压。于是，AC/DC转换器210经由电力线PL4将电源电压供到充电ECU 220。另外，电力线PL4也被连接到电力线PL3。于是，在外部充电期间，来自AC/DC转换器210的电力被用于使得对辅机电池180进行充电以及对辅机负载190进行驱动成为可能。AC/DC转换器210基本上用于向充电ECU 220供给电源电压，故AC/DC转换器210的所使用的额定输出低于上面介绍的DC/DC转换器170的额定输出。

充电ECU 220为控制器，用于控制充电装置200和CHR 240。充电ECU 220被配置为可与HV-ECU 300通信。根据来自HV-ECU 300的充电命令CHG，充电ECU 220对充电装置200和CHR 240进行控制，以便进行外部充电。

注意，在图1中，充电ECU 220被设置为与充电装置200分立，然而，充电ECU 220可被包含在控制装置200中。或者，HV-ECU 300可被配置为包含充电ECU 220的功能。

在如此构造的车辆100中，在车辆运行期间，DC/DC转换器170一般恒定运行，以便对辅机电池180进行充电以及对辅机负载190进行驱动。

甚至在外部充电期间，辅机负载190可能被驾驶者操作，然而，在这种情况下辅机负载190消耗的电力多半低于在车辆运行期间消耗的电力。

一般使用如上所述具有相对较高容量的DC/DC转换器170，以便在车辆运行期间向辅助系统供给电力。图3为一图表，其示出了运行效率和DC/DC转换器170的输出电力之间的相互关系的实例。在这样的大容量DC/DC转换器中，随着输出电力下降到低于特定的基准值（例如图3中的点P2），运行效率倾向于逐渐降低。于是，如上面所介绍的，在所消耗的电力与车辆运行期间相比较低的外部充电期间，希望尽可能地不运行DC/DC转换器170。

另一方面，当DC/DC转换器170不运行时，原则上，HV-ECU 300和辅机负载190被供给来自辅机电池180的电源电压。然而，随着电力由HV-ECU 300和辅机负载190消耗，辅机电池180的SOC2逐渐降低。因此，需要对辅机电池180进行充电。

于是，在当前实施例中，在外部充电期间，基于辅机电池180的充电状态和辅机负载190的状态，执行改变从充电装置200到蓄电装置110的充电电力和从小容量AC/DC转换器210到辅机电池180的充电电力的充电控制。在外部充电期间执行这样的控制，以便使得辅机电池180的充电状态SOC2尽可能地不会变得低于下限阈值。在下限阈值处或在低于下限阈值时，辅机电池180需要由DC/DC转换器170充电。通过这样做，DC/DC转换器170的使用频率降低，以便抑制充电效率的降低。

图4为一图表，示出了在根据当前实施例的外部充电期间在辅机电池上的充电控制的概略。在图4中，横坐标轴代表时间，纵坐标轴代表辅机电池180的充电状态SOC2。

如图1、图4所示，一直到时刻t1，车辆100不运行也不受到外部充电，AC/DC转换器210和DC/DC转换器170停止，辅机电池180的充电状态SOC2也是恒定的。

在时刻t1，充电电缆的充电连接器270被连接到车辆100的连接部分，AC/DC转换器210的运行相应地开始。在当前实施例中，在外部充电开始时，首先，辅机电池180在作为主电池的蓄电装置110的充电之前被充电。这是因为下面的原因。

一般而言，辅机电池180大部分保持在通常为低电压状态，也就是说，在SOC2相对较低的状态，以便减小由于自放电的损耗并减小内阻。因此，在外部充电开始时，辅机电池180的SOC2多半低，故在蓄电装置110的充电在此状态下开始时，可能在充电开始后立即需要对辅机电池180充电。于是，在某些情况下可能需要运行DC/DC转换器170，故运行可能与通过最小化DC/DC转换器170运行频率来防止充电效率下降的目的相反。因此，在当前实施例中，首先，辅机电池180在外部充电开始后立即被完全充电，此后，开始蓄电装置110的充电，由此，使得DC/DC转换器170的运行频率最小化。

当辅机电池180在时刻t1与时刻t2之间被AC/DC转换器210充电时，充电装置200不运行，故充电ECU 220也被停止。此时，AC/DC转换器210的输出电力也被设置为最大额定输出电力（例如150W）。通过这样做，几乎所有能由AC/DC转换器210输出的电力可被用作对辅机电池180充电的充电电力（另外，驱动辅机负载190的驱动电力，当辅机负载190被使用时）。

在AC/DC转换器210对辅机电池180的充电从时刻t1开始后，辅机电池180的充电状态SOC2上升（图4中的线W1）。当充电状态SOC2达到指示满充电的阈值HL时（时刻t2），充电ECU 220根据来自HV-ECU300的充电指令CHG启动。通过这样做，充电装置200对蓄电装置110的充电开始。

在时刻t2，不需要对辅机电池180充电，AC/DC转换器210的输出电力被设置为驱动充电ECU 200需要的电力（例如100W）。另一方面，充电装置200使用通过将从外部电源260供给的电力（例如1500W）减去AC/DC转换器210使用的电力（也就是说，驱动充电ECU 220需要的电力）获得的电力（例如1400W），以便对蓄电装置110充电。

于是，当蓄电装置110的充电在时刻t3完成时，充电装置200的运行和AC/DC转换器210的运行停止。在时刻t3和时刻t4之间，不将充电电力供到辅机电池180，存储在辅机电池180中的电力被辅机负载190以及HV-ECU 300消耗，故SOC2逐渐下降。

另外，在图4中，为了比较，虚线W2示出了根据当前实施例的充电控制不应用且蓄电装置110在外部充电在时刻t1开始时马上充电的情况。

在这种情况下，在蓄电装置110的充电开始后，没有充电电力被供到辅机电池180，故SOC2逐渐下降。

此后，在辅机电池180的充电状态SOC2已经下降到指示需要对辅机电池180充电的下限阈值LL时的时间点上（时刻t2A），DC/DC转换器170运行，辅机电池180的充电开始。

当辅机电池180的充电在时刻t3A完成时，DC/DC转换器170停止。于是，在时刻t4，蓄电装置110的充电完成。

通过这种方式，在图4所示的实例中，应用当前实施例，以便根据辅机电池180的充电状态SOC2调节对蓄电装置110充电的充电电力以及对辅机电池180充电的充电电力，由此使得可以在外部充电期间避免DC/DC转换器170的运行。

下面将参照图5、图6来介绍这样的情况：根据当前实施例，在辅机电池180上的充电控制中，在开始蓄电装置110的充电之后，对辅机电池180重新充电。

图5为这样的情况下的时间图：辅机负载190消耗的电力相对较低，可以使用AC/DC转换器210的最大输出电力对辅机电池180进行充电以及对辅机负载190进行驱动。

如图1、图5所示，进行相同的操作，一直到t12，如同图4中一直到t2一样，辅机电池180在对蓄电装置110充电之前被充电。

辅机电池180的充电在时刻t12完成，充电装置200的输出电力增大，优先对蓄电装置110充电。相应地，辅机电池180的SOC2下降，然而，相比于图4，在图5中，辅机负载190消耗的电力高，或者，蓄电装置110的SCO1的水平低，故充电花费时间。因此，在蓄电装置110的充电完成之前，辅机电池180的SOC2下降到另一阈值LL2，其略高于图4中的下限阈值LL1（时刻t13）。

阈值LL2用于切换到一模式，使得辅机电池180比蓄电装置110更为优先地被充电。在时刻t13，AC/DC转换器210的输出电力被增大到最大额定电力（例如150W）左右。另外，充电装置200的运行和充电ECU 220的运行停止。通过这样做，开始辅机电池180的充电。

于是，如同在时刻t12的情况一样，当辅机电池180的充电在时刻t14完成时，AC/DC转换器210的输出电力降低到驱动充电ECU 220需要的电力，充电装置200对蓄电装置110的充电被恢复。

注意，在时刻13，在充电ECU 220被运行的状态下，在上面的实例中，50W的电力可被供到辅机电池180。如果辅机负载190和HV-ECU 300消耗的电力低于50W，充电装置200的输出电力下降（到例如1350W），使得可以同时对蓄电装置110和辅机电池180充电。

图6为这样的情况下的时间图：其中，辅机负载190消耗的电力相对较高（例如200W），AC/DC转换器210的输出电力不满足对辅机电池180充电的电力。

如图6所示，如同在图4、5的情况下一样，在时刻t21，辅机电池180的充电在对蓄电装置110充电之前开始。然而，在图6的情况下，辅机负载190消耗的电力（例如200W）超过可由AC/DC转换器210供给的电力（例如150W），故辅机电池180不被充电，相反，电力也从辅机电池180输出，以便驱动辅机负载190。因此，SOC2逐渐降低。

在时刻t22，SOC2已经降低到阈值LL2，然而，AC/DC转换器210的最大电力已经被输出，故SOC2进一步降低。于是，在时刻t23，当SOC2已经降低到下限阈值LL1时，DC/DC转换器170被运行，以便对辅机电池180充电（从时刻t23到时刻t24），如同由图4的虚线W2所示的比较性实施例的情况一样。当辅机电池180的充电完成后，DC/DC转换器170停止，蓄电装置110的充电开始。于是，当SOC2在蓄电装置110正在被充电时重新下降到下限阈值LL1时（时刻t25），DC/DC转换器170运行，以便对辅机电池180充电，如同从时刻t23到时刻t24的情况一样（从时刻t25到时刻t26）。注意，在辅机电池180正在用DC/DC转换器170充电时（从时刻t23到时刻t24），蓄电装置110可同时由充电装置200充电。当辅机电池180的充电完成时，蓄电装置110的充电开始，如同时刻t24之后的情况一样。

如同参照图4-图6所介绍的那样，对辅机电池180充电的充电电力和对蓄电装置110充电的充电电力基于辅机电池180的充电状态SOC2以及辅机负载190的使用状态来调节，由此使得可以使DC/DC转换器170的运行最小化，除了如图6所示辅机负载190消耗的电力高的情况以外。结果，在运行效率低的低电力情况下的DC/DC转换器170的运行的频率降低，故可以抑制外部充电期间的充电效率降低。

图7为一功能框图，用于示出根据当前实施例在外部充电期间在辅机电池180上由HV-ECU 300执行的充电控制。图7的功能框图所示的功能框通过HV-ECU 300的软件处理或硬件处理来实现。

如图1、图7所示，HV-ECU 300包含充电状态计算单元310、辅机使用状态确定单元320、充电比设置单元330、充电装置控制单元340、AC/DC转换器控制单元350、DC/DC转换器控制单元360。

充电状态计算单元310接收辅机电池180的电压VB2和电流IB2。充电状态计算单元310基于这些信息计算辅机电池180的充电状态（SOC2），并将计算得到的SOC2输出到充电比设置单元330。

辅机使用状态确定单元320接收指示辅机负载190的运行计划和运行状态的信号AUX。基于信号AUX，辅机使用状态确定单元320认识到使用状态，包括包含在辅机负载190中的装置的使用计划，以及所消耗的电力。于是，辅机使用状态确定单元320向充电比设置单元330输出与辅机的使用状态相关的信号SIG。

充电比设置单元330从充电状态计算单元310接收充电状态SOC，并从辅机使用状态确定单元320接收辅机的使用状态。基于这些信息，充电比设置单元330设置对辅机电池180充电的充电电力以及蓄电装置110充电的充电电力，并确定DC/DC转换器170是否运行。于是，基于上述结果，充电比设置单元330向充电装置控制单元340、AC/DC转换器控制单元350以及DC/DC转换器控制单元360输出信号RTO，其指示充电装置200、AC/DC转换器210和DC/DC转换器170的输出电力的比。注意，上述比被按照希望地设置为所命令的输出电力与充电装置200、AC/DC转换器210和DC/DC转换器170的相应的额定输出电力的比。

充电装置控制单元340从充电比设置单元330接收信号RTO。于是，充电装置控制单元340基于信号RTO产生用于输出所设置的电力的充电命令CHG，并接着将充电命令CHG输出到充电ECU 220。

AC/DC转换器控制单元350接收来自充电比设置单元330的信号RTO。于是，AC/DC转换器控制单元350基于信号RTO产生用于输出所设置的电力的控制信号PWF，并接着将控制信号PWF输出到AC/DC转换器210。

DC/DC转换器控制单元360接收来自充电比设置单元330的信号RTO。于是，DC/DC转换器控制单元360基于信号RTO产生用于输出所设置的电力的控制信号PWD，并接着将控制信号PWD输出到DC/DC转换器170。

图8为一流程图，用于示出根据当前实施例在外部充电期间在辅机电池180上由HV-ECU 300执行的详细充电控制过程。图8所示的流程图的过程以这样的方式实现：预先存储在HV-ECU 300中的程序由主程序调用，并以预定的间隔执行。或者，所有的步骤或部分步骤的过程可由专用硬件（电子电路）实现。

如图1、图8所示，在步骤（下面，步骤缩写为S）100中，HV-ECU300确定外部电源是否被连接到连接部分250。在步骤S100中，判断仅仅在充电连接器270被首次连接到连接部分250时是肯定的，判断在连接在此后继续的状态下为否。

当外部电源被首次连接时（S100中的是），S110到S130被跳过，过程进行到S140。于是，HV-ECU 300启动AC/DC转换器210，在对蓄电装置110充电之前开始对辅机电池180充电。

此后，HV-ECU 300在S150中判断辅机电池180的充电状态SOC2是否高于下限阈值LL1。

当SOC2高于下限阈值LL1时（S150中的是），过程进行到S160，于是，HV-ECU 300判断SOC2是否高于或等于上限阈值HL。

当SOC2低于下限阈值HL时（S160中的否），HV-ECU 300判断为辅机电池180的充电尚未完成，并将过程返回到S150，以便继续对辅机电池180充电。

当SOC2高于或等于上限阈值HL时（S160中的是），HV-ECU 300判断为辅机电池180的充电完成，并将过程返回到主程序。

这里，当SOC2低于或等于下限阈值LL1时（S150中的否），HV-ECU300判断为辅机负载190所消耗的电力高于AC/DC转换器210的额定输出电力，且AC/DC转换器210不能如参照图6所介绍的那样对辅机电池180充电。于是，在S170中，HV-ECU 300运行DC/DC转换器170，并使用从蓄电装置110供给的电力，以便用高于AC/DC转换器210的额定输出电力的电力对辅机电池180充电。此后，过程进行到S160，如上所述地判断辅机电池180的充电是否完成。

尽管图8没有示出，当DC/DC转换器170运行时，DC/DC转换器170的运行继续，一直到辅机电池180的充电完成，即使在SOC2增大时。

另一方面，当外部电源并非第一次连接时（S100中的否），过程进行到S110。于是，HV-ECU 300判断在外部充电期间辅机负载190是否被计划为使用或者辅机负载190是否正在被使用。

当在外部充电期间辅机负载190被计划为使用或辅机负载190正在被使用时（S110中的是），过程进行到S120，于是，HV-ECU 300判断SOC2是否高于或等于上限阈值，也就是说，辅机电池180是否被完全充电。

当SOC2低于上限阈值（S120中的否）时，过程进行到S130，于是，HV-ECU 300判断SOC2是否高于阈值LL2。

当SOC2低于或等于阈值LL2（S130中的否）时，HV-ECU 300判断为需要对辅机电池180充电，于是，过程进行到S140。

在S140中，为了使辅机电池180比蓄电装置110更为优先地充电，HV-ECU 300增大AC/DC转换器210的输出电力，减小充电装置200的输出电力或停止充电装置200，如参照图5、图6所介绍的那样。下面的从S150到S170的过程与上面介绍的相同。

当辅机负载190既没有在外部充电期间计划为使用又非正在使用时（S110中的否），当SOC2高于或等于上限阈值时（S120中的是）或者当SOC2高于阈值LL2时（S130中的是），HV-ECU 300判断为不需要对辅机电池180充电。于是，过程进行到S180。HV-ECU 300将AC/DC转换器210的输出电力减小到运行充电ECU 220需要的电力，使得蓄电装置110优先被充电装置200充电。另外，HV-ECU 300使得充电装置200的输出电力在外部充电期间车辆100使用的电力不超过可由外部电源260供给的电力的范围内最大化。尽管图中未示出，即使在辅机负载190既没有在外部充电期间计划为使用又非正在使用时（S110中的否），但是当辅机电池180的SOC2低于或等于阈值LL2时，辅机电池180被充电，如同在S140的情况下一样。

通过根据上面介绍的过程执行控制，可以基于辅机电池180的充电状态SOC2和辅机负载190的使用状态调节对辅机电池180充电的充电电力和对蓄电装置110充电的充电电力。通过这样做，可以在外部充电期间使得DC/DC转换器170的运行最小化。结果，DC/DC转换器170以运行效率低的低电力运行的频率低，故可以抑制外部充电期间充电效率的降低。

替代性实施例

在上面介绍的实施例中，电力被AC/DC转换器使用来自外部电源的电力供到充电ECU、辅机电池等。

顺便提及，用于对蓄电装置充电的某些充电装置包含整流器电路，其将供自外部电源的交流电压转换为直流电压。在这样的充电装置的情况下，代替AC/DC转换器使用对由整流器电路转换的直流电压进行降压的DC/DC转换器也是适用的。

在替代性实施例中，将要介绍包含小容量DC/DC转换器而不是AC/DC转换器的构造的实例。

图9为装有根据对上述实施例的替代性实施例的电源系统的车辆100A的整体框图。在图9中，根据上面的实施例的图1所示配置中的充电装置200用充电装置200A代替，提供小容量DC/DC转换器210A而不是AC/DC转换器210。在图9中，对与图1中的重叠的元件的介绍不再重复。

如图9所示，充电装置200A包含整流器电路201和DC/DC转换器202。整流器电路201经由电力线ACL1和ACL2连接到连接部分250。整流器电路201将供自外部电源260的交流电压整流为直流电压，并将直流电压输出到电力线PL5和接地线NL5。

图10示出了整流器电路201的内部结构的实例。整流器电路201包含电抗器L1和L2、二极管桥203和电容器C10。二极管桥203包含二极管D1-D4。

二极管桥203被构建为使得串联连接的二极管D1和D2以及串联连接的二极管D3和D4彼此并联地连接到电力线PL5和接地线NL5。

电抗器L1的一端连接到二极管D1和D2的连接节点，电抗器L1的另一端连接到电力线ACL1。另外，电抗器L2的一端连接到二极管D3、D4的连接节点，电抗器L2的另一端连接到电力线ACL2。

电容器C10与二极管桥203并联连接在电力线PL5和接地线NL5之间，降低电力线PL5和接地线NL5之间的电压的波动。

使用上面的构造，整流器电路201将供自外部电源260的交流电压整流为直流电压。注意，整流器电路201的构造不限于图10所示的构造，只要其为能够将交流电压转换为直流电压的电路。作为另一整流器电路的实例，整流器电路的构造可以为例如全桥装换器或半桥转换器，然而，整流器电路可如图10所示地按照希望配置，以便不需要特别的控制，从而使用简单的配置而不增加控制负担。

回到图9，DC/DC转换器202经由电力线PL5和接地线NL5被连接到整流器电路201。另外，DC/DC转换器202经由CHR 240由电力线PL2和接地线NL2连接到蓄电装置110。DC/DC转换器202受到来自控制ECU220的控制信号PWE的控制。DC/DC转换器202对从整流器电路201输出的直流电压进行转换，并将充电电力供到蓄电装置110。

DC/DC转换器210A被连接到电力线PL5和接地线NL5。DC/DC转换器210A受到来自HV-ECU 300的控制信号PWF的控制。DC/DC转换器210A对从整流器电路201输出的直流电压进行降压，并将直流电压输出到电力线PL4。

使用上面的构造，通过执行与上面的实施例相同的控制，高容量DC/DC转换器170的运行在外部充电期间最小化，由此使得可以抑制外部充电期间的充电效率下降。

注意，根据上面的实施例的充电ECU 220和HV-ECU 300为根据本发明的实施形态的控制器的实例。根据上面的实施例的蓄电装置110和辅机电池180分别为根据本发明的实施形态的第一蓄电装置的实例和根据本发明的实施形态的第二蓄电装置的实例。根据上面的实施例的DC/DC转换器170为根据本发明的实施形态的第一转换器的实例。根据上面的实施例的AC/DC转换器210和DC/DC转换器210A为根据本发明的实施形态的第二转换器的实例。

上面介绍的实施例在所有方面是说明性而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是上面的说明书限定。本发明的范围旨在包括落在所附权利要求及其等价内容的范围内的所有变型。

Claims (10)

1.一种电源系统，包括：

第一蓄电装置；

充电装置，其用供自外部电源的电力对所述第一蓄电装置进行充电；

第二蓄电装置，其向辅机负载供给与所述第一蓄电装置的输出电压相比较低的电源电压；

第一转换器，其对供自所述第一蓄电装置的电力的电压进行降压，并向所述辅机负载以及所述第二蓄电装置供给电源电压；

第二转换器，其具有与所述第一转换器的容量相比较小的容量，并使用供自所述外部电源的电力对所述第二蓄电装置进行充电；以及

控制器，其在电力从所述外部电源充入时，基于所述第二蓄电装置的充电状态，对从所述充电装置到所述第一蓄电装置的充电电力以及从所述第二转换器到所述第二蓄电装置的充电电力进行控制。

2.根据权利要求1的电源系统，其中，

当需要对所述第二蓄电装置进行充电时，所述控制器对到所述第一蓄电装置的充电电力以及到所述第二蓄电装置的充电电力进行设置，使得所述第二蓄电装置比所述第一蓄电装置更为优先地充电。

3.根据权利要求1的电源系统，其中，

当电力从所述外部电源充入时，所述控制器在使所述充电装置开始对所述第一蓄电装置充电之前使用所述第二转换器对所述第二蓄电装置进行充电。

4.根据权利要求3的电源系统，其中，

当所述第二蓄电装置的充电状态高于或等于指示满充电的基准值时，所述控制器减小到所述第二蓄电装置的充电电力，并使用所述充电装置开始对所述第一蓄电装置进行充电。

5.根据权利要求3或4的电源系统，其中，

当所述第二蓄电装置的充电状态低于或等于与第一阈值相比较高的第二阈值时，所述控制器减小到所述第一蓄电装置的充电电力，并使用所述第二转换器来增大到所述第二蓄电装置的充电电力，其中，所述第一阈值的为这样的值：在所述第一阈值处或在低于所述第一阈值时，需要驱动所述第一转换器。

6.根据权利要求3-5中任意一项的电源系统，其中，

当所述第二蓄电装置的充电状态低于或等于第一阈值时，所述控制器使用所述第一转换器对所述第二蓄电装置进行充电，其中，所述第一阈值为这样的值：在所述第一阈值处或在低于所述第一阈值时，需要驱动所述第一转换器。

7.根据权利要求1的电源系统，其中，

所述第一转换器具有这样的特性：当所述第一转换器的输出电力下降到低于基准值时，所述第一转换器的运行效率降低。

8.根据权利要求1-7中任意一项的电源系统，其中，

所述第二转换器为这样的AC/DC转换器：其将供自所述外部电源的交流电力转换为直流电力。

9.根据权利要求1-7中任意一项的电源系统，其中，

所述充电装置包括这样的整流器电路：其将供自所述外部电源的交流电力整流为直流电力；并且，所述第二转换器为这样的DC/DC转换器：其对由所述整流器电路整流得到的直流电压进行转换。

10.一种车辆，包括：

第一蓄电装置；

驱动装置，其用供自所述第一蓄电装置的电力产生用于推进所述车辆的驱动力；

充电装置，其用供自外部电源的电力对所述第一蓄电装置进行充电；

辅机负载；

第二蓄电装置，其向所述辅机负载供给与所述第一蓄电装置的输出电压相比较低的电源电压；

第一转换器，其对供自所述第一蓄电装置的电力的电压进行降压，并向所述辅机负载以及所述第二蓄电装置供给电源电压；

第二转换器，其具有与所述第一转换器的容量相比较小的容量，并使用供自所述外部电源的电力对所述第二蓄电装置进行充电；以及

控制器，其在电力从所述外部电源充入时，基于所述第二蓄电装置的充电状态，对从所述充电装置到所述第一蓄电装置的充电电力以及从所述第二转换器到所述第二蓄电装置的充电电力进行控制。

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