[发明专利]电源系统和包括该电源系统的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个蓄电单元的电源系统和包括该电源系统的车辆， 具体而言，本发明涉及用于根据向/从所连接的负载装置供应/接收的电力 来以高精度实现在各个蓄电单元中的电力管理的技术。此外，具体而言， 本发明涉及用于实现对蓄电单元的温度管理、同时对向/从所连接的负载装 置供应/接收的电力的影响进行抑制的技术。

背景技术

近年来，考虑到环境因素，已经着力于发展采用电动机作为驱动动力 源的车辆，例如电动车辆、混合动力车辆以及燃料电池车辆。上述车辆具 有蓄电单元，其例如由用于向电动机供应电力的可充电蓄电池或双电层电 容器来实现，并且其在再生制动期间将动能转换为电能，并存储这种电 力。

在采用电动机作为驱动动力源的上述车辆中，为了提高加速性能及行 驶性能(例如可行驶距离)，期望具有更大充放电容量的蓄电单元。目 前，已经提出了安装多个蓄电单元的构造作为提高蓄电单元充放电容量的 方法。

例如，美国专利No.6,608,396揭示了一种电力控制系统，其可提供高 压车辆牵引系统所需的理想高DC电压电平。该电力控制系统包括：多个 功率级(power stage)和控制器，多个功率级用于向至少一个逆变器提供 DC电力，每个功率级具有蓄电池和升/降压DC-DC变压器，多个功率极 并联连接，控制器通过使多个功率级的蓄电池均一地充/放电来对多个功率 级进行控制以维持向至少一个逆变器输出的电压。

同时，在蓄电单元通过电化学反应存储电能时，其充/放电特性易受温 度的影响。当温度降低时，一般的蓄电单元的充/放电性能也随之降低。因 此，在蓄电单元中，为了维持规定的充/放电性能，温度管理(特别是对温 度升高的控制)尤为重要。

例如，日本专利早期公开No.2003-272712揭示了一种蓄电池控制装 置，能够通过在避免额外部件导致损害的同时有效地升高蓄电池的温度， 来防止能够对蓄电池输入/输出的电力因温度降低而减小。根据该蓄电池控 制装置，如果蓄电池的温度不高于规定值，则根据蓄电池的充电状态来重 复对蓄电池的充/放电。

取决于制造差异或劣化程度，即使是相同类型的蓄电单元，在各个蓄 电单元之间也会存在实际满充电容量的差异。因此，如在美国专利No. 6,608,396中揭示的电力控制系统中，即使根据各个蓄电池的SOC进行了 均一的充/放电，实际供应的电荷量(充电电力)仍会存在差异。因此，蓄 电池的容许电力也会产生差异。但是，美国专利No.6,608,396中揭示的电 力控制系统并未考虑各个蓄电池的容许电力。因此，不能满足负载装置 (例如电动机)的电力要求。

此外，因为美国专利No.6,608,396中揭示的电力控制系统以根据设计 使蓄电池具有相同的满充电容量作为前提条件，所以尚不允许将满充电容 量不同的多个蓄电池进行组合。

此外，在日本专利早期公开No.2003-272712所揭示的蓄电池控制装 置中，为了提高蓄电池的温度，根据蓄电池的充电状态，禁止发电机的再 生充电或驱动。因此，通过执行用于升高蓄电池温度的控制，车辆的行驶 性能会受到限制。

发明内容

完成了本发明以解决上述问题。本发明的第一个目的在于提供一种电 源系统，其能够在满足负载装置的电力要求的同时以高精度在各个蓄电单 元中进行电力管理。此外，本发明的第二个目的在于提供一种电源系统， 其能够提高蓄电单元的温度，同时抑制对向/从负载装置供应/接收的电力 造成的影响。