电动车辆的利记博彩app

专利名称：电动车辆的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及电动车辆，特别涉及构成为能够从外部充电的车辆。
背景技术：
以往以来，已知混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等使用电动电机作为驱动 源的车辆。在这样的车辆中，为了蓄积向电动电机供给的电力而搭载有电池等蓄电装置。近年来，在上述那样的车辆中，提出了通过例如家庭的电源等车辆外部的电源 (下面也简称为外部电源)对蓄电机构充电的结构。具体地说，通过电缆连结设置于家庭 的插座与设置于车辆的连接器，由此通过从家庭的电源供给的电力对车辆的蓄电装置(电 池)充电。下面，也将能够利用车辆的外部电源对搭载于车辆的电池等蓄电装置进行充电 的车辆称作“插电式车”。在日本特开平10-136570号公报(专利文献1)中，公开了搭载于电动汽车的充电 装置。该充电装置具备对输入的直流电压进行DC/DC转换并输出的DC/DC转换器和充电模 式控制单元。充电模式控制单元在通过来自外部电源的电力对电池充电时，将电机从DC/ DC转换器电切离。而且，充电模式控制单元将来自外部电源的电压直接或间接地输入DC/ DC转换器，将从DC/DC转换器输出的直流电压施加于电池。专利文献1 日本特开平10-136570号公报专利文献2 日本特开2002-84676号公报专利文献3 日本特开平9-233710号公报

发明内容
在电动汽车中，希望一次充电能够行驶的距离较长。在搭载内燃机和蓄电池以及 电机的混合动力汽车中，在采用能够从外部对充电装置充电的结构的情况下，也同样希望 每一次充电不使用内燃机而能够行驶的距离较长。因此，也研究了搭载多个电池的混合动 力汽车。然而，在日本特开平10-136570号公报中，仅公开了用于对一个电池充电的结构。 因此，存在不能将日本特开平10-136570号公报中公开的充电装置简单地应适用于搭载多 个电池的混合动力汽车的可能性。本发明的目的在于提供一种用于利用车辆外部的交流电源对搭载于电动车辆的 多个电池进行充电的技术。本发明概括而言，是一种电动车辆，具备能够充放电的第1蓄电装置和第2蓄电 装置；第1电力线，其相对于第1蓄电装置和电动车辆的外部的交流电源以共用的方式设 置；接受直流电力进行工作的负载装置；第2电力线，其用于向负载装置供给直流电力；第 1电力变换部，其对向第1电力线提供的交流电力和直流电力的任一方、和向第2电力线提 供的直流电力进行相互变换；电压变换部，其电连接于第2蓄电装置和第2电力线；第1连 接部，其连接于第1蓄电装置和第1电力线，具有导通状态和非导通状态；第2连接部，其连接于第1蓄电装置和电压变换部，具有导通状态和非导通状态；和控制装置，其至少控制电 压变换部、第1连接部和第2连接部。控制装置在从电动车辆的外部向第1电力线提供交 流电力的情况下，将第1连接部和第2连接部分别控制为非导通状态和导通状态，并且基于 向第2电力线提供的直流电力的电压值来控制电压变换部，使得向第1蓄电装置和第2蓄 电装置提供目标电压。
优选的是，控制装置在从电动车辆输出交流电力的情况下，将第1连接部和第2连 接部分别控制为非导通状态和导通状态，并且控制电压变换部使得向第2电力线提供直流 电压。第1电力变换部将来自第2电力线的直流电力变换为交流电力，将其变换后的交流 电力输出至第1电力线。优选的是，第2电力线包括正母线和负母线。第1电力变换部包括电抗器，其一 方端连接于第1电力线；第1开关元件，其连接在电抗器的另一方端与正母线之间；第2开 关元件，其连接在电抗器的另一方端与负母线之间；第3开关元件和第4开关元件，其串联 连接在正母线和负母线之间；第1 二极管和第2 二极管，其分别相对于第1开关元件和第2 开关元件反并联连接；和第3 二极管和第4 二极管，其分别相对于第3开关元件和第4开关 元件反并联连接。更优选的是，负载装置包括第2电力变换部，其将向第2电力线提供的直流电力 变换为交流电力；和电机，其接受由第2电力变换部变换后的交流电力，产生用于驱动电动 车辆的驱动力。根据本发明，能够利用车辆外部的交流电源对搭载于电动车辆的多个电池进行充 H1^ ο


图1是表示根据本发明的实施方式的混合动力汽车的动力传动系的概略框图。图2是表示根据本实施方式的混合动力汽车100作为交流电源而使用的状态的3是图1及图2所示的混合动力汽车100的动力传动系的电路图。图4是变换器30的电路图。图5是简略化表示图2的电路图中与由车辆外部的商用电源55对电池Bi、B2充 电相关的部分的图。图6是表示充电时的晶体管的控制状态的一例的图。图7是简略化表示图2的电路图中用于向车辆外部的电气设备56输出交流电力 的部分的图。图8是表示交流电力输出时的晶体管的控制状态的一例的图。图9是说明控制装置60执行的电池B1、B2的充电控制处理的流程图。图10是说明控制装置60执行的交流电力输出处理的流程图。符号说明2 车轮；3 动力分配机构；4 :发动机；10、20 升压转换器；11、12 斩波电路；30、 40 变换器；32 :U相臂；34 :V相臂；36 相臂；50 连接器；51 插头；52 输入输出切换装 置；53 充电按键；54 =AC输出按键；55 商用电源；56 电气设备；60 控制装置；70 74 电压传感器；80、82 84 电流传感器；100 混合动力汽车；102 动力输出装置；Bi、B2 电池；BUI、BU2 电池单元；Cl C3 电容器；Dl D6、Dll D16 二极管；Li、L2 电抗器； MG1、MG2 电动发电机；Ni、N2 中性点；PLl PL4 电源线；Ql Q6、Qll Q16 :npn型晶 体管；RYURY2 继电器；SL 接地线；SRUSR2 系统继电器；UUU2 :U相线圈；ULUUL2 :U相 线；V1、V2 :V 相线圈；VL1、VL2 :V 相线；W1、W2 相线圈；WL1、WL2 相线。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。对于图中同一或者相当部分 标记同一符号，不重复其说明。(电动车辆的结构)作为本发明的实施方式的电动车辆，例示插电式混合动力车(下面，称作“混合动 力汽车”)。但是，本发明也能够适用于仅通过来自电机的驱动力行驶的电动汽车或者搭载 于由燃料电池车购成的插电式车的蓄电装置的充 电系统。图1是表示根据本发明的实施方式的混合动力汽车的动力传动系的概略框图。参 照图1，混合动力汽车100具备电池单元BU1、BU2、动力输出装置102、连接器50、输入输出 切换装置52和控制装置60。各个电池单元BUI、BU2包括能够充放电的电池(未图示)。各个电池单元BU1、 BU2产生直流电力，向动力输出装置102供给该直流电力。各个电池单元BUI、BU2储存从 动力输出装置102接受的直流电力。动力输出装置102包括发动机以及电动发电机(都未图示，以下相同。)，基于从 控制装置60接受的指令来产生该混合动力汽车100的驱动力。另外，动力输出装置102基 于从控制装置60接受的指令，将由连接器50接受的来自车外的商用电源55的交流电力变 换为直流电力，将该变换后的直流电力向电池单元BUI、BU2输出。在电池单元BUl、BU2由车外的商用电源55充电时，连接器50被连接于插头51。 由此将来自商用电源55的交流电力提供至连接器50。控制装置60通过后述的方法，进行用于动力输出装置102产生驱动力的控制。另 夕卜，控制装置60通过后述的方法，进行用于动力输出装置102将由连接器50接受的来自商 用电源55的交流电力变换为直流电力并向电池单元BU1、BU2输出的控制。输入输出切换装置52如下装置用于用户切换电池单元BUI、BU2的充电(向电 池单元BU1、BU2输入电力)与从混合动力汽车100向外部输出交流电力。输入输出切换装 置52包括由用户操作的充电按键53以及AC输出按键54。在用户按压了充电按键53的情 况下，输入输出切换装置52生成用于开始电池单元BUI、BU2的充电的指令，将该指令输出 至控制装置60。控制装置根据充电开始的指令来控制动力输出装置102，由此对电池单元 BUU BU2 充电。图2是表示根据本实施方式的混合动力汽车100作为交流电源而使用的状态的 图。参照图2，混合动力汽车100经由插头51连接于电气设备56。在用户按压AC输出按 键54时，输入输出切换装置52生成用于从混合动力汽车向外部输出交流电力的指令，将该 指令输出至控制装置60。控制装置60通过后述的方法，进行用于动力输出装置102将从电池单元BU1、BU2 输出的直流电力变换为交流电力而向连接器50输出的控制。由此，能够在例如紧急时刻使用从混合动力汽车100输出的交流电力来使各种电气设备工作。
图3是图1及图2所示的混合动力汽车100的动力传动系的电路图。参照图3， 混合动力汽车100包括电池单元BUI、BU2、升压转换器10、20、变换器(inverter，逆变 器)30、40、连接器50、控制装置60、电源线PLl PL4、接地线SL、U相线ULU UL2、V相线 VL1、VL2、W相线WL1、WL2、电动发电机MG1、MG2、发动机4、动力分配机构3、以及车轮2。在该电路图中，除去电池单元BUl、BU2、连接器50和控制装置60的部分与图1所 示的动力输出装置102相对应。另外，电动发电机MG1、MG2和分别连接于电动发电机MG1、 MG2的变换器30、40构成负载装置。动力分配机构3是结合于发动机4和电动发电机MGl、MG2而在其间分配动力的机 构。例如作为动力分配机构可以使用具有太阳齿轮、行星齿轮、齿圈的三个旋转轴的行星齿 轮机构。这三个旋转轴分别连接于发动机4、电动发电机MGl、MG2的各旋转轴。例如，可以 通过将电动发电机MGl的转子设为中空而使发动机4的曲轴穿过其中心从而在动力分配机 构3上机械地连接发动机4和电动发电机MGl、MG2。电动发电机MG2的旋转轴通过未图示的减速齿轮、工作齿轮而结合于车轮2。另 夕卜，也可以在动力分配机构3的内部进而组装相对于电动发电机MG2的旋转轴的减速机。电动发电机MGl设为作为由发动机4驱动的发电机进行工作并且作为能够启动发 动机4的电动机进行工作的设备而组装于混合动力汽车100。电动发电机MG2作为驱动驱 动轮即车轮2的电动机而组装于混合动力汽车100。电动发电机MG1、MG2是例如三相交流同步电动机。电动发电机MGl包括由U相线 圈Ul、V相线圈VI、W相线圈Wl构成的三相线圈作为定子线圈。电动发电机MG2包括由U 相线圈U2、V相线圈V2、W相线圈W2构成的三相线圈作为定子线圈。而且，电动发电机MGl使用发动机输出来产生三相交流电压，将其产生的三相交 流电压向变换器30输出。另外，电动发电机MGl通过从变换器30接受的三相交流电压来 产生驱动力，使用该驱动力来启动发动机。电动发电机MG2通过从变换器40接受的三相交流电压来产生车辆的驱动转矩。 另外，电动发电机MG2在车辆再生制动时，产生三相交流电压，将该交流电压向变换器40输出。电池单元BUl包括电池Bi、电压传感器70、电流传感器84和系统继电器SR1。电 池Bl的负极连接于接地线SL。电池Bl的正极经由系统继电器SRl而连接于电源线PL1。 电压传感器70检测电池Bl的电压VB1，将其检测出的电压VBl向控制装置60输出。电流 传感器84检测流到电池Bl的电流IB1，将其检测出的电流IBl向控制装置60输出。系统 继电器SRl设置在电池Bl的正极与电源线PLl之间，响应来自控制装置60的信号CONTl而 接通/断开。例如，系统继电器SRl响应H(逻辑高)电平的信号CONTl而接通，响应L(逻 辑低)电平的信号CONTl而断开。电池单元BU2包括电池B2、电压传感器71、电流传感器83和系统继电器SR2。电 池B2的负极连接于接地线SL。电池B2的正极经由系统继电器SR2而连接于电源线PL3。 电压传感器71检测电池B2的电压VB2，将其检测出的电压VB2向控制装置60输出。电流 传感器83检测流到电池B2的电流IB2，将其检测出的电流IB2向控制装置60输出。系统 继电器SR2设置在电池B2的正极与电源线PL3之间，响应来自控制装置60的信号C0NT2而接通/断开。例如，系统继电器SR2响应H电平的信号C0NT2而接通，响应L电平的信号 C0NT2而断开。电池B1、B2作为能够充放电的蓄电装置而搭载于混合动力汽车100。电池B1、B2 为例如镍氢、锂离子等二次电池。但是，也可以代替电池Bl (或者电池B2)而将大容量的双 电荷层电容器作为能够充放电的蓄电装置搭载于混合动力汽车100。另外，电池Bl的蓄电容量与电池B2的蓄电容量可以相同，也可以不同。因此，例 如也可以使电池Bl的蓄电容量比电池B2的蓄电容量大。升压转换器10包括斩波电路11、12。斩波电路11包括电抗器Li、npn型晶体管Q1、Q2和二极管D1、D2。电抗器Ll的一方端连接于电源线PL1，电抗器Ll的另一方端连接 于npn型晶体管Q1、Q2的连接点。npn型晶体管Q1、Q2串联连接在电源线PL2与接地线SL 之间，在基极接收来自控制装置60的信号PWC11。在npn型晶体管Q1、Q2上分别反并联连 接有二极管D1、D2。各个二极管D1、D2连接在对应的npn型晶体管之间使得电流从发射极 侧流向集电极侧。斩波电路12包括npn型晶体管Q3、Q4和二极管D3、D4。npn型晶体管Q3、Q4串 联连接在电源线PL2与接地线SL之间，在基极接收来自控制装置60的信号PWC12。在npn 型晶体管Q3、Q4上分别反并联连接有二极管D3、D4。各个二极管D3、D4连接在对应的npn 型晶体管之间使得电流从发射极侧流向集电极侧。升压转换器20包括电抗器L2、npn型晶体管Q5、Q6和二极管D5、D6。电抗器L2 的一端连接于电源线PL3，另一端连接于npn型晶体管Q5、Q6的连接点。npn型晶体管Q5、 Q6串联连接在电源线PL2与接地线SL之间，在基极接收来自控制装置60的信号PWC2。而 且，在各npn型晶体管Q5、Q6的集电极-发射极之间，分别连接有二极管D5、D6使得电流从 发射极侧流向集电极侧。作为上述的npn型晶体管以及下面的本说明书中的npn型晶体管，可以使用 例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极型晶体管)。另外，在本 实施方式中，也可以代替npn型晶体管，使用功率M0SFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor 金属氧化物半导体场效应晶体管)作为开关元件。接下来，说明变换器30、40的结构。图4是变换器30的电路图。参照图4，变换器 30包括U相臂32、V相臂34以及W相臂36。U相臂32、V相臂34以及W相臂36并联连接 在电源线PL2与接地线SL之间。U相臂32包括串联连接的npn型晶体管Q11、Q12。V相臂34包括串联连接的npn 型晶体管Q13、Q14。W相臂36包括串联连接的npn型晶体管Q15、Q16。在各npn型晶体管 Qll Q16的集电极-发射极之间，分别连接有使电流从发射极侧流向集电极侧的二极管 Dll D16。各相臂中的各npn型晶体管的连接点经由U相线UL1、V相线VLl以及W相线 WLl分别连接于电动发电机MGl的各相线圈的不同于中性点m的线圈端(参照图3)。各 npn型晶体管Qll Q16在基极接收来自控制装置60的信号PWM1。变换器40的结构与图4所示的变换器30的结构同样。但是，各相臂中的各npn 型晶体管的连接点经由U相线UL2、V相线VL2以及W相线WL2分别连接于电动发电机MG2 的各相线圈的不同于中性点N2的线圈端(参照图3)。向变换器40输入来自控制装置60 的信号PWM2。
返回图3，混合动力汽车100还包括继电器RYl、RY2、电容器Cl C3、电压传感器 72 74和电流传感器80、82。继电器RYl设置在电源线PLl与连接器50之间，响应来自控制装置60的信号 C0NT3而接通/断开。例如，继电器RYl响应H电平的信号C0NT3而接通，响应L电平的信 号C0NT3而断开。电源线PL4的一方端连接于连接器50。电源线PL4的另一方端连接于npn型晶体 管Q3、Q4的连接点。连接器50包括未图示的第1及第2端子。第1及第2端子分别连接 于电源线PL4的一方端以及继电器RYl。继电器RY2设置在电池Bl的正极与电源线PL3之间，响应来自控制装置60的信 号C0NT4而接通/断开。例如，继电器RY2响应H电平的信号C0NT4而接通，响应L电平的 信号C0NT4而断开。电容器Cl连接在电源线PLl与接地线SL之间，降低由电压变动引起的对电池Bl 以及升压转换器10的影响。电压传感器73检测电源线PLl与接地线SL之间的电压VDl， 将其检测出的电压VD1输出至控制装置60。
电容器C2连接在电源线PL2与接地线SL之间，降低由电压变动引起的对变换器 30,40以及升压转换器10、20的影响。电压传感器72检测电源线PL2与接地线SL之间的 电压VH，将其检测出的电压VH输出至控制装置60。电容器C3连接在电源线PL3与接地线SL之间，降低由电压变动引起的对电池B2 以及升压转换器20的影响。电压传感器74检测电源线PL3与接地线SL之间的电压VD2， 将其检测出的电压VD2输出至控制装置60。变换器30基于来自控制装置60的信号PWM1，将从电源线PL2供给的直流电压变 换为三相交流电压来驱动电动发电机MG1。由此，电动发电机MGl被驱动以产生由转矩指 令值TRl指定的转矩。另外，变换器30基于来自控制装置60的信号PWMl来将电动发电机 MGl接受来自发动机4的输出而发电产生的三相交流电压变换为直流电压，将其变换后的 直流电压向电源线PL2输出。变换器40基于来自控制装置60的信号PWM2，将从电源线PL2供给的直流电压变 换为三相交流电压来驱动电动发电机MG2。由此，电动发电机MG2被驱动以产生由转矩指令 值TR2指定的转矩。另外，变换器40基于来自控制装置60的信号PWM2来将在混合动力汽 车100再生制动时电动发电机MG2接受来自驱动轴的旋转力而发电产生的三相交流电压变 换为直流电压，将其变换后的直流电压向电源线PL2输出。在此所说的再生制动包括伴随由驾驶混合动力汽车100的驾驶者进行的脚制动 器操作时的再生发电的制动和、不操作脚制动器而通过在行驶中松开加速踏板从而进行再 生发电的同时使车辆减速(或者中止加速)。电流传感器80检测流到电动发电机MGl的电机电流MCRTl，将其检测出的电机电 流MCRTl向控制装置60输出。电流传感器82检测流到电动发电机MG2的电机电流MCRT2， 将其检测出的电机电流MCRT2向控制装置60输出。控制装置60基于从设置于外部的ECU (Electronic Control Unit 电子控制单 元)输出的电动发电机MG1、MG2的转矩指令值TR1、TR2、电机转速MRN1、MRN2、来自电压传 感器73的电压VDl、来自电压传感器74的电压VD2、来自电压传感器72的电压VH，生成用于驱动升压转换器10的信号PWC11、PWC12，并且生成用于驱动升压转换器20的信号PWC2。 控制装置60将信号PWClUPWC12向升压转换器10输出，并且将信号PWC2向升压转换器20 输出。另外，控制装置60基于电压VH、电动发电机MGl的电机电流MCRTl以及转矩指令 值TR1，生成用于驱动电动发电机MGl的信号PWM1，将其生成的信号PWMl向变换器30输出。 进而，控制装置60基于电压VH、电动发电机MG2的电机电流MCRT2以及转矩指令值TR2，生 成用于驱动电动发电机MG2的信号PWM2，将其生成的信号PWM2向变换器30输出。在从电池单元BUl经由电源线PLl向升压转换器10供给直流电压时，升压转换器 10响应来自控制装置60的信号PWCl 1，对该直流电压进行升压并将其输出至电源线PL2。在经由电源线PL2从变换器30及40的任一方或者双方向升压转换器10供给直 流电压时，升压转换器10响应来自控制装置60的信号PWC11，将该直流电压降压到电池Bl 的电压级别来对电池Bl进行充电。同样，在从电池单元BU2经由电源线PL3向升压转换器20供给直流电压时，升压 转换器20响应来自控制装置60的信号PWC2，对该直流电压进行升压并将其输出至电源线 PL2。在经由电源线PL2从变换器30及40的任一方或者双方向升压转换器20供给直 流电压时，升压转换器20响应来自控制装置60的信号PWC2，将该直流电压降压到电池B2 的电压级别来对电池B2进行充电。在从混合动力汽车100的外部向升压转换器10供给交流电压时，控制装置60基 于来自输入输出切换装置52的指令，分别向系统继电器SR2、继电器RY1、RY2发送信号 C0NT2、C0NT3、C0NT4，接通这些继电器。升压转换器10对经由连接器50以及电源线PL1、 PL4供给的交流电压进行整流。进而，升压转换器10响应来自控制装置60的信号PWC11， 对整流电压进行升压。并且，升压转换器10将升压后的电压向电源线PL2输出。升压转换器20从电源线PL2接受电压VH。进而升压转换器20响应来自控制装置 60的信号PWC2来向电源线PL3输出电压VD2。系统继电器SR2以及继电器RY2都设为接 通，所以电池B1、B2被并联连接于电源线PL3以及接地线SL。由此，电池B1、B2都被充电。控制装置60以电压VD2变为适于电池B1、B2的充电的电压的方式，生成用于控制 升压转换器10、20的信号PWM1、PWM2。在例如升压转换器10的内部被整流的电压(电压 VH)的峰值超过适于电池B1、B2的充电的电压值的上限的情况下，控制装置60生成用于对 电压VH进行降压的信号PWC2，将该信号PWC2向升压转换器20输出。升压转换器20响应 信号PWC2，对电压VH进行降压使得电压VD2不超过适于电池Bi、B2的充电的电压值的上 限。在升压转换器10的内部被整流的电压(电压VH)的峰值低于适于电池Bi、B2的 充电的电压值的下限的情况下，控制装置60生成用于对电压VH进行升压的信号PWClldf 该信号PWCll向升压转换器10输出。升压转换器10响应信号PWCl，对整流电压进行升压 使得电压VH—直高于该下限值。此时，例如根据来自控制装置60的信号PWC2来控制升压 转换器20，使其输出与从升压转换器10输出的电压相同大小的电压。通过这样控制装置60控制升压转换器10、20，能够控制流到电池B1、B2的充电电 流。
在混合动力汽车100向混合动力汽车100的外部的负载(图2所示的电气设备 56)供给交流电力的情况下，升压转换器10响应来自控制装置60的信号PWC11、PWC12，将 电源线PL2与接地线SL之间的直流电压(电压VH)变换为交流电压。升压转换器10将该 交流电压向电源线PL1、PL4输出。因为继电器RYl接通，所以来自升压转换器10的交流电 压被供给到连接于连接器50的电气设备56 (参照图2)。(电池的充电以及交流电力的输出)下面，将npn型晶体管简称为“晶体管”。图5是简略化表示图2的电路图中与通过车辆外部的商用电源55对电池Bi、B2 充电相关的部分的图。在图5中，示出电池单元BUI、BU2、升压转换器10、20、继电器RY1、 RY2、电源线PLl PL3、接地线SL、电容器C2以及控制装置60。在由商用电源55对电池 B1、B2充电时，包含于斩波电路12的晶体管Q3、Q4断开。因此，在图5中，省略晶体管Q3、 Q4的图示。如已经说明的那样，在由商用电源55对电池Bi、B2充电时，通过控制装置60，继 电器RY1、RY2以及系统继电器SR2接通，并且系统继电器SRl断开。图6是表示充电时的晶体管的控制状态的一例的图。参照图5、图6，首先在电压 VAC > 0即电源线PL4的电压比电源线PLl的电压高时，升压转换器10的晶体管Ql被控制 为开关状态，晶体管Q2被控制为截止状态。控制装置60基于电压VH的值来算出晶体管Ql的开关的周期以及占空比。然后 控制装置60生成表示算出的开关周期以及占空比的信号PWCll并向升压转换器10输出信 号PWC11。控制装置60以电压VH变为第1目标电压的方式控制升压转换器10。在电压VAC < 0即电源线PL4的电压比电源线PLl的电压低时，升压转换器10的 晶体管Ql被控制为截止状态，晶体管Q2被控制为开关状态。控制装置60基于电压VH的值来算出晶体管Q2的开关的周期以及占空比。然后 控制装置60生成表示算出的开关周期以及占空比的信号PWCll并向升压转换器10输出信 号PWC11。控制装置60以电压VH变为第1目标电压的方式控制升压转换器10。二极管D3、D4以电流以顺向从接地线SL流向电源线PL2的方式串联连接在电源 线PL2与接地线SL之间。因为电源线PL4连接于二极管D3、D4的连接点，所以在升压转换 器10的升压动作中来自商用电源55的交流电压被整流。另一方面，升压转换器20的晶体管Q5被控制为关闭状态，晶体管Q6被控制为截 止状态。由此，升压转换器20对电压VH进行降压并向电源线PL3输出电压VD2。因此，升 压转换器20能够使充电电流从电源线PL2流向电源线PL3。通过将该充电电流向供给到电 池B1、B2，从而对电池B1、B2充电。控制装置60基于电压VH的值以及电压VD2的值来算出晶体管Q5的开关的周期 以及占空比。然后控制装置60生成表示算出的开关周期以及占空比的信号PWC2并向升压 转换器20输出信号PWC2。控制装置60以电压VD2变为第2目标电压的方式控制升压转换 器20。通过升压转换器10、20这样工作，能够控制向电池B1、B2供给的充电电流。由此能 够适当地对电池Bi、B2充电。图7是简略化表示图2的电路图中用于向车辆外部的电气设备56输出交流电力的部分的图。在图7中，示出电池单元BUl、BU2、升压转换器10、20、继电器RYl、RY2、电源线PLl PL3、接地线SL、电容器C2以及控制装置60。另外，在从车辆输出交流电力时，通 过控制装置60，继电器RY1、RY2以及系统继电器SR2接通，并且系统继电器SRl断开。图8是表示交流电力输出时的晶体管的控制状态的一例的图。参照图7、图8，升 压转换器20的晶体管Q5被控制为导通状态，晶体管Q6被控制为断开状态。由此电压VH 变得等于电压VD2。电池Bl两端的电压也等于电压VD2。控制装置60也可以通过将晶体 管Q5控制为断开状态并且将晶体管Q6控制为开关状态从而对电压VD2进行升压。控制装 置60基于电压VH的值以及电压VD2的值来算出晶体管Q6的开关的周期以及占空比。然 后控制装置60生成表示算出的开关周期以及占空比的信号PWC2并向升压转换器20输出 信号PWC2。控制装置60将晶体管Ql控制为导通状态，将晶体管Q2控制为截止状态。控制装 置60进而交替地导通晶体管Q3、Q4。S卩，在晶体管Q3为导通状态时晶体管Q4变为截止状 态，在晶体管Q3为截止状态时晶体管Q4变为导通状态。控制装置60通过进行PWM(Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制)控制而使晶体管Q3、Q4的导通期间变化。作为PWM控 制的方法，可以使用众所周知的各种方法。
接下来控制装置60将晶体管Ql控制为截止状态，将晶体管Q2控制为导通状态。 控制装置60进而交替地导通晶体管Q3、Q4。控制装置60通过进行PWM控制而使晶体管Q3、 Q4的导通期间变化。通过控制装置60这样控制晶体管Ql Q4，电压VAC变为交流电压。在晶体管Ql 为导通状态并且晶体管Q2为截止状态时，电压VAC的极性为负。在晶体管Ql为截止状态 并且晶体管Q2为导通状态时，电压VAC的极性为正。图9是说明控制装置60执行的电池Bi、B2的充电控制处理的流程图。该流程图 所示的处理每隔一定的时间或者预定的条件成立时从主例程中调出并执行。参照图9以及图3，在开始处理时，在步骤Sl中，控制装置60判定有无充电指令。 在用户按压输入输出切换装置52的充电按键53时，输入输出切换装置52生成充电指令， 将该充电指令输出至控制装置60。当在步骤Sl中没有充电指令时(在步骤Sl中“否”)，控制返回到主例程。另一 方面，当在步骤Sl中控制装置60接收到充电指令时(在步骤Sl中“是”)，处理进入步骤 S20在步骤S2中，控制装置60判定在连接器50上是否连接有插头51。例如，控制装 置60通过检测在连接器50上物理性地插入有插头51从而判定为在连接器50上连接有插 头51。当在连接器50上没有连接插头51时(在步骤S2中“否”)，控制返回到主例程。 另一方面，当在连接器50上连接有插头51时(在步骤S2中“是”)，处理进入步骤S3。在步骤S3中，控制装置60分别向继电器RY1、RY2以及系统继电器SR2发送信号 C0NT3、C0NT4、C0NT2。与此相应，继电器RY1、RY2以及系统继电器SR2接通。在步骤S4中，控制装置60通过控制晶体管Ql、Q2、Q5、Q6来对电池Bi、B2充电。 具体地说，控制装置60实现图6所示的晶体管Ql、Q2、Q5、Q6的状态。在电池B1(B2)的充电状态变为充满电状态时，控制装置60结束电池Bl (B2)的充 电。对结束电池Bl (B2)的充电时的控制装置60的处理进行说明。控制装置60判定电池Bl的充电状态SOC是否小于表示充满电状态的阈值。在电池Bl的充电状态SOC大于等于 表示充满电状态的阈值时，控制装置60将L电平的信号C0NT4发送到继电器RY2。继电器 RY2响应L电平的信号C0NT4而断开，所以电池Bl的充电结束。同样，控制装置60判定电池B2的充电状态SOC是否小于表示充满电状态的阈值。 在电池B2的充电状态SOC大于等于表示充满电状态的阈值时，控制装置60将L电平的信 号C0NT2发送到系统继电器SR2。系统继电器SR2响应L电平的信号C0NT2而断开，所以电 池B2的充电结束。控制装置60在电池Bl的充电以及电池B2的充电结束时，将L电平的信号C0NT3 发送到继电器RYl，使继电器RYl断开。通过断开继电器RYl，步骤S4的充电处理结束。步 骤S4的充电处理结束，由此控制返回到主例程。在本实施方式中，电池Bi、B2同时被充电，但也可以先对电池Bl充电，然后对电 池B2充电。另外，也可以先对电池B2充电，然后对电池Bl充电。在电池Bl充电时，控制 装置60使继电器RY1、RY2接通，并且使系统继电器SR2断开。在电池B2充电时，控制装置 60使继电器RYl以及系统继电器SR2断开，并且使继电器RY2接通。图10是说明控制装置60执行的交流电力输出处理的流程图。该流程图所示的处 理每隔一定的时间或者预定的条件成立时从主例程中调出并执行。参照图10以及图3，在开始处理时，在步骤Sll中，控制装置60判定有无交流电源 输出指令。在用户按压输入输出切换装置52的AC输出按键54时，输入输出切换装置52 生成交流电源输出指令，将该交流电源输出指令输出至控制装置60。当在步骤Sll中没有交流电源输出指令时(在步骤Sll中“否”)，控制返回到主 例程。另一方面，当在步骤Sll中控制装置60接收到交流电源输出指令时(在步骤Sll中 “是”)，处理进入步骤S12。在步骤S12中，控制装置60判定在连接器50上是否连接有插头51。步骤S12的 处理与图9的步骤S2的处理同样，所以不重复以后的说明。当在连接器50上没有连接插 头51时(在步骤S12中“否”)，控制返回到主例程。另一方面，当在连接器50上连接有插 头51时(在步骤S12中“是”)，处理进入步骤S13。在步骤S13中，控制装置60使继电器RY1、RY2以及系统继电器SR2接通。步骤 S13的处理与图9的步骤S3的处理同样，所以不重复以后的说明。在步骤S14中，控制装置60控制晶体管Ql Q6。由此升压转换器10将输入的 直流电力变换为交流电力，并且将该交流电力输出至连接器50。具体地说，控制装置60实 现图8所示的晶体管Q1、Q2、Q5、Q6的状态。进行了步骤S14的处理之后，控制返回到主例程。在本实施方式中，电源线PLl是相对于电池Bl以及商用电源55以共用的方式设 置的电力线。另外，升压转换器10如下的电力变换部对向电源线PLl提供的交流电力(来 自商用电源55的电力)和直流电力(来自电池B1的直流电力)的任一方、与向电源线PL2 提供的直流电力进行相互转换。应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。 本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范 围内的所有的变更。
权利要求
一种电动车辆，具备能够充放电的第1蓄电装置和第2蓄电装置(B1、B2)；第1电力线(PL1)，其相对于所述第1蓄电装置(B1)和所述电动车辆的外部的交流电源(55)以共用的方式设置；接受直流电力进行工作的负载装置(MG1、MG2、30、40)；第2电力线(PL2、SL)，其用于向所述负载装置(MG1、MG2、30、40)供给直流电力；第1电力变换部(10)，其对向所述第1电力线(PL1)提供的交流电力和直流电力的任一方、和向所述第2电力线(PL2、SL)提供的直流电力进行相互变换；电压变换部(20)，其电连接于所述第2蓄电装置(B2)和所述第2电力线(PL2、SL)；第1连接部(SR1)，其连接于所述第1蓄电装置(B1)和所述第1电力线(PL1)，具有导通状态和非导通状态；第2连接部(RY2、SR2)，其连接于所述第1蓄电装置(B1)和所述电压变换部(20)，具有导通状态和非导通状态；和控制装置(60)，其至少控制所述电压变换部(20)、所述第1连接部(SR1)和所述第2连接部(RY2、SR2)，所述控制装置(60)，在从所述电动车辆的外部向所述第1电力线(PL1)提供交流电力的情况下，将所述第1连接部和所述第2连接部(SR1、RY2、SR2)分别控制为非导通状态和导通状态，并且基于向所述第2电力线(PL2、SL)提供的直流电力的电压值(VH)来控制所述电压变换部(20)，使得向所述第1蓄电装置和所述第2蓄电装置(B1、B2)提供目标电压。
2.如权利要求1所述的电动车辆，其中，所述控制装置(60)，在从所述电动车辆输出交流电力的情况下，将所述第1连接部和 所述第2连接部(SR1、RY2、SR2)分别控制为非导通状态和导通状态，并且控制所述电压变 换部(20)使得向所述第2电力线(PL2、SL)提供直流电压，所述第1电力变换部(10)将来自所述第2电力线(PL2、SL)的直流电力变换为交流电 力，将其变换后的交流电力输出至所述第1电力线(PL1)。
3.如权利要求1所述的电动车辆，其中， 所述第2电力线(PL2、SL)包括 正母线(PL2)；和负母线(SL)，所述第1电力变换部(10)包括电抗器(L1)，其一方端连接于所述第1电力线(PL1)；第1开关元件(Q1)，其连接在所述电抗器(L1)的另一方端与所述正母线(PL2)之间； 第2开关元件(Q2)，其连接在所述电抗器(L1)的所述另一方端与所述负母线(SL)之间；第3开关元件和第4开关元件(Q3、Q4)，其串联连接在所述正母线(PL2)和负母线(SL) 之间；第1 二极管和第2 二极管(Dl、D2)，其分别相对于所述第1开关元件和所述第2开关 元件(Q1、Q2)反并联连接；和第3 二极管和第4 二极管(D3、D4)，其分别相对于所述第3开关元件和所述第4开关元件(Q3、Q4)反并联连接。
4.如权利要求1所述的电动车辆，其中， 所述负载装置(MG1、MG2、30、40)包括第2电力变换部(40)，其将向所述第2电力线(PL2、SL)提供的直流电力变换为交流 电力；和电机(MG2)，其接受由所述第2电力变换部(40)变换后的交流电力，产生用于驱动所述 电动车辆的驱动力。
全文摘要
控制装置(60)使系统继电器(SR2)以及继电器(RY1、RY2)接通。第1升压转换器(10)对经由连接器(50)以及第1电源线(PL1、PL4)供给的交流电压进行整流。进而升压转换器(10)响应来自控制装置(60)的信号(PWC11)来对整流电压进行升压，将升压后的电压向第2电源线(PL2)输出。第2升压转换器(20)从第2电源线(PL2)接受电压(VH)，根据来自控制装置(60)的信号(PWC2)对该电压(VH)进行转换并向第3电源线(PL3)输出。因为系统继电器(SR2)以及继电器(RY2)都接通，所以第1以及第2电池(B1、B2)并联连接于第3电源线(PL3)和接地线(SL)。由此第1以及第2电池(B1、B2)被充电。
文档编号B60K6/445GK101836343SQ20088011277
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月21日 优先权日2007年10月23日
发明者杉本哲也, 杉浦浩一, 石丸泰彦, 近藤祯人 申请人:丰田自动车株式会社