CN102202929B - 电动车辆的电源***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

电源***包含主蓄电装置(BA)和多个副蓄电装置(BB1、BB2)。转换器(12B)与副蓄电装置(BB1、BB2)中的被选择的一方连接，在该选择副蓄电装置与供电线(PL2)之间进行双方向的电压转换。在使用中的选择副蓄电装置的SOC低于下限判定值的强制切换区域中，与车辆状态无关而强制性地产生副蓄电装置的切换处理。另一方面，在相比强制切换区域SOC较高的允许切换区域中，基于车辆状态，估计不影响车辆驾驶性(驾驶性能)的状态而产生切换要求。

Description

电动车辆的电源***及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动车辆的电源***及其控制方法，更确切来说，涉及搭载有主蓄电装置及多个副蓄电装置的电动车辆的电源***控制。

背景技术

近些年，作为对环境友好的车辆，电力机动车、混合动力机动车及燃料电池机动车等电动车辆被开发并被实际应用。在这些电动车辆上搭载有产生车辆驱动力的电动机及包含蓄电装置而构成的用于供给电动机驱动电力的电源***。

尤其是还提出有通过车辆外部的电源(以下，也称为“外部电源”)对混合动力机动车的车载蓄电装置进行充电的结构，在这些电动车辆中，要求延长通过车载蓄电装置的蓄积电力能够行驶的距离。需要说明的是，以下，对于由外部电源进行的车载蓄电装置的充电，也简称为“外部充电”。

例如，在日本特开2008-109840号公报(专利文献1)及日本特开2003-209969号公报(专利文献2)中记载有将多个蓄电装置(蓄电池)并联连接的电源***。在专利文献1及2所记载的电源***中，对每个蓄电装置(蓄电池)设有作为充放电调整机构的电压转换器(转换器)。相对于此，在日本特开2008-167620号公报(专利文献3)记载了在搭载有主蓄电装置和多个副蓄电装置的车辆中设有与主蓄电装置相对应的转换器和由多个副蓄电装置共有的转换器的电源装置的结构。根据该结构，能够抑制装置的要素的数目并使能够蓄电的能量增加。

专利文献1：日本特开2008-109840号公报

专利文献2：日本特开2003-209969号公报

专利文献3：日本特开2008-167620号公报

发明内容

在专利文献3所记载的结构中，选择性地将多个副蓄电装置中的一个与转换器连接，通过主蓄电装置及选择的副蓄电装置供给车辆驱动用电动机的驱动电力。在此种电源装置中，使用中的副蓄电装置的SOC(State of Charge：充电状态)下降时，将新的副蓄电装置和转换器连接，通过依次使用多个副蓄电装置，而延长基于蓄电能量的行驶距离(EV(Electric Vehicle)行驶距离)。

但是，在此种结构的电源***中，需要适当地判定使用的副蓄电装置(以下，也称为“选择副蓄电装置”)是否需要切换。例如，在选择副蓄电装置过放电至对电池性能产生坏影响的程度之前，需要可靠地执行选择副蓄电装置的切换。另一方面，在选择副蓄电装置的切换处理时，由于通过电源***整体能够供给的电力必然下降，因此需要考虑切换的时机以尽量不产生对车辆驾驶性(驾驶性能)的影响。

本发明为了解决此种问题而作出，本发明的目的在于，在具备主蓄电装置及多个副蓄电装置且由多个副蓄电装置共用电压转换器(转换器)的结构的电动车辆的电源***中，考虑保护电池和确保车辆驾驶性这两方面，而适当地进行使用的副蓄电装置的切换判定。

根据本发明的电动车辆的电源***，在搭载有产生车辆驱动动力的电动机的电动车辆的电源***中，具备主蓄电装置、供电线、第一电压转换器、相互并联设置的多个副蓄电装置、第二电压转换器、连接部以及切换控制装置。供电线构成为向对电动机进行驱动控制的逆变器进行供电。第一电压转换器设置在供电线和主蓄电装置之间，并构成为进行双方向的电压转换。第二电压转换器设置在多个副蓄电装置和供电线之间，并构成为在多个副蓄电装置中的一个副蓄电装置和供电线之间进行双方向的电压转换。连接部设置在多个副蓄电装置和第二电压转换器之间，并构成为选择性地将多个副蓄电装置中的选择副蓄电装置和第二电压转换器连接。切换控制装置构成为对多个副蓄电装置和第二电压转换器之间的选择性连接进行控制。并且，切换控制装置包含第一至第三判定部。第一判定部构成为检测使用中的选择副蓄电装置的残余电容是否低于预先设定的第一判定值。第二判定部构成为在残余电容低于第一判定值时，根据电动车辆的车辆状态而产生选择蓄电装置的切换要求。第三判定部构成为在选择副蓄电装置的残余电容低于比第一判定值低的第二判定值时，与车辆状态无关地产生切换要求。

或者根据本发明的电动车辆的电源***的控制方法，电动车辆具备上述主蓄电装置、上述供电线、上述第一电压转换器、上述多个副蓄电装置、上述第二电压转换器、上述连接部以及上述切换控制装置。并且，控制方法包括：判定使用中的选择副蓄电装置的残余电容是否低于预先设定的第一判定值的步骤；当残余电容低于第一判定值时，根据电动车辆的车辆状态而产生选择蓄电装置的切换要求的步骤；在选择副蓄电装置的残余电容低于比第一判定值低的第二判定值时，与车辆状态无关地强制产生切换要求的步骤。

根据上述电动车辆的电源***及其控制方法，将基于选择副蓄电装置的残余电容(SOC)的切换判定基准设定成2阶段，并能够设置当SOC下降时基于车辆状态而产生切换要求的SOC区域(允许切换区域)和当SOC进一步下降时与车辆状态无关地强制产生副蓄电装置的切换要求的SOC区域(强制切换区域)。因此，能够当SOC下降到强制切换区域时从保护电池的观点出发迅速产生切换要求，并且在到达强制切换区域的跟前的允许切换区域中，基于车辆状态，估计不影响车辆驾驶性(驾驶性能)的状态而产生切换要求。

优选，第二判定部或产生切换要求的步骤在残余电容低于第一判定值时，若电动车辆的总要求动力比基于主蓄电装置的输出电力上限值设定的判定值低，则产生切换要求。

如此，在副蓄电装置的连接切换时，反映无法使用来自副蓄电装置的电力这一点，能够仅限于在车辆的总要求动力处于能够通过主蓄电装置的供给电力弥补的范围内时，产生副蓄电装置的切换要求。其结果是，能够在副蓄电装置的切换处理中通过使总要求动力变化，而避免对驾驶员要求的响应延迟那样的驾驶性下降。

另外，优选，电动车辆还具备：构成为能够相对于电动机独立地输出车辆驱动动力的内燃机；将电动车辆的整体要求动力分配成电动机的输出动力和内燃机的输出动力的行驶控制部。并且，第二判定部或产生切换要求的步骤在残余电容低于第一判定值时，若内燃机处于工作中则产生切换要求。

如此，在搭载有电动机及内燃机的混合动力车辆中，在内燃机已经起动而能够立即应对总要求动力的增加的车辆状态下，能够捕捉该机会而使与SOC下降相对应的副蓄电装置的切换开始。

或者优选，切换控制装置还包含预备蓄电装置判定部，该预备蓄电装置判定部构成为，在多个副蓄电装置中的除选择副蓄电装置之外的预备蓄电装置各自的充电电容低于规定值时，禁止产生切换要求。或者，控制方法还包括如下的步骤：在多个副蓄电装置中的除选择副蓄电装置之外的预备蓄电装置各自的充电电容低于规定值时，禁止产生切换要求。

如此，当切换候补的副蓄电装置(预备蓄电装置)的残余电容不足时，能够避免执行无用的连接切换处理，因此能够防止无用的消耗电力的产生。

优选，切换控制装置包括升压指示部、第一及第二电力限制部、连接切换控制部。升压指示部构成为在产生切换要求时，向第一电压转换器发出指示，以使供电线的电压成为比主蓄电装置的输出电压及在切换后和第二电压转换器连接的副蓄电装置的输出电压高的第一电压。第一电力限制部构成为在供电线的电压达到第一电压后，使选择副蓄电装置的输入输出电力上限值逐渐减少至零。连接切换控制部构成为在通过第一电力限制部将输入输出电力上限值设定为零时，切换多个副蓄电装置和第二电压转换器之间的连接。第二电力限制部在通过连接切换控制部切换多个副蓄电装置和第二电压转换器之间的连接后，使输入输出电力上限值逐渐上升至与和第二电压转换器新连接的副蓄电装置的充电状态对应的值。或者，控制方法还包括如下的步骤：在产生切换要求时，向第一电压转换器发出指示，以使供电线的电压成为比主蓄电装置的输出电压及在切换后和第二电压转换器连接的副蓄电装置的输出电压高的第一电压的步骤；在供电线的电压达到第一电压后，使选择副蓄电装置的输入输出电力上限值逐渐减少至零的步骤；在通过减少的步骤将输入输出电力上限值设定为零时，切换多个副蓄电装置和第二电压转换器之间的连接的步骤；在通过切换的步骤切换多个副蓄电装置和第二电压转换器之间的连接后，使输入输出电力上限值逐渐上升至与和第二电压转换器新连接的副蓄电装置的充电状态对应的值的步骤。

如此，在第二电压转换器与副蓄电装置的连接切换时，在使供电线升压至比主蓄电装置的输出电压及新使用的副蓄电装置的输出电压都高的第一电压后，能够将新使用的副蓄电装置与第二电压转换器连接。由此，能够防止经由供电线形成从新使用的副蓄电装置开始的短路路径的情况。而且，在副蓄电装置的连接切换前，缩小副蓄电装置的输入输出电力上限值，并且在连接切换结束后，使该输入输出电力上限值逐渐恢复，因此在由于连接切换而无法对副蓄电装置进行电力输入输出的期间，能够防止对电源***要求过度的充放电电力的情况。

发明效果

根据本发明，能够在具备主蓄电装置及多个副蓄电装置且由多个副蓄电装置共用电压转换器(转换器)的结构的电动车辆的电源***中，考虑保护电池和确保车辆驾驶性这两方面，而适当进行使用的副蓄电装置的切换判定。

附图说明

图1是表示搭载有本发明的实施方式的电源***的电动车辆的主要结构的图。

图2是表示图1所示的各逆变器的详细结构的电路图。

图3是表示图1所示的各转换器的详细结构的电路图。

图4是说明电动车辆的行驶控制的功能框图。

图5是表示本发明的实施方式的电动车辆的电源***的选择副蓄电装置连接切换处理的简要的处理顺序的流程图。

图6是说明图5所示的副蓄电装置的切换判定处理的详细情况的流程图。

图7是说明SOC区域与切换判定的关系的概念图。

图8是说明图5所示的切换前升压处理的详细情况的流程图。

图9是说明图5所示的电力限制变更处理的详细情况的流程图。

图10是说明图5所示的连接切换处理的详细情况的流程图。

图11是说明图5所示的恢复处理的详细情况的流程图。

图12是本发明的实施方式的电动车辆的电源***中的选择副蓄电装置的切换处理时的动作波形图。

图13是说明本发明的实施方式的电源***的控制结构中的、用于选择副蓄电装置的切换处理的功能部分的功能框图。

标号说明

1电动车辆，2车轮，3动力分割机构，4发动机，6蓄电池充电用转换器(外部充电)，8外部电源，9A、9B1、9B2电流传感器，10A、10B1、10B2、13、21A、21B电压传感器，11A、11B1、11B2温度传感器，12A转换器(主蓄电装置专用)，12B转换器(副蓄电装置共用)，14、22逆变器，15～17各相支路(U、V、W)，24、25电流传感器，30控制装置，39A连接部(主蓄电装置)，39B连接部(副蓄电装置)，100切换判定部，101SOC判定部(允许切换区域)，102车辆状态判定部，103SOC判定部(强制切换区域)，105预备蓄电池判定部，106、107逻辑门，110升压指示部，120电力限制部(主蓄电装置)，130电力限制部(副蓄电装置)，140连接切换控制部，200转换器控制部，250行驶控制部，260总动力计算部，270、280逆变器控制部，BA蓄电池(主蓄电装置)，BB选择副蓄电装置，BB1、BB2蓄电池(副蓄电装置)，C1、C2、CH平滑用电容器，CMBT升压指令信号，CONT1～CONT7继电器控制信号，D1～D8二极管，FBT标志(升压结束)，IA、IB1、IB2输入输出电流(蓄电池)，ID变量(切换处理状态)，IGON起动信号，L1电抗器，MCRT1、MCRT2电动机电流值，MG1、MG2电动发电机，PL1A、PL1B电源线，PL2供电线，Pttl总要求动力，PWMI、PWMI1、PWMI2、PWMC、PWMC1、PWMC2控制信号(逆变器)，PWU、PWUA、PWDA、PWD、PWDA、PWDB控制信号(转换器)，Q1～Q8IGBT元件，R限制电阻，SL1、SL2接地线，SMR1～SMR3***主继电器，SR1、SR1G、SR2、SR2G继电器，TA、TBB1、TBB2电池温度(蓄电池)，TH1判定值(SOC)，TH2下限判定值(SOC)，Tqcom1、Tqcom2转矩指令值，UL、VL、WL线(三相)，V1规定电压，VBA、VBB1、VBB2电压(蓄电池输出电压)，VLA、VLB、VH电压，VHref电压指令值(VH)，Win输入上限电力，Win(M)输入上限电力(主蓄电装置)，Win(S)输入上限电力(选择副蓄电装置)，Wout输出上限电力，Wout(M)输出上限电力(主蓄电装置)，Wout(S)输出上限电力(选择副蓄电装置)。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，对图中的相同或相当部分附加同一标号而原则上不重复其说明。

图1是表示搭载有本发明的实施方式的电源***的电动车辆的主要结构的图。

参照图1，电动车辆1包括：作为蓄电装置的蓄电池BA、BB1、BB2；连接部39A、39B；转换器12A、12B；平滑用电容器C1、C2、CH；电压传感器10A、10B1、10B2、13、21A、21B；温度传感器11A、11B1、11B2；电流传感器9A、9B1、9B2；供电线PL2；逆变器14、22；电动发电机MG1、MG2；车轮2；动力分割机构3；发动机4；控制装置30。

本实施方式所示的电动车辆的电源***具备：主蓄电装置即蓄电池BA；向驱动电动发电机MG2的逆变器14进行供电的供电线PL2；设置在主蓄电装置(BA)与供电线PL2之间而进行双方向的电压转换的电压转换器即转换器12A；相互并联设置的多个副蓄电装置即蓄电池BB1、BB2；设置在多个副蓄电装置(BB1、BB2)与供电线PL2之间而进行双方向的电压转换的电压转换器即转换器12B。电压转换器(12B)选择性地与多个副蓄电装置(BB1、BB2)中的任一个连接，在与供电线PL2之间进行双方向的电压转换。

副蓄电装置(BB1或BB2的一方)和主蓄电装置(BA)例如以能够通过同时使用而输出与供电线连接的电负载(22及MG2)所容许的最大动力的方式设定可蓄电电容。由此，在未使用发动机的EV行驶中能够进行最大动力的行驶。副蓄电装置的蓄电状态恶化时，更换副蓄电装置而继续行驶即可。并且，若副蓄电装置的电力被消耗，则通过除了主蓄电装置之外还使用发动机，即使不使用副蓄电装置也能够进行最大动力的行驶。

另外，通过形成为此种结构，利用多个副蓄电装置兼用作转换器12B，因此也可以不将转换器的数目增加到蓄电装置的数目那样多。为了进一步延长EV行驶距离，而与蓄电池BB1、BB2并联地进一步追加蓄电池即可。

优选，搭载于该电动车辆的主蓄电装置及副蓄电装置能够进行外部充电。为此，电动车辆1还包括例如用于与AC100V的商用电源即外部电源8连接的蓄电池充电装置(充电用转换器)6。蓄电池充电装置6将交流转换成直流并对电压进行调节而供给蓄电池的充电电力。需要说明的是，作为能够进行外部充电的结构，除上述之外，也可以使用将电动发电机MG1、MG2的定子线圈的中性点与交流电源连接的方式、将转换器12A、12B合起来作为交流直流转换装置起作用的方式。

平滑用电容器C1连接在电源线PL1A与接地线SL2之间。电压传感器21A检测平滑用电容器C1的两端间的电压VLA而对控制装置30输出。转换器12A能够使平滑用电容器C1的端子间电压升高而向供电线PL2供给。

平滑用电容器C2连接在电源线PL1B与接地线SL2之间。电压传感器21B检测平滑用电容器C2的两端间的电压VLB而对控制装置30输出。转换器12B能够使平滑用电容器C2的端子间电压升高而向供电线PL2供给。

平滑用电容器CH使通过转换器12A、12B升压后的电压平滑化。电压传感器13检测平滑用电容器CH的端子间电压VH而向控制装置30输出。

或者，反方向地，转换器12A、12B能够使通过平滑用电容器CH平滑化后的端子间电压VH降低，向电源线PL1A、PL1B供给。

逆变器14将从转换器12B及/或12A提供的直流电压转换成三相交流电压而向电动发电机MG1输出。逆变器22将从转换器12B及/或12A提供的直流电压转换成三相交流电压而向电动发电机MG2输出。

动力分割机构3是与发动机4及电动发电机MG1、MG2结合而在它们之间分配动力的机构。例如作为动力分割机构能够使用具有太阳齿轮、行星齿轮架、冕状齿轮的三个旋转轴的行星齿轮机构。行星齿轮机构中，若三个旋转轴中的两个旋转轴的旋转被确定，则另一个旋转轴的旋转被强制性地确定。这三个旋转轴分别与发动机4、电动发电机MG1、MG2的各旋转轴连接。需要说明的是，电动发电机MG2的旋转轴通过未图示的减速齿轮、差动齿轮与车轮2结合。而且在动力分割机构3的内部还可以装入与电动发电机MG2的旋转轴相对应的减速器。

连接部39A包括连接在蓄电池BA的正极与电源线PL1A之间的***主继电器SMR2；与***主继电器SMR2并联连接的***主继电器SMR1及限制电阻R，***主继电器SMR1及限制电阻R串联连接；连接在蓄电池BA的负极(接地线SL1)与节点N2之间的***主继电器SMR3。

***主继电器SMR1～SMR3中，导通状态(接通)/非导通状态(断开)分别根据从控制装置30提供的继电器控制信号CONT1～CONT3而被控制。

电压传感器10A测定蓄电池BA的端子间的电压VA。此外，温度传感器11A测定蓄电池BA的温度TA，电流传感器9A测定蓄电池BA的输入输出电流IA。这些传感器产生的测定值向控制装置30输出。控制装置30基于这些测定值，来监视以SOC(State of Charge)为代表的蓄电池BA的状态。

连接部39B设置在电源线PL1B及接地线SL2与蓄电池BB1、BB2之间。连接部39B包括：连接在蓄电池BB1的正极与电源线PL1B之间的继电器SR1；连接在蓄电池BB1的负极与接地线SL2之间的继电器SR1G；连接在蓄电池BB2的正极与电源线PL1B之间的继电器SR2；连接在蓄电池BB2的负极与接地线SL2之间的继电器SR2G。

继电器SR1、SR2中，导通状态(接通)/非导通状态(断开)分别根据从控制装置30提供的继电器控制信号CONT4、CONT5而被控制。继电器SR1G、SR2G中，导通状态(接通)/非导通状态(断开)分别根据从控制装置30提供的继电器控制信号CONT6、CONT7而被控制。接地线SL2如后面说明所示通过转换器12A、12B中而向逆变器14及22侧延伸。

电压传感器10B1及10B2分别测定蓄电池BB1及BB2的端子间的电压VBB1及VBB2。此外，温度传感器11B1及11B2分别测定蓄电池BB1及BB2的温度TBB1及TBB2。而且电流传感器9B1及9B2测定蓄电池BB1及BB2的输入输出电流IB1及IB2。这些传感器产生的测定值向控制装置30输出。控制装置30基于这些测定值，而监视以SOC(State of Charge)为代表的蓄电池BB1、BB2的状态。

需要说明的是，作为蓄电池BA、BB1、BB2，例如能够使用铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等二次电池、双电层电容器等大电容电容器等。

逆变器14与供电线PL2及接地线SL2连接。逆变器14从转换器12A及/或12B接受升压后的电压，例如为了使发动机4起动，而驱动电动发电机MG1。而且，逆变器14通过从发动机4传递的动力使由电动发电机MG1发电的电力返回到转换器12A及12B。此时，转换器12A及12B由控制装置30控制以作为降压转换器进行动作。

电流传感器24检测流向电动发电机MG1的电流作为电动机电流值MCRT1，并将电动机电流值MCRT1向控制装置30输出。

逆变器22与逆变器14并联地与供电线PL2和接地线SL2连接。逆变器22将转换器12A及12B输出的直流电压转换成三相交流电压而向驱动车轮2的电动发电机MG2输出。而且，逆变器22伴随再生制动，使在电动发电机MG2中发电的电力返回到转换器12A及12B。此时，转换器12A及12B由控制装置30控制以作为降压转换器进行动作。

电流传感器25检测流向电动发电机MG2的电流作为电动机电流值MCRT2，并将电动机电流值MCRT2向控制装置30输出。

控制装置30由内置有未图示的CPU(Central Processing Unit)及存储器的电子控制单元(ECU)构成，基于该存储器中存储的映射及程序，进行使用了各传感器产生的测定值的运算处理。需要说明的是，关于控制装置30的一部分，也可以构成为通过电子电路等硬件执行规定的数值/逻辑运算处理。

具体而言，控制装置30接受电动发电机MG1、MG2的各转矩指令值及各转速、电压VBA、VBB1、VBB2、VLA、VLB、VH的各值、电动机电流值MCRT1、MCRT2及起动信号IGON。并且，控制装置30对转换器12B输出进行升压指示的控制信号PWUB、进行降压指示的控制信号PWDB及指示禁止动作的停止信号。

此外，控制装置30对逆变器14输出控制信号PWMI1和控制信号PWMC1，所述控制信号PWMI1进行将转换器12A、12B的输出即直流电压转换成用于驱动电动发电机MG1的交流电压的驱动指示，所述控制信号PWMC1进行将由电动发电机MG1发电的交流电压转换成直流电压而返回到转换器12A、12B侧的再生指示。

同样地，控制装置30对逆变器22输出控制信号PWMI2和控制信号PWMC2，所述控制信号PWMI2进行将用于驱动电动发电机MG2的交流电压转换成直流电压的驱动指示，所述控制信号PWMC2进行将由电动发电机MG2发电的交流电压转换成直流电压而返回到转换器12A、12B侧的再生指示。

图2是表示图1的逆变器14及22的详细结构的电路图。

参照图2，逆变器14包括U相支路15、V相支路16、W相支路17。U相支路15、V相支路16及W相支路17并联连接在供电线PL2与接地线SL2之间。

U相支路15包括：串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT(Insulated gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)元件Q3、Q4；IGBT元件Q3、Q4；各自的反并联二极管D3、D4。二极管D3的负极与IGBT元件Q3的集电极连接，二极管D3的正极与IGBT元件Q3的发射极连接。二极管D4的负极与IGBT元件Q4的集电极连接，二极管D4的正极与IGBT元件Q4的发射极连接。

V相支路16包括：串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT元件Q5、Q6；各自的反并联二极管D5、D6。IGBT元件Q5、Q6及反并联二极管D5、D6的连接与U相支路15同样。

W相支路17包括：串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT元件Q7、Q8；各自的反并联二极管D7、D8。IGBT元件Q7、Q8及反并联二极管D7、D8的连接也与U相支路15同样。

需要说明的是，在本实施方式中，IGBT元件作为能够进行接通断开控制的电力用半导体开关元件的代表例表示。即，也能够取代IGBT元件而使用双极型晶体管、电场效应晶体管等电力用半导体开关元件。

各相支路的中间点与电动发电机MG1的各相线圈的各相端连接。即，电动发电机MG1是三相的永磁同步电动机，U、V、W相的三个线圈的各自一端共同连接在中点。并且，U相线圈的另一端与从IGBT元件Q3、Q4的连接节点引出的线UL连接。而且，V相线圈的另一端与从IGBT元件Q5、Q6的连接节点引出的线VL连接。另外，W相线圈的另一端与从IGBT元件Q7、Q8的连接节点引出的线WL连接。

需要说明的是，关于图1的逆变器22，虽然与电动发电机MG2连接这一点不同，但对于内部的电路结构与逆变器14相同，因此不重复详细的说明。而且，在图2中虽然记载了向逆变器提供控制信号PWMI、PWMC的情况，但却是为了避免记载变得复杂，如图1所示，各个控制信号PWMI1、PWMC1和控制信号PWMI2、PWMC2分别向逆变器14、22输入。

图3是表示图1的转换器12A及12B的详细结构的电路图。

参照图3，转换器12A包括：一端与电源线PL1A连接的电抗器L1；串联连接在供电线PL2与接地线SL2之间的IGBT元件Q1、Q2；各自的反并联二极管D1、D2。

电抗器L1的另一端与IGBT元件Q1的发射极及IGBT元件Q2的集电极连接。二极管D1的负极与IGBT元件Q1的集电极连接，二极管D1的正极与IGBT元件Q1的发射极连接。二极管D2的负极与IGBT元件Q2的集电极连接，二极管D2的正极与IGBT元件Q2的发射极连接。

需要说明的是，关于图1的转换器12B，虽然取代电源线PL1A而与电源线PL1B连接这一点与转换器12A不同，但关于内部的电路结构与转换器12A相同，因此不重复详细的说明。而且，图3中虽然记载了向转换器提供控制信号PWU、PWD的情况，但却是为了避免记载变得复杂，如图1所示，各个控制信号PWUA、PWDA和控制信号PWUB、PWDB分别向逆变器14、22输入。

在电动车辆1的电源***中，通过蓄电池BA(主蓄电装置)和从蓄电池BB1、BB2中选择的副蓄电装置(以下，也称为“选择副蓄电装置BB”)，进行与电动发电机MG1、MG2之间的电力的收发。

控制装置30基于电压传感器10A、温度传感器11A及电流传感器9A的检测值，而设定表示主蓄电装置的残余电容的SOC(M)、表示充电电力的上限值的输入上限电力Win(M)及表示放电电力的上限值的输出上限电力Wout(M)。

此外，控制装置30基于电压传感器10B1、10B2、温度传感器11B1、11B2及电流传感器9B1、9B2的检测值，而设定关于选择副蓄电装置BB的SOC(B)及输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)。

一般而言，SOC由各蓄电池的当前充电量相对于满充电状态的比例(%)表示。而且，Win、Wout作为即使使该电力放电规定时间(例如10秒左右)而该蓄电池(BA、BB1、BB2)也不会成为过充电或过放电的电力的上限值表示。

图4表示用于说明与通过控制装置30实现的电动车辆1的行驶控制、具体而言是发动机4及电动发电机MG1、MG2之间的动力分配控制有关的控制结构的功能框图。需要说明的是，设图4所示的各功能块通过由控制装置30执行预先存储的规定程序及/或由控制装置30内的电子电路(硬件)进行运算处理来实现。

参照图4，总动力计算部260基于车速及踏板操作(加速踏板)，算出电动车辆1整体的总要求动力Pttl。需要说明的是，总要求动力Pttl中也可以根据车辆状况而包含为了产生基于电动发电机MG1的蓄电池充电电力而要求的动力(发动机输出)。

行驶控制部250中输入有主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win(M)、Wout(M)及选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)、来自总动力计算部260的总要求动力Pttl、制动踏板操作时的再生制动要求。行驶控制部250生成作为电动机控制指令的转矩指令值Tqcom1及Tqcom2，以使电动发电机MG1、MG2总计的输入输出电力处于主蓄电装置BA及选择副蓄电装置BB总计的充电限制(Win(M)+Win(S))及放电限制(Wout(M)+Wout(S))的范围内。此外，为了确保总要求动力Pttl而对电动发电机MG2产生的车辆驱动动力和发动机4产生的车辆驱动动力进行分配。尤其是通过最大限度地利用进行外部充电后的蓄电池电力而抑制发动机4的工作，或通过对应于发动机4能够以高效率工作的区域来设定发动机4产生的车辆驱动动力，而实现高燃料利用率的车辆行驶控制。

逆变器控制部270基于转矩指令值Tqcom1及电动发电机MG1的电动机电流值MCRT1，生成逆变器14的控制信号PWMI1、PWMC1。同样地，逆变器控制部280基于转矩指令值Tqcom2及电动发电机MG2的电动机电流值MCRT2，而生成逆变器22的控制信号PWMI2、PWMC2。而且，行驶控制部250根据设定的发动机产生的车辆驱动动力的要求值而生成发动机控制指令。此外，通过未图示的控制装置(发动机ECU)，根据上述发动机控制指令而控制发动机4的动作。

控制装置30在积极地使用蓄电池电力而进行车辆行驶的行驶模式(EV模式)时，在总要求动力Pttl为蓄电池整体的输出上限电力Wout(M)+Wout(S)以下时，不使发动机4工作，而仅通过电动发电机MG2产生的车辆驱动动力进行行驶。另一方面，总要求动力Pttl超过Wout(M)+Wout(S)时，使发动机4起动。

相对于此，在未选择该EV模式的行驶模式(HV模式)时，控制装置30控制发动机4及电动发电机MG2之间的驱动力动力分配，以将蓄电池SOC维持成规定目标值。即，与EV模式相比，进行容易使发动机4工作的行驶控制。

在EV模式下，进行相比主蓄电装置BA优选使用选择副蓄电装置BB的电力这样的充放电控制。因此，在车辆行驶中若使用中的选择副蓄电装置BB的SOC下降，则需要切换选择副蓄电装置BB。例如，在车辆起动时使蓄电池BB1为选择副蓄电装置BB的情况下，将蓄电池BB1从转换器12B断开，而另一方面，需要执行将蓄电池BB2作为新的选择副蓄电装置BB与转换器12B连接的连接切换处理。

此时，关于选择副蓄电装置的是否切换判定，从保护电池的观点出发，需要在成为过放电之前可靠地执行切换，另一方面，在选择副蓄电装置的切换处理时需要考虑切换的时机，以尽量不产生对车辆驾驶性(驾驶性能)的影响。

另外，因新的高电压蓄电池的连接而产生意料之外的短路路径，从而有可能在设备保护等方面产生问题，因此副蓄电装置的连接切换处理需要充分注意防止短路路径的产生。而且，在上述连接切换处理的期间，不可能进行基于选择副蓄电装置BB的电力供给及电力回收，因此在该期间要求进行不在电源***整体发生过充电及过放电这样的充放电限制。

图5是表示本发明的实施方式的电动车辆的电源***中的选择副蓄电装置的切换处理的简要的处理步骤的流程图。而且，图6～图10是说明图5的步骤S100、S200、S300、S400及S500的详细情况的流程图。

控制装置30通过以规定周期执行预先存储的规定程序，而能够以规定周期反复执行按照图5～图10所示的流程图的控制处理步骤。由此，能够实现本发明的实施方式的电动车辆的电源***中的副蓄电装置的连接切换处理。

参照图5，控制装置30在步骤S100中执行选择副蓄电装置的切换判定处理。并且，在判定为需要切换选择副蓄电装置时，执行以下的步骤S200～S500。另一方面，在步骤S100中判定为不需要切换选择副蓄电装置时，实质上不执行步骤S200～S500。

控制装置30在步骤S200中，执行切换前升压处理，在步骤S300中，执行电力限制变更处理，以在副蓄电装置的连接切换期间中不相对于电源***产生过大的充放电要求。并且，控制装置30通过步骤S400，执行实际上对选择副蓄电装置BB及转换器12B的连接进行切换的连接切换处理，在其结束后通过步骤S500，执行恢复处理而开始基于新的选择副蓄电装置BB的电力供给。

图6是说明图5的选择副蓄电装置的切换判定处理(S100)的详细情况的流程图。

此外，如以下说明所示，导入表示连接切换处理的进展状况(状态)的变量ID。设定为变量ID=-1、0～4中的任一个。ID=0表示未产生副蓄电装置的切换要求的状态。即，ID=0时，执行基于当前的选择副蓄电装置BB的电力供给，另一方面，以规定周期判定是否要切换选择副蓄电装置BB。而且，由于设备故障、蓄电池电力消耗，而不存在新的能够使用的副蓄电装置时，设定为ID=-1。

参照图6，控制装置30通过步骤S105判定是否为ID=0。在ID=0时(S105的“是”判定时)，控制装置30开始实质的切换要否判定处理。首先，控制装置30通过步骤S110，关于预备的副蓄电装置即副蓄电装置BB1、BB2中的未使用的副蓄电装置，判断SOC是否充分。例如，在预备的副蓄电装置的SOC低于规定值而处于无法作为新的选择副蓄电装置BB使用的水平时(S110的“否”判定时)，控制装置30使处理向步骤S115前进而设定为ID=-1。并且，不执行以后的切换要否判定处理(S120以后)。或者在由于发生设备故障等而不需要使用预备的副蓄电装置时，S110作出“否”判定，设定为ID=-1。

另一方面，在步骤S110为“是”判定、即能够作为新的选择副蓄电装置BB使用的预备的副蓄电装置存在时，控制装置30进一步向当前使用中的选择副蓄电装置BB的切换要否判定处理前进。

控制装置30在步骤S120中，判定选择副蓄电装置的SOC是否低于判定值TH1。并且，在SOC<TH1时(S120的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S130，进一步判定车辆状态是否处于能够切换副蓄电装置的状况。

例如根据车辆的总要求动力Pttl而执行步骤S130所进行的判定。在副蓄电装置的切换处理中，无法进行来自副蓄电装置的电力供给，因此电源***整体的可输出电力下降。因此，若在车辆总要求动力Pttl比主蓄电装置BA的输出上限电力Wout(M)高的车辆状态时执行副蓄电装置的切换处理，则为了起动发动机4而需要电力，从而电动发电机MG2产生的输出动力下降，有可能无法立即响应驾驶员要求。即，在此种车辆状态下执行副蓄电装置的切换处理时，有可能影响车辆驾驶性(驾驶性能)。

因此，关于车辆的总要求动力Pttl，对于上述Wout(M)设定具有余量的判定值，当总要求动力Pttl低于该判定值时，能够判定为处于能够执行副蓄电装置的切换处理的车辆状态(使步骤S130作出“是”判定)。或者，从同样的观点出发，当驾驶员进行的换档选择为停车(P)范围或空档(N)范围时，总要求动力Pttl也必然降低，因此能够作出处于能够执行副蓄电装置的切换处理的车辆状态的判定。

另外，在图1所记载的混合动力机动车中，若发动机4起动，则即使由于驾驶员的加速器操作等而使总要求动力Pttl增加，则能够通过发动机4的输出动力增加而迅速地应对。因此，基于发动机4是否为工作中(起动结束)，也能够进行步骤S130的判定。具体而言，若发动机4为工作中，则能够使步骤S130作出“是”判定。

例如，通过对应于上述的任一车辆状态，判定为处于能够进行副蓄电装置的连接切换的车辆状态时(S130的“是”判定时)，控制装置30使处理向步骤S150前进，设定为ID=1。即，ID=1表示通过产生选择副蓄电装置BB的切换要求而使切换处理开始的状态。

另一方面，当判定为不是能够进行副蓄电装置的连接切换的车辆状态时(S130的“否”判定时)，控制装置30使处理向步骤S140前进，判定当前的选择副蓄电装置BB的SOC是否低于下限判定值TH2。优选该下限判定值TH2设定为对于各副蓄电装置担心过放电引起的电池性能下降的水平，例如，相对于控制上的SOC管理下限值具有余量的水平。判定值TH1被设定为相对于该下限判定值TH2具有适当的余量(例如，为SOC的百分之几的程度)的水平。

并且，选择副蓄电装置BB的SOC比下限判定值TH2低时(S140的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S150设定为ID=1。即，这种情况下与车辆状态的判定结果(S130的“是”/“否”)无关地产生切换要求。

另一方面，即使SOC≥TH1(S120的“否”判定时)或TH2≤SOC<TH1，在不是能够进行副蓄电装置的切换处理的车辆状态时(S140的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S160维持为ID=0。即，未产生选择副蓄电装置BB的切换要求，而在下一个控制周期再次执行步骤S100的切换判定处理。

图7示出关于选择副蓄电装置BB的SOC与切换判定的关系的概念图。

参照图7，选择副蓄电装置BB的SOC伴随使用而下降，以在时刻t1低于判定值TH1、进而在之后的时刻t2低于下限判定值TH2的方式推移。

在时刻t1之前的SOC≥TH1的期间，不产生切换要求。另一方面，在时刻t1～t2之间的TH2≥SOC≥TH1的区域是“允许切换区域”，根据图6的步骤S130的判定结果，若车辆状态允许则产生切换要求。此外，时刻t2以后的SOC<TH2的区域是“强制切换区域”，从保护电池的观点出发，与车辆状态(S130的判定结果)无关地产生切换要求。

再次参照图6，控制装置30在设定为ID=1时(S150)，进一步通过步骤S170，指定新使用的选择副蓄电装置BB。如图1所示，搭载有两个蓄电池BB1、BB2作为副蓄电装置时，无需进行步骤S160的处理，而自动决定新的选择副蓄电装置BB。但是，在图1的结构中，搭载有3个以上的副蓄电装置BB1～BBn(n：3以上的整数)时，基于当前非使用中的副蓄电装置的各自的SOC等，指定下一次使用的新的副蓄电装置。

需要说明的是，一旦ID≥1而开始切换处理时，或新的能够使用的副蓄电装置不存在而设定为ID=-1时(S105的“否”判定时)，跳过步骤S110～S170的处理，实质上不执行切换判定处理。

如此，在本发明的实施方式的电动车辆的电源***中，在多个副蓄电装置的切换处理判定中，将基于选择副蓄电装置BB的SOC的切换判定基准设定为两阶段。

图8是说明图5所示的切换前升压处理(S200)的详细情况的流程图。

参照图8，控制装置30在切换前升压处理中，通过步骤S205，确认是否为ID=1。并且，在ID=1，产生选择副蓄电装置BB的切换要求，而切换处理开始时(S205的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S210，对转换器12A产生升压指令，以使供电线PL2的电压VH升压至规定电压V1。响应该升压指令而设定为供电线PL2的电压指令值VHref=V1，生成转换器12A的控制信号PWUA以实现该电压指令值。

在此，规定电压V1设定为比主蓄电装置BA及新连接的选择副蓄电装置BB(例如BB2)的输出电压中的高的电压更高的电压。例如，通过使规定电压V1为基于转换器12A的能够升压的控制上限电压VHmax，而能够可靠地使升压指令时的电压VH高于主蓄电装置BA及切换后的选择副蓄电装置BB的输出电压这双方。或者，从减少转换器12A中的损失的观点出发，也可以对应于该时刻的主蓄电装置BA及切换后的选择副蓄电装置BB的输出电压，每次具有余量而决定规定电压V1。

通过步骤S210产生升压指令时，控制装置30通过步骤S220，基于电压传感器13的检测值而判定电压VH是否到达规定电压V1。例如，持续规定时间而成为VH≥V1时，步骤S220作出“是”判定。

电压VH到达规定电压V1时(S220的“是”判定时)，控制装置30使ID从1向2前进。另一方面，在电压VH到达V1之前的期间(S220的“否”判定时)，维持成ID=1。即，ID=2表示切换前升压处理结束而能够进一步使切换处理前进的状态。而且，在ID≠1时(S205的“否”判定时)，跳过以后的步骤S210～S230的处理。

如此，切换前升压处理(步骤S200)结束时，控制装置30执行图8所示的电力限制变更处理。

图9是说明图5所示的电力限制变更处理(S300)的详细情况的流程图。

参照图9，控制装置30在电力限制变更处理中，首先通过步骤S305，判定是否为ID=2。在不是ID=2时(S305的“否”判定时)，跳过以后的步骤S310～340的处理。

在ID=2时(S305的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S310，开始主蓄电装置BA的充放电限制的暂时性的缓和。具体而言，使主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win(M)、Wout(M)的绝对值暂时性地增大。

此外，控制装置30通过步骤S320，使选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)的绝对值逐渐下降。例如，按照规定的恒定速率，使Wout(S)、Win(S)朝0逐渐下降。

控制装置30通过步骤S330，判定Wout(S)、Win(S)是否到达0。在成为Wout(S)=Win(S)=0之前的期间，反复执行步骤S320，而Wout(S)及Win(S)持续降低。

然后，当Wout(S)及Win(S)到达0时(S330的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S340，使ID从2向3前进。即，ID=3表示切换前升压处理及电力限制变更处理结束，而能够使副蓄电装置BB1、BB2及转换器12B之间的连接切换开始的状态。

控制装置30在图8所示的电力限制变更处理结束时，执行步骤S400中的副蓄电装置的连接切换处理。

图10是说明图5所示的副蓄电装置的连接切换处理(S400)的详细情况的流程图。

参照图10，控制装置30在副蓄电装置的连接切换处理中，首先通过步骤S405判定是否为ID=3。然后在ID≠3时(S405的“否”判定时)，跳过以后的步骤S410～S450的处理。

在ID=3时(S405的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S410，作为副蓄电装置的连接切换的准备而使转换器12B停止。即，转换器12B响应停止指令，将IGBT元件Q1、Q2强制性地断开。然后，控制装置30通过步骤S420，产生用于实际上切换副蓄电装置的连接的继电器控制信号。例如，为了将蓄电池BB1从转换器12B断开且将蓄电池BB2与转换器12B连接，而以断开继电器SR1、SR1G的方式生成继电器控制信号CONT4、CONT6，另一方面，以接通继电器SR2、SR2G的方式生成继电器控制信号CONT5、CONT7。

此外，控制装置30通过步骤S430，判定由步骤S420指示的继电器连接切换是否结束。并且，当连接切换结束时(S430的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S440，使转换器12B再起动而使开关动作开始，并通过步骤S450，使ID从3向4前进。

即，ID=4表示基于副蓄电装置及转换器12B之间的继电器进行的连接切换结束的状态。

控制装置30在基于步骤S400的连接切换处理结束时，执行基于步骤S500的恢复处理。

图11是说明图5所示的恢复处理(S500)的详细情况的流程图。

参照图11，控制装置30在恢复处理中，通过首先步骤S505判定是否为ID=4。并且在ID≠4时(S505的“否”判定时)，跳过以后的步骤S510～S570的处理。

在ID=4时(S505的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S510，使步骤S310(图7)中开始的、主蓄电装置BA的充放电限制的暂时的缓和结束。由此，Wout(M)及Win(M)基本上恢复成选择副蓄电装置BB的切换处理开始前的值。

此外，控制装置30通过电力限制处理(步骤S300)使缩小至0的选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)逐渐上升至新的选择副蓄电装置(例如，蓄电池BB2)的Win、Wout的值。

并且，控制装置30通过步骤S530，确认输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)是否恢复至新的选择副蓄电装置BB的Win、Wout的值。在恢复结束之前的期间(S530的“否”判定时)，反复执行步骤S520，输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)以一定速率逐渐上升。

输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)的恢复结束时(S530的“是”判定时)，控制装置30通过步骤S540，使ID再次返回0。由此，在电源***中，再现能够进行基于主蓄电装置BA及新的选择副蓄电装置BB的正常的电力供给及电力回收的状态。

此外，控制装置30使处理向步骤S550前进，断开步骤S210(图6)中产生的升压指令。由此，关于供电线PL2的电压指令值，也成为根据电动发电机MG1、MG2的状态而设定的通常值。

控制装置30也可以在一连串的切换处理结束时，进一步通过步骤S560，判定在车辆行驶中是否存在选择副蓄电装置的进一步切换的可能性。并且，在没有进一步切换的可能性时，控制装置30通过步骤S570，设定为ID=-1。在ID=-1时，实质上不执行图4的各步骤S100～S500，因此在车辆驾驶结束之前，不使选择副蓄电装置的切换处理开始。

另一方面，有进一步切换的可能性时，控制装置30跳过步骤S570，维持成ID=0。其结果是，由于在规定周期执行步骤S100的切换判定处理，因此根据需要，而使选择副蓄电装置的切换处理再次开始。

此外，在仅搭载有两个副蓄电装置的图1的结构例中，省略步骤S560的处理，在选择副蓄电装置的切换处理暂时结束时，总是设为ID=-1，也能够将车辆驾驶中的选择副蓄电装置的切换处理限定为仅一次。

或者，在搭载有3个以上的副蓄电装置的电源***、具有在车辆驾驶中能够对非使用中的副蓄电装置进行充电的结构的电源***中，能够形成如下结构：根据状况维持成ID=0，从而能够执行第二次以后的选择副蓄电装置的切换处理。

图12中示出图5～图11中说明的本发明的实施方式的电动车辆的电源***中的选择副蓄电装置的切换处理的动作波形。

参照图12，在ID=0的时刻t1之前的期间，以规定周期执行基于当前的选择副蓄电装置(例如，蓄电池BB1)的SOC的切换判定处理。

并且，在时刻t1，响应蓄电池BB1的SOC下降，通过切换判定处理(步骤S100)产生选择副蓄电装置BB的切换要求，通过设定为ID=1而使切换处理开始。

由此，执行切换前升压处理(步骤S200)，通过转换器12A使供电线PL2的电压VH朝规定电压V1上升。若供电线PL2的升压处理在时刻t2结束，则ID从1向2变更。

ID=2时，执行电力限制变更处理(S300)，暂时使主蓄电装置BA的充放电缓和。即，使输入输出上限电力Win(M)、Wout(M)的绝对值的暂时性的上升开始。此外，使选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)朝0以一定速率逐渐下降。需要说明的是，在该期间，以使当前的选择副蓄电装置(蓄电池BB1)的充放电停止的方式控制转换器12B。或者也可以使转换器12B从时刻t1开始停止。

在时刻t3，选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)缩小至0时，ID从2向3变更。并且ID=3时，使副蓄电装置的连接切换处理开始。即，在转换器12A停止的状态下，使继电器SR1、SR1G断开，然后，使继电器SR2、SR2G接通。并且，继电器的连接切换处理结束而作为新的选择副蓄电装置的蓄电池BB2与转换器12B连接时，转换器12B再次起动。由于这些连接切换处理结束，在时刻t4，ID从3向4变更。

ID=4时，选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)以一定速率逐渐上升，从而开始使用新的选择副蓄电装置即蓄电池BB2。伴随于此，主蓄电装置BA的充放电限制的暂时性的缓和结束，Wout(M)、Win(M)基本上返回时刻t2以前的值。

并且，在时刻t5，选择副蓄电装置BB的Win(S)、Wout(S)恢复到与蓄电池BB2的Wout、Win相当的本来值时，恢复成ID=0。然后，供电线PL2的升压处理也停止。

由此，一连串的选择副蓄电装置的切换处理结束，再现能够进行使用了选择副蓄电装置BB(蓄电池BB2)的正常的电力供给及电力回收的状态。

需要说明的是，在时刻t5，如图10中说明的那样，判定车辆驾驶中的进一步的副蓄电装置的切换处理的可能性，在没有产生切换处理的可能性时，若ID=-1，则能够减轻以后的控制装置30的负载。

接下来，使用图13，对本发明的实施方式的电源***的控制结构中的一部分即图5～图11中说明的用于选择副蓄电装置的切换处理的功能部分的结构。图13所示的各功能块通过基于控制装置30的执行规定程序的软件处理或专用的电子电路(硬件处理)来实现。

接下来，使用图13，对本发明的实施方式的电源***的控制结构中的一部分、即图5至图12中说明的用于选择副蓄电装置的切换处理的功能部分的结构进行说明。图13所示的各功能块利用控制装置30通过执行规定程序的软件处理或专用的电子电路(硬件处理)来实现。

参照图13，切换判定部100包括允许切换区域的SOC判定部101、强制切换区域的SOC判定部103、车辆状态判定部102、预备蓄电池判定部105。切换判定部100在ID=0时以规定周期进行工作，而另一方面在ID≠0时不工作。

SOC判定部101通过选择副蓄电装置BB的SOC(SOC(BB1)或SOC(BB2))与判定值TH1的比较，在SOC≥TH1时，将输出信号设定为低电平(L电平)，而另一方面在SOC<TH1时，将输出信号设定为高电平(H电平)。同样地，SOC判定部103通过选择副蓄电装置BB的SOC与下限判定值TH2的比较，在SOC≥TH2时，将输出信号设定为低电平(L电平)，而另一方面在SOC<TH2时，将输出信号设定为高电平(H电平)。

车辆状态判定部102执行图6的步骤S130中的用于车辆状态确认的判定，在步骤S130成为“是”判定的车辆状态时，将输出信号设定为H电平，而另一方面在“否”判定时，将输出信号设定为L电平。

逻辑门106输出步骤S101的输出信号及车辆状态判定部102的输出信号的AND逻辑运算结果。即，在SOC判定部101及车辆状态判定部102的输出信号的双方成为H电平时，逻辑门106输出H电平的信号，在除此以外时，输出L电平的信号。

逻辑门107输出逻辑门106的输出信号和SOC判定部103的输出信号的OR运算结果。因此，在SOC<TH2时(SOC判定部103的输出信号为H电平)、或在SOC<TH1且处于能够进行副蓄电装置的连接切换的车辆状态时(逻辑门106的输出信号为H电平)的时刻，逻辑门107的输出信号成为H电平，设定为ID=1。而且，在上述以外的情况下，维持成ID=0。

预备蓄电池判定部105基于预备的副蓄电装置的SOC，在图6的步骤S110的判定结果为“否”判定时，设定为ID=-1。除此以外时，切换判定部100维持成ID=0。如此，通过图13所示的切换判定部100，也能够执行与图6所示的流程图同样的切换要求的产生(ID：0→1)。

需要说明的是，SOC判定部101的功能对应于“第一判定部”，车辆状态判定部102及逻辑门160、107的功能对应于“第二判定部”，SOC判定部103及逻辑门107的功能对应于“第三判定部”。

升压指示部110在产生选择副蓄电装置的切换要求而成为ID=1时，对控制转换器12A的转换器控制部200，输出升压指令信号CMBT。

转换器控制部200基于电压VH、VLA及电压指令值VHref，生成转换器12A的控制信号PWUA、PWDA，以使供电线PL2的电压VH成为电压指令值VHref。

此外，转换器控制部200在从升压指示部110生成升压指令信号CMBT时，设定成电压指令值VHref=V1而生成控制信号PWUA。然后，转换器控制部200在通过电压传感器13检测出的电压VH达到规定电压V1的状态持续规定时间以上时，使表示升压结束的标志FBT为ON(接通)。

升压指示部110在标志FBT为ON时，变更为ID=2。并且，在由于后述的连接切换控制部140进行的继电器连接切换结束而设定为ID=4之前，使升压指令信号CMBT的输出继续。即，升压指示部110的功能对应于图5的步骤S200及图11的步骤S550。

电力限制部120设定选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)。在通常时，输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)基于成为选择副蓄电装置BB的蓄电池的SOC(SOC(BB1)或SOC(BB2))、电池温度(TBB1或TBB2)、输出电压(VB1或VB2)进行设定。

相对于此，在选择副蓄电装置的切换处理时，电力限制部120在ID=2时，使输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)以一定速率逐渐朝0下降，并且在Win(S)、Wout(S)达到0时，使ID从2向3变化。此外，通过连接切换控制部140设定为ID=4时，电力限制部120使输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)上升至与切换后的新的选择副蓄电装置BB的Win、Win相当的值。并且在上升处理结束时，使ID从4向0变化。

即，通过电力限制部120，实现图9的步骤S320～S340的处理及图11的步骤S520～S540的处理、以及本发明的“第一电力限制部”及“第二电力限制部”的功能。

电力限制部130设定主蓄电装置BA的输入输出上限电力Win(M)及Wout(M)。在通常时，输入输出上限电力Win(M)、Wout(M)基于主蓄电装置BA的SOC(BA)、电池温度TA、输出电压VA进行设定。

相对于此，在选择副蓄电装置的切换处理时，电力限制部130在设定为ID=2时，通过使输入输出上限电力Win(M)及Wout(M)的绝对值暂时上升，从而暂时缓和主蓄电装置BA的充放电限制。并且，电力限制部130在通过连接切换控制部140设定为ID=4时，使输入输出上限电力Win(M)及Wout(M)恢复成通常的值。

即，通过电力限制部130，实现图9的步骤S310及图11的步骤S510的处理。

连接切换控制部140通过电力限制部120设定为ID=3时，生成转换器12B的停止指令，此外，生成继电器控制信号CONT4～CONT7，以切换转换器12B及副蓄电装置BB1、BB2之间的连接。例如，将选择副蓄电装置BB从蓄电池BB1切换成蓄电池BB2时，生成继电器控制信号CONT4～CONT7，以将继电器SR1、SR1G关闭而另一方面将继电器SR2、SR2G打开。并且，该继电器连接切换处理结束时，使上述停止指令停止而使转换器12B再起动，并使ID从3向4变化。

连接切换控制部140对应于图5的步骤S400(图10的S405～S450)的处理。

如以上说明所示，根据本实施方式的电动车辆的电源***，将基于选择副蓄电装置的残余电容(SOC)的切换判定基准设定为2阶段。由此，在强制切换区域(SOC<TH2)中，能够从保护电池的观点出发而与车辆状态无关地强制性地产生副蓄电装置的切换要求，而另一方面，在其跟前的允许切换区域(TH1≤SOC<TH2)中，能够估计不影响车辆驾驶性(驾驶性能)的状态而产生切换要求。

其结果是，在一个电压转换器(转换器)共有多个副蓄电装置的结构的电源***中，能够考虑保护电池和确保车辆驾驶性这两方面，而适当地进行使用的副蓄电装置的切换判定。

此外，在使用的副蓄电装置的切换处理时，在使供电线PL2的电压上升后执行副蓄电装置的连接切换，因此在连接切换时，能够可靠地防止在***内形成以新使用的副蓄电装置为起点的短路路径。而且，在选择副蓄电装置的切换处理中，由于适当地限制选择副蓄电装置BB的输入输出上限电力Win(S)、Wout(S)，因此能够避免对电源***要求过度的充放电。

应该考虑到本次公开的实施方式在所有方面是例示而并未受其限制。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求书所表示，并意图包含与权利要求书等同的含义及其范围内的全部变更。

Claims (10)

1.一种电动车辆的电源***，该电动车辆(1)搭载有产生车辆驱动动力的电动机(MG2)，具备： 

主蓄电装置(BA)； 

供电线(PL2)，向对所述电动机进行驱动控制的逆变器(14)进行供电； 

第一电压转换器(12A)，设置在所述供电线和所述主蓄电装置之间，并构成为进行双方向的电压转换； 

相互并联设置的多个副蓄电装置(BB1、BB2)； 

第二电压转换器(12B)，设置在所述多个副蓄电装置和所述供电线之间，并构成为在所述多个副蓄电装置中的一个副蓄电装置和所述供电线之间进行双方向的电压转换； 

连接部(39B)，设置在所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间，并构成为选择性地将所述多个副蓄电装置中的选择副蓄电装置(BB)和所述第二电压转换器连接；及 

切换控制装置(30)，构成为对所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间的选择性连接进行控制， 

所述切换控制装置包括： 

第一判定部(101)，构成为检测使用中的选择副蓄电装置的残余电容(SOC)是否低于预先设定的第一判定值(TH1)； 

第二判定部(102、106、107)，构成为在所述残余电容低于所述第一判定值时，根据所述电动车辆的车辆状态而产生所述选择副蓄电装置的切换要求；及 

第三判定部(103、107)，构成为在所述选择副蓄电装置的残余电容低于比所述第一判定值低的第二判定值(TH2)时，与所述车辆状态无关地产生所述切换要求。 

2.根据权利要求1所述的电动车辆的电源***，其中， 

所述第二判定部(102)构成为，在所述残余电容(SOC)低于所述第一判定值(TH1)时，若所述电动车辆(1)的总要求动力(Pttl)比基于所述主蓄电装置(BA)的输出电力上限值(Wout(M))设定的判定值低，则产生所述切换要求。 

3.根据权利要求1所述的电动车辆的电源***，其中， 

所述电动车辆(1)还具备： 

内燃机(4)，构成为能够相对于所述电动机(MG2)独立地输出车辆驱动动力；及 

行驶控制部(250)，将所述电动车辆的整体要求动力(Pttl)分配成所述电动机的输出动力和所述内燃机的输出动力， 

所述第二判定部(102)构成为，在所述残余电容(SOC)低于所述第一判定值(TH1)时，若所述内燃机处于工作中则产生所述切换要求。 

4.根据权利要求1所述的电动车辆的电源***，其中， 

所述切换控制装置还包括预备蓄电装置判定部(105)，该预备蓄电装置判定部(105)构成为，在所述多个副蓄电装置(BB1、BB2)中的除所述选择副蓄电装置(BB)之外的预备蓄电装置各自的充电电容低于规定值时，禁止产生所述切换要求。 

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动车辆的电源***，其中， 

所述切换控制装置还包括： 

升压指示部(110)，构成为在产生所述切换要求时，向所述第一电压转换器发出指示，以使所述供电线的电压(VH)成为比所述主蓄电装置的输出电压及在切换后和所述第二电压转换器连接的副蓄电装置的输出电压高的第一电压(V1)； 

第一电力限制部(120)，构成为在所述供电线的电压达到所述第一电压后，使所述选择副蓄电装置的输入输出电力上限值(Win(S)、Wout(S))逐渐减少至零； 

连接切换控制部(140)，构成为在通过所述第一电力限制部将所述 输入输出电力上限值设定为零时，切换所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间的连接；及 

第二电力限制部(120)，构成为在通过所述连接切换控制部切换所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间的连接后，使所述输入输出电力上限值逐渐上升至与和所述第二电压转换器新连接的副蓄电装置的充电状态对应的值。 

6.一种电动车辆的电源***的控制方法，该电动车辆(1)搭载有产生车辆驱动动力的电动机(MG2)， 

所述电源***具备： 

主蓄电装置(BA)； 

供电线(PL2)，向对所述电动机进行驱动控制的逆变器(14)进行供电； 

第一电压转换器(12A)，设置在所述供电线和所述主蓄电装置之间，并构成为进行双方向的电压转换； 

相互并联设置的多个副蓄电装置(BB1、BB2)； 

第二电压转换器(12B)，设置在所述多个副蓄电装置和所述供电线之间，并构成为在所述多个副蓄电装置中的一个副蓄电装置和所述供电线之间进行双方向的电压转换； 

连接部(39B)，设置在所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间，并构成为选择性地将所述多个副蓄电装置中的选择副蓄电装置(BB)和所述第二电压转换器连接；及 

切换控制装置(30)，构成为对所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间的选择性连接进行控制， 

所述控制方法包括： 

判定使用中的选择副蓄电装置的残余电容(SOC)是否低于预先设定的第一判定值(TH1)的步骤(S120)； 

在所述残余电容低于所述第一判定值时，根据所述电动车辆的车辆状态而产生所述选择副蓄电装置的切换要求的步骤(S130)；及 

在所述选择副蓄电装置的残余电容低于比所述第一判定值低的第 二判定值(TH2)时，与所述车辆状态无关地强制产生所述切换要求的步骤(S140)。 

7.根据权利要求6所述的电动车辆的电源***的控制方法，其中， 

在产生所述切换要求的步骤(S130)中，在所述残余电容(SOC)低于所述第一判定值(TH1)时，若所述电动车辆(1)的总要求动力(Pttl)比基于所述主蓄电装置(BA)的输出电力上限值(Wout(M))设定的判定值低，则产生所述切换要求。 

8.根据权利要求6所述的电动车辆的电源***的控制方法，其中， 

所述电动车辆(1)还搭载有内燃机(4)，该内燃机(4)构成为能够相对于所述电动机(MG2)独立地输出车辆驱动动力， 

在产生所述切换要求的步骤(S130)中，在所述残余电容(SOC)低于所述第一判定值(TH1)时，若所述内燃机处于工作中则产生所述切换要求。 

9.根据权利要求6所述的电动车辆的电源***的控制方法，其中， 

还包括如下的步骤(S110)：在所述多个副蓄电装置(BB1、BB2)中的除所述选择副蓄电装置(BB)之外的预备蓄电装置各自的充电电容低于规定值时，禁止产生所述切换要求。 

10.根据权利要求6～9中任一项所述的电动车辆的电源***的控制方法，还包括： 

在产生所述切换要求时，向所述第一电压转换器发出指示，以使所述供电线的电压(VH)成为比所述主蓄电装置的输出电压及在切换后和所述第二电压转换器连接的副蓄电装置的输出电压高的第一电压(V1)的步骤(S200)； 

在所述供电线的电压达到所述第一电压后，使所述选择副蓄电装置的输入输出电力上限值(Win(S)、Wout(S))逐渐减少至零的步骤(S320～S340)； 

在通过所述减少的步骤将所述输入输出电力上限值设定为零时，切换所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间的连接的步骤(S400)；及 

在通过所述切换的步骤切换所述多个副蓄电装置和所述第二电压转换器之间的连接后，使所述输入输出电力上限值逐渐上升至与和所述第二电压转换器新连接的副蓄电装置的充电状态对应的值的步骤(S520～S540)。 

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