[发明专利]电源系统以及具备该电源系统的车辆

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个蓄电部的电源系统以及具备该电源系统的车辆， 特别涉及用于兼顾高效率性以及过渡稳定性的技术。

背景技术

近几年，考虑到环境问题，像电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车 等以电动机为驱动力源的车辆受到瞩目。为了向电动机供给电力、在再生 制动时将运动能转换成电能来储存，这样的车辆搭载有由二次电池、电容 器等构成的蓄电部。

在这样的以电动机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。作为加大蓄电 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号说明书中公开了对高电压车辆牵引系 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 源管理系统具备多个电源级(stage)和控制器，上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、向至少一个 变换器(inverter)提供直流电力；上述控制器控制多个电源级，使得多个 电源级的电池均等地进行充放电，从而多个电源级维持对至少一个变换器 的输出电压。

另一方面，在搭载多个蓄电部的情况下，需要与各蓄电部对应的相同 数量的电压变换部(相当于上述的升压/降压直流-直流转换器)。在这样 的电压变换部中，由于产生与电压变换动作有关的损耗，因此希望尽量减 少这样的损耗。

作为减少与电压变换动作有关的损耗的方法，在日本特开平09- 219968号公报中公开了在轻负载的情况下能够减少消耗电力的升压型电 源装置。根据该升压型电源装置，具备在负载轻时显示出较大的电感值而 在负载重时显示出较小的电感值的电感器切换单元。

通常，像搭载在车辆上的电感器，由芯(磁心)和卷绕在芯上的线圈 构成，体积以及重量比较大，该芯由层叠的硅钢板等形成。因此，在搭载 如美国专利第6608396号说明书中公开的多个蓄电部的车辆中，从配置空 间以及搭载重量等的观点来看，不优选：对多个电压变换部的各个，配置 根据负载进行切换的至少两个电感器。再有，由于搭载重量的增加，即使 与电压变换动作有关的损耗减少，也可以想到其效果被抵消掉。

另一方面，为了减少与电压变换动作有关的损耗，也可以考虑使用高 效率的电感器。但是，这种高效率的电感器，由于被设计成减少产生于芯 上的磁滞损耗等，因此即使流向电感器的电流较少，在芯中也会出现磁饱 和。这种磁饱和的结果是，电感器的电感值变动，从而有可能出现过渡稳 定性下降这样的其它问题。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而做出的，其目的在于：提供兼顾高效 率性以及过渡稳定性的、具有多个蓄电部的电源系统以及具备该系统的车 辆。

根据本发明的一种观点，本发明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。该电源系统具备：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；和多个电压变换部，其各自被设置在多个 蓄电部和电力线之间，在对应的蓄电部和电力线之间进行电压变换动作。 多个电压变换部的各个，具有：电感器；和开关电路，其被构成为能够控 制从对应的蓄电部流向电感器的电流，通过电感器中的电力的积蓄/释放的 反复进行，实现电压变换动作。多个电压变换部，由包括至少一个电压变 换部的第一组电压变换部和包括至少一个电压变换部的第二组电压变换部 构成。再有，包含在第一组以及第二组电压变换部中的电感器的各个，包 括随着电力的积蓄/释放而被磁化的芯，包含在第一组电压变换部中的芯的 各个，在流过该电感器的电流的范围内变成非磁饱和以及磁饱和的任一种； 包含在第二组电压变换部中的芯的各个，在流过该电感器的电流的范围内 能够维持非磁饱和。第一组以及第二组电压变换部，被构成为以相互分担 的方式向负载装置供给电力，

根据本发明的一种观点，包含在第一组电压变换部中的芯的各个，在 流过电感器的电流的范围内成为非磁饱和以及磁饱和的任一种。另一方面， 包含在第二组电压变换部中的芯的各个，在流过电感器的电流的范围内能 够维持非磁饱和。