二次電池控制設(shè)備與二次電池控制方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>發(fā)電;變電;配電裝置的制造技術(shù)

專利名稱：二次電池控制設(shè)備與二次電池控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠快速升高二次電池溫度的二次電池控制設(shè)備與二次電池控制方法。
背景技術(shù)：
通常，在例如電氣車輛(EV)或混合動力車(HV)的車輛中，通過由變換器將供自高電壓電池的直流(DC)電力轉(zhuǎn)換為三相交流(AC)電力并用該三相AC電力轉(zhuǎn)動三相AC電機來獲得基于電能的驅(qū)動力。在車輛減速時，相反地，通過三相AC電機的再生發(fā)電獲得的再生能量被存儲在電池中。因此，車輛充分利用能量行駛。在這樣的混合動力車或電氣車輛中，對由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機的發(fā)電進行控制，使得表示電池充電量的充電狀態(tài)(SOC)被保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。例如鎳金屬氬化物電池、鋰離子電池等等的二次電池被用作該電池。由于車輛驅(qū)動中涉及這樣的二次電池，需要其高度可靠性。另一方面，人們知道，二次電池的性能依賴于其溫度顯著變化。除其他的以外，能向電池輸入或從電池輸出的電力對車輛的行駛性能可具有4艮大的決定性。能向電池輸入或從電池輸出的電力隨著電池溫度降低而顯著降低。相應(yīng)地，存在這樣的問題在寒冷氣候等等之下，由于低的電池溫度，在起動車輛或協(xié)助發(fā)動機輸出時不能獲得希望的輸出，且車輛不能被平滑地起動或加速。對于該問題的一種策略可以是在電池溫度低于規(guī)定溫度時使用加熱器設(shè)備升高電池溫度。另一方面，該策略留下了很多未解決的問題。也就是說，例如加熱器i殳備等附加部件增大了車輛尺寸和制造成本。在能量效率方面，加熱器i殳備所產(chǎn)生熱的一部分漏失到除電池以外的部位。因此，近來，已經(jīng)公開了多種電池控制設(shè)備，其有效率地升高電池溫度以抑制能向電池輸入或從電池輸出的電力的降低，從而保證車輛的行駛性能(例如，參見日本專利特開No.2003-272712 、日本專利特開2003- 274565 、日本專利特開No.2000-092614以及日本專利特開2004- 015866)。例如，日本專利特開]\0.2003-272712公開了一種電池控制設(shè)備，其特征在于當電池溫度等于或低于規(guī)定值時，在規(guī)定的電池充電狀態(tài)(SOC) 范圍內(nèi)對電池的重復(fù)充電和^t電。其中公開的電池控制設(shè)備包含電池溫度檢測裝置，其用于檢測電池的溫度；充電狀態(tài)判定裝置，其用于判定電池的充電狀態(tài)(SOC);電池控制裝置，其用于控制電池的充電-放電。當電池溫度等于或低于規(guī)定值時，電池控制裝置在規(guī)定的SOC范圍內(nèi)以短周期重復(fù)且交替地對電池充電以及放電。這里，電池控制裝置使得電池內(nèi)阻在充電或放電過程中通過流經(jīng) 電池的電流(電池電流)產(chǎn)生熱，故電池溫度從內(nèi)部直接升高。因此，與使用加熱器設(shè)備升高電池溫度的情況下相比，可在無電力損耗的情況下有效地升高溫度。進一步地，安裝在混合動力車中的、日本專利特開No,2003-272712的電池控制設(shè)備根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)控制升溫模式下電池的充電與放電。具體而言，在車輛行駛狀態(tài)下，在規(guī)定的SOC范圍內(nèi)，電池控制裝置通過禁止用于對與車輛行駛相關(guān)聯(lián)的電池消耗進行補償?shù)陌l(fā)電機驅(qū)動(行乾t電)以及行駛用電機的再生制動來執(zhí)行電池放電控制，故停止電池的充電。其通過允許行駛發(fā)電和再生制動來執(zhí)行電池充電控制，故開始電池的充電。也就是說，在車輛行駛的同時，電池裝置通過禁止/允許發(fā)動機對在車輛的停止狀態(tài)下，電池控制裝置通過起動發(fā)動機以強制驅(qū)動發(fā)電機來執(zhí)行電池充電控制。如上所述，取決于車輛的狀態(tài)，日本專利特開1\0.2003-272712的電池控制設(shè)備禁止/允許行駛用電機以及發(fā)電機的驅(qū)動或強制驅(qū)動發(fā)電機，由此控制電池的充電與放電，以便升高其溫度。這產(chǎn)生了這樣的問題電池被實際充電或放電的周期依賴于車輛的行駛狀態(tài)，因此，車輛溫度m^被迅速升高。特別地，在鋰離子電池中，由于低溫下的內(nèi)阻低于正常溫度下的內(nèi)阻，溫度不容易升高。因此，需要升溫效率方面的改進。進一步地，行駛發(fā)電以及再生制動的禁止/允許是由向輔助控制單元輸出用于停止發(fā)電的指令/用于開始發(fā)電的指令的電池控制單元以及在再生池控制單元執(zhí)行的。這使得升溫度模式中的電池充電/放電控制復(fù)雜化。相應(yīng)地，完成本發(fā)明以解決上述問題，且其目的在于提供一種能夠迅速且容易地升高二次電池溫度的二次電池控制設(shè)備與二次電池控制方法。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，用于控制二次電池的設(shè)備包含電機驅(qū)動電路，其接收來自二次電池的電力供給以驅(qū)動電機；電池溫度獲取裝置，其用于檢測或推定二次電池的電池溫度；控制電路，其對電機驅(qū)動電路進行控制，使得電機的輸出轉(zhuǎn)矩符合所要求的轉(zhuǎn)矩?？刂齐娐钒谝豢刂蒲b置，其在第一運行點下運行電機，第一運行點需要具有用于產(chǎn)生要求轉(zhuǎn)矩的第一電流幅值的電機驅(qū)動電流；第二控制裝置，其在第二運行點下運行電機，第二運行點需要具有第二電流幅值的電機驅(qū)動電流，第二電流幅值大于用于產(chǎn)生要求轉(zhuǎn)矩的第一電流幅值；切換裝置，其用于在電池溫度低于規(guī)定閾值溫度時在第一控制裝置與第二控制裝置之間交替切換以便運行。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，通過在電機驅(qū)動電流的大幅值與小幅值之間交替切換，周期性地增加以及降低電機的能量損耗。由于與能量損耗的變化對應(yīng)的電力被有意地重復(fù)輸入到二次電池以及從二次電池輸出，在電池被充電/放電時經(jīng)過的電流允許二次電池的溫度迅速且容易地升高。即佳是在執(zhí)行二次電池升溫操作時，輸出轉(zhuǎn)矩可被維持在恒定值。優(yōu)選為，第一控制裝置使用第一電流指令進行電機驅(qū)動電流的反饋控制，該指令由第一電流幅值與第一電流相位構(gòu)成并提供第一運行點。第二控制裝置使用第二電流指令進行電機驅(qū)動電流的反饋控制，該指令由第二電流幅值與第二電流相位構(gòu)成并提供第二運行點。在電機驅(qū)動電流的反饋控制中，切換裝置在第一電流指令與第二電流指令之間交替切換。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，通過在用于電機驅(qū)動電流反饋控制的電流指令之間周期性地切換，電機控制裝置能被容易地切換。優(yōu)選為，用于控制二次電池的設(shè)備還包含電機溫度獲取裝置，該裝置用于獲取電機的電機溫度?？刂齐娐穼﹄姍C溫度變?yōu)橹辽贋橐?guī)定的可允許溫度做出響應(yīng)地禁止切換裝置的執(zhí)行。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，可抑制由于執(zhí)行二次電池升溫操作而引起的電機溫度過度升高，由此可防止電機運行效率的劣化。優(yōu)選為，控制電路還包含設(shè)置裝置，該裝置用于設(shè)置第二電流幅值，使得當電機在第二運行點下運行時，從二次電池供到電機驅(qū)動電路的電力不超過能從二次電池輸出的電力。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，能在保護二次電池免遭過度放電的同時迅速升高二次電池的溫度。優(yōu)選為，設(shè)置裝置基于預(yù)先獲得的、電池溫度與能從二次電池輸出的電力之間的關(guān)系并根據(jù)與電池溫度對應(yīng)的、能從二次電池輸出的電力來設(shè) 置第二電流幅值。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，由于二次電池升溫操作基于根據(jù)電池溫度變化的、能從二次電池輸出的電力執(zhí)行，能在保證對二次電池的保護的同時迅速升高二次電池的溫度。優(yōu)選為，控制電路還包含設(shè)置裝置，該裝置用于設(shè)置多個第二電流幅值，使之各自大于第一電流幅值且各自逐漸增大。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，能夠抑制當二次電池升溫操作被執(zhí)行時電機運行效率的急劇變化。優(yōu)選為，第一運行點包括最優(yōu)運行點，在最優(yōu)運行點上，第一電流幅值下的輸出轉(zhuǎn)矩最大值為要求轉(zhuǎn)矩。控制電路對電池電流變得至少為閾值溫度做出響應(yīng)地使用提供最優(yōu)運行點的第一電流指令進行電機驅(qū)動電流的反饋控制。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，當至少為閾值溫度的電池溫度得到確保時，控制能容易地移到能夠獲得高的電機效率的電機控制。優(yōu)選為，電機包含對車輛驅(qū)動輪進行驅(qū)動的驅(qū)動用電機。根據(jù)用于控制二次電池的設(shè)備，由于無論升溫操作的執(zhí)行如何，驅(qū)動用電機的輸出轉(zhuǎn)矩的變化被抑制，可驅(qū)動性能夠得到保證。本發(fā)明的另一實施形態(tài)提供了控制向驅(qū)動電機的電機驅(qū)動電路供給電力的二次電池的方法。該方法包含電池溫度獲取步驟，其檢測或推定二次電池的電池溫度；驅(qū)動控制步驟，其控制電機驅(qū)動電路，使得電機輸出轉(zhuǎn)矩符合要求轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動控制步驟包含第一控制步驟，其在第一運行點下運行電機，第一運行點需要具有用于產(chǎn)生要求轉(zhuǎn)矩的第一電流幅值的電機驅(qū)動電流；第二控制步驟，其在第二運行點下運行電機，第二運行點需要第二電流幅值的電機驅(qū)動電流，第二電流幅值大于用于產(chǎn)生要求轉(zhuǎn)矩的第一電流幅值；切換步驟，當電池溫度低于規(guī)定閾值溫度時，其在第一控制步驟以及第二控制步驟之間切換以便運行。根據(jù)控制二次電池的方法，由于電機的周期性改變的能量損耗被有意重復(fù)輸入到二次電池以及從二次電池輸出，二次電池的溫度能被迅速且容易地升高。即使在二次電池的升溫操作被執(zhí)行時，輸出轉(zhuǎn)矩能被維持在恒定值。優(yōu)選為，第一控制步驟包含使用第一電流指令進行電機驅(qū)動電流反饋控制的步驟，該指令由第一電流幅值與第一電流相位構(gòu)成并提供第一運行點。第二控制步驟包含使用第二電流指令進行電機驅(qū)動電流反饋控制的步驟，該指令由第二電流幅值與第二電流相位構(gòu)成并提供第二運行點。切換步驟包含在電機驅(qū)動電流反饋控制中在第一電流指令與第二電流指令之間交替切換的步驟。根據(jù)控制二次電池的方法，通過在用于電機驅(qū)動電流反饋控制的電流指令之間周期性地切換，可容易地切換電機控制裝置。優(yōu)選為，控制二次電池的方法還包含電機溫度獲取步驟，該步驟獲取電機的電機溫度。驅(qū)動控制步驟對電機溫度變得至少為規(guī)定的可允許溫度做出響應(yīng)地禁止切換步驟的執(zhí)行。根據(jù)控制二次電池的方法，可抑制由于二次電池升溫操作的執(zhí)行而虧1 起的電機溫度過度升高，由此可防止電機運行效率的劣化。優(yōu)選為，驅(qū)動控制步驟還包含設(shè)置步驟，該步驟設(shè)置第二電流幅值，使得當電機在第二運行點下運行時，從二次電池供到電機驅(qū)動電路的電力不超過能從二次電池輸出的電力。根據(jù)控制二次電池的方法，二次電池的溫度能在保護二次電池免遭過度放電的同時被迅速升高。優(yōu)選為，設(shè)置步驟基于預(yù)先獲得的、電池溫度與能從二次電池輸出的電力之間的關(guān)系并根據(jù)與電池溫度對應(yīng)的、能從二次電池輸出的電力來設(shè) 置第二電流幅值。根據(jù)控制二次電池的方法，由于二次電池升溫操作基于根據(jù)電池溫度變化的、能從二次電池輸出的電力執(zhí)行，能在保證對二次電池的保護的同時迅速升高二次電池的溫度。優(yōu)選為，第一運行點包括最優(yōu)運行點，在最優(yōu)運行點上，第一電流幅值下的輸出轉(zhuǎn)矩最大值為要求轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動控制步驟對電池電流變得至少為閾值溫度做出響應(yīng)地使用提供最優(yōu)運行點的第一電流指令進行電機驅(qū)動電流的反饋控制。根據(jù)控制二次電池的方法，當至少為閾值溫度的電池溫度得到確保時，控制能容易地移到能夠獲得高的電機效率的電機控制。優(yōu)選為，電機包含對車輛驅(qū)動輪進行驅(qū)動的驅(qū)動用電機。根據(jù)控制二次電池的方法，由于無論升溫運行的執(zhí)行如何，驅(qū)動用電機的輸出轉(zhuǎn)矩的變化被抑制，可驅(qū)動性能夠得到保證。根據(jù)本發(fā)明，與能量損耗的變化對應(yīng)的電力凈皮有意地重復(fù)輸入到二次電池以及從二次電池輸出，由此，當電池被充電/放電時經(jīng)過的電流使得二次電池的溫度能4皮迅速且容易地升高。

圖1為具有根據(jù)本發(fā)明一實施例的二次電池控制設(shè)備的電機驅(qū)動設(shè)備的原理框圖；圖2為圖1中的控制設(shè)備的功能框圖；圖3為圖2中的變換器控制電路的功能框圖；圖4用于示出根據(jù)本發(fā)明的AC電機控制；圖5用于示出由圖3的電流指令轉(zhuǎn)換部分進行的控制模式之間的切換操作；圖6為一時序圖，其示出了電流指令與經(jīng)過電池的DC電流之間的關(guān)系；圖7為一流程圖，其用于示出根據(jù)本發(fā)明的升高電池溫度的操作；圖8示出了才艮據(jù)本發(fā)明的實施例的第一變型對AC電機的控制；圖9示出了才艮據(jù)本發(fā)明的實施例的第二變型對AC電機的控制。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細介紹本發(fā)明的實施例，相同或?qū)?yīng)的部分用同樣的參考標號表示。圖1為具有根據(jù)本發(fā)明一實施例的二次電池控制設(shè)備的電機驅(qū)動設(shè)備的原理框圖。參照圖l，電機驅(qū)動設(shè)備100包含電池B、電壓傳感器10與13、電流傳感器24、溫度傳感器26與28、電容器C2、升壓轉(zhuǎn)換器12、變換器14、解算器(resolver) 30、控制設(shè)備40。AC電機Ml是產(chǎn)生用于驅(qū)動混合動力車或電氣車輛驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動電機。另外，AC電機Ml作為由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機，也作為例如能夠起動發(fā)動機的、到發(fā)動機的電動^t行。升壓轉(zhuǎn)換器12包含電抗器Ll、 NPN晶體管Ql與Q2、二極管Dl與D2。電抗器Ll的一端4皮連接到電池B的電源線，其另一端凈皮連接到NPN晶體管Ql與NPN晶體管Q2之間的中間點，即NPN晶體管Ql的發(fā)射極與NPN晶體管Q2的集電極之間。NPN晶體管Ql與Q2被串聯(lián)連接在電源線與地線之間。NPN晶體管 Ql的集電極被連接到電源線，NPN晶體管Q2的發(fā)射極被連接到地線。在NPN晶體管Ql與Q2的集電極與發(fā)射極之間，分別布置將電流^UL射極側(cè)傳送到集電極側(cè)的二極管Dl與D2。變換器14由U相臂15、 V相臂16以及W相臂17構(gòu)成。U相臂15、 V相臂16以及W相臂17并聯(lián)設(shè)置在電源線與地線之間。U相臂15由串聯(lián)連接的NPN晶體管Q3與Q4構(gòu)成。V相臂16由串聯(lián)連接的NPN晶體管Q5與Q6構(gòu)成。W相臂17由串聯(lián)連接的NPN晶體管Q7與Q8構(gòu)成。在NPN晶體管Q3-Q8的集電極與發(fā)射極之間，分別連接將電流M射極側(cè)傳送到集電極側(cè)的二極管D3-D8。各相臂的中間點被連接到AC電機M1的各相線圈的各相末端。具體而言，AC電機M1為三相7Jc磁體電機，其中，U、 V、 W相三個線圏的一端各自均被連接到中間點。U相線圏的另一端被連接到NPN晶體管Q3與 Q4的中間點。V相線圏的另一端被連接到NPN晶體管Q5與Q6的中間點。W相線圏的另一端被連接到NPN晶體管Q7與Q8的中間點。各自包含在升壓轉(zhuǎn)換器12與變換器14中的開關(guān)器件不限于NPN晶體管Ql-Q8，它們可以為IGBT (絕緣柵型雙極晶體管)、MOSFET等其他功率器件。電池B由例如鎳金屬氬化物電池和鋰離子電池等二次電池構(gòu)成。電壓傳感器10檢測輸出自電池B的電壓Vb，并將檢測到的電壓Vb輸出到控制i殳備40。溫度傳感器28檢測電池B的電池溫度Tbat,并將檢測到的電池溫度 Tbat輸出到控制設(shè)備40。用于獲取電池溫度Tbat的裝置不限于溫度傳感器28。電池溫度Tbat可從電池B的內(nèi)阻值推定。升壓轉(zhuǎn)換器12對供自電池B的DC電壓進行升壓，并將之供到電容器C2。具體而言，升壓轉(zhuǎn)換器12接收來自控制設(shè)備40的信號PWMC，并根據(jù)NPN晶體管Q2被信號PWMC開通的周期對DC電壓進行升壓，并將升壓后的電壓供到電容器C2。當升壓轉(zhuǎn)換器12接收到來自控制設(shè)備40的信號PWMC時，其對經(jīng) 由電容器C2供自變換器14的DC電壓進行降壓，并將降壓后的電壓供到電池B。電容器C2對輸出自升壓轉(zhuǎn)換器12的DC電壓進行平滑，并將平滑后的DC電壓供到變換器14。電壓傳感器13檢測電容器C2相向末端之間的電壓Vm (對應(yīng)于變換器14的輸入電壓，下面也成立)，并將檢測到的輸出電壓Vm輸出到控制設(shè)備40。當被供給來自電容器C2的DC電壓時，變換器14基于來自控制設(shè)備 40的信號PWMI將該DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓以驅(qū)動AC電機Ml。因此， AC電機Ml被驅(qū)動，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩指令值TR指定的要求轉(zhuǎn)矩。另外，在裝有電機驅(qū)動設(shè)備100的混合動力車或電氣車輛再生制動時，變換器14基于來自控制設(shè)備40的信號PWMI將AC電機Ml產(chǎn)生的AC 電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，并經(jīng)由電容器C2將轉(zhuǎn)換得到的DC電壓供到升壓轉(zhuǎn)換器12。這里所用的再生制動包括與混合動力車駕駛員操作足剎時電的再生有關(guān)的制動操作，或與駕駛員不操作足剎但關(guān)閉加速器踏板時電的再生有關(guān) 的車輛減速(或停止加速)。電流傳感器24檢測經(jīng)過AC電機Ml的電機電流Iv與Iw，并將檢測到的電機電流Iv和Iw輸出到控制設(shè)備40。在圖1中，僅示出兩個電流傳感器24。這是因為當AC電機M1為三相電機時，經(jīng)過兩相的電機電流Iv 和Iw的檢測允許基于檢測到的電機電流Iv和Iw計算經(jīng)過另一相的電機電流Iu。因此，如果獨立地檢測分別經(jīng)過三相的電機電流Iu、 Iv、 Iw，可提供三個電流傳感器24。溫度傳感器26檢測AC電機Ml的電機溫度Tmot，并將檢測到的電機溫度Tmot輸出到控制設(shè)備40。解算器30被附著到AC電機Ml的旋轉(zhuǎn)軸，以便檢測AC電機Ml的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角0，并將檢測到的旋轉(zhuǎn)角0輸出到控制設(shè)備40?？刂圃O(shè)備40接收來自外部設(shè)置的ECU (電子控制單元)的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電機速度MRN;來自電壓傳感器13的輸出電壓Vm;來自電壓傳感器10的DC電壓Vb;來自電流傳感器24的電機電流Iv以及Iw; 來自解算器30的旋轉(zhuǎn)角^。當變換器14驅(qū)動AC電機M1時，控制i殳備 40通過下面介紹的方法基于輸出電壓Vm、轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機電流Iv 與Iw以及旋轉(zhuǎn)角0產(chǎn)生用于對變換器14的NPN晶體管Q3-Q8進行開關(guān) 控制的信號PWMI，并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14。另外，當變換器14驅(qū)動AC電機M1時，控制設(shè)備40通過下面介紹的方法基于DC電壓Vb、輸出電壓Vm、轉(zhuǎn)矩指44i TR以及電才幾速度 MRN產(chǎn)生用于對升壓轉(zhuǎn)換器12的NPN晶體管Ql與Q2進行開關(guān)控制的信號PWMC,并將所產(chǎn)生的信號PWMC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12。另外，在裝有電機驅(qū)動設(shè)備IOO的混合動力車或電氣車輛的再生制動模式下，控制設(shè)備40基于輸出電壓Vm、轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機電流Iv與 Iw產(chǎn)生用于將由AC電機Ml產(chǎn)生的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓的信號 PWMI,并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14。在這種情況下，變換器14的NPN晶體管Q3-Q8被信號PWMI開關(guān)控制。因此，變換器14 將由AC電機Ml產(chǎn)生的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC電壓，并將之提供給升壓轉(zhuǎn) 換器12。進一步地，在再生制動模式下，控制設(shè)備40基于DC電壓Vb、輸出電壓Vm、轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機速度MRN產(chǎn)生用于對供自變換器14的 DC電壓進行降壓的信號PWMC，并將所產(chǎn)生的信號PWMC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12。因此，AC電機M1所產(chǎn)生的AC電壓被轉(zhuǎn)換為DC電壓、被降壓并被提供給電池B。在如上配置的電機驅(qū)動設(shè)備100中，本發(fā)明特征在于控制設(shè)備40還包含用于升高電池B的溫度的升溫裝置。如同將在下面介紹的那樣，當來自溫度傳感器28的電池溫度Tbat低于規(guī)定閾值Tc時，升溫裝置對變換器14進行控制，使得AC電機Ml的能量損耗周期性地增加或減少。由于AC電機Ml是驅(qū)動用電機，輸出轉(zhuǎn)矩必須總是滿足由轉(zhuǎn)矩指令值TR指定的要求轉(zhuǎn)矩。相應(yīng)地，控制設(shè)備40控制變換器14,使得在升溫裝置的執(zhí)行模式下，能量損耗周期性地增加/減少，同時，使AC電機M1的輸出轉(zhuǎn)矩符合要求轉(zhuǎn)矩。具體而言，控制設(shè)備40改變經(jīng)過AC電機M1的電機電流的電流幅值與電流相位，同時，將輸出轉(zhuǎn)矩保持在要求轉(zhuǎn)矩。這里，如果電機電流的電流幅值被提高，在AC電機M1中，能量損耗中由于經(jīng)過三相線圏的電機電流引起的銅耗增加。對應(yīng)于銅耗中的增加的電力被另外從電池B取出。另一方面，如果電機電流的電流幅值降低，銅耗降低，且對應(yīng)于銅耗中的降低的電力被引入電池B。于是，當AC電機的銅耗通過交替且重復(fù)地增加和減小電機電流的電流幅值的控制設(shè)備40周期性改變時，與銅耗中的改變對應(yīng)的電力被輸入到電池B/從電池B輸出。這里，在電池B中，內(nèi)阻按照與充電/放電相關(guān)聯(lián) 的DC電流Ib的變化產(chǎn)生熱，由此，升高電池溫度Tbat。另一方面，當AC電機M1的能量損耗被升溫裝置的執(zhí)行增加時，AC 電機M1通過所發(fā)生的銅耗獲得高溫狀態(tài)。這影響了經(jīng)過電機內(nèi)部的磁通，并減小了運行效率(旋轉(zhuǎn)效率，發(fā)電效率)。為了解決這一點，當AC電機Ml的電機溫度Tmot超過保證電機性能的、規(guī)定的可允許溫度Ta時，控制設(shè)備40禁止升溫裝置的執(zhí)行，故電機溫度Tmot被保持在或低于可允許溫度Ta。圖2為圖1中的控制i殳備40的功能框圖。參照圖2，控制設(shè)備40包含變換器控制電路401和轉(zhuǎn)換器控制電路402。在AC電機Ml的驅(qū)動模式下，變換器控制電路401通過下面介紹的方法基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機電流Iv與Iw、輸出電壓Vm、旋轉(zhuǎn)角0產(chǎn) 生用于開通/關(guān)斷變換器14的NPN晶體管Q3-Q8的信號PWMI，并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14。在裝有電機驅(qū)動設(shè)備100的混合動力車或電氣車輛的再生制動模式下，變換器控制電路401基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機電流Iv與Iw、輸出電壓Vm、旋轉(zhuǎn)角0產(chǎn)生用于將由AC電機Ml產(chǎn)生的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC 電壓的信號PWMI，并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14。進一步地，當來自溫度傳感器28的電池溫度Tbat低于閾值Tc時，變換器控制電路401通過下面介紹的方法產(chǎn)生用于周期性地增加/降低AC 電機Ml的能量損耗的信號PWMI，并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14。在能量損耗增加/降低之后，當與能量損耗對應(yīng)的電力在AC電機Ml 與電池B之間傳送時，DC電流Ib在電池B中根據(jù)^皮充電/放電的電力的變化而振蕩。結(jié)果，通過振蕩的DC電流Ib的經(jīng)過，內(nèi)阻產(chǎn)生熱，由此，電池B的溫度升高。具體而言，變換器控制電路401周期性地增加或降低AC電機Ml的能量損耗，使得經(jīng)過電池B的DC電流Ib振蕩。變換器控制電路401允許內(nèi)阻通過振蕩的DC電流Ib產(chǎn)生熱，使得電池B的溫度升高。因此，變換器控制電路401實現(xiàn)本發(fā)明的升溫裝置。當判定為來自溫度傳感器26的電機溫度Tmot超過規(guī)定的可允許溫度 Ta時，變換器控制電路401禁止升溫裝置的執(zhí)行。因此，AC電機M1使其電機溫度Tmot保持在或低于可允許溫度Ta，由此能夠保持運行效率。在AC電機Ml的驅(qū)動模式下，轉(zhuǎn)換器控制電路402基于轉(zhuǎn)矩指令值 TR、 DC電壓Vb、輸出電壓Vm、電機速度MRN產(chǎn)生用于開通/關(guān)斷升壓轉(zhuǎn)換器12的NPN晶體管Ql與Q2的信號PWMC，并將所產(chǎn)生的信號 PWMC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12。進一步地，在裝有電機驅(qū)動設(shè)備IOO的混合動力車或電氣車輛的再生制動模式下，轉(zhuǎn)換器控制電路402基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、 DC電壓Vb、輸出電壓Vm、電機速度MRN產(chǎn)生用于降低供自變換器14的DC電壓的信號PWMC，并將所產(chǎn)生的信號PWMC輸出到升壓轉(zhuǎn)換器12。因此，升壓轉(zhuǎn)換器12也能夠通過用于降低DC電壓的信號PWMC降低電壓，因此，其具有雙向轉(zhuǎn)換器的功能。圖3為圖2中的變換器控制電路401的功能框圖。參照圖3,變換器控制電路401包含電流指令轉(zhuǎn)換部分410、減法器 412與414、 PI控制部分416與418、兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420、 PWM發(fā)生部分422、三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424。三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424接收來自兩個電流傳感器24與24的電機電流 Iv和Iw?；陔姍C電流Iv與Iw,三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424計算電機電流 Iu--Iv-Iw。進一步地，三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424使用來自解算器30的旋轉(zhuǎn)角0進行電機電流Iu、 Iv、 Iw的三相到兩相的轉(zhuǎn)換。也就是說，三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424使用旋轉(zhuǎn)角0將經(jīng)過AC電機M1的三相線圈的相應(yīng)相的三相電機電流Iu、 Iv、 Iw轉(zhuǎn)換為經(jīng)過d軸和q軸的電流值Id和Iq。于是，三相 /兩相轉(zhuǎn)換部分424將計算得到的電流值Id輸出到減法器412，并將計算得到的電流值Iq輸出到減法器414。電流指令轉(zhuǎn)換部分410接收來自外部ECU的轉(zhuǎn)矩指令值TR和電機速度MRN;來自電壓傳感器13的電壓Vm;來自溫度傳感器28的電池溫度Tbat;來自溫度傳感器26的電機溫度Tmot;來自計數(shù)器426的計數(shù)值 CNT。于是，當電池溫度Tbat等于或高于闊值Tc時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410 基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機速度MRN以及電壓Vm產(chǎn)生用于輸出由轉(zhuǎn)矩指令值TR指定的要求轉(zhuǎn)矩的第一電流指令I(lǐng)d(0)和Iq(O)，并將所產(chǎn)生的第一電流指令I(lǐng)d(0)和Iq(0)分別作為電流指令1(1*和Iq+輸出到減法器412和 414。另一方面，當電池溫度Tbat低于閾值Tc時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410 基于轉(zhuǎn)矩指令值TR、電機速度MRN和電壓Vm產(chǎn)生用于輸出要求轉(zhuǎn)矩的兩種電流指令。所產(chǎn)生的兩種電流指令之一是前面提到的第一電流指令 Id(O)和Iq(O),另一種是第二電流指令I(lǐng)d(i)和Iq(i),其被設(shè)置為獲得大于第一電流指令I(lǐng)d(0)和Iq(0)的電機電流的電流幅值。電流指令轉(zhuǎn)換部分410根據(jù)計數(shù)器426的計數(shù)值CNT交替地選擇所產(chǎn)生的第一電流指令I(lǐng)d(0)和Iq(O)以及第二電流指令I(lǐng)d(i)和Iq(i)，并作為電流指令1(1*和^*輸出到減法器412和414。計數(shù)器426為變換器控制電路401的每個控制周期T增加計數(shù)值 CNT，并將之輸出到電流指令轉(zhuǎn)換部分410。每當計數(shù)值CNT增加時，也就是說，對于每個控制周期，電流指令轉(zhuǎn)換部分410交替地選擇第一與第二電流指令。(減法器412接收來自電流指令轉(zhuǎn)換部分410的電流指令I(lǐng)d*，并接收來自兩相/三相轉(zhuǎn)換部分424的電流值Id。于是，減法器412計算電流指令 1(1*與電流值Id之間的偏差(=Iq*-Iq)，并將計算得到的偏差輸出到PI 控制部分416。減法器414接收來自電流指令轉(zhuǎn)換部分410的電流指令I(lǐng)q*，并接收來自三相/兩相轉(zhuǎn)換部分432的電流值Iq。于是，減法器414計算電流指令I(lǐng)q+與電流值Iq之間的偏差(=Iq*-Iq)，并將計算得到的偏差輸出到PI控制部分418。PI控制部分416和418將PI增益用到偏差I(lǐng)d*-Id和Iq*-Iq，以計算用于調(diào)節(jié)電機電流的電壓操作量Vd和Vq,并分別將計算得到的電壓操作量Vd和Vq輸出到兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420。兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420使用來自解算器30的旋轉(zhuǎn)角0進行對來自PI 控制部分416和418的電壓操作量Vd與Vq的兩相/三相轉(zhuǎn)換。也就是說，兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420使用旋轉(zhuǎn)角6將有待應(yīng)用到d軸和q軸的電壓操作量Vd和Vq轉(zhuǎn)換為將被應(yīng)用到AC電機Ml的三相線圈的電壓操作量Vu、 Vv、 Vw。接著，兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420向PWM發(fā)生部分422輸出電壓操作量Vu、 Vv、 Vw。PWM發(fā)生部分422基于來自電壓傳感器13的電壓Vm以及電壓操作量Vu、 Vv、 Vw產(chǎn)生信號PWMI，并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14。如上所述，變換器控制電路401將AC電機Ml的要求轉(zhuǎn)矩(對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令值TR)轉(zhuǎn)換為AC電機Ml的d軸分量與q軸分量的電流指令 1(1*與Iq*，并通過PI控制進行反饋，使得實際電流值Id與Iq符合電流指令，即電流控制。進一步地，當電池溫度Tbat低于閾值Tc時，變換器控制電路401在為每個控制周期在第一電流指令與第二電流指令之間切換電流指令1(1*與 IqA的同時進行電流控制。因此，AC電機M1的控制對于每個控制周期在圖4所示的兩種控制模式之間交替切換。圖4用于示出根據(jù)本發(fā)明的AC電機M1的控制。參照圖4， AC電機M1的轉(zhuǎn)矩與經(jīng)過電機的電流的電流相位0之間的關(guān)系用曲線kl-k3表示。曲線kl-k3在電機電流幅值上彼此不同，其中，曲線kl具有最小的幅值(幅值II)，曲線k3具有最大的幅值(幅值 13(>12>11))。在每個曲線kl-k3中，轉(zhuǎn)矩在某個電流相位0opt變?yōu)樽畲蟆Ｒ簿褪钦f，通過在電流相位0opt使電流經(jīng)過AC電機Ml,獲得最大轉(zhuǎn)矩。下面，改變電流相位0以獲得最大轉(zhuǎn)矩的控制模式也被稱為最大轉(zhuǎn)矩控制模式。電流相位0=< opt的AC電機Ml的運行點A也被稱為最優(yōu)運行點。另一方面，在各曲線kl-k3中，由于電流相位0從提供最優(yōu)運行點A 的Popt逐漸移開，轉(zhuǎn)矩逐漸減小。也就是說，電流相位0從0opt移開減低了電機效率。本發(fā)明特征在于除上述最大轉(zhuǎn)矩控制模式外包含這樣的控制模式其控制AC電機Ml,以便在保持恒定輸出轉(zhuǎn)矩的同時增加能量損耗。下面，在恒定轉(zhuǎn)矩的情況下增加能量損耗的控制模式也被稱為損耗增加控制模式。具體而言，如圖4所示，損耗增加控制模式在運行點B驅(qū)動AC電機 Ml，在運行點B上，電流幅值為電流幅值13 (13大于最優(yōu)運行點A上的電流幅值II),且電流相位為電流相位(( i從最優(yōu)運行點A上的電;iM目位0opt移開)。由圖4可見，在運行點B上，AC電才幾M1輸出與最優(yōu)運行點A上的輸出轉(zhuǎn)矩相等的轉(zhuǎn)矩。下面，運行點B也被稱為電機損耗增加點。電機損耗增加點B上的電流相位W可高于或低于電流相位0opt。對于每個控制周期，變換器控制電路401在這兩個控制模式(最大轉(zhuǎn) 矩控制模式與損耗增加控制模式)之間交替切換。因此，在AC電機Ml 中，電機電流的電流幅值周期性地在幅值II與幅值13之間增加或減小。當AC電機Ml在損耗增加點B被驅(qū)動時，三相線圏中發(fā)生的銅耗AL由于電才幾電流的電流幅值增大而增大。AL=RI32-RI12 (1)其中，R為AC電機M1的三相線圏的電阻分量。另一方面，當AC電機Ml在最優(yōu)運行點A上被驅(qū)動時，公式(1) 中的銅耗AL被降低。對周期性增加或降低的銅耗AL做出響應(yīng)，與銅耗AL 對應(yīng)的電力AP在電池B中周期性充電或放電。這里，用下面的公式表示的電流變化發(fā)生在經(jīng)過電池B的DC電流Ib中。AIb=AP/Vb= (R.I32-R.I12) /Vb (2 )電流變化Alb經(jīng)過電池B在電池B的內(nèi)阻(阻值=恥)中產(chǎn)生用公式 (3)表示的熱量AQ。通過這樣的發(fā)熱，電池B的電池溫度Tb上升，電池性能得到改善。AQ=Ri x Alb2 (3 )這里，變換器控制電路401中控制模式的切換實際上由交替改變兩種電流指令的電流指令轉(zhuǎn)換部分410進行。圖5用于示出通過電流指令轉(zhuǎn)換部分410執(zhí)行的切換控制模式的操作。當AC電機Ml被驅(qū)動為在圖4所示兩個運行點A與B之間交替切換時，電流轉(zhuǎn)換部分410交替地在基于各運行點設(shè)置的兩種電流指令之間切換并對它們進行輸出，如圖5所示。具體而言，電流指令轉(zhuǎn)換部分410基于最優(yōu)運行點A設(shè)置第一電流指令I(lǐng)d(O)和Iq(O)。在圖5中的矢量圖中，Id(O)和Iq(O)對應(yīng)于電機電流的d 軸與q軸分量，其中，電流相位為0opt,電流幅值為Il。電流指令轉(zhuǎn)換部分410還基于電機損耗增加點B設(shè)置第二電流指令 Id(i)和Iq(i)。在圖5中的矢量圖中，Id(i)和Iq(i)對應(yīng)于電機電流的d軸與q軸分量，其中，電流相位為W,電流幅值為I3。當電池溫度Tbat低于閾值Tc時，對于每個控制周期，電流指令轉(zhuǎn)換部分410交替輸出笫一電流指令I(lǐng)d(0)和1q(0)以及第二電流指令I(lǐng)d(i)和 Iq(i)。因此，AC電機M1使其運行點在最優(yōu)運行點A與電機損耗增加點B 之間交替切換，由此，交替執(zhí)行最大轉(zhuǎn)矩控制模式和損耗增加控制模式。另一方面，當電池溫度Tbat等于或高于閾值Tc時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410輸出被固定到第一電流指令I(lǐng)d(0)和Iq(0)的電流指令1『和Iq*。相應(yīng)地，AC電機Ml在最優(yōu)運行點A下運行。圖6為一時序圖，其示出了電流指令I(lǐng)W與^*和經(jīng)過電池B的DC電流Ib之間的關(guān)系。參照圖6，由于電流指令I(lǐng)『和L^對于每個控制周期T在第一電流指令I(lǐng)d(0)和1q(0)以及第二電流指令I(lǐng)d(i)和Iq(i)之間切換，用上面的公式(2 ) 表示的電流變化Alb發(fā)生在經(jīng)過電池B的DC電流Ib中。也就是說，DC 電流Ib與控制周期T同步地以Alb的變化寬度振蕩。通過有效地振蕩DC 電流Ib,內(nèi)阻的發(fā)熱得到促進，由此，電池B的溫度能夠迅速得到升高。與上面所介紹的DC電流Ib中的變化形成對比的是，AC電機M1的轉(zhuǎn)矩指令值TR總是被保持在恒定值T_com，不管電流指令化*與Iqw的切換如何。因此，由于輸出轉(zhuǎn)矩?zé)o論升溫裝置的執(zhí)行如何祐:保持在恒定值，可驅(qū)動性得到保證。圖7為一流程圖，其用于示出根據(jù)本發(fā)明升高電池溫度的操作。參照圖7，當一系列的操作被開始時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410從外部 ECU接收轉(zhuǎn)矩指令值TR (步驟S01)。進一步地，電流指令轉(zhuǎn)換部分410 從溫度傳感器28接收電池溫度Tbat，并從溫度傳感器26接收電機溫度 Tmot。接著，電流指令轉(zhuǎn)換部分410判定電池溫度Tbat是否低于閾值Tc (步驟S02)。閾值Tc被設(shè)置為能從電池B輸出或向電池B輸入的電力開始顯著降低的電池溫度Tbat。當在步驟S02中判定為電池溫度Tbat低于閾值Tc時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410接下來判斷電機溫度Tmot是否低于可允許溫度Ta (步驟S03 )。當在步驟S03中判定為電機溫度Tmot低于可允許溫度Ta時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410根據(jù)下面的步驟S04-S06為每個控制周期切換AC電機Ml 的控制模式。具體而言，電流指令轉(zhuǎn)換部分410判斷來自計數(shù)器426的計數(shù)值CNT 是否為偶數(shù)(步驟S04)。當判定為計數(shù)值CNT為偶數(shù)時，也就是說，當判定為控制周期為偶數(shù)個控制周期時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410向減法器412 和414輸出基于最優(yōu)運行點A設(shè)置的、作為電流指令I(lǐng)f與^*的第一電流指令I(lǐng)d(O)和Iq(O)(步驟S05 )。當判定為計數(shù)值CT為奇數(shù)時，也就是說，當判定為控制周期為奇數(shù) 個控制周期時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410向減法器412和414輸出基于電機損耗增加點B設(shè)置的、作為電流指令I(lǐng)『與Iq力的第二電流指令I(lǐng)d(i)和Iq(i) (步驟S06)。步驟S04-S06的切換電流指令的操作基本上一直重復(fù)到電池溫度Tbat 變得等于或高于閾值Tc。應(yīng)當注意，操作在步驟S03中對電機溫度Tmot 變得等于或高于可允許溫度Ta做出響應(yīng)地被禁止。另一方面，當在步驟S02中判定為電池溫度Tbat等于或高于閾值Tc 時，或當在步驟S03中判定為電機溫度Tmot等于或高于可允許溫度時，電流指令轉(zhuǎn)換部分410不進行步驟S04-S06的電流指令切換，且其分別向減法器412和414輸出固定到第一電流指令I(lǐng)d(0)與Iq(0)的電流指令I(lǐng)d* 與Iq* (步驟S05 )。當三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424接收來自電流傳感器24的電機電流Iv與Iw 并接收來自解算器30的旋轉(zhuǎn)角(？時(步驟S07)，其使用旋轉(zhuǎn)角0進行電機電流Iu、 Iv、 Iw到經(jīng)過d軸與q軸的電流值Id與Iq的三相到兩相的轉(zhuǎn) 換(步驟S08)。于是，三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424分別向減法器412、 414 輸出轉(zhuǎn)換得到的電流值Idl與Iql。當減法器412與414分別接收來自電流指令轉(zhuǎn)換部分410的電流指令 1『以及Iqw以及來自三相/兩相轉(zhuǎn)換部分424的電流值Id與Iq時，它們計算值之間的偏差并將之輸出到PI控制部分416與418 (步驟S09)。PI控制部分416和418計算用于調(diào)節(jié)電機電流、將PI增益應(yīng)用到電流指令I(lǐng)(F與Iqw以及電流值ldl與Iql之間的偏差的電壓操作量Vd與Vq，并將計算得到的電壓操作量Vd與Vq輸出到兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420(步驟510) 。兩相/三相轉(zhuǎn)換部分420使用來自解算器30的旋轉(zhuǎn)角0進行對來自PI 控制部分416和418的電壓操作量Vd與Vq的兩相/三相轉(zhuǎn)換，以便計算將被應(yīng)用到AC電機Ml的三相線圏的電壓操作量Vu、 Vv以及Vw (步驟511) 。PWM發(fā)生部分422基于來自電壓傳感器13的電壓Vm以及電壓操作量Vu、 Vv、 Vw產(chǎn)生信號PWMI,并將所產(chǎn)生的信號PWMI輸出到變換器14 (步驟S12 )。于是，變換器14通過基于信號PWMI開通/關(guān)斷NPN晶體管Q3-Q8 來驅(qū)動AC電機M1，由此，AC電機Ml產(chǎn)生由轉(zhuǎn)矩指令值TR指定的要求轉(zhuǎn)矩T—com。進一步地，當電池溫度低于閾值Tc且電機溫度Tmot低于可允許溫度 Ta時，通過驅(qū)動AC電機M1、使得在輸出要求轉(zhuǎn)矩的同時能量損耗增加或減少，與銅耗中的變化AL對應(yīng)的電力變化AP凈皮周期性地向電池B充電或從電池B放電。結(jié)果，電池B的內(nèi)阻發(fā)熱，由此，電池B的溫度升高。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的二次電池控制設(shè)備通過周期性地增加或減少 AC電機Ml的能量損耗來重復(fù)對電池B充電以凡改電，故內(nèi)阻通過經(jīng)過電池B的電流發(fā)熱，且電池溫度由內(nèi)部直接上升。因此，與才艮據(jù)車輛狀態(tài) 對電池充電或放電的傳統(tǒng)電池控制設(shè)備相比，溫度能被有效升高。進一步地，由于輸出轉(zhuǎn)矩總是被保持在恒定轉(zhuǎn)矩，無論升溫裝置的執(zhí) 行如何，可驅(qū)動性能夠得到保證。變換器控制電路410對AC電機Ml的控制模式的切換能由參照圖4 所介紹的在預(yù)先設(shè)置的兩個運行點之間交替切換的操作以外的方法進行，其將在下文作為變型^^開。第一變型圖8用于示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一變型對AC電機M1的控制。參照圖8，根據(jù)第一變型的AC電機Ml特征在于具有作為運行點的上述最優(yōu)運行點A以及具有與最優(yōu)運行點A相同的輸出轉(zhuǎn)矩的多個電機損耗增加點Bl-B4。具體而言，每個電機損耗增加點Bl-B4被設(shè)置為使得與最優(yōu)運行點A 的電流相位0opt之間的相位差從電流相位( l到電流相位04逐漸增大。也就是說，具有最小相位差的電機損耗增加點Bl具有最小的能量損耗，具有最大相位差的電機損耗增加點B4具有最大的能量損耗。當電池溫度Tbat低于閾值Tc時，變換器控制電路410以最優(yōu)運行點 A-電機損耗增加點B1-B2-B3-B4的順序在AC電機M1的運行點之間切換，使得能量損耗逐漸變化。因此，能量損耗隨著運行點被切換逐漸增加或減小。結(jié)果，由于銅耗急劇增加或減小產(chǎn)生的AC電機M1運行效率降低能夠得到抑制。第二變型圖9用于示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二變型的AC電機Ml的控制。參照圖9, AC電機Ml具有作為運行點的上述最優(yōu)運行點A以及與最優(yōu)運行點A具有同樣的輸出轉(zhuǎn)矩的電機損耗增加點B (t)。根據(jù)本變型的變換器控制電路40特征在于對電機損耗增加點B (t)進行設(shè)置，使得除將輸出轉(zhuǎn)矩保持在要求轉(zhuǎn)矩之外，從電池B供到AC電機M1的電力P等于或低于能從電池B輸出的電力Wout (下面也稱為電池輸出)。具體而言，當AC電機M1在電機損耗增加點上被驅(qū)動時，與AC電機M1在最優(yōu)運行點A上被驅(qū)動時從電池B取走的電力P相比，與銅耗增加AP對應(yīng)的電力變化AL被另外取走。也就是說，在電機損耗增加點上，從電池B取走總共P+AP的電力。當電力P+AP超過電池B的電池輸出 Wout時，可能發(fā)生電池B被過大的電力輸出損壞的問題。另一方面，在電池B中，電池輸出Wout通常傾向于隨著電池溫度Tbat 降低而降低。因此，電流指令轉(zhuǎn)換部分410事先將電池溫度Tbat與電池輸出Wout 之間的關(guān)系保持為圖。當電流指令轉(zhuǎn)換部分410讀取與接收自溫度傳感器 28的電池溫度Tbat對應(yīng)的電池輸出Wout時，其對電機損耗增加點B (t) 的幅值I (t)以及電么t^目位0 (t)進^i殳置，使得電力變化AP變得至多為所讀取的電池輸出Wout。也就是說，電流指令轉(zhuǎn)換部分410設(shè)置幅值I (t)， <吏得滿足下面的/>式(4)。<formula>formula see original document page 26</formula> (4)于是，電流指令轉(zhuǎn)換部分410將借助其在被設(shè)置的電機電流幅值I (t) 下獲得請求輸出T—com的電流相位設(shè)置為電j:jy目位0 (t)。因此，根據(jù)第二變型，電池B的溫度能被迅速升高，同時，電池B被保護免于輸^/輸出過大電力。應(yīng)當明了，這里公開的實施例在各方面是說明性而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書的條款而不是說明書限制，并包含屬于與權(quán)利要求書條款的范圍等同的含義和范圍的任何變型。工業(yè)應(yīng)用斗生本發(fā)明適用于裝在車輛中的二次電池控制設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于控制二次電池的設(shè)備，其包含電機驅(qū)動電路(14)，其接收來自二次電池(B)的電力供給以驅(qū)動電機(M1)；電池溫度獲取裝置，其用于檢測或推定所述二次電池(B)的電池溫度；以及控制電路(40)，其對所述電機驅(qū)動電路(14)進行控制，使得所述電機(M1)的輸出轉(zhuǎn)矩與要求轉(zhuǎn)矩一致，其中所述控制電路(40)包含第一控制裝置，其用于在第一運行點下運行所述電機(M1)，所述第一運行點需要這樣的電機驅(qū)動電流其具有用于產(chǎn)生所述要求轉(zhuǎn)矩的第一電流幅值，第二控制裝置，其用于在第二運行點下運行所述電機(M1)，所述第二運行點需要這樣的電機驅(qū)動電流其具有與用于產(chǎn)生所述要求轉(zhuǎn)矩的所述第一電流幅值相比較大的第二電流幅值，以及切換裝置，當所述電池溫度低于規(guī)定閾值溫度時，所述切換裝置用于在所述第一控制裝置與所述第二控制裝置之間交替切換以便執(zhí)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的用于控制二次電池的設(shè)備，其中所述第一控制裝置使用第一電流指令進行所述電機驅(qū)動電流的反饋控制，所述第一電流指令由所述第一電流幅值和第一電it4目位構(gòu)成且提供所述第一運行點，所述第二控制裝置使用第二電流指令進行所述電機驅(qū)動電流的反饋控制，所述第二電流指令由所述第二電流幅值和第二電流相位構(gòu)成且提供所述第二運行點，且在所述電機驅(qū)動電流的反饋控制中，所述切換裝置交替地在所述第一電流指令與所述第二電流指令之間切換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于控制二次電池的設(shè)備，其還包含電機溫度獲取裝置(26),其用于獲取所述電機(Ml)的電機溫度，其中所述控制電路(40)對所述電機溫度變得至少為規(guī)定的可允許溫度做出響應(yīng)地禁止所述切換裝置的執(zhí)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的用于控制二次電池的設(shè)備，其中所述控制電路(40)還包含設(shè)置裝置，該裝置用于對所述第二電流幅值進行設(shè)置，使得當所述電機(Ml)在所述第二運行點下運行時從所述二次電池(B)供到所述電機驅(qū)動電路(14)的電力不超過能從所述二次電池(B)輸出的電力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的用于控制二次電池的設(shè)備，其中所述設(shè)置裝置基于預(yù)先獲得的、所述電池溫度與能從所述二次電池(B)輸出的電力之間的關(guān)系并根據(jù)能從與所述電池溫度對應(yīng)的所述二次電池(B)輸出的電力設(shè)置所述第二電流幅值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的用于控制二次電池的設(shè)備，其中所述控制電路(40)還包含設(shè)置裝置，該裝置用于將多個所述第二電流幅值i殳置為各自大于所述第一電流幅值且各自逐漸增加。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3的用于控制二次電池的設(shè)備，其中所述第一運行點包含最優(yōu)運行點，在最優(yōu)運行點上，所述第一電流幅值下的輸出轉(zhuǎn)矩最大值為所述要求轉(zhuǎn)矩，且所述控制電路(40)對所述電池溫度變得至少為所述閾值溫度做出響應(yīng)地使用提供所述最優(yōu)運行點的所述第一電流指令進行所述電機驅(qū)動電流的反饋控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3的用于控制二次電池的設(shè)備，其中所述電機(M1)包含用于驅(qū)動的電機，該電機驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪。
9. 一種控制二次電池(B)的方法，該電池向驅(qū)動電機(Ml)的電機驅(qū)動電路(14)提供電力，該方法包含電池溫度獲取步驟，該步驟檢測或推定所述二次電池(B)的電池溫度；以及驅(qū)動控制步驟，該步驟對所述電機驅(qū)動電路(14)進行控制，使得所述電機(Ml)的輸出轉(zhuǎn)矩與要求轉(zhuǎn)矩一致，其中所述驅(qū)動控制步驟包含第一控制步驟，該步驟在第一運行點下運行所述電機(M1)，所述第一運行點需要這樣的電機驅(qū)動電流該電流具有用于產(chǎn)生所述要求轉(zhuǎn)矩的第一電流幅值，第二控制步驟，該步驟在第二運行點下運行所述電機(Ml)，所述第二運行點需要這樣的電機驅(qū)動電流該電流具有與用于產(chǎn)生所述要求轉(zhuǎn)矩的所述第一電流幅值相比較大的第二電流幅值，以及切換步驟，該步驟在所述電池溫度低于規(guī)定閾值溫度時在所述第一控制步驟與所述第二控制步驟之間切換以〗更執(zhí)行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的控制二次電池的方法，其中所述第一控制步驟包含這樣的步驟使用第一電流指令進行所述電機驅(qū)動電流的反饋控制，其中，所述第一電流指令由所述第一電流幅值和第一電流相位構(gòu)成且提供所述第一運行點，所述第二控制步驟包含這樣的步驟使用第二電流指令進行所述電機驅(qū)動電流的反饋控制，其中，所述第二電流指令由所述第二電流幅值和第二電流相位構(gòu)成且提供所述第二運行點，且所述切換步驟包含這樣的步驟在所述電機驅(qū)動電流的>^饋控制中，在所述第一電流指令與所述第二電流指令之間交替切換。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10的控制二次電池的設(shè)備，其還包含電機溫度獲取步驟，該步驟獲取所述電機(Ml)的電機溫度，其中所述驅(qū)動控制步驟對所述電機溫度變得至少為規(guī)定的可允許溫度做出響應(yīng)地禁止所述切換步驟的執(zhí)行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的控制二次電池的方法，其中所述驅(qū)動控制步驟還包含設(shè)置步驟，該步驟對所述第二電流幅值進行設(shè)置，使得當所述電機(Ml)在所述第二運行點下運行時從所述二次電池 (B)供到所述電機驅(qū)動電路(14)的電力不超過能從所述二次電池(B)輸出的電力。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的控制二次電池的方法，其中所述設(shè)置步驟基于預(yù)先獲得的、所述電池溫度與能從所述二次電池(B)輸出的電力之間的關(guān)系并根據(jù)能從與所述電池溫度對應(yīng)的所述二次電池(B)輸出的電力設(shè)置所述第二電流幅值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll的控制二次電池的方法，其中所述驅(qū)動控制步驟還包舍沒置步驟，所述設(shè)置步驟將多個所述第二電流幅值設(shè)置為各自大于所述第一電流幅值且各自逐漸增加。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll的控制二次電池的方法，其中所述第一運行點包含最優(yōu)運行點，在最優(yōu)運行點上，所述第一電流幅值下的輸出轉(zhuǎn)矩最大值為所述要求轉(zhuǎn)矩，且地使用提供所述最優(yōu)運行點的所述第一電流指令進行所述電機驅(qū)動電流的反饋控制。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll的控制二次電池的方法，其中所述電機(M1)包含用于驅(qū)動的電機，該電機驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪。
全文摘要
當判定為電池溫度低于閾值時，變換器控制電路在最優(yōu)運行點與電機損耗增加點之間交替地切換AC電機的運行點。在電機損耗增加點，電機電流幅值的提高增加了AC電機三相線圈中發(fā)生的銅耗。另一方面，在最優(yōu)運行點上，電機電流幅值的減小降低了銅耗。與銅耗中的周期性增加/減少對應(yīng)，電池以對應(yīng)于銅耗的電力周期性充電/放電。電池電流中由于充電/放電而發(fā)生的變化使內(nèi)阻發(fā)熱，由此，電池溫度被升高。當電機溫度超過AC電機的運行效率得到保證的可允許溫度時，前述溫度升高操作被禁止。
文檔編號H02P21/00GK101223685SQ20068002546
公開日2008年7月16日申請日期2006年7月11日優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者矢口英明申請人:豐田自動車株式會社

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