ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК B60L11/18 H02J7/00 

Область техники

Настоящее изобретение, в общем, относится к транспортным средствам с электродвигателем и к способам управления устройствами преобразования напряжения и, в частности, к транспортным средствам с электродвигателем, имеющим множество устройств накопления мощности и допускающим зарядку множества устройств накопления мощности от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, и к способам управления устройствами преобразования напряжения, установленными на них.

Уровень техники

В последние годы, когда обсуждаются экологические проблемы, внимание уделяется гибридным транспортным средствам, электромобилям и другим аналогичным транспортным средствам с электродвигателем. Эти транспортные средства имеют установленный на них источник мощности, расходуемой на движение, реализованный посредством электродвигателя, и источник электрической мощности для него, реализованный посредством аккумуляторной батареи, конденсатора или аналогичного устройства накопления мощности.

В общем, емкость аккумуляторной батареи, конденсатора или аналогичного устройства накопления мощности уменьшается, когда снижается температура, и как результат, они имеют сниженную характеристику заряда/разряда. Соответственно, когда устройство накопления мощности имеет пониженную температуру, обеспечение того, чтобы устройство накопления мощности имело достаточную характеристику заряда/разряда, требует быстрого увеличения температуры устройства накопления мощности.

В публикации выложенной заявки на патент Японии JP2004-15866 раскрыто устройство управления зарядом/разрядом, допускающее увеличение температуры аккумуляторной батареи за короткий период времени. Устройство управления зарядом/разрядом заряжает/разряжает устройство накопления мощности, чтобы достигать состояния заряда (SOC), позволяющего аккумуляторной батарее генерировать тепло в максимальном количестве. Температура аккумуляторной батареи может быть увеличена за короткий период времени, и разряжаемая выходная мощность и заряжаемая входная мощность устройства накопления мощности может быть повышена за короткий период времени.

Устройство накопления мощности, установленное в транспортном средстве с электродвигателем, зачастую заряжается от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, в ночное время, поскольку электрическая мощность в ночное время является дешевой. В ночное время, тем не менее, температура низкая, и устройство накопления мощности имеет пониженную зарядную характеристику. Устройство накопления мощности, таким образом, не может быть заряжено до полностью заряженного состояния.

В JP2004-15866 описано то, что для того, чтобы увеличивать температуру аккумуляторной батареи, устройство управления зарядом/разрядом заряжает/разряжает устройство накопления мощности так, чтобы достигать SOC, которое позволяет аккумуляторной батарее генерировать тепло в максимальном количестве. Когда устройство накопления мощности заряжается от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, тем не менее, это осуществляется до полностью заряженного состояния, и SOC не может управляться так, чтобы иметь значение, позволяющее аккумуляторной батарее генерировать тепло в максимальном количестве. По сути, методика, описанная в JP2004-15866, не может использоваться для того, чтобы заряжать устройство накопления мощности от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству.

Сущность изобретения

Соответственно, настоящее изобретение разработано для устранения данного недостатка, и согласно изобретению создано транспортное средство с электродвигателем, допускающее быстрое увеличение температуры устройства накопления мощности с тем, чтобы заряжать устройство накопления мощности за короткий период времени, когда устройство накопления мощности заряжается от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству.

Согласно настоящему изобретению также создан способ управления устройством преобразования напряжения, установленным в транспортном средстве с электродвигателем, допускающем быстрое увеличение температуры устройства накопления мощности с тем, чтобы заряжать устройство накопления мощности за короткий период времени, когда устройство накопления мощности заряжается от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству.

Настоящее изобретение предоставляет транспортное средство с электродвигателем, включающее в себя множество заряжаемых устройств накопления мощности, электродвигатель, модуль приема электрической мощности, устройство преобразования напряжения и управляющее устройство. Электродвигатель использует электрическую мощность, принимаемую от множества устройств накопления мощности, для того чтобы генерировать мощность приведения в движение для транспортного средства. Модуль приема электрической мощности принимает электрическую мощность от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, для зарядки множества устройств накопления мощности. Устройство преобразования напряжения соединено с модулем приема электрической мощности и множеством устройств накопления мощности и выполнено с возможностью преобразовывать по напряжению электрическую мощность, которую принимает модуль приема электрической мощности, и выводить преобразованную электрическую мощность во множество устройств накопления мощности, и также обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом. Управляющее устройство управляет устройством преобразования напряжения так, чтобы обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом, когда множество устройств накопления мощности заряжаются от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству.

Предпочтительно управляющее устройство определяет электрическую мощность, передаваемую между множеством устройств накопления мощности, на основе электрической мощности, которую принимает модуль приема электрической мощности.

Также предпочтительно управляющее устройство определяет, в качестве электрической мощности, передаваемой между множеством устройств накопления мощности, электрическую мощность, полученную посредством вычитания, из допустимой входной электрической мощности устройства накопления мощности из множества устройств накопления мощности, которое выступает в качестве стороны приема электрической мощности, когда множество устройств накопления мощности обменивается электрической мощностью друг с другом, электрической мощности, подаваемой из модуля приема электрической мощности в устройство накопления мощности, выступающее в качестве стороны приема электрической мощности.

Предпочтительно управляющее устройство управляет устройством преобразования напряжения так, чтобы обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом, когда любое из множества устройств накопления мощности имеет температуру, меньшую или равную заданной температуре.

Предпочтительно источником электропитания, внешним по отношению к транспортному средству, является сеть общего пользования переменного тока. Устройство преобразования напряжения включает в себя первый модуль преобразования, линию электропитания и множество вторых модулей преобразования. Первый модуль преобразования принимает мощность переменного тока от сети общего пользования переменного тока и преобразует принимаемую мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Линия электропитания выводит мощность постоянного тока, принимаемую от первого модуля преобразования. Множество вторых модулей преобразования связано с множеством устройств накопления мощности, и каждый преобразует напряжение между линией электропитания и устройством накопления мощности из множества устройств накопления мощности, которое ассоциативно связано со вторым модулем преобразования.

Также предпочтительно, множество устройств накопления мощности включают в себя первое и второе устройства накопления мощности. Множество вторых модулей преобразования включают в себя первый и второй преобразователи. Управляющее устройство включает в себя модуль управления током и модуль управления напряжением. Модуль управления током управляет первым преобразователем так, чтобы обеспечивать возможность первому устройству накопления мощности заряжаться/разряжаться целевым током. Модуль управления напряжением управляет вторым преобразователем так, чтобы обеспечивать возможность линии электропитания иметь целевое напряжение.

Кроме того, еще предпочтительно, множество устройств накопления мощности включают в себя первое и второе устройства накопления мощности. Множество вторых модулей преобразования включают в себя первый и второй преобразователи. Управляющее устройство включает в себя первый модуль управления током и второй модуль управления током. Первый модуль управления током управляет первым преобразователем так, чтобы обеспечивать возможность первому устройству накопления мощности заряжаться/разряжаться первым целевым током. Второй модуль управления током управляет вторым преобразователем так, чтобы обеспечивать возможность второму устройству накопления мощности заряжаться/разряжаться вторым целевым током.

Кроме того, еще предпочтительно, электродвигатель - это первая вращающаяся электрическая машина переменного тока, включающая в себя соединенную звездой первую многофазную обмотку в качестве обмотки статора. Первый модуль преобразования включает в себя первую вращающуюся электрическую машину переменного тока, вторую вращающуюся электрическую машину переменного тока, первый и второй инверторы и модуль управления инверторами. Вторая вращающаяся электрическая машина переменного тока включает в себя соединенную звездой вторую многофазную обмотку в качестве обмотки статора. Первый и второй инверторы связаны с первой и второй вращающимися электрическими машинами переменного тока, соответственно, и соединены параллельно друг с другом к линии электропитания. Модуль управления инверторами управляет первым и вторым инверторами. Модуль приема электрической мощности предоставляет мощность переменного тока, принимаемую от сети общего пользования переменного тока, в первую многофазную обмотку и вторую многофазную обмотку в первой нейтральной точке и второй нейтральной точке, соответственно, и модуль управления инверторами управляет первым и вторым инверторами так, чтобы преобразовывать мощность переменного тока, принимаемую в первой и второй нейтральных точках, в мощность постоянного тока и выводить мощность постоянного тока в линию электропитания.

Кроме того, согласно настоящему изобретению создан способ управления устройством преобразования напряжения, установленным в транспортном средстве с электродвигателем, включающем в себя множество заряжаемых устройств накопления мощности, электродвигатель, модуль приема электрической мощности, устройство преобразования напряжения и управляющее устройство. Электродвигатель использует электрическую мощность, принимаемую от множества устройств накопления мощности, для того чтобы генерировать мощность приведения в движения для транспортного средства. Модуль приема электрической мощности принимает электрическую мощность от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, для зарядки множества устройств накопления мощности. Устройство преобразования напряжения соединено с модулем приема электрической мощности и множеством устройств накопления мощности и выполнено с возможностью преобразовывать по напряжению электрическую мощность, которую принимает модуль приема электрической мощности, и выводить преобразованную электрическую мощность во множество устройств накопления мощности, и также обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом. Способ включает в себя этапы: определения того, требуется ли зарядка множества устройств накопления мощности от источника электропитания; и если зарядка множества устройств накопления мощности от источника электропитания требуется, управления устройством преобразования напряжения так, чтобы заряжать множество устройств накопления мощности от источника электропитания, а также обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом.

Предпочтительно способ управления устройством преобразования напряжения дополнительно включает в себя этап определения электрической мощности, передаваемой между множеством устройств накопления мощности, на основе электрической мощности, которую принимает модуль приема электрической мощности, а этап управления включает в себя управление устройством преобразования напряжения так, чтобы обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться друг с другом электрической мощностью, определенной на этапе определения электрической мощности.

Также предпочтительно на этапе определения электрической мощности электрическая мощность, полученная посредством вычитания, из допустимой входной электрической мощности устройства накопления мощности из множества устройств накопления мощности, которое выступает в качестве стороны приема электрической мощности, когда множество устройств накопления мощности обмениваются электрической мощностью друг с другом, электрической мощности, подаваемой из модуля приема электрической мощности в устройство накопления мощности, выступающее в качестве стороны приема электрической мощности, определяется как электрическая мощность, передаваемая между множеством устройств накопления мощности.

Предпочтительно способ управления устройством преобразования напряжения дополнительно включает в себя этап определения того, имеет ли какое-либо из множества устройств накопления мощности температуру, меньшую или равную заданной температуре, и когда на этапе определения того, имеет ли какое-либо из множества устройств накопления мощности температуру, меньшую или равную заданной температуре, принято решение, что какое-либо из множества устройств накопления мощности имеет температуру, меньшую или равную заданной температуре, то на этапе управления устройство преобразования напряжения управляется так, чтобы обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом.

В соответствии с настоящим изобретением, устройство преобразования напряжения преобразует по напряжению электрическую мощность, которую принимает модуль приема электрической мощности, и выводит преобразованную электрическую мощность во множество устройств накопления мощности. Кроме того, устройство преобразования напряжения позволяет множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом. Когда множество устройств накопления мощности заряжаются от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, управляющее устройство управляет устройством преобразования напряжения так, чтобы обеспечивать возможность множеству устройств накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом. Таким образом, пока множество устройств накопления мощности заряжаются от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, множество устройств накопления мощности обмениваются электрической мощностью друг с другом. Как результат, после того как зарядка начата, температура множества устройств накопления мощности быстро увеличивается.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, после того как зарядка начата, устройства накопления мощности могут иметь быстро увеличивающуюся зарядную характеристику и заряжаться от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, за короткий период времени.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид системы, подающей электрическую мощность в транспортное средство с электродвигателем согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - общая блок-схема транспортного средства с электродвигателем в первом варианте осуществления.

Фиг.3 - вид конфигурации преобразователя, показанного на Фиг.2.

Фиг.4 - вид конфигурации инвертора, показанного на Фиг.2.

Фиг.5 - функциональная блок-схема ЭБУ инвертора, показанного на Фиг.2.

Фиг.6 - схема замещения с нулевой фазой инвертора и электродвигателя-генератора по Фиг.4.

Фиг.7 - функциональная блок-схема ЭБУ преобразователя, показанного на Фиг.2.

Фиг.8 - функциональная блок-схема модуля задания целевых значений, показанного на Фиг.7.

Фиг.9 - первая схема, указывающая контрольное значение электрической мощности для преобразователя при зарядке устройства накопления мощности от зарядной станции, при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру устройства накопления мощности.

Фиг.10 - вторая схема, указывающая контрольное значение электрической мощности для преобразователя при зарядке устройства накопления мощности от зарядной станции, при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру устройства накопления мощности.

Фиг.11 - блок-схема, представляющая структуру ЭБУ преобразователя по Фиг.2 для управления.

Фиг.12 - функциональная блок-схема ЭБУ преобразователя во втором варианте осуществления.

Фиг.13 - функциональная блок-схема модуля задания целевых значений, показанного на Фиг.12.

Фиг.14 - схема, указывающая контрольное значение электрической мощности для преобразователя при зарядке устройства накопления мощности от зарядной станции, при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру устройства накопления мощности, во втором варианте осуществления.

Фиг.15 - блок-схема, представляющая структуру ЭБУ преобразователя для управления во втором варианте осуществления.

Фиг.16 - общая блок-схема транспортного средства с электродвигателем в третьем варианте осуществления.

Фиг.17 - функциональная блок-схема ЭБУ преобразователя, показанного на Фиг.16.

Фиг.18 - общая блок-схема транспортного средства с электродвигателем, оснащенного преобразователем, выделенным для зарядки.

Оптимальный режим осуществления изобретения

Далее выполняется ссылка на чертежи для того, чтобы описывать настоящее изобретение в вариантах осуществления. В последующем описании идентичные части обозначаются посредством идентичных ссылочных позиций. Следовательно, они не описываются повторно в подробностях.

Первый вариант осуществления изобретения

Фиг.1, в общем, показывает систему, подающую электрическую мощность в транспортное средство с электродвигателем согласно настоящему изобретению. Согласно Фиг.1, система 200 электропитания включает в себя транспортное средство 100 с электродвигателем, зарядный кабель 110, зарядную станцию 120, место 130 хранения и источник 140 электропитания системный.

Транспортное средство 100 с электродвигателем имеет множество заряжаемых устройств накопления мощности, установленных на нем, в качестве источника электропитания постоянного тока (DC), и использует электрическую мощность, принимаемую от множества устройств накопления мощности, чтобы управлять электродвигателем так, чтобы генерировать мощность приведения в движение для транспортного средства. Кроме того, транспортное средство 100 с электродвигателем электрически соединяется через зарядный кабель 110 с зарядной станцией 120, и транспортное средство 100 с электродвигателем может принимать электрическую мощность способом, описанным ниже, от зарядной станции 120 через зарядный кабель 110, чтобы заряжать множество устройств накопления мощности.

Зарядный кабель 110 является линией электропитания для зарядки от зарядной станции 120 множества устройств накопления мощности, установленных в транспортном средстве 100 с электродвигателем. Зарядная станция 120 принимает электрическую мощность от системного источника 140 электропитания через место 130 хранения и подает электрическую мощность в транспортное средство 100 с электродвигателем, соединенное посредством зарядного кабеля 110. Место 130 хранения подает в зарядную станцию 120 часть электрической мощности, принимаемой от системного источника 140 электропитания.

Фиг.2 является общей блок-схемой транспортного средства с электродвигателем в первом варианте осуществления. Согласно на Фиг.2, транспортное средство 100 с электродвигателем включает в себя систему 1 электропитания, модуль 3 формирования мощности приведения в движение, входные линии ACL1, ACL2 электропитания, порт 38 переменного тока и разъем 40.

Модуль 3 формирования мощности приведения в движение включает в себя инверторы 30-1, 30-2, электродвигатели-генераторы MG1, MG2, трансмиссию 34 для преобразования мощности, расходуемой на движение, ведущий вал 3 и электронный блок управления (ЭБУ) 32 инвертора.

Инверторы 30-1 и 30-2 соединены параллельно друг с другом с главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL, и инверторы 30-1, 30-2 принимают электрическую мощность приведения в движение (мощность постоянного тока) от системы 1 электропитания, преобразуют принимаемую мощность постоянного тока в мощность переменного тока и выводят мощность переменного тока в электродвигатели-генераторы MG1 и MG2, соответственно. Кроме того, инверторы 30-1 и 30-2 принимают мощность переменного тока, генерируемую посредством электродвигателей-генераторов MG1, MG2, соответственно, преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока и выводят мощность постоянного тока как регенерированную электрическую мощность в систему 1 электропитания.

Электродвигатели-генераторы MG1 и MG2 принимают мощность переменного тока от инверторов 30-1 и 30-2, соответственно, чтобы генерировать вращательную мощность приведения в движение. Кроме того, электродвигатели-генераторы MG1, MG2 принимают внешнюю вращательную силу, чтобы генерировать мощность переменного тока. Электродвигатель-генератор MG1, MG2 сформирован, например, из трехфазной вращающейся электрической машины переменного тока, включающей в себя ротор, имеющий встроенный постоянный магнит, и статор, имеющий трехфазную катушку с Y-образным соединением, и электродвигатели-генераторы MG1, MG2 соединены с трансмиссией 34 преобразования мощности, расходуемой на движение, которая соединена с ведущим валом 36, чтобы обеспечивать возможность передачи вращательной мощности приведения движения к колесу (не показано).

Следует отметить, что, если модуль 3 формирования мощности возбуждения применяется к гибридному транспортному средству, электродвигатели-генераторы MG1, MG2 также соединены с двигателем (не показан) через трансмиссию 34 преобразования мощности, расходуемой на движение, или ведущий вал 36, и ЭБУ 32 инвертора осуществляет управление так, чтобы обеспечивать возможность двигателю и электродвигателям-генераторам MG1, MG2 генерировать соответствующие мощности приведения в движение в оптимальном соотношении. При применении к такому гибридному транспортному средству один из электродвигателей-генераторов MG1, MG2 может выступать исключительно в качестве электродвигателя, а другой может выступать исключительно в качестве электрогенератора.

Входная линия ACL1 электропитания электрически соединяет нейтральную точку N1 электродвигателя-генератора MG1 с портом 38 переменного тока. Входная линия ACL2 электропитания электрически соединяет нейтральную точку N2 электродвигателя-генератора MG2 с портом 38 переменного тока.

Хотя это не показано, порт 38 переменного тока включает в себя реле, соединяющее/разъединяющее входные линии ACL1, ACL2 электропитания и разъем 40, а также датчик напряжения и датчик тока, обнаруживающие напряжение VAC и ток IAC, соответственно, электрической мощности (мощности переменного тока), принимаемой от разъема 40, и порт 38 переменного тока выводит в ЭБУ 32 инвертора обнаруженное напряжение VAC и ток IAC.

Разъем 40 является входной клеммой для ввода мощности переменного тока, принимаемой от зарядной станции 120 (Фиг.1). Разъем 40 вводит принимаемую мощность переменного тока, которая, в свою очередь, передается через порт 38 переменного тока и входные линии ACL1, ACL2 электропитания в электродвигатели-генераторы MG1, MG2 и принимается в нейтральных точках N1, N2.

ЭБУ 32 инвертора вычисляет целевые значения TR1, TR2 крутящего момента и целевые значения MRN1, MRN2 скорости вращения для электродвигателей-генераторов MG1, MG2 из сигналов, режима движения, положения педали акселератора и т.п., которые передаются от датчиков (не показаны), и ЭБУ 32 инвертора генерирует сигнал PWI1 возбуждения, чтобы управлять инвертором 30-1 так, чтобы обеспечивать возможность электродвигателю-генератору MG1 генерировать крутящий момент, имеющий целевое значение TR1 крутящего момента, и иметь скорость, имеющую целевое значение MRN1 скорости вращения. Кроме того, ЭБУ 32 инвертора генерирует сигнал PWI2 возбуждения, чтобы управлять инвертором 30-2 так, чтобы обеспечивать возможность электродвигателю-генератору MG2 генерировать крутящий момент, имеющий целевое значение TR2 крутящего момента, и иметь скорость, имеющую целевое значение MRN2 скорости вращения. Отметим, что ЭБУ 32 инвертора выводит вычисленные целевые значения TR1, TR2 крутящего момента и целевые значения MRN1, MRN2 скорости вращения в ЭБУ 2 преобразователя, который описан далее, системы 1 электропитания.

Кроме того, когда устройства 6-1, 6-2 накопления мощности, которые описаны ниже, заряжаются от зарядной станции 120, ЭБУ 32 инвертора управляет инверторами 30-1, 30-2 на основе напряжения VAC и тока IAC способом, описанным ниже, так чтобы преобразовывать мощность переменного тока, которая предоставляется в электродвигатели-генераторы MG1, MG2 в нейтральных точках N1, N2, в мощность постоянного тока и выводить мощность постоянного тока в систему 1 электропитания. Отметим, что ЭБУ 32 инвертора выводит в ЭБУ 2 преобразователя системы 1 электропитания контрольное значение PB электрической мощности зарядки, указывающее целевое значение для заряжаемой электрической мощности.

Система 1 электропитания включает в себя устройства 6-1, 6-2 накопления мощности, преобразователи 8-1, 8-2, сглаживающий конденсатор C, ЭБУ 2 преобразователя, ЭБУ 4 аккумулятора, датчики 10-1, 10-2 тока, датчики 12-1, 12-2, 18 напряжения и температурные датчики 14-1, 14-2.

Устройство 6-1, 6-2 накопления мощности является заряжаемым источником электропитания постоянного тока и сформировано, например, из никель-металлогидридного аккумулятора, ионно-литиевого аккумулятора или аналогичной аккумуляторной батареи. Устройство 6-1 накопления мощности соединено с преобразователем 8-1 через положительную линию PL1 и отрицательную линию NL1. Устройство 6-2 накопления мощности соединено с преобразователем 8-2 через положительную линию PL2 и отрицательную линию NL2. Отметим, что, по меньшей мере, одно из устройств 6-1, 6-2 накопления мощности может быть выполнено из электрического двухслойного конденсатора.

Преобразователь 8-1 предоставляется между устройством 6-1 накопления мощности и главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL и действует в ответ на сигнал PWC1 возбуждения, принимаемый от ЭБУ 2 преобразователя, чтобы преобразовывать напряжение между устройством 6-1 накопления мощности и главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL. Преобразователь 8-2 обеспечивается между устройством 6-2 накопления мощности и главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL и действует в ответ на сигнал PWC2 возбуждения, принимаемый от ЭБУ 2 преобразователя, чтобы преобразовывать напряжение между устройством 6-2 накопления мощности и главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL.

Сглаживающий конденсатор C подключен между главной положительной шиной MPL и главной отрицательной шиной MNL и уменьшает компонент варьирования электрической мощности, содержащийся в главных положительной и отрицательной шинах MPL и MNL. Датчик 18 напряжения обнаруживает значение Vh напряжения между главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL и выводит результат обнаружения в ЭБУ 2 преобразователя и ЭБУ 32 инвертора.

Датчики 10-1, 10-2 тока обнаруживают значение Ib1 тока и значение Ib2 тока, вводимые/выводимые в/из устройства 6-1 накопления мощности и устройства 6-2 накопления мощности, соответственно, и выводят соответствующие результаты обнаружения в ЭБУ 2 преобразователя и ЭБУ 4 аккумулятора. Отметим, что датчики 10-1, 10-2 тока обнаруживают ток, который выводится (или разряжается) из соответствующего связанного устройства накопления мощности, как положительное значение, и ток, который вводится (или заряжается) в соответствующее устройство накопления мощности, как отрицательное значение. Отметим, что хотя Фиг.2 показывает датчики 10-1, 10-2 тока, обнаруживающие значения токов в положительных линиях PL1, PL2, соответственно, датчики 10-1, 10-2 тока могут обнаруживать токи в отрицательных линиях NL1, NL2, соответственно.

Датчики 12-1, 12-2 напряжения обнаруживают значение Vb1 напряжения устройства 6-1 накопления мощности и значение Vb2 напряжения устройства 6-2 накопления мощности, соответственно, и выводят соответствующие результаты обнаружения в ЭБУ 2 преобразователя и ЭБУ 4 аккумулятора. Температурные датчики 14-1, 14-2 обнаруживают температуру Tb1, внутреннюю для устройства 6-1 накопления мощности, и температуру Tb2, внутреннюю для устройства 6-2 накопления мощности, соответственно, и выводят соответствующие результаты обнаружения в ЭБУ 4 аккумулятора.

ЭБУ 4 аккумулятора вычисляет величину характеристики SOC1, указывающую SOC устройства 6-1 накопления мощности, из значения Ib1 тока, принимаемого из датчика 10-1 тока, значения Vb1 напряжения, принимаемого из датчика 12-1 напряжения, и температуры Tb1, принимаемой из температурного датчика 14-1, и выводит вычисленную величину характеристики SOC1 в ЭБУ 2 преобразователя вместе с температурой Tb1.

Кроме того, ЭБУ 4 аккумулятора вычисляет величину характеристики SOC2, указывающую SOC устройства 6-2 накопления мощности, из значения Ib2 тока, принимаемого из датчика 10-2 тока, значения Vb2 напряжения, принимаемого из датчика 12-2 напряжения, и температуры Tb2, принимаемой из температурного датчика 14-2, и выводит вычисленную величину характеристики SOC2 в ЭБУ 2 преобразователя вместе с температурой Tb2. Отметим, что величины характеристик SOC1, SOC2 могут быть вычислены с использованием множества известных способов.

ЭБУ 2 преобразователя принимает значения, обнаруженные посредством датчиков 10-1, 10-2 тока и датчиков 12-1, 12-2, 18 напряжения, температуры Tb1, Tb2 и величины характеристики SOC1, SOC2 из ЭБУ 4 аккумулятора, и целевые значения TR1, TR2 крутящего момента, целевые значения MRN1, MRN2 скорости вращения и контрольное значение PB электрической мощности зарядки из ЭБУ 32 инвертора, и из них генерирует сигналы PWC1, PWC2 возбуждения для управления преобразователями 8-1, 8-2, соответственно, и ЭБУ 2 преобразователя выводит генерируемые сигналы PWC1, PWC2 возбуждения в преобразователи 8-1, 8-2, соответственно, чтобы управлять преобразователями 8-1, 8-2. То, как сконфигурирован ЭБУ 2 преобразователя, описано далее более подробно.

Фиг.3, в общем, показывает конфигурацию преобразователей 8-1, 8-2, показанных на Фиг.2. Преобразователь 8-2 аналогичен по конфигурации преобразователю 8-1. Соответственно, далее в качестве примера описывается конфигурация преобразователя 8-1. Со ссылкой на Фиг.3, преобразователь 8-1 включает в себя цепь 44-1 прерывателя, положительную шину LN1A, отрицательную шину LN1C, линию LN1B и сглаживающий конденсатор C1. Цепь 44-1 прерывателя включает в себя транзисторы Q1A, Q1B, диоды D1A, D1B и индуктор L1.

Положительная шина LN1A имеет один конец, подключенный к транзистору Q1B в коллекторе, и другой конец, подключенный к главной положительной шине MPL. Кроме того, отрицательная шина LN1C имеет один конец, подключенный к отрицательной линии NL1, и другой конец, подключенный к главной отрицательной шине MNL.

Транзисторы Q1A, Q1B подключены последовательно между отрицательной шиной LN1C и положительной шиной LN1A. Диоды D1A, D1B подключены к транзисторам Q1A, Q1B, соответственно, встречно-параллельно. Индуктор L1 подключен к точке, соединяющей транзистор Q1A и транзистор Q1B между собой.

Линия LN1B имеет один конец, подключенный к положительной линии PL1, и другой конец, подключенный к индуктору L1. Сглаживающий конденсатор C1 подключен между линией LN1B и отрицательной шиной LN1C, чтобы уменьшать компонент переменного тока, включенный в напряжение постоянного тока между линией LN1B и отрицательной шиной LN1C.

Для разрядки устройства 6-1 накопления мощности цепь 44-1 прерывателя действует в ответ на сигнал PWC1 возбуждения, принимаемый от ЭБУ 2 преобразователя (не показан), чтобы преобразовывать с повышением частоты мощность постоянного тока (электрическую мощность возбуждения), принимаемую от положительной линии PL1 и отрицательной линии NL1, а для зарядки устройства 6-1 накопления мощности цепь 44-1 прерывателя действует в ответ на сигнал, чтобы преобразовывать с понижением частоты мощность постоянного тока (восстановленную электрическую мощность), принимаемую от главных положительной и отрицательной шин MPL и MNL.

Фиг.4, в общем, показывает конфигурацию инверторов 30-1, 30-2, показанных на Фиг.2. Согласно Фиг.4, инвертор 30-1 включает в себя ветвь U1 U-фазы, ветвь V1 V-фазы и ветвь W1 W-фазы. Ветвь U1 U-фазы, ветвь V1 V-фазы и ветвь W1 W-фазы подключены между главной положительной шиной MPL и главной отрицательной шиной MNL параллельно. Ветвь U1 U-фазы сформирована из последовательно соединенных транзисторов Q11, Q12. Ветвь V1 V-фазы сформирована из последовательно соединенных транзисторов Q13, Q14. Ветвь W1 W-фазы сформирована из последовательно соединенных транзисторов Q15, Q16. К транзисторам Q11-Q16, встречно-параллельно подключены диоды D11-D16, соответственно. Ветвь U1 U-фазы, ветвь V1 V-фазы и ветвь W1 W-фазы имеют соответствующие верхние и нижние ветви, подключенные в вершинах, соответственно, к которым трехфазная катушка 41 электродвигателя-генератора у MG1 имеет подключенными катушки U, V, W, соответственно.

Инвертор 30-2 включает в себя ветвь U2 U-фазы, ветвь V2 V-фазы и ветвь W2 W-фазы. Инвертор 30-2 аналогичен по конфигурации инвертору 30-1 и, соответственно, не описывается подробно.

Как описано выше, входная линия ACL1 электропитания подключена к нейтральной точке N1 трехфазной катушки 41 электродвигателя-генератора MG1, а входная линия ACL2 электропитания подключена к нейтральной точке N2 трехфазной катушки 42 электродвигателя-генератора MG2.

Фиг.5 является функциональной блок-схемой ЭБУ 32 инвертора, показанного на Фиг.2. Согласно Фиг.5, ЭБУ 32 инвертора включает в себя первый модуль 46 управления инверторами, второй модуль 48 управления инверторами и модуль 50 управления зарядкой. Первый модуль 46 управления инверторами принимает целевое значение TR1 крутящего момента для электродвигателя-генератора MG1, ток MCRT1 электродвигателя для электродвигателя-генератора MG1, угол θ1 выбега ротора для электродвигателя-генератора MG1 и значение Vh напряжения из датчика 18 напряжения и генерирует сигнал PWI1 из них для приведения в действие электродвигателя-генератора MG1, и выводит генерируемый сигнал PWI1 в инвертор 30-1. Отметим, что ток MCRT1 электродвигателя и угол θ1 выбега ротора обнаруживаются посредством датчика (не показан).

Второй модуль 48 управления инверторами принимает целевое значение TR2 крутящего момента для электродвигателя-генератора MG2, ток MCRT2 электродвигателя для электродвигателя-генератора MG2, угол θ2 выбега ротора для электродвигателя-генератора MG2 и значение Vh напряжения и генерирует сигнал PWI2 из них для приведения в действие электродвигателя-генератора MG2, и выводит генерируемый сигнал PWI2 в инвертор 30-2. Отметим, что ток MCRT2 электродвигателя и угол θ2 выбега ротора обнаруживаются посредством датчика (не показан).

В данном документе, когда устройства 6-1, 6-2 накопления мощности (Фиг.2) заряжаются от зарядной станции 120 (Фиг.1), первый и второй модули 46, 48 управления инверторами генерируют сигналы PWI1, PWI2 на основе контрольных значений AC1, AC2 напряжения нуль-фазы, соответственно, принимаемых от модуля 50 управления зарядкой, и выводят генерируемые сигналы PWI1, PWI2 в инверторы 30-1, 30-2, соответственно.

Когда флаг CHRG, указывающий зарядку устройств 6-1, 6-2 накопления мощности внешним образом от зарядной станции 120, включен, модуль 50 управления зарядкой формирует контрольные значения AC1, AC2 напряжения нуль-фазы на основе напряжения VAC и тока IAC, принимаемых от порта 38 переменного тока, для управления трехфазными катушками 41, 42 и инверторами 30-1, 30-2 как однофазным PWM-преобразователем и выводит генерируемые контрольные значения AC1, AC2 напряжения нуль-фазы в первый и второй модули 46, 48 управления инверторами, соответственно. Кроме того, модуль 50 управления зарядкой выводит в ЭБУ 2 преобразователя контрольное значение PB электрической мощности зарядки (отрицательное значение), указывающее целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции.

Фиг.6 показывает схему замещения с нулевой фазой инверторов 30-1, 30-2 и электродвигателей-генераторов MG1, MG2, показанных на Фиг.4. В каждом инверторе 30-1, 30-2, каждый из которых сформирован из трехфазной мостовой схемы, шесть транзисторов имеют свои комбинации включения/отключения в восьми шаблонах. Из восьми шаблонов переключения два шаблона разрешают межфазному напряжению быть нулем, и это состояние напряжения упоминается как нулевой вектор напряжения. Для нулевого вектора напряжения три транзистора верхних ветвей могут рассматриваться как переключаемые во взаимно одинаковое состояние (т.е. все включены или отключены), а три транзистора нижних ветвей также могут рассматриваться как переключаемые во взаимно одинаковое состояние. Соответственно на Фиг.6 три транзистора верхних ветвей инвертора 30-1 совместно показаны как верхняя ветвь 30-1A, а три транзистора нижних ветвей инвертора 30-1 совместно показаны как нижняя ветвь 30-1B. Аналогично, три транзистора верхних ветвей инвертора 30-2 совместно показаны как верхняя ветвь 30-2A, а три транзистора нижних ветвей инвертора 30-2 совместно показаны как нижняя ветвь 30-2B.

Как показано на Фиг.6, схема замещения с нулевой фазой может рассматриваться как однофазный PWM-преобразователь, имеющий вход мощности однофазного переменного тока, принимаемой в нейтральных точках N1, N2 через входные линии ACL1, ACL2 электропитания. Соответственно, варьирование нулевого вектора напряжения в каждом из инверторов 30-1, 30-2 и управление инверторами 30-1, 30-2 так, чтобы выступать в качестве ветви однофазного PWM-преобразователя, обеспечивает возможность преобразования мощности переменного тока, принимаемой от входных линий ACL1, ACL2 электропитания, в мощность постоянного тока и вывода мощности в главные положительную и отрицательную шины MPL и MNL.

Фиг.7 является функциональной блок-схемой ЭБУ 2 преобразователя, показанного на Фиг.2. Согласно Фиг.7, ЭБУ 2 преобразователя включает в себя модуль задания 52 целевых значений, модуль 54-1 управления током и модуль 54-2 управления напряжением.

Модуль 54-1 управления током управляет преобразователем 8-1 по току на основе целевого тока IR1, принимаемого от модуля задания 52 целевых значений. Модуль 54-1 управления током включает в себя модули 56-1, 60-1 вычитания, модуль 58-1 управления PI и модуль 62-1 модуляции. Модуль 56-1 вычитания вычитает значение Ib1 тока из целевого тока IR1 и выводит результат вычисления в модуль 58-1 управления PI. Модуль 58-1 управления PI выполняет пропорционально-интегральную операцию на основе вывода модуля 56-1 вычитания и выводит результат вычисления в модуль 60-1 вычитания. Модуль 60-1 вычитания вычитает вывод модуля 58-1 управления PI из инверсии теоретического отношения повышающего преобразования преобразователя 8-1, указанного посредством значения Vb1 напряжения/целевого напряжения VR, и выводит результат вычисления в модуль 62-1 модуляции. Отметим, что модуль 60-1 вычитания принимает член (т.е. значение Vb1 напряжения/целевое напряжение VR), который является членом компенсации прямой связи (FF) по напряжению, на основе теоретического отношения повышающего преобразования преобразователя 8-1.

Модуль 62-1 модуляции генерирует сигнал широтно-импульсной модуляции (PWM) на основе вывода, принимаемого от модуля 60-1 вычитания, и несущей волны, генерируемой посредством модуля колебаний (не показан), и выводит генерируемый PWM-сигнал в транзисторы Q1A, Q1B преобразователя 8-1 как сигнал PWC1 возбуждения.

Модуль 54-2 управления напряжением управляет преобразователем 8-2 по напряжению через обратную связь (FB) на основе целевого напряжения VR, выдаваемого из модуля задания 52 целевых значений. Модуль 54-2 управления напряжением включает в себя модули 56-2, 60-2 вычитания, модуль 58-2 управления PI и модуль 62-2 модуляции. Модуль 56-2 вычитания вычитает значение Vh напряжения из целевого напряжения VR и выводит результат вычисления в модуль 58-2 управления PI. Модуль 58-2 управления PI выполняет пропорционально-интегральную операцию на основе вывода модуля 56-2 вычитания и выводит результат вычисления в модуль 60-2 вычитания. Модуль 60-2 вычитания вычитает вывод модуля 58-2 управления PI из инверсии теоретического отношения повышающего преобразования преобразователя 8-2, указанного посредством значения Vb2 напряжения/целевого напряжения VR, и выводит результат вычисления в модуль 62-2 модуляции. Отметим, что модуль 60-2 вычитания принимает член (т.е. значение Vb2 напряжения/целевое напряжение VR), который является компенсирующим членом FF по напряжению, на основе теоретического отношения повышающего преобразования преобразователя 8-2.

Модуль 62-2 модуляции генерирует PWM-сигнал на основе вывода, принимаемого от модуля 60-2 вычитания, и несущей волны, генерируемой посредством модуля колебаний (не показан), и выводит генерируемый PWM-сигнал в транзисторы Q2A, Q2B преобразователя 8-2 как сигнал PWC2 возбуждения.

Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен, модуль задания 52 целевых значений генерирует целевой ток IR1 и целевое напряжение VR для значения Ib1 тока и значения Vh напряжения, соответственно, на основе целевых значений TR1, TR2 крутящего момента и целевых значений MRN1, MRN2 скорости вращения и выводит генерируемый целевой ток IR1 и целевое напряжение VR в модуль 54-1 управления током и модуль 54-2 управления напряжением, соответственно.

Кроме того, когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен, т.е. когда устройства 6-1, 6-2 накопления мощности заряжаются от зарядной станции 120, модуль задания 52 целевых значений генерирует целевой ток IR1 и целевое напряжение VR на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки, указывающего целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120, и выводит генерируемый целевой ток IR1 и целевое напряжение VR в модуль 54-1 управления током и модуль 54-2 управления напряжением, соответственно.

В данном документе, модуль задания 52 целевых значений определяет из температур Tb1, Tb2 устройств 6-1, 6-2 накопления мощности то, следует ли осуществлять управление так, чтобы увеличивать температуру устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, и при осуществлении управления так, чтобы выполнять это, модуль задания 52 целевых значений генерирует целевой ток IR1 и целевое напряжение VR на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки, температур Tb1, Tb2 и величин характеристики SOC1, SOC2 для зарядки устройств 6-1, 6-2 накопления мощности от зарядной станции 120, при этом также разрешая устройствам 6-1 и 6-2 накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом, и выводит генерируемый целевой ток IR1 и целевое напряжение VR в модуль 54-1 управления током и модуль 54-2 управления напряжением, соответственно.

Фиг.8 является функциональной блок-схемой модуля задания 52 целевых значений, показанного на Фиг.7. Согласно Фиг.8, модуль задания 52 целевых значений включает в себя модуль 64 формирования контрольных значений электрической мощности, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, модуль 68 сложения, модуль 70 деления и модуль 72 формирования контрольных значений напряжения.

Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен, модуль 64 формирования контрольных значений электрической мощности вычисляет потребляемую при движении мощность на основе целевых значений TR1, TR2 крутящего момента и целевых значений MRN1, MRN2 скорости вращения и вычисляет контрольное значение PB1 электрической мощности на основе вычисленной потребляемой при движении мощности, и указывает целевое значение для электрической мощности, которое выдерживает устройство 6-1 накопления мощности.

Кроме того, когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен, модуль 64 формирования контрольных значений электрической мощности вычисляет контрольное значение PB1 электрической мощности на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки и указывает целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120, в устройство 6-1 накопления мощности.

Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен, и, по меньшей мере, одна из температур Tb1, Tb2 устройств 6-1, 6-2 накопления мощности ниже заданного значения, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры. Более конкретно, контрольное значение P электрической мощности предоставляется для предоставления возможности устройствам 6-1, 6-2 накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом через преобразователи 8-1, 8-2 и главные положительную и отрицательную шины MPL и MNL для цели увеличения температуры устройств накопления мощности. В данном документе, поскольку устройства 6-1, 6-2 накопления мощности заряжаются от зарядной станции 120 в то время, когда необходимо обмениваться электрической мощностью между устройствами 6-1, 6-2 накопления мощности, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольное значение P электрической мощности на основе контрольного значения электрической мощности зарядки, чтобы обеспечить возможность устройству накопления мощности из устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, обменивающихся электрической мощностью друг с другом, которое выступает в качестве стороны приема электрической мощности, принимать свою допустимую входную электрическую мощность, чтобы увеличивать температуру.

Модуль 68 сложения складывает контрольное значение PB1 электрической мощности, принимаемое от модуля 64 формирования контрольных значений электрической мощности, и контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры, принимаемой от модуля 66, формирующего контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, и выводит результат вычисления в качестве контрольного значения PR1 электрической мощности, выдаваемого для преобразователя 8-1 (системы управления по току), а модуль 70 деления делит контрольное значение PR1 электрической мощности, принимаемое от модуля 68 сложения, на значение Vb1 напряжения и выводит результат вычисления в качестве целевого тока IR1 модуля 54-1 управления током.

Наоборот, когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, задает контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры равным нулю. Отметим также, что формирование контрольного значения P электрической мощности для увеличения температуры, когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен, также обеспечивает возможность осуществления управления так, чтобы увеличивать температуру устройства накопления мощности, когда зарядная станция 120 не выполняет зарядку.

Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен, модуль 72 формирования контрольных значений напряжения генерирует целевое напряжение VR на основе целевых значений TR1, TR2 крутящего момента и целевых значений MRN1, MRN2 скорости вращения и указывает целевое значение для значения Vh напряжения. Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен, модуль 72 формирования контрольных значений напряжения выводит предустановленное значение в качестве целевого напряжения VR.

Фиг.9 и 10 представляют контрольное значение электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1 при зарядке устройств 6-1, 6-2 накопления мощности от зарядной станции 120, при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру устройств 6-1, 6-2 накопления мощности. Фиг.9 указывает контрольное значение электрической мощности, применяемое, когда устройство 6-1 накопления мощности, соответствующее преобразователю 8-1 (управление током), выступает в качестве стороны приема электрической мощности, а Фиг.10 указывает контрольное значение электрической мощности, применяемое, когда устройство 6-1 накопления мощности выступает в качестве стороны подачи электрической мощности.

Со ссылкой на Фиг.9, контрольное значение PB1 электрической мощности, указывающее целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120, в устройство 6-1 накопления мощности, варьируется в зависимости от входной мощности переменного тока, и модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры (Фиг.8), формирует контрольное значение P электрической мощности на основе этого контрольного значения электрической мощности зарядки для увеличения температуры. Более конкретно, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, генерирует допустимую входную электрическую мощность P1max стороны приема электрической мощности или устройства 6-1 накопления мощности минус контрольное значение PB1 электрической мощности в качестве контрольного значения P электрической мощности для увеличения температуры.

Далее, контрольное значение PR1 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1, - это контрольное значение PB1 электрической мощности плюс контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры. Соответственно, это должна быть допустимая входная электрическая мощность P1max устройства 6-1 накопления мощности. Другими словами, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольное значение P электрической мощности на основе контрольного значения электрической мощности зарядки (PB1), чтобы давать возможность стороне приема электрической мощности или устройству 6-1 накопления мощности принимать максимальную электрическую мощность от устройства 6-2 накопления мощности в пределах диапазона электрической мощности, принимаемой посредством устройства 6-1 накопления мощности для того, чтобы увеличивать температуру. Температура устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, таким образом, может быть быстро увеличена.

Отметим, что допустимая входная электрическая мощность P1max может быть определена, например, из величины характеристики SOC1 и температуры Tb1 со ссылкой на таблицу, устанавливающую заданное значение для каждого SOC и температуры устройства 6-1 накопления мощности. Альтернативно, такая входная электрическая мощность в устройство 6-1 накопления мощности, что значение Vb1 напряжения устройства 6-1 накопления мощности является верхним предельным значением, может быть вычислена и использована в качестве допустимой входной электрической мощности P1max.

Напротив, как показано на Фиг.10, когда устройство 6-1 накопления мощности является стороной подачи электрической мощности, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, генерирует допустимую входную электрическую мощность P2max стороны приема электрической мощности или устройства 6-2 накопления мощности минус электрическая мощность (PB-PB1), заряжаемая в устройстве 6-2 накопления мощности, которая инвертируется по знаку, в качестве контрольного значения P электрической мощности для увеличения температуры.

Затем, сторона приема электрической мощности или устройство 6-2 накопления мощности принимает электрическую мощность (PB-PB1), заряжаемую в устройстве 6-2 накопления мощности, плюс электрическую мощность, указанную посредством значения (-P), т.е. соответствующую допустимой входной электрической мощности P2max.

Отметим, что контрольное значение PR1 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1, - это контрольное значение PB1 электрической мощности плюс контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры. Соответственно, это должна быть допустимая входная электрическая мощность P2max, инвертированная по знаку минус контрольное значение PB электрической мощности зарядки.

Другими словами, модуль 66, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольное значение P электрической мощности на основе контрольных значений электрической мощности зарядки (PB, PB1), чтобы обеспечивать возможность стороне приема электрической мощности или устройству 6-2 накопления мощности принимать максимальную электрическую мощность от устройства 6-1 накопления мощности в диапазоне электрической мощности, которая может быть принята посредством устройства 6-2 накопления мощности для того, чтобы увеличивать температуру. Температура устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, таким образом, может быть быстро увеличена.

Отметим, что аналогично допустимой входной электрической мощности P1max, допустимая входная электрическая мощность P2max также может быть определена с помощью таблицы, устанавливающей заданное значение для каждого SOC и температуры устройства 6-2 накопления мощности, или такая входная электрическая мощность в устройство 6-2 накопления мощности, что значение Vb2 напряжения устройства 6-2 накопления мощности является верхним предельным значением, может быть вычислена и использована в качестве допустимой входной электрической мощности P2max.

Фиг.11 является блок-схемой последовательности операций способа, представляющая структуру ЭБУ 2 преобразователя по Фиг.2 для управления. Эта блок-схема последовательности операций способа указывает процесс, активированный из основной программы и выполняемый для каждого фиксированного периода времени или когда заранее определенное условие установлено.

Согласно Фиг.11, ЭБУ 2 преобразователя определяет то, включен ли флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку (этап S10). Если флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен (ДА на этапе S10), ЭБУ 2 преобразователя вычисляет значение (PB1), управляющей электрической мощностью, заряжаемой в устройстве 6-1 накопления мощности, на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки, указывающего целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120 (этап S20).

Затем, ЭБУ 2 преобразователя определяет то, является ли температура Tb1 или Tb2 устройства накопления мощности ниже, чем предустановленная пороговая температура Tth (к примеру, -10°C) (этап S30). Если ЭБУ 2 преобразователя определяет, что обе температуры Tb1, Tb2 составляют, по меньшей мере, пороговую температуру Tth (НЕТ на этапе S30), то ЭБУ 2 преобразователя переходит к этапу S70.

Если на этапе S30 принимается решение, что температура Tb1 или Tb2 ниже, чем пороговая температура Tth (ДА на этапе S30), то для того, чтобы осуществлять управление так, чтобы увеличивать температуру устройства 6-1, 6-2 накопления мощности, ЭБУ 2 преобразователя формирует контрольное значение P электрической мощности как основанное на контрольных значениях электрической мощности зарядки (PB, PB1) для увеличения температуры (этап S40). Более конкретно, ЭБУ 2 преобразователя, например, определяет одно из устройств накопления мощности, имеющих величины характеристик SOC1, SOC2, соответственно, которое имеет меньшую величину характеристики, в качестве стороны приема электрической мощности, которая должна управляться так, чтобы его температура увеличивалась, и ЭБУ 2 преобразователя вычисляет контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры в соответствии со следующими уравнениями:

P=P1max-PB1, если устройство 6-1 накопления мощности является стороной приема электрической мощности; и

P=-(P2max-(PB-PB1)), если устройство 6-2 накопления мощности является стороной приема электрической мощности.

После этого ЭБУ 2 преобразователя суммирует значение (PB1), управляющее электрической мощностью, заряжаемой в устройстве 6-1 накопления мощности, и контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры, чтобы вычислять контрольное значение PR1 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1 (система управления по току) (этап S50).

После того как контрольное значение PR1 электрической мощности вычислено, ЭБУ 2 преобразователя делит контрольное значение PR1 электрической мощности на значение Vb1 напряжения устройства 6-1 накопления мощности, чтобы вычислять целевой ток IR1 (этап S70). Кроме того, ЭБУ 2 преобразователя вычисляет целевое напряжение VR (этап S80), и ЭБУ 2 преобразователя управляет преобразователем 8-1 по току на основе целевого тока IR1 и управляет преобразователем 8-2 по напряжению на основе целевого напряжения VR (этап S90).

Напротив, если на этапе S10 флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен (НЕТ на этапе S10), ЭБУ 2 преобразователя вычисляет контрольное значение PR1 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1 (система управления по току), на основе целевых значений TR1, TR2 крутящего момента и целевых значений MRN1, MRN2 скорости вращения (этап S60), и ЭБУ 2 преобразователя переходит к этапу S70.

Таким образом, в первом варианте осуществления, при зарядке устройств 6-1, 6-2 накопления мощности от зарядной станции 120, если устройства 6-1, 6-2 накопления мощности имеют низкую температуру, устройства 6-1 и 6-2 накопления мощности обмениваются электрической мощностью друг с другом, чтобы их температура увеличивалась, управляемым способом. Таким образом, в первом варианте осуществления, после того как зарядка устройств 6-1, 6-2 накопления мощности начата, устройства 6-1, 6-2 накопления мощности могут иметь быстро увеличивающуюся зарядную характеристику и тем самым быть заряженными за короткий период времени.

Кроме того, в первом варианте осуществления, ЭБУ 2 преобразователя при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру, определяет электрическую мощность, передаваемую между устройствами 6-1 и 6-2 накопления мощности, на основе электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120, чтобы обеспечивать возможность устройству накопления мощности, выступающему в качестве стороны приема электрической мощности, принимать максимальную допустимую входную электрическую мощность. Таким образом, в первом варианте осуществления, температура устройств 6-1, 6-2 накопления мощности может быть увеличена за минимальный период времени.

Второй вариант осуществления изобретения

Второй вариант осуществления описывает конфигурацию, обеспечивающую управление по току преобразователями 8-1, 8-2. Второй вариант осуществления предоставляет транспортное средство с электродвигателем, в общем, имеющее конфигурацию, идентичную конфигурации транспортного средства 100 с электродвигателем, показанного на Фиг.2.

Фиг.12 является функциональной блок-схемой ЭБУ 2A преобразователя во втором варианте осуществления. Со ссылкой на Фиг.12, ЭБУ 2A преобразователя включает в себя модуль задания 52A целевых значений и модули 54-1, 54-2A управления током.

Модуль 54-2A управления током управляет преобразователем 8-2 по току на основе целевого тока IR2, принимаемого от модуля задания 52A целевых значений. Модуль 54-2A управления током включает в себя модули 74, 60-2 вычитания, модуль 76 управления PI и модуль 62-2 модуляции. Модуль 74 вычитания вычитает значение Ib2 тока из целевого тока IR2 и выводит результат вычисления в модуль 76 управления PI. Модуль 76 управления PI выполняет пропорционально-интегральную операцию на основе вывода модуля 74 вычитания и выводит результат вычисления в модуль 60-2 вычитания. Отметим, что модуль 60-2 вычитания и модуль 62-2 модуляции являются такими, как описано со ссылкой на Фиг.7.

Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен, модуль задания 52A целевых значений формирует целевые токи IR1, IR2 для текущих значений Ib1, Ib2, соответственно, на основе целевых значений TR1, TR2 крутящего момента и целевых значений MRN1, MRN2 скорости вращения и выводит генерируемые целевые токи IR1, IR2 в модуль 54-1, 54-2A управления током, соответственно.

Кроме того, когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен, т.е. когда устройства 6-1, 6-2 накопления мощности заряжаются от зарядной станции 120, модуль задания 52A целевых значений формирует целевые токи IR1, IR2 на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки и выводит генерируемые целевые токи IR1, IR2 в модуль 54-1, 54-2A управления током, соответственно.

В данном документе, модуль задания 52A целевых значений определяет на основе температур Tb1, Tb2 то, следует ли осуществлять управление так, чтобы увеличивать температуру устройства накопления мощности, и при осуществлении управления так, чтобы выполнять это, модуль задания 52A целевых значений генерирует целевые токи IR1, IR2 на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки, температур Tb1, Tb2 и величин характеристики SOC1, SOC2 для зарядки устройств 6-1, 6-2 накопления мощности от зарядной станции 120 и в то же время обеспечивает возможность устройствам 6-1 и 6-2 накопления мощности обмениваться электрической мощностью друг с другом, и выводит формируемые целевые токи IR1, IR2 в модуль 54-1, 54-2A управления током, соответственно.

Фиг.13 является функциональной блок-схемой модуля задания 52A целевых значений, показанного на Фиг.12. Со ссылкой на Фиг.13, модуль задания 52A целевых значений включает в себя модуль 72 формирования контрольных значений напряжения, модуль 78 вычитания, модуль 80 управления PI, модули 82, 86, 90 сложения, модуль 84 распределения, модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, и модули 88, 92 деления.

Модуль 72 формирования контрольных значений напряжения генерирует целевое напряжение VR, указывающее целевое значение для значения Vh напряжения между главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL. Модуль 72 формирования контрольных значений напряжения является таким, как описано со ссылкой на Фиг.8.

Модуль 78 вычитания вычитает значение Vh напряжения из целевого напряжения VR и выводит результат вычисления в модуль 80 управления PI. Модуль 80 управления PI выполняет пропорционально-интегральную операцию на основе вывода модуля 78 вычитания и выводит результат вычисления в модуль 82 сложения. Модуль 80 сложения суммирует контрольное значение PB электрической мощности зарядки, указывающее целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции, и вывод модуля 80 управления PI и выводит результат вычисления в модуль 84 распределения.

Модуль 84 распределения согласно заранее определенному коэффициенту распределения α (0≤α≤1) распределяет вывод модуля 82 сложения на контрольное значение PB1 электрической мощности и контрольное значение PB2 электрической мощности, выдаваемые для преобразователя 8-1 и преобразователя 8-2, соответственно, и выводит контрольные значения PB1, PB2 электрической мощности в модули 86, 90 сложения, соответственно. Следует отметить, что, например, когда транспортное средство движется, коэффициент распределения α может быть определен на основе мощности, которую электродвигатели-генераторы MG1, MG2 должны выводить, и когда зарядная станция 120 выполняет зарядку, соотношение может быть определено на основе SOC устройств 6-1, 6-2 накопления мощности.

Когда флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, включен, и, по меньшей мере, одна из температур Tb1, Tb2 устройств 6-1, 6-2 накопления мощности ниже заданного значения, модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры. В данном документе, модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольное значение P электрической мощности как основанное на контрольных значениях электрической мощности зарядки (PB1, PB2), чтобы давать возможность устройству накопления мощности из устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, обменивающихся электрической мощностью друг с другом, которое выступает в качестве стороны приема электрической мощности, принимать свою допустимую входную электрическую мощность, чтобы увеличивать температуру, и модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, выводит в модуль 86 сложения формируемое контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры, а также выводит в модуль 90 сложения контрольное значение P электрической мощности, которое инвертировано по знаку, т.е. контрольное значение (-P), для увеличения температуры.

Модуль 86 сложения суммирует контрольное значение PB1 электрической мощности, принимаемое из модуля 84 распределения, и контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры, принимаемое из модуля 66A, формирующего контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, и выводит результат вычисления в качестве контрольного значения PR1 электрической мощности, выдаваемого для преобразователя 8-1. Кроме того, модуль 90 сложения суммирует контрольное значение PB2 электрической мощности, принимаемое из модуля 84 распределения, и контрольное значение (-P), принимаемое из модуля 66A, формирующего контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, и выводит результат вычисления в качестве контрольного значения PR2 электрической мощности, выдаваемого для преобразователя 8-2.

Модуль 88 деления принимает контрольное значение PR1 электрической мощности из модуля 86 сложения, делит значение на значение Vb1 напряжения и выводит результат вычисления в качестве целевого тока IR1 модуля 54-1 управления током. Кроме того, модуль 92 деления принимает контрольное значение PR2 электрической мощности из модуля 90 сложения, делит значение на значение Vb2 напряжения и выводит результат вычисления в качестве целевого тока IR2 модуля 54-2A управления током.

Фиг.14 является схемой, указывающей контрольное значение электрической мощности, выдаваемое для преобразователя при зарядке устройств 6-1, 6-2 накопления мощности от зарядной станции 120, при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, во втором варианте осуществления. В нижеследующем описании, при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру, устройство 6-1 накопления мощности выступает в качестве стороны приема электрической мощности. Тем не менее, нижеследующее описание может быть в равной степени применено к осуществлению управления так, чтобы увеличивать температуру в устройстве 6-2 накопления мощности, выступающем в качестве стороны приема электрической мощности.

Согласно Фиг.14, контрольные значения PB1, PB2 электрической мощности, указывающие целевые значения для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120 в устройства 6-1, 6-2 накопления мощности, меняются в зависимости от входной мощности переменного тока, и модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры (Фиг.13), формирует контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры на основе контрольного значения электрической мощности зарядки (PB1), соответствующего устройству 6-1 накопления мощности, выступающему в качестве стороны приема электрической мощности. Более конкретно, модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, генерирует допустимую входную электрическую мощность P1max стороны приема электрической мощности или устройства 6-1 накопления мощности минус контрольное значение PB1 электрической мощности в качестве контрольного значения P электрической мощности для увеличения температуры.

Далее, контрольное значение PR1 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1, - это контрольное значение PB1 электрической мощности плюс контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры. Соответственно, это должна быть допустимая входная электрическая мощность P1max устройства 6-1 накопления мощности. С другой стороны, контрольное значение PR2 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-2, является контрольным значением PB2 электрической мощности (=PB-PB1) плюс контрольное значение (-P). Соответственно, оно равно -P1max+PB.

Таким образом, модуль 66A, формирующий контрольное значение электрической мощности для увеличения температуры, формирует контрольные значения P, -P электрической мощности как основанные на контрольном значении электрической мощности зарядки (PB1), чтобы обеспечивать возможность стороне приема электрической мощности или устройству 6-1 накопления мощности принимать максимальную электрическую мощность от устройства 6-2 накопления мощности в диапазоне электрической мощности, которая может быть принята посредством устройства 6-1 накопления мощности для того, чтобы увеличивать температуру. Температура устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, таким образом, может быть быстро увеличена.

Следует отметить, что при осуществлении управления так, чтобы увеличивать температуру, то, какое из устройств 6-1, 6-2 накопления мощности, имеющих величины характеристики SOC1, SOC2, соответственно, должно быть стороной приема электрической мощности, может быть определено просто посредством того, какое устройство накопления мощности имеет меньшее SOC.

Фиг.15 является блок-схемой, представляющей структуру ЭБУ 2A преобразователя для управления во втором варианте осуществления. Эта блок-схема последовательности операций способа также указывает процесс, активированный из основной программы и выполняемый для каждого фиксированного периода времени или когда заранее определенное условие установлено.

Согласно Фиг.15, ЭБУ 2A преобразователя определяет то, включен ли флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку (этап S110). Если включен (ДА на этапе S110), ЭБУ 2A преобразователя вычисляет целевое напряжение VR (для члена FF по напряжению) (этап S120). Кроме того, ЭБУ 2A преобразователя вычисляет значения (PB1, PB2), управляющие электрической мощностью, заряжаемой в устройства 6-1, 6-2 накопления мощности, на основе контрольного значения PB электрической мощности зарядки, указывающего целевое значение для электрической мощности, заряжаемой от зарядной станции 120, и коэффициента распределения α (этап S130).

Затем, ЭБУ 2A преобразователя определяет то, является ли температура Tb1 или Tb2 устройства накопления мощности ниже, чем предустановленная пороговая температура Tth (этап S140). Если ЭБУ 2A преобразователя определяет, что обе температуры Tb1, Tb2 составляют, по меньшей мере, пороговую температуру Tth (НЕТ на этапе S140), то ЭБУ 2A преобразователя переходит к этапу S190.

Если на этапе S140, принимается решение, что температура Tb1 или Tb2 ниже, чем пороговая температура Tth (ДА на этапе S140), то для того, чтобы осуществлять управление так, чтобы увеличивать температуру устройства 6-1, 6-2 накопления мощности, ЭБУ 2A преобразователя формирует контрольное значение P электрической мощности как основанное на контрольных значениях электрической мощности зарядки (PB, PB1) для увеличения температуры (этап S150). Более конкретно, ЭБУ 2 преобразователя, например, определяет одно из устройств накопления мощности, имеющих величины характеристики SOC1, SOC2, соответственно, которое имеет меньшую величину характеристики, в качестве стороны приема электрической мощности, которая должна управляться так, чтобы его температура увеличивалась, и ЭБУ 2 преобразователя вычисляет контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры в соответствии со следующими уравнениями:

P=P1max-PB1, если устройство 6-1 накопления мощности является стороной приема электрической мощности; и

P=-(P2max-(PB2), если устройство 6-2 накопления мощности является стороной приема электрической мощности.

После этого ЭБУ 2 преобразователя суммирует значение (PB1), управляющее электрической мощностью, заряжаемой в устройстве 6-1 накопления мощности, и контрольное значение P электрической мощности для увеличения температуры, чтобы вычислять контрольное значение PR1 электрической мощности, выдаваемое для преобразователя 8-1 (этап S160). Кроме того, ЭБУ 2A преобразователя суммирует значение (PB2), управляющее электрической мощностью, заряжаемой в устройстве 6-2 накопления мощности, и контрольное значение P электрической мощности, которое инвертировано по знаку, т.е. контрольное значение (-P) для увеличения температуры, чтобы вычислять контрольное значение PR2 электрической мощности, выдаваемой для преобразователя 8-2 (этап S170).

После того контрольные значения PR1, PR2 электрической мощности вычислены, ЭБУ 2A преобразователя делит контрольное значение PR1 электрической мощности на значение Vb1 напряжения устройства 6-1 накопления мощности, чтобы вычислять целевой ток IR1, и делит контрольное значение PR2 электрической мощности на значение Vb2 напряжения устройства 6-2 накопления мощности, чтобы вычислять целевой ток IR2 (этап S190), и ЭБУ 2A преобразователя управляет преобразователями 8-1, 8-2 по току на основе целевых токов IR1, IR2, соответственно (этап S200).

Напротив, если на этапе S110 флаг CHRG, указывающий внешнюю зарядку, отключен (НЕТ на этапе S110), ЭБУ 2A преобразователя вычисляет целевое напряжение VR (для члена с FF по напряжению) и контрольные значения RR1, PR2 электрической мощности, выдаваемые для преобразователей 8-1, 8-2, на основе целевых значений TR1, TR2 крутящего момента и целевых значений MRN1, MRN2 скорости вращения (этап S180), и ЭБУ 2A преобразователя переходит к этапу S190.

Второй вариант осуществления, дающий возможность преобразователям 8-1 и 8-2 быть управляемыми по току, таким образом, также может быть настолько же эффективным, как первый вариант осуществления.

Третий вариант осуществления

Фиг.16 является блок-схемой, в общем, показывающей транспортное средство с электродвигателем в третьем варианте осуществления. Согласно Фиг.16, транспортное средство 100A с электродвигателем имеет конфигурацию транспортного средства 100 с электродвигателем из первого варианта осуществления, показанного на Фиг.2, с системой 1 электропитания, замененной на систему 1A электропитания. Система 1A электропитания соответствует по конфигурации системе 1 электропитания, исключая преобразователь 8-2, датчик 10-2 тока и датчик 12-2 напряжения и имея ЭБУ 2 преобразователя, замененный на ЭБУ 2B преобразователя. Другими словами, устройство 6-2 накопления мощности подключается напрямую к главным положительной и отрицательной шинам MPL и MNL. Отметим, что остальная конфигурация транспортного средства 100A с электродвигателем идентична конфигурации транспортного средства 100 с электродвигателем.

Фиг.17 является функциональной блок-схемой ЭБУ 2B преобразователя, показанного на Фиг.16. Согласно Фиг.17, ЭБУ 2B преобразователя идентичен по конфигурации ЭБУ 2 преобразователя, показанному на Фиг.7, за исключением того, что модуль 54-2 управления напряжением исключен.

Аналогично первому варианту осуществления, третий вариант осуществления также имеет управляемый преобразователь 8-1 (управляется ток), и при зарядке устройств 6-1, 6-2 накопления мощности от зарядной станции 120, если устройство накопления мощности имеет низкую температуру, устройства накопления мощности обмениваются электрической мощностью друг с другом, чтобы увеличивать температуру устройства накопления мощности управляемым способом. Третий вариант осуществления, таким образом, может также быть настолько же эффективным, как первый вариант осуществления.

Кроме того, третий вариант осуществления имеет меньшее число преобразователей, чем первый вариант осуществления, и может, соответственно, уменьшить стоимость транспортного средства с электродвигателем.

Хотя в вышеупомянутых вариантах осуществления мощность переменного тока, принимаемая от зарядной станции, принимается посредством электродвигателей-генераторов MG1, MG2 в нейтральных точках N1, N2 и преобразуется через электродвигатели-генераторы MG1, MG2 и инверторы 30-1, 30-2 в мощность постоянного тока и таким образом выводится в систему 1 электропитания. Альтернативно, мощность переменного тока, принимаемая от зарядной станции, может вводиться через отдельно предоставляемый преобразователь, выделенный для зарядки.

Фиг.18 является блок-схемой, в общем, показывающей транспортное средство с электродвигателем, оснащенное преобразователем, выделенным для зарядки. Со ссылкой на Фиг.18, транспортное средство 100B с электродвигателем имеет конфигурацию транспортного средства 100 с электродвигателем из первого варианта осуществления, показанного на Фиг.2, исключая входные линии ACL1, ACL2 электропитания, соединенные с нейтральными точками N1, N2, соответственно, и дополнительно включая преобразователь 31, выделенный для зарядки.

Преобразователь 31, выделенный для зарядки, располагается между портом 38 переменного тока и главными положительной и отрицательной шинами MPL и MNL. Преобразователь 31, выделенный для зарядки, принимает мощность переменного тока от разъема 40, преобразует принимаемую мощность переменного тока в мощность постоянного тока и выводит мощность постоянного тока в главные положительную и отрицательную шины MPL и MNL.

Отметим, что, хотя и не показано конкретно, транспортное средство с электродвигателем второго варианта осуществления и транспортное средство 100A с электродвигателем третьего варианта осуществления, показанное на Фиг.17, могут быть выполнены с возможностью исключать входные линии ACL1, ACL2 электропитания, соединенные с нейтральными точками N1, N2, соответственно, и включать в себя преобразователь 31, выделенный для зарядки.

Хотя вышеупомянутые варианты осуществления описаны с системой 1, 1A электропитания, включающей в себя два устройства 6-1 и 6-2 накопления мощности, система электропитания может включать в себя большее число устройств накопления мощности. В этом случае, два устройства накопления мощности, по меньшей мере, одно из которых имеет преобразователь, могут быть выбраны, и вышеописанный способ может использоваться для того, чтобы реализовать осуществление управления так, чтобы увеличивать температуру при зарядке внешним образом.

Кроме того, в вышеприведенном описании ЭБУ 2 (2A, 2B) преобразователя и ЭБУ 32 инвертора выполнены посредством отдельных ЭБУ. Альтернативно, ЭБУ 2 (2A, 2B) преобразователя и ЭБУ 32 инвертора может быть выполнены посредством одного ЭБУ.

Следует отметить, что в вышеприведенном описании электродвигатель-генератор MG2 соответствует "электродвигателю" в настоящем изобретении, а входные линии ACL1, ACL2 электропитания, порт 38 переменного тока и разъем 40 формируют "модуль приема электрической мощности" в настоящем изобретении. Кроме того, инверторы 30-1, 30-2 и преобразователи 8-1, 8-2 формируют "устройство преобразования напряжения" в настоящем изобретении, а ЭБУ 2, 2A, 2B преобразователя соответствует "управляющему устройству" в настоящем изобретении.

Кроме того, главные положительная и отрицательная шины MPL и MNL соответствуют "линии электропитания" в настоящем изобретении, а электродвигатели-генераторы MG1, MG2 соответствуют "первой вращающейся электрической машине переменного тока" и "второй вращающейся электрической машине переменного тока", соответственно, в настоящем изобретении. Кроме того, ЭБУ 32 инвертора соответствует "модулю управления инверторами" в настоящем изобретении.

Следует понимать, что варианты осуществления, раскрытые в данном документе, являются иллюстративными, а не ограничивающими в каком-либо смысле. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием, и включает в себя любые модификации в рамках объема и сущности, эквивалентные формуле изобретения.

Изобретение относится к электрическим транспортным средствам и способу управления устройством преобразования напряжения. Транспортное средство содержит множество заряжаемых устройств накопления мощности, электродвигатель, модуль приема электрической мощности, устройство преобразования напряжения, управляющее устройство, управляющее устройством преобразования напряжения для обеспечения обмена электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности, когда множество устройств накопления мощности заряжается от источника электропитания. Способ заключается в определении требования зарядки множества устройств накопления мощности от источника электропитания. Если требуется зарядка множества устройств накопления мощности от упомянутого источника электропитания, управляют устройством преобразования напряжения так, чтобы заряжать множество устройств накопления мощности от источника электропитания. Обеспечивают обмен электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности. Технический результат заключается в увеличении зарядной характеристики устройств накопления мощности при заряде от источника электропитания. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Транспортное средство с электродвигателем, содержащее множество заряжаемых устройств накопления мощности, электродвигатель, использующий электрическую мощность, принимаемую от множества устройств накопления мощности, для того чтобы генерировать мощность приведения в движение для транспортного средства, модуль приема электрической мощности, принимающий электрическую мощность от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, для зарядки множества устройств накопления мощности, устройство преобразования напряжения, соединенное с модулем приема электрической мощности и множеством устройств накопления мощности и выполненное с возможностью преобразования по напряжению электрической мощности, которую принимает модуль приема электрической мощности, и вывода преобразованной электрической мощности в множество устройств накопления мощности, а также обеспечения обмена электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности, и управляющее устройство, управляющее устройством преобразования напряжения для обеспечения обмена электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности, когда множество устройств накопления мощности заряжается от источника электропитания.

2. Транспортное средство по п.1, в котором управляющее устройство определяет электрическую мощность, передаваемую между множеством устройств накопления мощности, на основе электрической мощности, которую принимает модуль приема электрической мощности.

3. Транспортное средство по п.2, в котором управляющее устройство определяет в качестве электрической мощности, передаваемой между множеством устройств накопления мощности, электрическую мощность, полученную посредством вычитания из допустимой входной электрической мощности устройства накопления мощности из множества устройств накопления мощности, которое выступает в качестве стороны приема электрической мощности, когда множество устройств накопления мощности обменивается электрической мощностью друг с другом, электрической мощности, подаваемой из модуля приема электрической мощности в устройство накопления мощности, выступающее в качестве стороны приема электрической мощности.

4. Транспортное средство по п.1, в котором управляющее устройство управляет устройством преобразования напряжения обеспечением обмена электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности, когда любое из множества устройств накопления мощности имеет температуру, меньшую или равную заданной температуре.

5. Транспортное средство по любому из пп.1-4, в котором источником электропитания, внешним по отношению к транспортному средству, является сеть общего пользования переменного тока и устройство преобразования напряжения включает в себя первый модуль преобразования, принимающий мощность переменного тока от сети общего пользования переменного тока и преобразующий принимаемую мощность переменного тока в мощность постоянного тока, линию электропитания, выводящую мощность постоянного тока, принимаемую от первого модуля преобразования, и множество вторых модулей преобразования, связанных с множеством устройств накопления мощности, и каждый преобразует напряжение между линией электропитания и устройством накопления мощности из множества устройств накопления мощности, которое связано с ним.

6. Транспортное средство по п.5, в котором множество устройств накопления мощности включает в себя первое и второе устройства накопления мощности, множество вторых модулей преобразования включает в себя первый и второй преобразователи и устройство управления включает в себя модуль управления током, управляющий первым преобразователем для обеспечения зарядки/разрядки целевым током первого устройства накопления мощности, и модуль управления напряжением, управляющий вторым преобразователем для обеспечения линии электропитания целевым напряжением.

7. Транспортное средство по п.5, в котором множество устройств накопления мощности включает в себя первое и второе устройства накопления мощности, множество вторых модулей преобразования включает в себя первый и второй преобразователи и устройство управления включает в себя первый модуль управления током, управляющий первым преобразователем для обеспечения зарядки/разрядки первым целевым током первого устройства накопления мощности, и второй модуль управления током, управляющий вторым преобразователем для обеспечения зарядки/разрядки вторым целевым током второго устройства накопления мощности.

8. Транспортное средство по п.5, в котором электродвигатель является первой вращающейся электрической машиной переменного тока, включающей в себя соединенную звездой первую многофазную обмотку в качестве обмотки статора, первый модуль преобразования включает в себя первую вращающуюся электрическую машину переменного тока, вторую вращающуюся электрическую машину переменного тока, включающую в себя соединенную звездой вторую многофазную обмотку в качестве обмотки статора, первый и второй инверторы, связанные с первой и второй вращающимися электрическими машинами переменного тока соответственно и соединенные параллельно друг другу с линией электропитания, и модуль управления инверторами, управляющий первым и вторым инверторами, причем модуль приема электрической мощности предоставляет мощность переменного тока, принимаемую от сети общего пользования переменного тока, в первую многофазную обмотку и вторую многофазную обмотку в первой нейтральной точке и второй нейтральной точке соответственно, и модуль управления инверторами управляет первым и вторым инверторами так, чтобы преобразовывать мощность переменного тока, принимаемую в первой и второй нейтральных точках, в мощность постоянного тока и выводить мощность постоянного тока в линию электропитания.

9. Способ управления устройством преобразования напряжения, установленным в транспортном средстве с электродвигателем, включающем в себя множество заряжаемых устройств накопления мощности, электродвигатель, использующий электрическую мощность, принимаемую от множества устройств накопления мощности, чтобы генерировать мощность приведения в движение транспортного средства, модуль приема электрической мощности, принимающий электрическую мощность от источника электропитания, внешнего по отношению к транспортному средству, для зарядки множества устройств накопления мощности, причем устройство преобразования напряжения соединено с модулем приема электрической мощности и множеством устройств накопления мощности, при этом устройство преобразования напряжения выполнено с возможностью преобразования по напряжению электрической мощности, которую принимает модуль приема электрической мощности, и вывода преобразованной электрической мощности в множество устройств накопления мощности, а также для обеспечения обмена электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности, при этом способ содержит этапы, на которых определяют, требуется ли зарядка множества устройств накопления мощности от источника электропитания, и, если требуется зарядка множества устройств накопления мощности от упомянутого источника электропитания, управляют устройством преобразования напряжения так, чтобы заряжать множество устройств накопления мощности от источника электропитания, а также обеспечивать обмен электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности.

10. Способ по п.9, дополнительно содержащий этап, на котором определяют электрическую мощность, передаваемую между множеством устройств накопления мощности, на основе электрической мощности, которую принимает модуль приема электрической мощности, при этом этап управления включает в себя этап, на котором управляют устройством преобразования напряжения так, чтобы обеспечить обмен электрической мощностью, определенной на этапе определения электрической мощности, между множеством устройств накопления мощности.

11. Способ по п.10, в котором на этапе определения электрической мощности, электрическая мощность, полученная посредством вычитания из допустимой входной электрической мощности устройства накопления мощности из множества устройств накопления мощности, которое выступает в качестве стороны приема электрической мощности, когда множество устройств накопления мощности обмениваются электрической мощностью друг с другом, электрической мощности, подаваемой из модуля приема электрической мощности в устройство накопления мощности, выступающее в качестве стороны приема электрической мощности, определяется как электрическая мощность, передаваемая между множеством устройств накопления мощности.

12. Способ по любому из пп.9-11, дополнительно содержащий этап, на котором определяют, имеет ли какое-либо из множества устройств накопления мощности температуру, меньшую или равную заданной температуре, при этом, когда на этапе определения того, имеет ли какое-либо из множества устройств накопления мощности температуру, меньшую или равную заданной температуре, принято решение, что какое-либо из множества устройств накопления мощности имеет температуру, меньшую или равную заданной температуре, то на этапе управления устройство преобразования напряжения управляется так, чтобы обеспечить обмен электрической мощностью между множеством устройств накопления мощности.