Устройство источника питания и транспортное средство с устройством источника питания

Устройство источника питания и транспортное средство с устройством источника питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству источника питания и к транспортному средству с устройством источника питания.

Уровень техники

В последнее время внимание привлекают дружественные для окружающей среды транспортные средства, включающие в себя электрическое транспортное средство, транспортное средство на топливных элементах и гибридное транспортное средство, использующее как электродвигатель, так и двигатель внутреннего сгорания. Также предлагается установка множества батарей на таком транспортном средстве, которое имеет устройство источника питания, установленное на нем.

При конструировании такого транспортного средства должен также рассматриваться способ зарядки множества батарей. Относительно способа зарядки множества батарей делаются различные предложения.

Например, выложенный патент Японии № 9-233710 описывает зарядное/разрядное устройство, которое может индивидуально заряжать и разряжать множество аккумуляторных батарей. Зарядное/разрядное устройство включает в себя зарядную выпрямительную схему для выпрямления переменного тока источника питания, выпрямительную схему, соединенную встречно-параллельно с зарядной выпрямительной схемой, для регенерирования электричества аккумуляторных батарей, разделенных на большое количество, для источника питания переменного тока и множества повышающих/понижающих преобразователей, предусмотренных в соответствии с множеством аккумуляторных батарей, соответственно. Каждый из множества повышающих/понижающих преобразователей используется как понижающий преобразователь, когда аккумуляторная батарея заряжается, и используется как повышающий преобразователь, когда аккумуляторная батарея разряжается.

В зарядном/разрядном устройстве, описанном в выложенном патенте Японии № 9-233710, зарядка аккумуляторной батареи является сложной, если только выходное напряжение зарядной выпрямительной схемы не сделать более высоким, чем напряжение на клеммах аккумуляторных батарей. Для решения этой проблемы необходимо использовать устройство источника питания, которое может выдавать высокое напряжение, или предусмотреть вольтодобавочную схему между источником питания переменного тока и зарядной выпрямительной схемой.

Когда множество аккумуляторных батарей, установленных на транспортном средстве, должны заряжаться с использованием технологии, описанной в выложенной заявке, рассмотренной выше, может быть возможным использование высоковольтного источника питания или присоединение вольтодобавочной схемы между промышленным источником питания для бытового применения и аккумуляторной батарей. В соответствии с этими способами, однако, становится необходимым, например, специализированное зарядное устройство. Это нежелательным образом увеличивает количество компонентов транспортного средства. Кроме того, становится необходимой операция присоединения зарядного устройства и по этой причине ожидается создание дополнительных проблем для пользователя.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечение устройства источника питания, делающего возможным простое осуществление зарядки извне, и обеспечение транспортного средства с таким устройством источника питания.

Коротко, настоящее изобретение предусматривает устройство источника питания, заряжаемое с помощью внешнего источника питания, включающее в себя первое заряжаемое и разряжаемое устройство аккумулирования энергии, соединенное с первым узлом; нагрузку, соединенную со вторым узлом; первый блок преобразования напряжения, преобразующий напряжение между первым узлом и вторым узлом; второе заряжаемое и разряжаемое устройство аккумулирования энергии, соединенное с третьим узлом; второй блок преобразования напряжения, преобразующий напряжение между третьим узлом и вторым узлом; и блок передачи энергии, передающий энергию, принимаемую от внешнего источника питания, к первому узлу.

Предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя первый соединительный блок, который может размыкать соединение между первым устройством аккумулирования энергии и первым узлом; второй соединительный блок, который может размыкать соединение между вторым устройством аккумулирования энергии и третьим узлом; и блок управления, управляющий первым и вторым соединительными блоками и первым и вторым блоками преобразования напряжения. Блок управления устанавливает первый и второй соединительные блоки в состояния соединения и размыкания соответственно, управляет первым и вторым блоками преобразования напряжения, так что напряжение третьего узла достигает желаемого напряжения зарядки, и тем самым заряжает второе устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, внешний источник питания представляет собой источник питания постоянного тока. Блок передачи энергии передает напряжение постоянного тока от источника питания постоянного тока к первому узлу. Более предпочтительно, внешний источник питания представляет собой источник питания переменного тока. Блок передачи энергии включает в себя схему преобразования, преобразующую выходной сигнал напряжения переменного тока от источника питания переменного тока в напряжение постоянного тока.

Более предпочтительно, блок передачи энергии может выбирать точку назначения соединения из первого и третьего узлов. Блок управления устанавливает, когда блок передачи энергии соединен с третьим узлом, первый и второй соединительные блоки в состояниях соединения и размыкания соответственно, управляет первым и вторым блоками преобразования напряжения, так что напряжение первого узла достигает желаемого напряжения зарядки, и тем самым заряжает первое устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя блок переключения, управляемый блоком управления, для переключения точки назначения соединения блока передачи энергии между первым и третьим узлами.

Более предпочтительно, зарядная емкость первого устройства аккумулирования энергии меньше чем у второго устройства аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, после того как зарядка второго устройства аккумулирования энергии заканчивается, блок управления устанавливает первый соединительный блок в состояние соединения и управляет первым и вторым блоками преобразования напряжения, так что энергия, аккумулируемая во втором устройстве аккумулирования энергии, подается в первое устройство аккумулирования энергии, и тем самым заряжает первое устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, блок управления устанавливает первый и второй соединительные блоки в состояния соединения и размыкания соответственно и тем самым заряжает первое устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, зарядная емкость первого устройства аккумулирования энергии больше чем у второго устройства аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, каждое из первого и второго устройств аккумулирования энергии имеет положительный электрод и отрицательный электрод. Первый соединительный блок соединяет положительный электрод первого устройства аккумулирования энергии с первым узлом. Второй соединительный блок соединяет положительный электрод второго устройства аккумулирования энергии с третьим узлом. Устройство источника питания дополнительно включает в себя линию заземления; третий соединительный блок, соединяющий линию заземления с отрицательным электродом первого устройства аккумулирования энергии; и четвертый соединительный блок, соединяющий линию заземления с отрицательным электродом второго устройства аккумулирования энергии. Блок передачи энергии включает в себя первую выходную линию, присоединенную к первому узлу, и вторую выходную линию, присоединенную к отрицательному электроду первого устройства аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, внешняя нагрузка, использующая энергию, по меньшей мере, от одного из первого и второго устройств аккумулирования энергии, соединяется с блоком передачи энергии вместо внешнего источника питания. Блок управления устанавливает, по меньшей мере, один из первого и второго соединительных блоков в выбранное состояние и тем самым подает энергию от устройства аккумулирования энергии, соответствующего, по меньшей мере, одному соединительному блоку, из первого и второго устройств аккумулирования энергии, на внешнюю нагрузку.

Предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя блок переключения, переключающий точку назначения соединения блока передачи энергии между первым и третьим узлами.

Предпочтительно, каждое из первого и второго устройств аккумулирования энергии имеет положительный электрод и отрицательный электрод. Положительные электроды первого и второго устройств аккумулирования энергии присоединены к первому и третьему узлам соответственно. Блок передачи энергии имеет первую выходную линию и вторую выходную линию, соединенную с отрицательным электродом первого устройства аккумулирования энергии. Устройство источника питания дополнительно включает в себя первый блок переключения, переключающий соединение и отсоединение между первой выходной линией и первым узлом; второй блок переключения, переключающий соединение и отсоединение между первой выходной линией и третьим узлом; и блок управления, управляющий первым и вторым блоками переключения. Блок управления устанавливает как первый, так и второй блоки переключения в состояние соединения и тем самым заряжает первое и второе устройства аккумулирования энергии.

Предпочтительно, зарядная емкость первого устройства аккумулирования энергии больше чем у второго устройства аккумулирования энергии. Когда состояние зарядки второго устройства аккумулирования энергии достигает предписанного состояния, блок управления устанавливает второй блок переключения в состояние отсоединения и заканчивает зарядку второго устройства аккумулирования энергии.

В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение предусматривает транспортное средство, включающее в себя устройство источника питания, заряжаемого с помощью внешнего источника питания, предусмотренного вне транспортного средства. Устройство источника питания включает в себя первое заряжаемое и разряжаемое устройство аккумулирования энергии, соединенное с первым узлом; нагрузку, соединенную со вторым узлом; первый блок преобразования напряжения, преобразующий напряжение между первым узлом и вторым узлом; второе заряжаемое и разряжаемое устройство аккумулирования энергии, соединенное с третьим узлом; второй блок преобразования напряжения, преобразующий напряжение между третьим узлом и вторым узлом; и блок передачи энергии, передающий энергию, принимаемую от внешнего источника питания, к первому узлу.

Предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя первый соединительный блок, который может размыкать соединение между первым устройством аккумулирования энергии и первым узлом, второй соединительный блок, который может размыкать соединение между вторым устройством аккумулирования энергии и третьим узлом, и блок управления, управляющий первым и вторым соединительными блоками и первым и вторым блоками преобразования напряжения. Блок управления устанавливает первый и второй соединительные блоки в состояния соединения и размыкания соответственно, управляет первым и вторым блоками преобразования напряжения, так что напряжение третьего узла достигает желаемого напряжения зарядки, и тем самым заряжает второе устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, внешний источник питания представляет собой источник питания постоянного тока. Блок передачи энергии передает напряжение постоянного тока от источника питания постоянного тока к первому узлу.

Более предпочтительно, внешний источник питания представляет собой источник питания переменного тока. Блок передачи энергии включает в себя схему преобразования, преобразующую выходное напряжение переменного тока от источника питания переменного тока в напряжение постоянного тока.

Более предпочтительно, блок передачи энергии может выбирать точку назначения соединения из первого и третьего узлов. Блок управления устанавливает, когда блок передачи энергии соединяется с третьим узлом, первый и второй соединительный блоки в состояниях соединения и размыкания, соответственно, и управляет первым и вторым блоками преобразования напряжения так, что напряжение первого узла достигает желаемого напряжения зарядки, и тем самым заряжает первое устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя блок переключения, управляемый блоком управления, для переключения точки назначения соединения блока передачи энергии между первым и третьим узлами.

Предпочтительно, зарядная емкость первого устройства аккумулирования энергии меньше чем у второго устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, после того как зарядка второго устройства аккумулирования энергии заканчивается, блок управления устанавливает первый соединительный блок в состояние соединения и управляет первым и вторым блоками преобразования напряжения, так что энергия, аккумулируемая во втором устройстве аккумулирования энергии, подается в первое устройство аккумулирования энергии, и тем самым заряжает первое устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, блок управления устанавливает первый и второй соединительные блоки в состояния соединения и размыкания, соответственно, и тем самым заряжает первое устройство аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, зарядная емкость первого устройства аккумулирования энергии больше чем у второго устройства аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, каждое из первого и второго устройств аккумулирования энергии имеет положительный электрод и отрицательный электрод. Первый соединительный блок соединяет положительный электрод первого устройства аккумулирования энергии с первым узлом. Второй соединительный блок соединяет положительный электрод второго устройства аккумулирования энергии с третьим узлом. Устройство источника питания дополнительно включает в себя линию заземления; третий соединительный блок, соединяющий линию заземления с отрицательным электродом первого устройства аккумулирования энергии; и четвертый соединительный блок, соединяющий линию заземления с отрицательным электродом второго устройства аккумулирования энергии. Блок передачи энергии включает в себя первую выходную линию, соединенную с первым узлом, и вторую выходную линию, соединенную с отрицательным электродом первого устройства аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, внешняя нагрузка, использующая энергию, по меньшей мере, одного из первого и второго устройств аккумулирования энергии, соединяется с блоком передачи энергии вместо внешнего источника питания. Блок управления устанавливает, по меньшей мере, один из первого и второго соединительных блоков в выбранное состояние и тем самым подает энергию от устройства аккумулирования энергии, соответствующего, по меньшей мере, одному соединительному блоку, из первого и второго устройства аккумулирования энергии, на внешнюю нагрузку.

Предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя блок переключения, переключающий точку назначения соединения блока передачи энергии между первым и третьим узлами.

Предпочтительно, каждое из первого и второго устройств аккумулирования энергии имеет положительный электрод и отрицательный электрод. Положительные электроды первого и второго устройств аккумулирования энергии соединены с первым и третьим узлами соответственно. Блок передачи энергии имеет первую выходную линию и вторую выходную линию, соединенную с отрицательным электродом первого устройства аккумулирования энергии. Устройство источника питания дополнительно включает в себя первый блок переключения, переключающий соединение и отсоединение между первой выходной линией и первым узлом; второй блок переключения, переключающий соединение и отсоединение между первой выходной линией и третьим узлом; и блок управления, управляющий первым и вторым блоками переключения. Блок управления устанавливает как первый, так и второй блоки переключения в состояние соединения, и тем самым заряжает первое и второе устройства аккумулирования энергии.

Более предпочтительно, зарядная емкость первого устройства аккумулирования энергии больше чем у второго устройства аккумулирования энергии. Когда состояние зарядки второго устройства аккумулирования энергии достигает предписанного состояния, блок управления устанавливает второй блок переключения в состояние отсоединения и заканчивает зарядку второго устройства аккумулирования энергии.

По этой причине с помощью настоящего изобретения становится возможной подача электрической энергии транспортному средству без увеличения количества компонентов и тем самым зарядка устройства аккумулирования энергии.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает главную конфигурацию транспортного средства 100 в соответствии с вариантом осуществления 1 настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой функциональную блок-схему контроллера 30, показанного на фиг.1.

Фиг.3 схематически показывает состояние, в котором батарея BB заряжается в транспортном средстве 100, показанном на фиг. 1.

Фиг.4 - блок-схема, представляющая процесс зарядки батареи BB, исполняемый с помощью контроллера 30.

Фиг.5 показывает модификацию варианта осуществления 1.

Фиг.6 схематически показывает способ зарядки батарей как BA, так и BB, в устройстве источника питания в соответствии с вариантом осуществления 2.

Фиг.7 показывает модификацию варианта осуществления 2.

Фиг.8 - блок-схема, представляющая процесс зарядки батарей BA и BB, исполняемый с помощью контроллера 30, показанного на фиг.7.

Фиг.9 показывает главную конфигурацию транспортного средства 100A в соответствии с вариантом осуществления 3.

Фиг.10 схематически показывает состояние, в котором батарея BB заряжается, в транспортном средстве 100A, показанном на фиг.9.

Фиг.11 - блок-схема, представляющая процесс зарядки батареи BB, исполняемый с помощью контроллера 30.

Фиг.12 показывает первую модификацию варианта осуществления 3.

Фиг.13 - блок-схема, представляющая процесс зарядки с помощью контроллера 30, показанного на фиг.12.

Фиг.14 показывает вторую модификацию варианта осуществления 3.

Фиг.15 - блок-схема, представляющая процесс зарядки с помощью контроллера 30, показанного на фиг.14.

Наилучшие способы осуществления изобретения

В дальнейшем, варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылками на чертежи. На чертежах, одинаковые или соответствующие друг другу части обозначаются с помощью одинаковых ссылочных обозначений и их описание не будет повторяться.

[Вариант осуществления 1]

Фиг.1 показывает главную конфигурацию транспортного средства 100 в соответствии с вариантом осуществления 1 настоящего изобретения. Хотя транспортное средство 100 представляет собой гибридное транспортное средство, использующее как электродвигатель, так и двигатель внутреннего сгорания для приведения в движение транспортного средства, настоящее изобретение также является применимым к электрическому транспортному средству, у которого колеса приводятся в движение с помощью электродвигателя, или к транспортному средству на топливных элементах.

Если обращаться к фиг.1, транспортное средство 100 включает в себя батареи BA и BB, повышающие преобразователи 12A и 12B, сглаживающие конденсаторы C1A, C1B и C2, датчики 13 напряжения 21A и 21B, схему 23 нагрузки, двигатель 4 внутреннего сгорания, электродвигатели-генераторы MG1 и MG2, устройство деления мощности 3, колеса 2 и контроллер 30.

Транспортное средство 100 дополнительно включает в себя силовые линии PL1A, PL1B и PL2, линию SL заземления, датчик 10A напряжения, детектирующий напряжение VBA на клеммах батареи BA, и датчик 10B напряжения, детектирующий напряжение VBB на клеммах батареи BB.

Вторичная батарея, такая как свинцовая аккумуляторная батарея, никель-гидридная батарея или литиевая ионная батарея, может использоваться в качестве батареи BA или BB. Хотя конфигурация, показанная на фиг.1, включает в себя батареи BB1 и BB2, может использоваться батарея, объединяющая их.

Транспортное средство 100 дополнительно включает в себя главные реле SMR1A, SMR2A, SMR3A, SMR1B, SMR2B и SMR3B системы. Состояние соединения (состояние ON)/состояние отсоединения (состояние OFF) главных реле системы от SMR1A и до SMR3A и от SMR1B и до SMR3B управляется в соответствии с сигналами управления от CT1A и до CT3A и от CT1B и до CT3B соответственно.

Главное реле SMR2A системы присоединяется между положительным электродом батареи BA и силовой линией PL1A. Главное реле SMR3A системы присоединяется между отрицательным электродом батареи BA и линией SL заземления. Главное SMR1A реле системы соединяется последовательно с ограничительным резистором R1A. Главное реле SMR1A системы и ограничительный резистор R1A присоединяются между положительным электродом батареи BA и силовой линией PL1A параллельно с главным реле SMR2A системы.

Главное реле SMR2B системы присоединяется между положительным электродом батареи BB и силовой линией PL1B. Главное реле SMR3B системы присоединяется между отрицательным электродом батареи BB и линией SL заземления. Главное реле SMR1B системы соединяется последовательно с ограничительным резистором R1B. Главное реле SMR1B системы и ограничительный резистор R1B присоединяются между положительным электродом батареи BB и силовой линией PL1B параллельно главному реле SMR2B системы.

Сглаживающий конденсатор C1A сглаживает напряжение на клеммах батареи BA, когда главные реле системы от SMR1A до SMR3A включены. Сглаживающий конденсатор C1A присоединяется между силовой линией PL1A и линией SL заземления.

Датчик 21A напряжения детектирует напряжение VLA на противоположных выводах сглаживающего конденсатора C1A и выводит значение на контроллер 30. Повышающий преобразователь 12A повышает напряжение на клеммах сглаживающего конденсатора C1A. Датчик 21B напряжения детектирует напряжение VLB на противоположных выводах сглаживающего конденсатора C1B и выводит значение на контроллер 30. Повышающий преобразователь 12B повышает напряжение на клеммах сглаживающего конденсатора C1B.

Сглаживающий конденсатор C2 сглаживает напряжение, повышаемое с помощью повышающих преобразователей 12A и 12B. Датчик 13 напряжения детектирует напряжение VH как напряжение на клеммах сглаживающего конденсатора C2 и выводит его на контроллер 30.

Транспортное средство 100 дополнительно включает в себя разрядный резистор R2, присоединенный между силовой линией PL2 и линией заземления SL, параллельно сглаживающему конденсатору C2. После окончания операции преобразования напряжения транспортным средством 100 оставшийся заряд в сглаживающем конденсаторе C2 потребляется разрядным резистором R2.

Схема 23 нагрузки включает в себя инверторы 14 и 22. Инвертор 14 преобразует напряжение постоянного тока, прикладываемое от повышающих преобразователей 12A и 12B, в трехфазный переменный ток и выводит его на электродвигатель-генератор MG1. Схема нагрузки 23 соответствует “нагрузке” по настоящему изобретению.

Устройство 3 деления мощности представляет собой механизм, соединенный с двигателем 4 внутреннего сгорания и электродвигателями-генераторами MG1 и MG2, для распределения энергии между ними. В качестве примера, планетарный шестеренчатый механизм, имеющий три вала вращения центральной шестерни планетарной передачи и кольцевой шестерни, может использоваться как устройство деления мощности. Три вала вращения соединяются с валами вращения двигателя 4 внутреннего сгорания и электродвигателей-генераторов MG1 и MG2 соответственно.

Вал вращения электродвигателя-генератора MG2 соединен с колесами 2 с помощью редукторной передачи и дифференциальной передачи (не показано). Кроме того, механизм редуктора для вала вращения электродвигателя-генератора MG2 может дополнительно встраиваться в устройство 3 деления мощности. Кроме того, передаточное отношение механизма редуктора может быть сделано переключаемым.

Повышающий преобразователь 12A включает в себя дроссель L1A, имеющий один вывод, соединенный с силовой линией PL1A, с элементами IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором) Q1A и Q2A, присоединенными последовательно между силовой линией PL2 и линией SL заземления, и диодами D1A и D2A, присоединенными параллельно элементам IGBT Q1A и Q2A соответственно.

Дроссель L1A имеет другой вывод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q1A и с коллектором элемента IGBT Q2A. Диод D1A имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q1A, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q1A. Диод D2A имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT, Q2A и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q2A.

Повышающий преобразователь 12B включает в себя дроссель L1B, имеющий один вывод, соединенный с силовой линией PL1B, с элементами IGBT Q1B и Q2B, присоединенными последовательно между силовой линией PL2 и линией SL заземления, и диодами D1B и D2B, присоединенными параллельно элементам IGBT Q1B и Q2B.

Дроссель L1B имеет другой вывод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q1B и с коллектором элемента IGBT Q2B. Диод D1B имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q1B, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q1B. Диод D2B имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q2B, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q2B.

Инвертор 14 принимает повышенное напряжение от повышающих преобразователей 12A и 12B и приводит в движение электродвигатель-генератор MG1 для запуска, например, двигателя 4 внутреннего сгорания. Кроме того, инвертор 14 возвращает электрическую энергию, генерируемую электродвигателем-генератором MG1, с помощью энергии, передаваемой от двигателя 4 внутреннего сгорания, на повышающий преобразователь 12A или 12B. В это время повышающий преобразователь 12A или 12B управляется контроллером 30 так, что он работает как схема понижения напряжения.

Инвертор 14 включает в себя плечо 15 фазы U, плечо 16 фазы V и плечо 17 фазы W. Плечо 15 фазы U, плечо 16 фазы V и плечо 17 фазы W присоединяются параллельно между силовой линией PL2 и линией заземления SL.

Плечо 15 фазы U включает в себя элементы IGBT Q3 и Q4, присоединенные последовательно между силовой линией PL2 и линией SL заземления, и диоды D3 и D4 соединенные параллельно с элементами IGBT Q3 и Q4, соответственно. Диод D3 имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q3, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q3. Диод D4 имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q4, и его анод, соединенный с эмиттером IGBT элемента Q4.

Плечо 16 фазы V включает в себя элементы IGBT Q5 и Q6, присоединенные последовательно между силовой линией PL2 и линией SL заземления, и диоды D5 и D6, соединенные параллельно с элементами IGBT Q5 и Q6 соответственно. Диод D5 имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q5, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q5. Диод D6 имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q6, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q6.

Плечо 17 фазы W включает в себя элементы IGBT Q7 и Q8, присоединенные последовательно между силовой линией PL2 и линией SL заземления, и диоды D7 и D8, соединенные параллельно с элементами IGBT Q7 и Q8 соответственно. Диод D7 имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q7, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q7. Диод D8 имеет его катод, соединенный с коллектором элемента IGBT Q8, и его анод, соединенный с эмиттером элемента IGBT Q8.

Средняя точка плеч соответствующих фаз соединяется с одним из выводов обмоток соответствующих фаз электродвигателя-генератора MG1. Конкретно, электродвигатель-генератор MG1 представляет собой трехфазный синхронный электродвигатель с постоянными магнитами и три обмотки фаз U, V и W, каждая из которых имеет один вывод, соединенный вместе с другими со средней точкой. Обмотка фазы U имеет другой вывод, соединенный с узлом соединения между элементами IGBT Q3 и Q4. Обмотка фазы V имеет другой вывод, соединенный с узлом соединения между элементами IGBT Q5 и Q6. Обмотка фазы W имеет другой вывод, соединенный с узлом соединения между элементами IGBT Q7 и Q8.

Вместо элементов IGBT Q1A, Q2A, Q1B, Q2B и Q3-Q8, описанных выше, могут использоваться другие силовые переключающие элементы, такие как силовые полевые транзисторы MOSFET.

Датчик 24 тока детектирует ток, протекающий через электродвигатель-генератор MG1, как значение MCRT1 тока электродвигателя и выводит значение MCRT1 тока электродвигателя на контроллер 30.

Инвертор 22 соединяется с силовой линией PL2 и линией заземления SL. Инвертор 22 преобразует выходной сигнал напряжения постоянного тока от повышающих преобразователей 12A, 12B в трехфазный переменный ток и выводит его на электродвигатель-генератор MG2, приводящий в движение колеса 2. При рекуперативном торможении инвертор 22 возвращает электрическую энергию, генерируемую электродвигателем-генератором MG2, на повышающие преобразователи 12A, 12B. В это время повышающие преобразователи 12A, 12B управляются контроллером 30 так, что они работают как схемы понижения напряжения. Хотя этого не показано, внутренняя конфигурация инвертора 22 является такой же, как у инвертора 14, и по этой причине подробное описание не будет повторяться.

Контроллер 30 принимает командные значения TR1 и TR2 крутящего момента, числа оборотов MRN1 и MRN2 электродвигателя, различные значения напряжений VLA, VLB, VBA, VBB и VH, ток IS, детектируемый датчиком 11 тока, значения тока электродвигателя MCRT1 и MCRT2 и инструкцию зажигания IGON. Контроллер 30 выводит инструкцию повышения напряжения, инструкцию понижения напряжения и сигналы PWCA и PWCB управления, инструктирующие запрещение работы для повышающих преобразователей 12A и 12B.

Кроме того, контроллер 30 выводит инструкцию PWMI1 приведения в действие и инструкцию PWMC1 рекуперации для инвертора 14. Инструкция PWMI1 приведения в действие представляет собой инструкцию для преобразования напряжения постоянного тока как выходного сигнала повышающего преобразователя 12A, 12B в напряжение переменного тока для приведения в действие электродвигателя-генератора MG1. Инструкция PWMC1 рекуперации представляет собой инструкцию для преобразования напряжения переменного тока, генерируемого электродвигателем-генератором MG1, в напряжение постоянного тока и для возвращения напряжения на сторону повышающих преобразователей 12A и 12B.

Подобным же образом контроллер 30 выводит инструкцию PWMI2 приведения в действие и инструкцию PWMC2 рекуперации. Инструкция PWMI2 приведения в действие представляет собой инструкцию для преобразования напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока для приведения в действие электродвигателя-генератора MG2. Инструкция PWMC2 рекуперации предназначена для преобразования напряжения переменного тока, генерируемого электродвигателем-генератором MG2, в напряжение постоянного тока и для возвращения напряжения на сторону повышающих преобразователей 12A и 12B.

Транспортное средство 100 дополнительно включает в себя блок 40 зарядки/разрядки. Блок 40 зарядки/разрядки включает в себя схему 41 преобразователя и клеммы T1 и T2. Во время зарядки батареи BA и BB источник 45 питания переменного тока соединяется с клеммами T1 и T2 и напряжение переменного тока 100В (или 200В) подается на клеммы T1 и T2.

Схема 41 преобразователя преобразует напряжение переменного тока на клеммах T1 и T2 в напряжение постоянного тока. Выходной сигнал напряжения постоянного тока от схемы 41 преобразователя прикладывается между силовой линией PL1A и линией SL заземления. Схема 41 преобразователя формируется, например, с помощью схемы выпрямления с использованием диода, схемы инвертора или чего-либо подобного.

В дальнейшем, схема 41 преобразователя будет описываться как схема выпрямления с использованием диода. По этой причине в дальнейшем описании схема 41 преобразователя будет упоминаться как “выпрямительный элемент 41”.

Зарядная емкость батареи BB больше чем зарядная емкость батареи BA. Конкретно, блок 40 зарядки/разрядки соединяется с повышающим преобразователем (повышающий преобразователь 12A), который соответствует той из батарей BA и BB, которая имеет меньшую зарядную емкость.

Если обращаться к фиг.1, настоящий вариант осуществления будет описываться обобщающим образом. Устройство источника питания, заряжаемое с помощью внешнего источника питания (источника 45 питания переменного тока), включает в себя перезаряжаемые батареи BA и BB, схему 23 нагрузки, повышающий преобразователь 12A, преобразующий напряжение между узлом N1, к которому присоединена батарея BA, и узлом N2, к которому присоединена схема 23 нагрузки, повышающий преобразователь 12B, преобразующий напряжение между узлом N3, к которому присоединена батарея BB, и узлом N2, и блок 40 зарядки/разрядки, передающий электрическую энергию, принимаемую извне, к узлу N1.

Предпочтительно, устройство источника питания дополнительно включает в себя главное реле SMR2A системы, которое может размыкать соединение между батареей BA и узлом N1, главное реле SMR2B системы, которое может размыкать соединение между батареей BB и узлом N3, и контроллер 30, управляющий главными реле SMR1A и SMR2B системы и повышающие преобразователи 12A и 12B. Контроллер 30 устанавливает главные реле SMR2A и SMR2B системы в состояние размыкания и состояние соединения соответственно, управляет главными реле SMR2A и SMR2B системы, так что напряжение на узле N3 достигает желаемого напряжения зарядки, и тем самым заряжает батарею BB.

Более предпочтительно, внешний источник питания представляет собой источник питания переменного тока. Блок 40 зарядки/разрядки включает в себя схему 41 преобразования для преобразования выходного сигнала напряжения переменного тока от источника 45 питания переменного тока в напряжение постоянного тока.

Более предпочтительно, является возможным соединение нагрузки 46 с клеммами T1 и T2 блока 40 зарядки/разрядки вместо источника 45 питания переменного тока. Контроллер 30 устанавливает, по меньшей мере, одно из главных реле SMR2A и SMR2B системы в состояние соединения и подает электрическую энергию от батареи, соответствующей, по меньшей мере, одному из главных реле системы (соединенному главному реле системы), из батарей BA и BB, к нагрузке 46. В качестве примера, нагрузка 46 представляет собой бытовое электрическое устройство.

Фиг.2 представляет собой функциональную блок-схему контроллера 30, показанного на фиг.1. Контроллер 30 может осуществляться с помощью программного обеспечения или аппаратного обеспечения.

Если обращаться к фиг.1 и 2, контроллер 30 включает в себя блок 131 управления повышающими преобразователями для управления повышающими преобразователями 12A и 12B, блок 132 управления инвертором MG1 для управления электродвигателем-генератором MG1, блок 133 управления инвертором MG2 для управления электродвигателем-генератором MG2 и блок 134 управления реле для управления главными реле SMR1A, SMR2A, SMR3A, SMR1B, SMR2B и SMR3B системы.

В ответ на инструкцию IGON зажигания блок 131 управления повышающих преобразователей начинает работать. Сигналы PWCA и PWCB управления для инструктирования повышения напряжения и понижения напряжения соответственно выдаются на повышающие преобразователи 12A и 12B на фиг.1 соответственно. Затем блок управления 132 преобразователя переменного тока MG1 выдает инструкцию приведения в действие PWMI1 и инструкцию PWMC1 рекуперации инвертору 14 на основе командного значения TR1 крутящего момента и числа MRN1 оборотов электродвигателя. Затем блок 133 управления инвертора MG2 выдает инструкцию PWMI2 приведения в действие и инструкцию PWMC2 рекуперации на основе командного значения TR2 крутящего момента и числа MRN2 оборотов электродвигателя.

Блок 134 управления реле активирует сигналы CT1A для 3A и CT1B для 3B управления в ответ на инструкцию IGON зажигания, тем самым батареи BA и BB электрически соединяются со повышаю