蓄電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力車輛的蓄電系統(tǒng)，所述混合動(dòng)力車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)和利用從電池供給的電力驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，其中所述電池能利用從外部電源供給的電力充電。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力車輛包括電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為用于使車輛行駛的驅(qū)動(dòng)源。該混合動(dòng)力車輛能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)中的一者或兩者作為驅(qū)動(dòng)源來(lái)行駛。
[0003]近年來(lái)，出現(xiàn)了插電式混合動(dòng)力車輛，其中能利用從外部電源供給的電力對(duì)向電機(jī)供給電力的電池充電。在如日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2013-119349(JP 2013-119349 A)中所述的插電式混合動(dòng)力車輛中，當(dāng)車輛在利用外部電源進(jìn)行的充電完成之后行駛時(shí)，以這樣的行駛模式(CD模式)執(zhí)行車輛控制，在所述行駛模式中在抑制或降低車輛(發(fā)動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)頻度的同時(shí)積極地使用儲(chǔ)存在電池中的電力，直至電池的充電/荷電狀態(tài)(SOC)下降至特定值，從而確保提高燃料效率。為了提高燃料效率，有必要在車輛正以CD模式行駛的同時(shí)抑制或降低發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻度。
[0004]在如日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2008-126970(JP 2008-126970 A)中記載的系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)在外部充電期間被加熱，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度)上升。對(duì)于這樣在外部充電期間被預(yù)先加熱的發(fā)動(dòng)機(jī)，在車輛行駛期間不太可能或不可能為了暖機(jī)而驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0005]在如日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2011-259672(JP 2011-259672 A)中記載的車輛控制系統(tǒng)中，電池在外部充電期間被加熱，使得電池的溫度上升。電池的輸出特性取決于溫度，并且電池的輸出在電池的溫度低于適當(dāng)溫度范圍的情況下下降。如果電池的輸出下降，則例如發(fā)動(dòng)機(jī)更有可能被驅(qū)動(dòng)以補(bǔ)償車輛的要求輸出。因此，在外部充電期間電池的溫度上升到適當(dāng)?shù)臏囟确秶?，使得電池的輸出不太可能或不可能下降，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻度被抑制或降低。
[0006]因此，為了在利用外部電源進(jìn)行的充電完成之后通過CD模式下的行駛控制來(lái)提高燃料效率，有必要通過在外部充電期間利用溫度控制將發(fā)動(dòng)機(jī)和電池暖機(jī)來(lái)抑制或降低發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]然而，由于從外部電源供給的電力被用于發(fā)動(dòng)機(jī)和電池的溫度控制，所以利用外部電源充電的成本以溫度控制所需的電力量增加。
[0008]更具體地，如上所述的系統(tǒng)包括變換從外部電源供給的電力的電壓并將該電力供給到用于發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器和用于電池的加熱器的DC/DC變換器、執(zhí)行外部充電控制的控制裝置、和控制對(duì)加熱器的電力供給的控制裝置。DC/DC變換器、控制裝置等所消耗的電力被包含在外部充電的成本內(nèi)。此外，當(dāng)DC/DC變換器執(zhí)行電壓變換時(shí)產(chǎn)生電力損失，并且該損失被進(jìn)一步增加至充電成本。
[0009]因此，從降低充電成本的觀點(diǎn)來(lái)看，需要抑制或降低DC/DC變換器、控制裝置等所消耗的電力和DC/DC變換器的電力損失，但在常規(guī)系統(tǒng)中尚未考慮到這些。
[0010]本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力車輛的蓄電系統(tǒng)，該蓄電系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電池的溫度控制裝置并且能夠利用從外部電源供給的電力對(duì)電池充電，其中用于在利用外部電力對(duì)電池充電的同時(shí)利用外部電力操作發(fā)動(dòng)機(jī)和電池的溫度控制裝置的充電成本被抑制或降低。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面的蓄電系統(tǒng)包括外部電源和混合動(dòng)力車輛，所述混合動(dòng)力車輛包括:發(fā)動(dòng)機(jī)；電機(jī)；向所述電機(jī)供給電力的電池，所述電池構(gòu)造成利用從所述外部電源供給的電力被充電；發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器使所述發(fā)動(dòng)機(jī)升溫；電池加熱器，所述電池加熱器使所述電池升溫;第一 DC/DC變換器，所述第一 DC/DC變換器構(gòu)造成變換供給到所述第一 DC/DC變換器的電力的電壓，并且所述第一 DC/DC變換器構(gòu)造成分別向所述發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器和所述電池加熱器輸出電力；充電器，所述充電器與所述外部電源連接，并且所述充電器構(gòu)造成向所述電池和所述第一 DC/DC變換器輸出從所述外部電源供給的電力；和第一控制器，所述第一控制器配置成執(zhí)行外部充電控制和溫度調(diào)節(jié)控制，所述外部充電控制是利用從所述外部電源供給的電力對(duì)所述電池充電的控制，所述溫度調(diào)節(jié)控制是將從所述外部電源供給的電力經(jīng)由所述第一 DC/DC變換器供給到所述發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器和所述電池加熱器直至所述外部充電控制完成為止以由此使所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電池升溫的控制。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的上述方面，共同的單個(gè)DC/DC變換器操作成向兩個(gè)加熱器一一即發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器和電池加熱器——供給電力，并且電池的外部充電控制以及包括用于向發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器和電池加熱器供給電力的控制的溫度調(diào)節(jié)控制由單個(gè)控制器執(zhí)行。因此，最大限度地減少了在外部充電期間操作的DC/DC變換器和控制器的數(shù)量，從而能降低在外部充電期間操作DC/DC變換器和控制器所需的電力消耗。此外，與分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器和電池加熱器設(shè)置DC/DC變換器的情況相比，能降低電壓變換引起的電力損失。
[0013]因此，能降低為了在外部充電期間操作DC/DC變換器和控制器而消耗的電力和由電壓變換引起的電力損失，并且能抑制或降低通過在利用外部電力對(duì)電池充電的同時(shí)利用外部電力操作發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器和電池加熱器來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)和電池升溫所需的電力量(外部充電成本)。
[0014]在所述蓄電系統(tǒng)中，所述混合動(dòng)力車輛還可包括:第二DC/DC變換器，所述第二DC/DC變換器構(gòu)造成變換從所述電池供給的電力的電壓，并且所述第二 DC/DC變換器構(gòu)造成向與所述電機(jī)連接的逆變器輸出電力；和第二控制器，所述第二控制器配置成經(jīng)由所述第二DC/DC變換器執(zhí)行所述電池的充電/放電控制。所述充電器可連接在系統(tǒng)主繼電器和所述電池之間，所述系統(tǒng)主繼電器容許所述第二DC/DC變換器和所述電池之間的連接。所述第一控制器可配置成當(dāng)i)所述系統(tǒng)主繼電器處于關(guān)斷狀態(tài)且ii)所述第二 DC/DC變換器和所述第二控制器未起動(dòng)時(shí)執(zhí)行所述外部充電控制和所述溫度調(diào)節(jié)控制。利用這種配置，通過僅起動(dòng)包括充電器和DC/DC變換器的外部充電系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行外部充電和發(fā)動(dòng)機(jī)等的溫度控制；因此，能抑制或降低將電力從電池供給到電機(jī)的充電/放電系統(tǒng)的電力消耗，并且能抑制或降低外部充電成本。
[0015]在如上所述的蓄電系統(tǒng)中，所述第一控制器可基于根據(jù)車輛行駛期間的車速預(yù)先指定的所述發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度下降量而將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)溫度設(shè)定成使得在利用所述外部電源進(jìn)行的充電完成之后在車輛行駛結(jié)束之前所述發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度不會(huì)變得比所述發(fā)動(dòng)機(jī)被強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)時(shí)的預(yù)定閾值低。利用這種配置，發(fā)動(dòng)機(jī)在外部充電之后在車輛行駛期間不太可能或不可能被強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)，并且能提高燃料效率。此外，由于目標(biāo)溫度是通過預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度下降量而設(shè)定的，所以能按照用于抑制發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛行駛期間的強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)的該目標(biāo)溫度來(lái)將供給到發(fā)動(dòng)機(jī)加熱器的電力控制為最低。
[0016]在如上所述的蓄電系統(tǒng)中，所述混合動(dòng)力車輛可適于以第一行駛模式和第二行駛模式中的一種模式行駛。所述第一行駛模式是在使所述電池充電或放電直至所述電池的充電量變得等于預(yù)定值為止的同時(shí)主要使用所述電機(jī)而使得所述電池的充電量由于車輛行駛所引起的電力消耗而下降的行駛模式。所述第二行駛模式是在使所述電池充電或放電的同時(shí)使用所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述電機(jī)而使得所述電池的充電量變得等于預(yù)定目標(biāo)值的行駛模式。第一控制可將目標(biāo)溫度設(shè)定成使得在車輛在利用外部電源進(jìn)行的充電完成之后以第一行駛模式的行駛結(jié)束之前發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度不會(huì)變得比發(fā)動(dòng)機(jī)被強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)時(shí)的預(yù)定閾值低。此時(shí)，所述第一控制器可基于與在所述第一行駛模式下預(yù)先指定的最高車速相關(guān)的溫度下降量來(lái)設(shè)定所述目標(biāo)溫度。利用這種配置，車輛在外部充電之后能以第一行駛模式行駛，而不會(huì)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0017]所述第一控制器可基于與由過去的車輛行駛的歷史記錄計(jì)算出的平均車速相對(duì)應(yīng)的溫度下降量來(lái)設(shè)定所述目標(biāo)溫度。利用這種配置，車輛在外部充電之后能以第一行駛模式行駛，而不會(huì)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0018]所述第一控制器可基于所述溫度下降量、預(yù)先設(shè)定的最低環(huán)境溫度的推定值和由溫度傳感器檢測(cè)出的最低環(huán)境溫度的實(shí)際值中的一者來(lái)設(shè)定所述目標(biāo)溫度。利用這種配置，能根據(jù)最低環(huán)境溫度而以高精度設(shè)定用于抑制在車輛在外部充電之后行駛期間的發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)溫度。
【附圖說明】
[0019]下面將參照【附圖說明】本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的要素，并且其中:
[0020]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛的構(gòu)型的框圖；
[0021]圖2是用于說明第一實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛的行駛模式的曲線圖；
[0022]圖3是示出安裝在第一實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛上的電池系統(tǒng)的構(gòu)型的視圖；
[0023]圖4是示出包括根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)和電池的溫度調(diào)節(jié)控制的外部充電控制的處理流程的流程圖；
[0024]圖5A是示出根據(jù)第一實(shí)施例的電池的溫度調(diào)節(jié)控制的處理流程的流程圖；
[0025]圖5B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度調(diào)節(jié)控制的處理流程的流程圖；
[0026]圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的在使發(fā)動(dòng)機(jī)升溫的外部充電期間發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度隨時(shí)間的變化和在外部充電之后的車輛行駛期間發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度隨時(shí)間的變化的曲線圖；
[0027]圖7是示出在不使發(fā)動(dòng)機(jī)升溫的外部充電期間發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度隨時(shí)間的變化和在外部充電之后的車輛行駛期間發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度隨時(shí)間的變化的曲線圖；
[0028]圖8是表示根據(jù)第一實(shí)施例的車速、最低環(huán)境溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)溫度之間的關(guān)系的曲線圖；
[0029]圖9是示出包括根據(jù)第一行駛模式(CD模式)下的最高車速和最低環(huán)境溫度來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)溫度的處理的發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度調(diào)節(jié)控制的處理流程的流程圖；
[0030]圖10是示出在第一實(shí)施例中設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)溫度和在外部充電之后的車輛行駛期間發(fā)動(dòng)機(jī)溫度隨時(shí)間的變化的曲線圖；以及
[0031]圖11是示出根據(jù)由過去的車輛行駛的歷史記錄計(jì)算出的平均速度和最低環(huán)境溫度來(lái)設(shè)定目標(biāo)溫度的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]將參照?qǐng)D1至圖11說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本實(shí)施例的具有利用外部電源充電的外部充電能力的插電式混合動(dòng)力車輛的構(gòu)型的框圖。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)1、第一MG(電動(dòng)發(fā)電機(jī))2、第二MG 3、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4、變速器(T/M)(例如，無(wú)級(jí)變速器或減速裝置)5和電池6安裝在車輛100上。
[0033]發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出軸與動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4連接。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4與變速器5的輸入軸和第一MG (MG I)(用于發(fā)電的電機(jī))2的輸入軸聯(lián)接。變速器5的輸出軸與車輪(驅(qū)動(dòng)輪)7的差動(dòng)齒輪(差速器)8聯(lián)接，并且發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力經(jīng)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4傳遞到車輪7 ο變速器5的輸出軸還與第二MG (MG2)(電機(jī))3的輸出軸聯(lián)接。第二MG 3的動(dòng)力經(jīng)由變速器5傳遞到車輪7。
[0034]動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4將由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力分配到兩個(gè)路徑，包括供發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力經(jīng)由變速器5傳遞到車輪7的第一路徑和供由發(fā)動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞到第一MG 2以使得第一MG 2發(fā)電的第二路徑。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)4由車輛控制裝置30(稍后將描述)控制，并且車輛控制裝置30根據(jù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)I的驅(qū)動(dòng)力的行駛控制和對(duì)電池6的充放電控制來(lái)控制傳遞到第一路徑的動(dòng)力和傳遞到第二路徑的動(dòng)力及其比率。
[0035]電池6是向第二MG3供給電力的電源裝置。電池6的直流電力由逆變器9變換為隨即供給到第二MG 3的交流電力。第二MG 3是諸如三相同步電機(jī)或三相感應(yīng)電機(jī)的交流電機(jī)。
[0036]逆變器9將從電池6傳送的直流電力變換為交流電力，并且將該交流電力傳送到第二MG 3。第