電源系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及電源系統(tǒng)，在該電源系統(tǒng)中，在兩個電池中任意一個或兩者與輸出電 路之間雙向進行電壓轉換。
【背景技術】
[0002] 使用旋轉電機作為驅動源的混合動力車和電動車中設置有電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng) 包括電池和電壓變換器，該電池是直流電源，該電壓變換器用于升壓電池電壓和降壓旋轉 電機所引起的再生電力。作為電壓變換器，已知有圖28所示的降壓-升壓轉換器。降壓-升 壓轉換器通過兩個切換元件S1、S2的接通/斷開操作升壓/降壓。
[0003] 另外，作為具有降壓-升壓轉換器的擴展功能的電壓變換器，例如，日本專利申請 公開No. 2012-070514(JP2012-070514A)描述了一種電壓變換器，包括四個切換元件Sl至 S4并且連接到兩個電池B1、B2,如圖29所示。電壓變換器可W通過四個切換元件Sl至S4 的接通/斷開操作升壓/降壓，并且可W通過改變切換元件的接通/斷開模式切換兩個電 池的串聯(lián)連接和并聯(lián)連接。
[0004] 同時，在常規(guī)的電壓變換器中，很難在切換元件的接通故障（短路故障）時進行電 壓轉換。例如，在圖28所示的降壓-升壓轉換器中，如通常已知的，通過與切換元件Sl的接 通/斷開操作同步的切換元件S2的接通/斷開操作來升壓/降壓。因此，當切換元件S1、 S2中的任意一個具有接通故障，并且持續(xù)地接通時，不能W上述方式升壓/降壓。 陽0化]在圖29所示的電壓變換器中，即使切換元件Sl至S4中的任意一個具有接通故 障，理論上也能夠通過使用電池B1、B2中的任意一個升壓/降壓。然而，在運種情況下，弓I 發(fā)的另一個問題是，從安全的角度，應該停止升壓/降壓。例如，切換元件S3的接通故障時， 電池Bl與電池B2串聯(lián)連接，從而輸出電壓為電池Bl和電池B2的電壓之和。該電壓可能 超過系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2等的承受電壓，因此在切換元件的接通故障時，圖29所示的 電壓變換器最終不得不停止升壓/降壓。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)，甚至可W在切換元件的接通故障時進行電壓轉換。
[0007]與本發(fā)明的一方面相關的電源系統(tǒng)包括第一電池、第二電池、輸出電路、第一切換 元件、第二切換元件和第=切換元件。輸出電路被配置為與第一電池和第二電池中的任意 一個或兩者進行雙向電壓轉換。輸出電路包括第一電路和第二電路。第二電路具有比第一 電路的電位低的電位。第一切換元件、第二切換元件和第=切換元件從第一電路向第二電 路彼此串聯(lián)設置。第一電池與第二切換元件并聯(lián)設置。第二電池與在第二切換元件和第= 切換元件之間的串聯(lián)連接并聯(lián)設置。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的電源系統(tǒng)，甚至可W在切換元件的接通故障時進行電壓轉換。
[0009] 電源系統(tǒng)可W還包括第一系統(tǒng)主繼電器、第二系統(tǒng)主繼電器和控制部。第一系統(tǒng) 主繼電器可W被配置為使得第一電池經由第一系統(tǒng)主繼電器與第二切換元件并聯(lián)。第二系 統(tǒng)主繼電器可W被配置為使得第二電池經由第二系統(tǒng)主繼電器與在第二切換元件和第= 切換元件之間的串聯(lián)連接并聯(lián)?？刂撇靠蒞被配置為對第一切換元件、第二切換元件、第= 切換元件、第一系統(tǒng)主繼電器和第二系統(tǒng)主繼電器進行接通-斷開控制?？刂撇靠蒞被配 置為在第一切換元件的接通故障時，斷開第二系統(tǒng)主繼電器，并且通過對第二切換元件和 第=切換元件進行接通-斷開控制來執(zhí)行第一故障保護模式?？刂撇靠蒞被配置為在第一 故障保護模式中升壓第一電池的電壓。
[0010] 電源系統(tǒng)可W還包括第一系統(tǒng)主繼電器、第二系統(tǒng)主繼電器和控制部。第一系統(tǒng) 主繼電器可W被配置為使得第一電池經由第一系統(tǒng)主繼電器與第二切換元件并聯(lián)。第二系 統(tǒng)主繼電器可W被配置為使得第二電池經由第二系統(tǒng)主繼電器與在第二切換元件和第= 切換元件之間的串聯(lián)連接并聯(lián)?？刂撇靠蒞被配置為對第一切換元件、第二切換元件、第= 切換元件、第一系統(tǒng)主繼電器和第二系統(tǒng)主繼電器進行接通-斷開控制?？刂撇靠蒞被配 置為在第二切換元件的接通故障時，斷開第一系統(tǒng)主繼電器，并且通過對第一切換元件和 第=切換元件進行接通-斷開控制來執(zhí)行第二故障保護模式。控制部可W被配置為在第二 故障保護模式中升壓第二電池的電壓。 1 ] 此外，第二電池具有比第一電池的電壓高的電壓。第一電池和第二電池經由第； 切換元件置于環(huán)路?？刂撇靠蒞被配置為通過對第=切換元件進行接通-斷開控制來控制 在第一電池和第二電池之間的連接或斷路。
[0012] 控制部可W被配置為，當通過將第一電池連接到第二電池來將電力從第二電池供 應到第一電池時，通過調整第=切換元件的導通電阻來控制充電電流。
[0013] 與本發(fā)明的另一方面相關的電源系統(tǒng)包括第一電池、第二電池、輸出電路、第一切 換元件、第二切換元件和第=切換元件。輸出電路可W被配置為與第一電池和第二電池中 的任意一個或兩者進行雙向電壓轉換。輸出電路包括第一電路和第二電路。第二電路具有 比第一電路的電位低的電位。第一切換元件、第二切換元件和第=切換元件從第一電路向 第二電路彼此串聯(lián)設置。第一電池與第=切換元件并聯(lián)設置。第二電池與在第二切換元件 和第=切換元件之間的串聯(lián)連接并聯(lián)設置。
[0014] 電源系統(tǒng)可W還包括第一系統(tǒng)主繼電器、第二系統(tǒng)主繼電器和控制部。第一系統(tǒng) 主繼電器可W被配置為使得第一電池經由第一系統(tǒng)主繼電器與第=切換元件并聯(lián)。第二系 統(tǒng)主繼電器可W被配置為使得第二電池經由第二系統(tǒng)主繼電器與在第二切換元件和第= 切換元件之間的串聯(lián)連接并聯(lián)?？刂撇靠蒞被配置為對第一切換元件、第二切換元件、第= 切換元件、第一系統(tǒng)主繼電器和第二系統(tǒng)主繼電器進行接通-斷開控制?？刂撇靠蒞被配 置為在第一切換元件的接通故障時，斷開第二系統(tǒng)主繼電器，并且通過對第二切換元件和 第=切換元件進行接通-斷開控制來執(zhí)行第一故障保護模式，控制部可W被配置為在第一 故障保護模式中升壓第一電池的電壓。
[0015] 電源系統(tǒng)可W還包括第一系統(tǒng)主繼電器、第二系統(tǒng)主繼電器和控制部。第一系統(tǒng) 主繼電器可W被配置為使得第一電池經由第一系統(tǒng)主繼電器與第=切換元件并聯(lián)。第二系 統(tǒng)主繼電器可W被配置為使得第二電池經由第二系統(tǒng)主繼電器與在第二切換元件和第= 切換元件之間的串聯(lián)連接并聯(lián)?？刂撇靠蒞被配置為對第一切換元件、第二切換元件、第= 切換元件、第一系統(tǒng)主繼電器和第二系統(tǒng)主繼電器進行接通-斷開控制?？刂撇靠蒞被配 置為在第=切換元件的接通故障時，斷開第一系統(tǒng)主繼電器，并且通過對第一切換元件和 第二切換元件進行接通-斷開控制來執(zhí)行第二故障保護模式。控制部可W被配置為在第二 故障保護模式中升壓第二電池的電壓。
[0016] 此外，第二電池具有比第一電池的電壓高的電壓。第一電池和第二電池經由第二 切換元件置于環(huán)路?？刂撇靠蒞被配置為通過控制在第二切換元件的接通-斷開來控制第 一電池和第二電池之間的連接或斷路。
[0017] 控制部可W被配置為，當通過將第一電池連接到第二電池將電力從第二電池供應 到第一電池時，通過調整第二切換元件的導通電阻來控制充電電流。
【附圖說明】
[0018] 將在下面參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點W及技術和工業(yè)意 義，其中，相同的標號表示相同的元件，并且，其中：
[0019] 圖1是車輛的電力供應系統(tǒng)的配置示圖，其中，該電力供應系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明 實施例的電源系統(tǒng)；
[0020] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的配置示圖；
[0021] 圖3是從根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)提取的第一降壓-升壓電路的示圖；
[0022] 圖4是從根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)提取的第二降壓-升壓電路的示圖；
[0023] 圖5是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，正 常時在并聯(lián)升壓/降壓模式中升壓蓄電時的操作的示圖；
[0024] 圖6是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，正 常時在并聯(lián)升壓/降壓模式中升壓放電時的操作的示圖；
[00巧]圖7是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，正 常時在并聯(lián)升壓/降壓模式中降壓蓄電時的操作的示圖；
[00%] 圖8是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，正 常時在并聯(lián)升壓/降壓模式中降壓放電時的操作的示圖；
[0027] 圖9是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，切 換元件Sl的接通故障時在升壓/降壓模式中升壓蓄電和降壓放電時的操作的示圖；
[0028] 圖10是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，切 換元件Sl的接通故障時在升壓/降壓模式中升壓放電和降壓蓄電時的操作的示圖；
[0029] 圖11是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，切 換元件S2的接通故障時在升壓/降壓模式中升壓蓄電和降壓放電時的操作的示圖；
[0030] 圖12是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的升壓/降壓操作之中，切 換元件S2的接通故障時在升壓/降壓模式中升壓放電和降壓蓄電時的操作的示圖；
[0031] 圖13是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的Bl單直接連接模式中的 操作的示圖；
[0032] 圖14是舉例說明在使用根據(jù)本發(fā)明實施例的電源系統(tǒng)的B2單直接連接模式中的 操作的示圖；
[0033] 圖15是描述電池間電流的示圖；
[0034] 圖16是描述切換元件S3的半接通控制的示圖；
[0035] 圖17是根據(jù)另一實施例的電源系統(tǒng)的