用于車輛的電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利申請(qǐng)公報(bào)Νο.ΗΙΟ-184506公開了一種用于車輛的電源，該電源具有包括鉛電池和附加蓄電池的兩個(gè)蓄電池。
[0003]然而，這種具有兩個(gè)蓄電池的電源的一個(gè)問題在于該電源難以根據(jù)各蓄電裝置的特性而操作。
[0004]例如用于車輛的電源需要履行諸如向輔助裝置供電、向起動(dòng)機(jī)供電、針對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力供給操作、鉛電池的電壓高于其上限電壓(例如14.4V)時(shí)的再生操作的功能。對(duì)這些操作的控制取決于負(fù)載和各蓄電裝置的特性。具體地，車輛的負(fù)載包括輔助裝置、起動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)，并且電力輸入和輸出要求隨著根據(jù)車輛需求而操作的相應(yīng)負(fù)載來變化。此外，輸入和輸出要求的范圍根據(jù)各蓄電池的特性而不同，因此，電源在變化的車輛狀態(tài)下難以提供最佳操作。
[0005]例如，用來向起動(dòng)機(jī)供給電力的鉛電池的問題在于對(duì)輔助裝置供電的耐久性和失效。
[0006]盡管可獲得能應(yīng)對(duì)各種負(fù)載的單個(gè)電池，例如怠速停止鉛電池，但這種電池的成本高。
[0007]已鑒于上述問題而完成的本發(fā)明針對(duì)于提供一種用于車輛的電源，該電源具有多個(gè)蓄電裝置，所述多個(gè)蓄電裝置包括根據(jù)各蓄電裝置的特性而適當(dāng)?shù)夭僮鞯你U電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于車輛的電源，該電源包括發(fā)電機(jī)、鉛電池、與發(fā)電機(jī)以及與鉛電池并聯(lián)連接的蓄電裝置、具有電容器和起動(dòng)機(jī)且與發(fā)電機(jī)以及與鉛電池并聯(lián)連接的起動(dòng)機(jī)電路、以及與鉛電池串聯(lián)連接的第一開關(guān)、與電源串聯(lián)連接的第二開關(guān)和與起動(dòng)機(jī)電路串聯(lián)連接的第三開關(guān)中的至少兩個(gè)開關(guān)。
[0009]從下面結(jié)合通過示例的方式示出本發(fā)明原理的附圖所作的描述，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0010]參照以下對(duì)目前優(yōu)選的實(shí)施例及附圖的描述可最好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0011]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于車輛的電源的示意圖；
[0012]圖2是示出圖1的電源為了滿足車輛的各種需求而進(jìn)行的操作的表；
[0013]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于車輛的電源的示意圖；
[0014]圖4是示出圖3的電源為了滿足車輛的各種需求而進(jìn)行的操作的表；
[0015]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的另一個(gè)示例的用于車輛的電源的示意圖；
[0016]圖6是示出圖5的電源為了滿足車輛的各種需求而進(jìn)行的操作的表；
[0017]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于車輛的電源的示意圖；以及
[0018]圖8是示出圖7的電源為了滿足車輛的各種需求而進(jìn)行的操作的表。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。
[0020]第一實(shí)施例
[0021]參照示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖1，以附圖標(biāo)記1表示的電源向車輛上搭載的各種裝置供給電力。
[0022]電源1包括具有逆變器(INV)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG)2。根據(jù)車輛的控制需求，電動(dòng)發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)經(jīng)逆變器向各裝置供給電力并且作為負(fù)載經(jīng)逆變器消耗電力。
[0023]電源1還包括串聯(lián)連接并與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2并聯(lián)連接的第一開關(guān)3和第一電路10。第一電路10具有與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2以及與彼此并聯(lián)連接的鉛電池(Pb) 11和輔助裝置12。輔助裝置12是負(fù)載的一個(gè)示例。第一電路10可具有除輔助裝置12以外的負(fù)載。本實(shí)施例的鉛電池11不是怠速停止鉛電池，而是普通電池。應(yīng)指出的是，這不一定意味著該鉛電池從怠速停止鉛電池被排除。
[0024]電源1還包括與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2并聯(lián)連接并且還與第一開關(guān)3和第一電路10連接的第二開關(guān)4和第二電路20。第二開關(guān)4和第二電路20串聯(lián)連接。第二電路20具有與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2以及與鉛電池11并聯(lián)連接的鎳氫電池(Ni)21。第二電路20可具有與鎳氫電池21連接的負(fù)載。
[0025]該電源還包括與第一開關(guān)3和第一電路10并聯(lián)連接的第三開關(guān)5和第三電路30(或起動(dòng)機(jī)電路)。亦即，第三電路30與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2以及與鉛電池11并聯(lián)連接。第一開關(guān)3和第二開關(guān)4、5與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2以及與彼此并聯(lián)連接。第三開關(guān)5和第三電路30串聯(lián)連接。第三電路30具有與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2以及與彼此并聯(lián)連接的電容器(Cap) 31和起動(dòng)機(jī)32。
[0026]電源1至少具有電動(dòng)發(fā)電機(jī)2、第一開關(guān)3、第二開關(guān)4、第三開關(guān)5、鉛電池11、鎳氫電池21和電容器31并且向諸如輔助裝置和起動(dòng)機(jī)32的負(fù)載供給電力。亦即，電源1具有三個(gè)蓄電裝置，包括彼此并聯(lián)連接的鉛電池11、鎳氫電池21和電容器31。
[0027]盡管在圖中未示出，但電源1具有用于控制電源1的操作的控制裝置。該控制裝置包括計(jì)算機(jī)或具有計(jì)算裝置的微處理器以及存儲(chǔ)裝置。對(duì)圖1所示的各裝置或部件的控制由控制裝置執(zhí)行，但將省略對(duì)這種控制的詳細(xì)描述。
[0028]第一開關(guān)3能接通和斷開。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)3接通時(shí)，包括鉛電池11的第一電路10與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2并聯(lián)連接。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)3斷開時(shí)，包括鉛電池11的第一電路10與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2斷開。應(yīng)指出，在對(duì)各實(shí)施例的描述中，電路元件與另一個(gè)電路元件斷開的表述是指沒有形成允許電流在各電路元件之間流動(dòng)的電路，而不一定意味著各電路元件彼此分離。
[0029]當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)3斷開時(shí)，僅鉛電池11向輔助裝置12供給電力。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)3接通且電動(dòng)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行再生操作時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2代替鉛電池11或連同鉛電池11 一起向輔助裝置12供給電力。此外，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)3接通且第二開關(guān)4或第三開關(guān)5然后接通時(shí)，鎳氫電池21或電容器31代替鉛電池11或連同鉛電池11 一起向輔助裝置12供給電力。
[0030]類似地，第二開關(guān)4能接通或斷開。當(dāng)?shù)诙_關(guān)4接通時(shí)，包括鎳氫電池21的第二電路20與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2并聯(lián)連接。當(dāng)?shù)诙_關(guān)4斷開時(shí)，包括鎳氫電池21的第二電路20與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2斷開。
[0031]類似地，第三開關(guān)5能接通和斷開。當(dāng)?shù)谌_關(guān)5接通時(shí)，包括電容器31的第三電路30與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2并聯(lián)連接。當(dāng)?shù)谌_關(guān)5斷開時(shí)，包括電容器31的第三電路30與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2斷開。
[0032]當(dāng)?shù)谌_關(guān)5斷開時(shí)，僅電容器31向起動(dòng)機(jī)32供給電力。當(dāng)?shù)谌_關(guān)5接通且電動(dòng)發(fā)電機(jī)2進(jìn)行再生操作時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2代替電容器31或連同電容器31 —起向起動(dòng)機(jī)32供給電力。此外，當(dāng)?shù)谌_關(guān)5接通且第一開關(guān)3或第二開關(guān)4接通時(shí)，鉛電池11或鎳氫電池21代替電容器31或連同電容器31 —起向起動(dòng)機(jī)32供給電力。
[0033]電源1的控制裝置事先存儲(chǔ)了鉛電池11、鎳氫電池21和電容器31的上限電壓的數(shù)據(jù)。這些上限電壓代表了例如針對(duì)所述控制的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的預(yù)定閾值。鉛電池11的上限電壓可以是開始產(chǎn)生氣體且為例如14.4伏的電壓。鎳氫電池21的上限電壓為例如16伏。電容器31的上限電壓為例如18伏。電源1的控制裝置可將各電路控制成使得鉛電池11、鎳氫電池21和電容器31的電壓不超過各自的上限電壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員可適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)所述控制。
[0034]鎳氫電池21是可在比鉛電池11的上限電壓高的電壓下被充電的蓄電裝置的一個(gè)示例?？稍诒茹U電池11的上限電壓高的電壓下被充電的蓄電裝置可使用除鎳氫電池21以外的二次電池或電容器31。例如，可使用鋰離子電池。電容器31是可在比鉛電池11和鎳氫電池21的上限電壓高的電壓下被充電的蓄電裝置的一個(gè)示例。
[0035]下面將描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電源1的操作。圖2是示出電源1為了滿足車輛的各種需求而進(jìn)行的操作的表。車輛的需求是指車輛所要求的電源1的操作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)(或內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))在怠速停止之后再起動(dòng)時(shí)，當(dāng)電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2執(zhí)行動(dòng)力供給操作時(shí)，以及當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2執(zhí)行再生操作時(shí)，電源1以不同的通-斷模式控制各開關(guān)3、4、5的開關(guān)操作。
[0036]在怠速停止之后再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電源1使第三開關(guān)5斷開并且使起動(dòng)機(jī)32運(yùn)轉(zhuǎn)。第三開關(guān)5至少在起動(dòng)機(jī)32的運(yùn)轉(zhuǎn)完成之前保持(維持)斷開。亦即，在起動(dòng)機(jī)32運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過保持第三開關(guān)5處于斷開位置而使起動(dòng)機(jī)32與鉛電池11和鎳氫電池21斷開。結(jié)果，僅電容器31向起動(dòng)機(jī)32供給電力。由于鉛電池11和鎳氫電池21獨(dú)立于起動(dòng)機(jī)32而操作，所以輔助裝置12可被供給以足量的電力。
[0037]如圖2的表中所示，第一開關(guān)3和第二開關(guān)4可以處于接通和斷開位置中的任一者，且因此可按需設(shè)計(jì)所述控制。
[0038]在電動(dòng)發(fā)電機(jī)2正執(zhí)行動(dòng)力供給操作時(shí)，電源1保持第一開關(guān)3、第二開關(guān)4和第三開關(guān)5分別處于斷開、接通和斷開位置。亦即，三個(gè)蓄電裝置中僅鎳氫電池21與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2連接。結(jié)果，僅從鎳氫電池21向電動(dòng)發(fā)電機(jī)2供給電力。由于鉛電池11和電容器31獨(dú)立于電動(dòng)發(fā)電機(jī)2而操作，所以鉛電池11能向輔助裝置12供給足量的電力且電容器31能保持儲(chǔ)存足量的電力以用于起動(dòng)機(jī)32的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0039]在電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的再生操作時(shí)，電源1根據(jù)諸如電容器31的蓄電裝置的電壓來執(zhí)行各種控制。如果在電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的再生操作時(shí)電壓為14.4伏以下，則電源1保持第一開關(guān)3、第二開關(guān)4和第三開關(guān)5分別處于它們的接通位置。亦即，三個(gè)蓄電裝置11、21、31全都與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2連接。應(yīng)指出的是，14.4伏是三個(gè)蓄電裝置11、21、31的上限電壓中的最低電壓。
[0040]如果電動(dòng)發(fā)電機(jī)2執(zhí)行再生操作且在電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的再生操作時(shí)電壓超過14.4伏并可高達(dá)16伏，則電源1保持第一開關(guān)3、第二開關(guān)4和第三開關(guān)5分別斷開、接通和接通。亦即，鉛電池11與電動(dòng)發(fā)電機(jī)2斷開，而鎳氫電池21和電容器31