电动车辆及其控制方法
【专利说明】电动车辆及其控制方法
[0001]优先权信息
[0002]本申请要求2014年6月13日提交的日本专利申请N0.2014-122313的优先权，其全部内容在此引入以供参考。
技术领域
[0003]本发明涉及电动车辆及其控制方法，更具体地说，涉及用于其上安装有电力转换器的电动车辆的控制方法。
【背景技术】
[0004]近年来，电动车辆，包括混合动力车辆、电车等等已经变得非常普遍。大部分电动车辆使用通过利用逆变器转换电池的直流电获得的交流电来驱动电动机或电动发电机的系统。使用升压转换器(电压转换器)已经变得普遍，来升高电池的电压并且将所升高的电压供应到电动机。因此，增加电动机的转速并且加宽扭矩操作范围，由此，通常提高电动车辆的行驶性能(速度、加速/减速性能)。此外，目前使用的电动车辆包括并联连接并且安装在车辆上的多个电池来增加电池容量，使得车辆能仅通过电动机行驶。这种车辆在所谓的电气(EV)行驶的情况下，具有更长的巡航距离。同时，还已经提出了能改变四个切换元件的开/关操作模式来在电池的串联和并联连接之间切换，或提供各种操作模式，诸如使电池的串联连接中或电池的并联连接中的电压升高等等的电源系统(例如，见JP2012-70514 A)。
[0005]在连接到如PTL1中公开的这种电力转换器的电池中，各个电池的温度并不总是相同，而是根据电力转换器的操作模式而不同地改变。因此，在一些电池中，温度可能变得足够高以导致输入/输出限制(输入/输出电流限制)。相反，温度可能变得足够低以导致输入/输出限制(输入/输出电流限制)。在这种情况下，由于因为温度导致的电池输出限制，车辆所需的电力可能不被供应。
[0006]专利文献1:JP 2012-70514 A
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的是在具有能在电动车辆上安装的电池的串联和并联连接之间切换的电压转换器的电动车辆中，防止电动车辆的各个电池的温度超出预定操作温度范围。
[0008]根据本发明的实施例的电动车辆包括
[0009]第一直流(DC)电源；
[0010]第二DC 电源；
[0011]电压转换器，其被配置成在输出电路径与第一和第二 DC电源中的一个或两者之间执行双向电压转换，同时允许在第一和第二 DC电源相对于输出电路径被串联连接的串联操作模式和第一和第二 DC电源被并联连接的并联操作模式之间切换操作模式；
[0012]温度传感器，其被配置成检测DC电源中的每一个的温度；
[0013]控制单元，其被配置成切换电压转换器的操作模式。当由温度传感器检测的DC电源中的一个的温度等于或高于预定上阈值，或者等于或低于预定下阈值时，控制单元将电压转换器的操作模式切换成并联操作模式。
[0014]在根据本发明的实施例的电动车辆中，优选的是当DC电源中的一个的温度变得等于或高于预定上阈值时，控制单元减小DC电源中的一个的输入/输出电力分配比并且增加DC电源中的另一个的输入/输出电力分配比。相反，当DC电源中的一个的温度变得等于或低于预定下阈值时，控制单元增加DC电源中的一个的输入/输出电力分配比并且减小DC电源中的另一个的输入/输出电力分配比。
[0015]根据本发明的实施例的电动车辆包括
[0016]第一DC 电源；
[0017]第二DC 电源；
[0018]电压转换器，其被配置成在输出电路径与第一和第二 DC电源中的一个或两者之间执行双向电压转换，同时允许在第一和第二 DC电源相对于输出电路径被串联连接的串联操作模式和第一和第二 DC电源被并联连接的并联操作模式之间切换操作模式；
[0019]温度传感器，其被配置成检测DC电源中的每一个的温度；
[0020]控制单元，其包括中央处理单元(CPU)并且被配置成切换电压转换器的操作模式。控制单元使CPU执行操作模式切换程序，在操作模式切换程序中，当由温度传感器检测的DC电源中的一个的温度等于或高于预定上阈值，或者等于或低于预定下阈值时，电压转换器的操作模式被切换成并联操作模式。
[0021]提供用于控制根据本发明的实施例的电动车辆的方法。该电动车辆包括:
[0022]第一DC 电源；
[0023]第二DC 电源；
[0024]电压转换器，其被配置成在输出电路径与第一和第二 DC电源中的一个或两者之间执行双向电压转换，同时允许在第一和第二 DC电源相对于输出电路径被串联连接的串联操作模式和第一和第二 DC电源被并联连接的并联操作模式之间切换操作模式；
[0025]温度传感器，其被配置成检测DC电源中的每一个的温度；
[0026]控制单元，其被配置成切换电压转换器的操作模式。控制电动车辆的方法包括当由温度传感器检测的DC电源中的一个的温度变得等于或高于预定上阈值，或者等于或低于预定下阈值时，将电压转换器的操作模式切换成并联操作模式。
[0027]本发明提供在包括能在多个电池的串联连接和并联连接之间切换的电压转换器的电动车辆中，防止每一电池的温度超出预定操作温度范围。
【附图说明】
[0028]图1是示例根据本发明的实施例，其上安装有的电压转换器的电动车辆的结构的系统图；
[0029]图2是示例在根据本发明的实施例，在电动车辆上安装的电压转换器的基本操作中，在电抗器充电期间，在第一和第二电池被串联连接的同时，电流的流动的说明图；
[0030]图3是示例在根据本发明的实施例，在电动车辆上安装的电压转换器的基本操作中，在电力输出期间，在第一和第二电池被串联连接的同时，电流的流动的说明图；
[0031]图4是示例在根据本发明的实施例，在电动车辆上安装的电压转换器的基本操作中，在电抗器充电期间，在第一和第二电池被并联连接的同时，电流的流动的说明图；
[0032]图5是示例在根据本发明的实施例，在电动车辆上安装的电压转换器的基本操作中，在电力输出期间，在第一和第二电池被并联连接的同时，电流的流动的说明图；
[0033]图6是示例根据本发明的实施例，其上安装有的电压转换器的电动车辆的操作的流程图⑴；
[0034]图7是示例根据本发明的实施例，其上安装有的电压转换器的电动车辆的操作的流程图(2);以及
[0035]图8是示例根据本发明的实施例，其上安装有的电压转换器的电动车辆的操作的流程图(3)。
【具体实施方式】
[0036]<安装电压转换器的电动车辆的结构>
[0037]在下文中，将参考附图，描述本发明的实施例。如图1所示，根据本发明的实施例的电动车辆100包括
[0038]作为第一直流(DC)电源被提供的第一电池20，
[0039]作为第二 DC电源被提供的第二电池23，
[0040]电压转换器10，包括
[0041]多个切换元件31至34，
[0042]第一电抗器22，
[0043]第二电抗器25，
[0044]第一电容器21，以及
[0045]第二电容器24，
[0046]电压转换器10的输出电路径26，
[0047]连接到输出电路径26的平滑电容器41和逆变器40，
[0048]连接到逆变器40来操作电动车辆100的电动发电机50，以及
[0049]配置成切换电压转换器10的操作模式的控制单元80。在图1中，由虚线表示信号线路。
[0050]电压转换器10的输出电路径26包括连接到电池20、23的负极侧的基准电路径(grand electric path) 11，以及输出由电压转换器10升压的高压的高压电路径12。多个切换元件31至34从高压电路径12串联连接到基准电路径11。二极管35至38分别与切换元件31至34反向并联连接。电压转换器10包括第一电路径13和第二电路径14。第一电路径13将切换元件32和33之间的第二连接点17连接到基准电路径11。第二电路径14将切换元件31和32之间的第一连接点16连接到切换元件33和34之间的第三连接点18。第一电池20和第一电抗器22串联布置在第一电路径