CN104756397B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过简单的结构来减小电源并联状态/电源串联状态的切换时的电压变动的电源装置。该电源装置具备：电源主体(40)，其具有第一二次电池(41)及第二二次电池(42)；电源状态切换机构，其对电源并联状态、电源串联状态及单独第二电源状态进行切换；第一逆变器(10)；逆变器连接状态切换机构，其对电源主体(40)与第一逆变器(10)连接的第一连接状态、单独第二电源状态下的电源主体(40)与第一逆变器(10)串联连接的第二连接状态进行切换，其中，在从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，切换为第一连接状态，使第一电动发电机(110)作为马达而工作，之后，切换为单独第二电源状态，并切换为第二连接状态，在经由第二二次电池(42)与成为电源的第一逆变器(10)的串联连接状态后，电源状态切换机构切换为电源串联状态。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及一种电源装置。
背景技术
以往，例如公知有一种电源装置，其具备四个第一～第四继电器、两个二次电池、升压转换器，通过升压转换器来调整向电负载施加的电压，并同时将两个二次电池切换成串联连接状态和并联连接状态而与电负载连接(参照专利文献1)。
另外，以往，例如公知有一种电源***，其具备四个第一～第四开关元件、两个电抗器、两个直流电源，且调整向电负载施加的电压，并同时将两个直流电源切换成串联连接状态和并联连接状态而与电负载连接(参照专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-60838号公报
专利文献2：日本特开2012-70514号公报
发明的概要
发明要解决的课题
然而，在专利文献1的电源装置中，仅是将两个二次电池切换两个连接状态、即串联连接状态和并联连接状态。即，为了高效地驱动电负载，希望扩大能够向电负载施加的电压的范围并同时详细地进行控制。
另外，在专利文献1的电源装置中，由于具备四个第一～第四继电器和升压转换器，因而装置构成所需的部件数量增多。由此，产生装置大型化且为了构成装置所需的费用高昂的问题。
另外，在专利文献2的电源***中，例如在从并联连接状态向串联连接状态切换时，由于将各直流电源的电压升压至串联连接状态的串联电压(例如，各直流电源的电压的约2倍等)，从而最大磁通变化增大，除了需要使电抗器大型化以外，还产生因在串联连接状态及并联连接状态的各通电路径中含有两个开关元件而导致导通损失增大的问题。
另外，在专利文献2的电源***中，由于电抗器的总交链磁通数随着升压率的增大而向增大趋势变化，因此损失增大且需要使电抗器大型化。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种通过简单的结构来减小第一电源及第二电源的电源并联状态/电源串联状态的切换时的电压变动的电源装置。
用于解决课题的手段
作为用于解决上述课题的手段，本发明涉及一种电源装置，其特征在于，具备：电源主体，其具有第一电源及第二电源；电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；逆变器，其与电动发电机连接；以及逆变器连接状态切换机构，其对电源并联状态或电源串联状态下的所述电源主体与所述逆变器连接的第一连接状态、单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器串联连接的第二连接状态进行切换，其中，在所述电源状态切换机构从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，所述逆变器连接状态切换机构切换为第一连接状态，所述逆变器使所述电动发电机作为马达而工作，之后，所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接状态切换机构切换为第二连接状态，在经由所述第二电源与通过作为发电机进行工作的所述电动发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，所述电源状态切换机构切换为电源串联状态。
根据这样的结构，在电源状态切换机构从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，逆变器连接状态切换机构切换为第一连接状态，逆变器使电动发电机作为马达而工作。并且，电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，逆变器连接状态切换机构切换为第二连接状态，在经由第二电源与暂时成为电源的逆变器的串联连接状态之后，电源状态切换机构切换为电源串联状态。
这样，由于经由第二电源与暂时成为电源的逆变器的串联连接状态，因此电源主体的电压变动变小。
另外，由于为利用通常搭载于混合动力车等的电动发电机的结构，因此部件数量不会增加，结构简单，且不易大型化。
作为用于解决上述课题的手段，本发明涉及一种电源装置，其特征在于，具备：电源主体，其具有第一电源及第二电源；电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；逆变器，其与电动发电机连接；以及逆变器连接状态切换机构，其对电源并联状态或电源串联状态下的所述电源主体与所述逆变器连接的第一连接状态、单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器串联连接的第二连接状态进行切换，其中，在所述电源状态切换机构从电源串联状态向电源并联状态切换的情况下，所述逆变器连接状态切换机构切换为第一连接状态，所述逆变器使所述电动发电机作为马达而工作，之后，所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接状态切换机构切换为第二连接状态，在经由所述第二电源与通过作为发电机进行工作的所述电动发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，所述电源状态切换机构切换为电源并联状态。
根据这样的结构，在电源状态切换机构从电源串联状态向电源并联状态切换的情况下，逆变器连接状态切换机构切换为第一连接状态，逆变器使电动发电机作为马达而工作。并且，电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，逆变器连接状态切换机构切换为第二连接状态，在经由第二电源与暂时成为电源的逆变器的串联连接状态之后，电源状态切换机构切换为电源串联状态。
这样，由于经由第二电源与暂时成为电源的逆变器的串联连接状态，因此电源主体的电压变动变小。
另外，在电源装置中，优选的是，所述第一电源具备第一电源正极端子和第一电源负极端子，所述第二电源具备第二电源正极端子和第二电源负极端子，所述逆变器具备逆变器正极端子和逆变器负极端子，所述电源装置具备：正极母线，其与所述第二电源正极端子连接；负极母线，其与所述第一电源负极端子及所述逆变器负极端子连接；第一开关，其将所述第一电源正极端子与所述正极母线的连接接通或断开；第二开关，其将所述第一电源正极端子与所述第二电源负极端子的连接接通或断开；第三开关，其将所述正极母线与所述逆变器正极端子的连接接通或断开；第四开关，其将所述第二电源负极端子与所述逆变器正极端子的连接接通或断开；以及第五开关，其将所述第二电源负极端子与所述负极母线的连接接通或断开。
作为用于解决上述课题的手段，本发明涉及一种电源装置，其特征在于，具备：电源主体，其具有第一电源及第二电源；电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；逆变器，其与发电机连接；逆变器连接机构，其将单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器以串联连接的串联连接状态连接；以及动力源控制机构，其对使所述发电机的转子旋转的动力源进行控制，其中，在所述电源状态切换机构从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，在所述动力源控制机构使所述转子旋转之后，所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接机构切换为串联连接状态，在经由所述第二电源与通过工作的所述发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，所述电源状态切换机构切换为电源串联状态。
作为用于解决上述课题的手段，本发明涉及一种电源装置，其特征在于，具备：电源主体，其具有第一电源及第二电源；电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；逆变器，其与发电机连接；逆变器连接机构，其将单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器以串联连接的串联连接状态连接；以及动力源控制机构，其对使所述发电机的转子旋转的动力源进行控制，其中，在所述电源状态切换机构从电源串联状态向电源并联状态切换的情况下，在所述动力源控制机构使所述转子旋转之后，所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接机构切换为串联连接状态，在经由所述第二电源与通过工作的所述发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，所述电源状态切换机构切换为电源并联状态。
根据这样的结构，动力源控制机构使转子旋转，从而发电机工作(发电)，通过工作的发电机，从而逆变器成为电源。
发明效果
根据本发明，能够提供一种通过简单的结构来减小第一电源及第二电源的电源并联状态/电源串联状态的切换时的电压变动的电源装置。
附图说明
图1是本实施方式的电源装置的结构图。
图2是表示本实施方式的电源装置的一个动作例的时序图。
图3是对图2的区间A中的电流的流动进行说明的图。
图4是对图2的区间B中的电流的流动进行说明的图。
图5是对图2的区间C中的电流的流动进行说明的图。
图6是对图2的区间D中的电流的流动进行说明的图。
图7是对图2的区间E中的电流的流动进行说明的图。
图8是对图2的区间F中的电流的流动进行说明的图。
图9是对图2的区间G中的电流的流动进行说明的图。
图10是对图2的区间H中的电流的流动进行说明的图。
图11是对图2的区间I中的电流的流动进行说明的图。
图12是对图2的区间J中的电流的流动进行说明的图。
具体实施方式
参照图1～图12，对本发明的一个实施方式进行说明。
本实施方式的电源装置1为如下这样的装置：其搭载于未图示的串联式的混合动力车(电动车辆)，在第一电动发电机110及第二电动发电机120之间授受电力。第一电动发电机110与未图示的内燃机(动力源)连接，与内燃机之间授受动力。第二电动发电机120与驱动轮(未图示)连接，与驱动轮之间授受动力。
<第一电动发电机>
第一电动发电机110具备马达(电动机)的功能、发电机(generator)的功能。即，第一电动发电机110配置于内燃机侧，因此主要通过来自内燃机的动力作为发电机而发挥功能，但是该第一电动发电机110在电源主体40的电源并联状态及电源串联状态的切换时，暂时作为马达而发挥功能。
第一电动发电机110具备与内燃机的曲轴(输出轴)一体地旋转的圆柱状的第一转子、包围第一转子的圆筒状的第一定子。第一定子具备圆筒状的第一定子主体、在第一定子主体的第一齿上安装的第一定子线圈111、112、113。第一定子线圈111、112、113为与U相、V相、W相对应的线圈。需要说明的是，圆柱状的第一转子也可以经由内燃机的曲轴和离合器等接合装置(断接装置)而进行旋转。
<内燃机>
内燃机例如为往复式，且为通过使燃料燃烧而使曲轴旋转来产生动力(旋转力)的动力产生装置。内燃机具备吸入燃料与空气的混合气体的吸气阀、将燃烧后的废气排出的排气阀、喷射燃料的喷射器、控制吸入的空气的流量的节气门、对混合气体点火的火花塞。并且，ECU90通过适当控制吸气阀、排气阀、喷射器、节气门及火花塞，从而控制内燃机的输出(曲轴的转速、转矩)。
<第二电动发电机>
第二电动发电机120具备马达(电动机)的功能、发电机(generator)的功能。即，第二电动发电机120在(1)动力运转时，作为马达而发挥功能，通过消耗来自第二逆变器20的交流电力(三相交流电力)而产生驱动力，在(2)再生时，作为发电机而发挥功能，通过车轮的旋转力而产生交流电力。
第二电动发电机120具备与驱动轮一体地旋转的圆柱状的第二转子、包围第二转子的圆筒状的第二定子。第二定子具备圆筒状的第二定子主体、在第二定子主体的第二齿上安装的第二定子线圈121、122、123。第二定子线圈121、122、123为与U相、V相、W相对应的线圈。
《电源装置的构成》
电源装置1具备内燃机侧的第一逆变器10、驱动轮侧的第二逆变器20、正极母线31及负极母线32、电源主体40、电容器51、第一开关61～第五开关65、辅机71、ECU90。
<第一逆变器>
第一逆变器10是与内燃机侧的第一电动发电机110之间授受电力的装置。具体而言，第一逆变器10在(1)发电时(包括第一转子的惯性旋转时)，主要具备将来自第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力并向电源主体40或第二逆变器20输出的功能。
此外，第一逆变器10还具备将来自第一二次电池41等的直流电力转换为交流电力而向第一电动发电机110输出，来使第一电动发电机110暂时成为马达的功能。
第一逆变器10具备第一逆变器正极端子10H(高压侧端子)和第一逆变器负极端子10L(低压侧端子)。
第一逆变器10具备U相用的开关11H(IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)等晶体管)及开关11L、V相用的开关12H及开关12L、W相用的开关13H及开关13L。另外，在各开关11H上设置有与各开关11H等并联且允许从负极侧向正极侧的通电的二极管。
在U相中，开关11H的集电极与第一逆变器正极端子10H连接，开关11H的发射极与开关11L的集电极连接，开关11L的发射极与第一逆变器负极端子10L连接。开关11H的发射极及开关11L的集电极连结于与U相对应的第一定子线圈111。
V相、W相为与U相相同的连接状态，因此省略说明。
并且，通过ECU90对开关11H～13L进行接通(ON)/断开(OFF)控制，从而第一逆变器10在直流电力与交流电力之间转换。
<第二逆变器>
第二逆变器20是与驱动轮侧的第二电动发电机120之间授受电力的装置。具体而言，第二逆变器20具备：(1)在动力运转时，将来自第一二次电池41、第二二次电池42、第一电动发电机110的直流电力转换为交流电力，向第二电动发电机120输出的功能；(2)在再生时，将来自第二电动发电机120的再生电力(交流电力)转换为直流电力，向第一二次电池41等输出的功能。
第二逆变器20具备第二逆变器正极端子20H(高压侧端子)、第二逆变器负极端子20L(低压侧端子)。
第二逆变器20具备U相用的开关21H及开关21L、V相用的开关22H及开关22L、W相用的开关23H及开关23L。另外，在各开关21H等上设置有与各开关21H等并联且允许从负极侧向正极侧的通电的二极管。
由于第二逆变器20中的开关21H等的连接状态与第一逆变器10相同，因此省略说明。
<正极母线、负极母线>
正极母线31是电源装置1的正极侧的母线，与第二逆变器正极端子20H、第三开关63的集电极连接。需要说明的是，第三开关63的发射极与第一逆变器正极端子10H连接。负极母线32是电源装置1的负极侧的母线，与第一逆变器负极端子10L、第二逆变器负极端子20L连接。
<电源主体(第一二次电池、第二二次电池)>
电源主体40具备第一二次电池41(第一电源)、第二二次电池42(第二电源)。第一二次电池41、第二二次电池42为高压电源，且为通过串联连接多个单电池而构成的电池组。第一二次电池41、第二二次电池42为能够对直流电力进行充放电(充电/放电)的二次电池，例如，由锂离子型、锂离子聚合物型、镍氢型构成。
第一二次电池41具备第一电源正极端子41H和第一电源负极端子41L。第一电源正极端子41H经由第一开关61而与正极母线31电连接。第一电源负极端子41L与负极母线32连接。
第二二次电池42具备第二电源正极端子42H和第二电源负极端子42L。第二电源正极端子42H与正极母线31连接。第二电源负极端子42L经由第五开关65而与负极母线32连接。
<电容器>
电容器51是对电荷进行充放电的构件。电容器51与第五开关65并联配置，电容器51的正极端子与第二电源负极端子42L连接，电容器51的负极端子与负极母线32电连接。
<开关>
第一开关61～第五开关65是通过ECU90进行接通(导通)/断开(切断)控制的开关，例如由IGBT构成。
第一开关61是将第一电源正极端子41H与正极母线31的连接状态接通/断开的开关。
第二开关62是将第一电源正极端子41H与第二电源负极端子42L的连接状态接通/断开的开关。
第三开关63是将正极母线31与第一逆变器正极端子10H的连接状态接通/断开的开关。
第四开关64是将第二电源负极端子42L与第一逆变器正极端子10H的连接状态接通/断开的开关。
第五开关65是将第二电源负极端子42L与负极母线32的连接状态接通/断开的开关。
<辅机>
辅机71是以比第二电动发电机120低的动作电压(例如12V)而进行工作的设备，为前照灯、室内灯、导航装置等。辅机71与第一二次电池41连接，在辅机71与第一二次电池41之间设置有对电压进行降压的DC/DC转换器(未图示)。
<ECU>
ECU90是对电源装置1进行电子控制的控制装置，包括CPU、ROM、RAM、各种接口、电子电路等而构成。并且，ECU90构成为按照存储于其内部的程序而执行各种处理。
<ECU-动力运转时/再生时判定>
ECU90具备根据车速、油门开度来判定是否为动力运转时的功能。油门开度通过油门开度传感器(未图示)来检测，车速通过车速传感器(未图示)来检测。并且，ECU90在紧邻之前的规定单位时间内车速及/或油门开度增加的情况下，判定为动力运转时。另一方面，ECU90在车速或油门开度减少的情况下，判断为不是动力运转时、即为再生时。
<第一二次电池等的连接状态>
在此，对第一二次电池41、第二二次电池42、内燃机侧的第一逆变器10的连接状态进行说明。需要说明的是，ECU90通过将第一开关61等适当地接通/断开，从而适当地切换后述的连接状态。
<电源并联状态>
当第一开关61及第五开关65为接通状态、第二开关62为断开状态时，形成为第一二次电池41及第二二次电池42相对于负载(第二逆变器20)并联的电源并联状态。
<电源串联状态>
当第二开关62为接通状态、第一开关61及第五开关65为断开状态时，形成为第一二次电池41及第二二次电池42相对于负载(第二逆变器20)串联的电源串联状态。
<电源并联状态、电源串联状态的选择>
ECU90具备如下的功能，即，根据作为动力源的第二电动发电机120所要求的要求转矩、车速、连接状态映射，来选择电源并联状态或电源串联状态，并以成为所选择的连接状态的方式对第一开关61等进行接通/断开控制。
连接状态映射预先通过试验等而求出，并预先存储于ECU90，例如，与要求转矩及车速对应而划分为应当选择电源并联状态的区域和应当选择电源串联状态的区域。具体而言，以随着要求转矩及/或车速增大而容易选择电源串联状态的方式进行映射化。
<单独第二电源状态>
当第一开关61及第二开关62为断开状态时，成为仅第二二次电池42单独输出的单独第二电源状态。需要说明的是，在本实施方式中，在单独第二电源状态下，第五开关65也为断开状态。
<电源状态切换机构>
因此，在本实施方式中，对电源并联状态、电源串联状态、单独第二电源状态进行切换的电源状态切换机构具备第一开关61、第二开关62、第四开关64、第五开关65及控制它们的ECU90。
<第一逆变器：第一连接状态>
在电源主体40为电源并联状态或电源串联状态的情况下，当第三开关63为接通状态、第四开关64为断开状态时，第一逆变器10成为第一连接状态。在第一连接状态下，(1)能够将电源主体40的电力向第一逆变器10供给而使第一电动发电机110作为马达来发挥功能、(2)能够将作为发电机而发挥功能的第一电动发电机110的电力向电源主体40及/或第二逆变器20供给。
<第一逆变器：第二连接状态>
在电源主体40为单独第二电源状态的情况下，当第三开关63为断开状态、第四开关64为接通状态时，第一逆变器10成为第二连接状态。
<逆变器连接状态切换机构>
因此，在本实施方式中，对第一连接状态和第二连接状态进行切换的逆变器连接状态切换机构具备第三开关63、第四开关64及控制它们的ECU90。
《电源装置的作用效果》
对电源装置1的作用效果进行说明。
<电源主体：电源并联状态-动力运转时>
如图2(区间A)、图3所示，ECU90在选择电源并联状态的情况下，将第一开关61、第五开关65接通，将第二开关62、第三开关63、第四开关64断开。这样，第一二次电池41及第二二次电池42成为电源并联状态。
并且，ECU90在判定为动力运转时的情况下，以使第二电动发电机120作为马达而发挥功能的方式控制第二逆变器20，从而将来自第一二次电池41及第二二次电池42的直流电力转换为交流电力而向第二电动发电机120供给。具体而言，ECU90以使第二电动发电机120的实际转矩成为要求转矩的方式对第二逆变器20进行PWM控制。
在这种情况下，也可以为如下结构，即，当判断为仅通过来自第一二次电池41及第二二次电池42的直流电力而不足时，ECU90使第三开关63接通并且使内燃机工作，从而使第一电动发电机110作为发电机而发挥功能，并通过第一逆变器10将来自第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力，将该直流电力也向第二逆变器20供给。
<电源主体：电源并联状态-再生时>
如图2(区间B)、图4所示，ECU90在选择电源并联状态且判定为再生时的情况下，以将来自作为发电机而发挥功能的第二电动发电机120的交流电力转换为直流电力的方式控制第二逆变器20。这样，转换后的直流电力向第一二次电池41及第二二次电池42充电。
在这种情况下，也可以为如下结构，即，当判断为仅通过来自第二逆变器20的直流电力而无法对第一二次电池41及第二二次电池42充分地充电时，并且，在要对第一二次电池41及第二二次电池42进行快速充电时，ECU90使第三开关63接通并且使内燃机工作，从而使第一电动发电机110作为发电机而发挥功能，并通过第一逆变器10将来自第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力，将该直流电力也向第一二次电池41及第二二次电池42充电。
<电源主体：电源并联状态→电源串联状态>
接下来，参照图2(区间C～E)、图5～图7，对从电源并联状态向电源串联状态切换的情况进行说明。
<第一逆变器：第一连接状态>
如图2(区间C)、图5所示，ECU90在使第一开关61、第五开关65保持接通的状态下，使第三开关63也接通。需要说明的是，第二开关62、第四开关64保持断开的状态。由此，处于电源并联状态的电源主体40与第一逆变器10成为第一连接状态。
<第一电动发电机：马达>
接下来，ECU90控制第一逆变器10，将来自第一二次电池41及第二二次电池42的直流电力转换为交流电力而向第一电动发电机110供给，使第一电动发电机110作为马达而发挥功能。由此，第一电动发电机110的第一转子(未图示)进行旋转。
在这种情况下，也可以为如下结构，即，旋转的第一转子牵引内燃机的曲轴，因此在第一转子与曲轴之间具备离合器机构，在使上述第一转子旋转时，将上述离合器机构断开(切断动力)。后述的从电源串联状态向电源并联状态切换的情况也同样。
需要说明的是，与使第一转子旋转的程度对应，通过之后惯性旋转的第一转子而产生的电动势发生变化。即，随着使第一转子以高速旋转而电动势增大。因此，优选的是，以使之后产生的电动势成为第一二次电池41的端子电压以上的方式，例如以随着第一二次电池41的端子电压增大而使第一转子以高速旋转的方式，增大向第一电动发电机110的电力供给量。第一二次电池41的端子电压由电压传感器等来检测。
<电源主体：单独第二电源状态，第一逆变器：第二连接状态>
接下来，如图2(区间D)、图6所示，ECU90使第四开关64接通，使第一开关61、第二开关62、第三开关63、第五开关65断开。由此，电源主体40成为仅第二二次电池42进行输出(与外部连接)的单独第二电源状态。第一逆变器10成为与处于单独第二电源状态的电源主体40串联连接的第二连接状态(串联连接状态)。
需要说明的是，通过将第三开关63断开，由此从电源主体40向第一逆变器10的电力供给停止，从而第一电动发电机110的马达功能丧失。然而，第一转子通过自身的惯性而惯性(惰性)旋转，第一电动发电机110作为发电机而工作(发挥发电机功能)，从而在第一定子线圈111～113中产生交流电力。
接下来，ECU90控制第一逆变器10，从而将来自作为发电机而工作的第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力。由此，第一逆变器10暂时成为直流电源(升压器)，并且第一逆变器10与第二二次电池42成为串联连接状态(第二连接状态)。
需要说明的是，在串联连接状态下，第一逆变器10与电容器51并联，并且，第一逆变器10还与之后连接的第一二次电池41并联。
在该状态下，第一转子的转速逐渐变小，因此暂时成为电源的第一逆变器10的电动势也逐渐变小。另一方面，在电容器51中蓄积电荷，因此电容器51的电压逐渐增大。
<电源主体：电源串联状态>
接下来，如图2(区间E)、图7所示，ECU90在使第四开关64保持接通的状态下，使第二开关62接通。需要说明的是，第一开关61、第三开关63、第五开关65保持断开的状态。
于是，电源主体40从单独第二电源状态向第一二次电池41与第二二次电池42串联的电源串联状态切换。之后，ECU90使第四开关64断开。
这样，在经由第二二次电池42与暂时成为电源的第一逆变器10及电容器51串联连接的串联连接状态之后，切换为第一二次电池41与第二二次电池42串联的电源串联状态，因此与不经由上述串联连接状态而直接从电源并联状态切换为电源串联状态的结构相比，向第二逆变器20施加的施加电压的急剧变动变小。
需要说明的是，优选的是，从单独第二电源状态向电源串联状态切换的时刻为第一二次电池41的第一电源电压(端子电压)与第一逆变器10的电动势、电容器51的电压大致相等的时刻。因此，还可以为如下结构，即，具备对第一二次电池41的第一电源电压进行检测的电压传感器、对电容器51的电压进行检测的电压传感器、对第一逆变器10的电动势进行检测的电压传感器。
<电源主体：电源串联状态-动力运转时>
如图2(区间F)、图8所示，ECU90在选择电源串联状态的情况下，将第二开关62接通，将第一开关61、第三开关63、第四开关64、第五开关65断开。这样，第一二次电池41及第二二次电池42成为串联状态。
并且，ECU90在判定为动力运转时的情况下，以使第二电动发电机120作为马达而发挥功能的方式控制第二逆变器20，从而将来自第一二次电池41及第二二次电池42的直流电力转换为交流电力而向第二电动发电机120供给。
在这种情况下，也可以为如下结构，即，在判断为仅通过来自第一二次电池41及第二二次电池42的直流电力而不足时，ECU90使第三开关63接通并且使内燃机工作，从而使第一电动发电机110作为发电机而发挥功能，并通过第一逆变器10将来自第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力，将该直流电力也向第二逆变器20供给。
<电源主体：电源串联状态-再生时>
如图2(区间G)、图9所示，ECU90在选择电源串联状态且判定为再生时的情况下，以将来自作为发电机而发挥功能的第二电动发电机120的交流电力转换为直流电力的方式控制第二逆变器20。这样，转换后的直流电力向第一二次电池41及第二二次电池42充电。
在这种情况下，也可以为如下结构，即，在判断为仅通过来自第二逆变器20的直流电力无法对第一二次电池41及第二二次电池42充分地进行充电时等，ECU90使第三开关63接通并且使内燃机工作，从而使第一电动发电机110作为发电机而发挥功能，并通过第一逆变器10将来自第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力，将该直流电力也向第一二次电池41及第二二次电池42充电。
<电源主体：电源串联状态→电源并联状态>
接下来，参照图2(区间H～J)、图10～图11，对从电源串联状态向电源并联状态切换的情况进行说明。
<第一逆变器：第一连接状态>
如图2(区间H)、图10所示，ECU90在使第二开关62保持接通的状态下，还使第三开关63接通。需要说明的是，第一开关61、第四开关64、第五开关65保持断开的状态。由此，处于电源串联状态的电源主体40与第一逆变器10成为第一连接状态。
<第一电动发电机：马达>
接下来，ECU90控制第一逆变器10，从而将来自第一二次电池41及第二二次电池42的直流电力转换为交流电力而向第一电动发电机110供给，使第一电动发电机110作为马达而发挥功能。由此，第一电动发电机110的第一转子(未图示)进行旋转。
<电源主体：单独第二电源状态，第一逆变器：第二连接状态>
接下来，如图2(区间I)、图11所示，ECU90将第四开关64接通，将第一开关61、第二开关62、第三开关63、第五开关65断开。由此，电源主体40成为仅第二二次电池42进行输出(与外部连接)的单独第二电源状态。第一逆变器10成为与处于单独第二电源状态的电源主体40串联连接的第二连接状态(串联连接状态)。
需要说明的是，通过将第三开关63断开，由此从电源主体40向第一逆变器10的电力供给停止，从而第一电动发电机110的马达功能丧失。然而，第一转子通过自身的惯性而惯性(惰性)旋转，第一电动发电机110作为发电机而工作(发挥发电机功能)，从而在第一定子线圈111～113中产生交流电力。
<第一逆变器：串联连接状态>
接下来，ECU90控制第一逆变器10，从而将来自作为发电机而工作的第一电动发电机110的交流电力转换为直流电力。由此，第一逆变器10暂时成为直流电源，并且第一逆变器10与第二二次电池42成为串联连接状态。
需要说明的是，在串联连接状态下，第一逆变器10与电容器51并联，并且，第一逆变器10还与之后连接的第一二次电池41并联。
在该状态下，第一转子的转速逐渐变小，因此暂时成为电源的第一逆变器10的电动势也逐渐变小。另一方面，由于在电容器51中蓄积电荷，因此电容器51的电压逐渐增大。
<电源主体：电源并联状态>
接下来，如图2(区间J)、图12所示，ECU90在使第四开关64保持接通的状态下，使第一开关61、第五开关65接通。需要说明的是，第二开关62、第三开关63保持断开的状态。
于是，电源主体40从单独第二电源状态向第一二次电池41与第二二次电池42并联的电源并联状态切换。之后，ECU90将第四开关64断开。
这样，在经由第二二次电池42与暂时成为电源的第一逆变器10及电容器51串联连接的串联连接状态之后，切换为第一二次电池41与第二二次电池42并联的电源并联状态，因此与不经由上述串联连接状态而从电源串联状态切换为电源并联状态的结构相比，向第二逆变器20施加的施加电压的急剧变动变小。
需要说明的是，优选的是，从单独第二电源状态向电源并联状态切换的时刻为第一二次电池41的第一电源电压(端子电压)与第一逆变器10的电动势、电容器51的电压大致相等的时刻。
《变形例》
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，然而本发明并不局限于此，例如，也可以以下这样变更。
在上述的实施方式中，例示了与电源装置1始终连接的外部负载为消耗交流电力的第二电动发电机120结构，然而除此以外，例如，还可以为外部负载是消耗直流电力的直流电力消耗设备(例如电加热器)的结构。需要说明的是，在为这种直流电力消耗设备的情况下，电源装置1成为不具备第二逆变器20的结构。
在上述的实施方式中，例示了在从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，当使第一电动发电机110的转子旋转时，将第三开关63接通而从电源主体40向第一逆变器10供给直流电力，使第一电动发电机110暂时作为马达而发挥功能的结构，然而除此以外，例如，也可以为ECU90(动力源控制机构)使内燃机(动力源)暂时工作并通过内燃机的动力而使第一电动发电机110的转子旋转的结构。
在该结构的情况下，不需要用于向第一逆变器10供给电力的第三开关63的接通，第三开关63成为保持断开的状态。
并且，在通过内燃机的动力使第一电动发电机110的转子旋转之后，ECU90(逆变器连接机构)将第四开关64接通，将第一开关61、第二开关62、第三开关63、第五开关65断开。由此，电源主体40成为仅第二二次电池42进行输出(与外部连接)的单独第二电源状态。并且，第一逆变器10成为与处于单独第二电源状态的电源主体40串联的串联连接状态。
在上述的实施方式中，例示了在从电源串联状态向电源并联状态切换的情况下，当使第一电动发电机110的转子旋转时，将第三开关63接通而从电源主体40向第一逆变器10供给直流电力，使第一电动发电机110暂时作为马达而发挥功能的结构，然而除此以外，例如也可以为ECU90(动力源控制机构)使内燃机(动力源)暂时工作且通过内燃机的动力来使第一电动发电机110的转子旋转的结构。
在该结构的情况下，不需要用于向第一逆变器10供给电力的第三开关63的接通，第三开关63保持断开的状态。
并且，在通过内燃机的动力而使第一电动发电机110的转子旋转之后，ECU90(逆变器连接机构)将第四开关64接通，将第一开关61、第二开关62、第三开关63、第五开关65断开。由此，电源主体40成为仅第二二次电池42进行输出(与外部连接)的单独第二电源状态。并且，第一逆变器10成为与处于单独第二电源状态的电源主体40串联连接的串联连接状态。
在上述的实施方式中，例示了第一电源为第一二次电池41的结构，然而除以此外，例如也可以为第一电源是一次电池的结构。第二电源(第二二次电池42)也同样。
符号说明：
1 电源装置
10 第一逆变器
20 第二逆变器
10H 第一逆变器正极端子
10L 第一逆变器负极端子
20 第二逆变器
31 正极母线
32 负极母线
40 电源主体
41 第一二次电池(第一电源)
41H 第一电源正极端子
41L 第一电源负极端子
42 第二二次电池(第二电源)
42H 第二电源正极端子
42L 第二电源负极端子
61 第一开关
62 第二开关
63 第三开关
64 第四开关
65 第五开关
90 ECU
110 第一电动发电机
120 第二电动发电机

Claims (5)

1.一种电源装置，其特征在于，具备：
电源主体，其具有第一电源及第二电源；
电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；
逆变器，其与电动发电机连接；以及
逆变器连接状态切换机构，其对电源并联状态或电源串联状态下的所述电源主体与所述逆变器连接的第一连接状态、单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器串联连接的第二连接状态进行切换，
在所述电源状态切换机构从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，
所述逆变器连接状态切换机构切换为第一连接状态，
所述逆变器使所述电动发电机作为马达而工作，之后，
所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接状态切换机构切换为第二连接状态，在经由所述第二电源与通过作为发电机进行工作的所述电动发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，
所述电源状态切换机构切换为电源串联状态。
2.一种电源装置，其特征在于，具备：
电源主体，其具有第一电源及第二电源；
电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；
逆变器，其与电动发电机连接；以及
逆变器连接状态切换机构，其对电源并联状态或电源串联状态下的所述电源主体与所述逆变器连接的第一连接状态、单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器串联连接的第二连接状态进行切换，
在所述电源状态切换机构从电源串联状态向电源并联状态切换的情况下，
所述逆变器连接状态切换机构切换为第一连接状态，
所述逆变器使所述电动发电机作为马达而工作，之后，
所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接状态切换机构切换为第二连接状态，在经由所述第二电源与通过作为发电机进行工作的所述电动发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，
所述电源状态切换机构切换为电源并联状态。
3.根据权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，
所述第一电源具备第一电源正极端子和第一电源负极端子，
所述第二电源具备第二电源正极端子和第二电源负极端子，
所述逆变器具备逆变器正极端子和逆变器负极端子，
所述电源装置具备：
正极母线，其与所述第二电源正极端子连接；
负极母线，其与所述第一电源负极端子及所述逆变器负极端子连接；
第一开关，其将所述第一电源正极端子与所述正极母线的连接接通或断开；
第二开关，其将所述第一电源正极端子与所述第二电源负极端子的连接接通或断开；
第三开关，其将所述正极母线与所述逆变器正极端子的连接接通或断开；
第四开关，其将所述第二电源负极端子与所述逆变器正极端子的连接接通或断开；以及
第五开关，其将所述第二电源负极端子与所述负极母线的连接接通或断开。
4.一种电源装置，其特征在于，具备：
电源主体，其具有第一电源及第二电源；
电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；
逆变器，其与发电机连接；
逆变器连接机构，其将单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器以串联连接的串联连接状态连接；以及
动力源控制机构，其对使所述发电机的转子旋转的动力源进行控制，
在所述电源状态切换机构从电源并联状态向电源串联状态切换的情况下，
在所述动力源控制机构使所述转子旋转之后，
所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接机构切换为串联连接状态，在经由所述第二电源与通过工作的所述发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，
所述电源状态切换机构切换为电源串联状态。
5.一种电源装置，其特征在于，具备：
电源主体，其具有第一电源及第二电源；
电源状态切换机构，其对所述第一电源与所述第二电源的电源并联状态、电源串联状态及仅所述第二电源进行输出的单独第二电源状态进行切换；
逆变器，其与发电机连接；
逆变器连接机构，其将单独第二电源状态下的所述电源主体与所述逆变器以串联连接的串联连接状态连接；以及
动力源控制机构，其对使所述发电机的转子旋转的动力源进行控制，
在所述电源状态切换机构从电源串联状态向电源并联状态切换的情况下，
在所述动力源控制机构使所述转子旋转之后，
所述电源状态切换机构切换为单独第二电源状态，所述逆变器连接机构切换为串联连接状态，在经由所述第二电源与通过工作的所述发电机而成为电源的所述逆变器的串联连接状态之后，
所述电源状态切换机构切换为电源并联状态。
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