CN102574471A - 车辆用的电源系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

电源系统具备：可充电的蓄电装置(110)；充电装置(200)，其构成为进行使用从外部电源(260)供给的交流电力来对蓄电装置(110)充电的外部充电；空调机(160)，其被从充电装置(200)以及蓄电装置(110)供给电力，用于对车辆(100)的室内进行空调；辅机负载(190)；以及ECU(300)。并且，ECU(300)在外部充电中空调机(160)间歇运转的情况下，当存在蓄电装置(110)变为过充电的危险时，控制充电装置(200)和辅机负载(190)的至少一方，以使得从蓄电装置(110)输出的电力增加。

Description

车辆用的电源系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆用的电源系统及其控制方法，更特定地涉及使用从外部电源供给的电力来对搭载于车辆的蓄电装置进行充电的充电控制。
背景技术
近年来，作为有益于环境的车辆，搭载蓄电装置(例如二次电池、电容器等)、使用从蓄积于蓄电装置的电力产生的驱动力来行驶的电动车辆受到注目。该电动车辆包括例如电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车等。并且，提案了通过发电效率高的商用电源对搭载于这些电动车辆的蓄电装置进行充电的技术。
在混合动力车中，与电动汽车同样，也已知有能够从车辆外部的电源(以下简称为“外部电源”)对车载的蓄电装置充电的车辆。例如，已知能够通过以充电电缆连接设置于住宅的电源插座与设置于车辆的充电口，从通常家庭的电源对蓄电装置充电的所谓的“插电式混合动力车”。由此，能够期待提高混合动力汽车的燃料经济性。
另外，在这些电动车辆中，用于对车辆室内进行空调的空调机有时使用来自蓄电装置的电力而被驱动。在如此构成的车辆中，即使在车辆停止的情况下，也能够进行车内的空调。
在日本特开2006-057583号公报(专利文献1)中，公开了在混合动力车辆中在车辆停止时进行空调的所谓的预空调控制。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2006-057583号公报
发明内容
发明要解决的课题
在能够使用来自外部电源的电力进行充电的车辆中，在外部充电中进行预空调时，有时主要由来自外部电源的电力来驱动空调机。
并且，空调机有时在预空调中间歇地进行运转和停止，在这样的情况下，由于相对于空调机的紧急停止而来自充电装置的输出电力的降低会延迟，蓄电装置的充电电力渐渐增加，存在蓄电装置变为过充电的危险。
本发明是为了解决这样的问题而完成的，本发明的目的在于，在搭载有能够通过外部电源进行充电的蓄电装置的车辆中，提供一种能够防止在外部充电时的预空调时蓄电装置变为过充电的电源系统。
用于解决课题的手段
本发明的车辆用的电源系统具备可充电的蓄电装置、充电装置、空调机、接受来自蓄电装置的电力的辅机负载、和控制装置。充电装置进行使用从外部电源供给的交流电力来对蓄电装置充电的外部充电。空调机被从充电装置以及蓄电装置供给电源，对车辆的室内进行空调。并且，控制装置在外部充电中空调机间歇运转的情况下，当存在蓄电装置变为过充电的危险时，控制充电装置和辅机负载的至少一方，以使得从蓄电装置输出的电力增加。
优选，控制装置检测蓄电装置的充电状态，并且在蓄电装置的充电状态大于第一基准值的情况下，停止从充电装置输出电力。
优选，控制装置基于蓄电装置的充电状态来设定蓄电装置的放电电力上限值，并且在从蓄电装置输出的电力超过放电电力上限值的情况下，即使在蓄电装置的充电状态大于第一基准值时，也由充电装置输出超过放电电力上限值的量的电力。
优选，控制装置在蓄电装置的充电状态变为小于比第一基准值小的第二基准值的情况下，增加从充电装置输出的电力。
优选，第二基准值为蓄电装置的外部充电完成时的充电目标值。
优选，控制装置检测蓄电装置的充电状态，并且在蓄电装置的充电状态大于第一基准值的情况下，由辅机负载消耗蓄积于蓄电装置的电力。
优选，控制装置在蓄电装置的充电状态变为小于比第一基准值小的第二基准值的情况下，停止由辅机负载消耗蓄积于蓄电装置的电力。
优选，蓄电装置包括多个蓄电装置。
本发明的车辆用的电源系统的控制方法，车辆具备可充电的蓄电装置、充电装置、空调机、和接受来自蓄电装置的电力的辅机负载。充电装置进行使用从外部电源供给的交流电力来对蓄电装置充电的外部充电。空调机被从充电装置以及蓄电装置供给电力，用于对车辆的室内进行空调。并且，控制方法包括：在外部充电中使空调机运转的步骤；和在空调机间歇运转的情况下，当存在蓄电装置变为过充电的危险时，控制充电装置和辅机负载的至少一方，以使得从蓄电装置输出的电力增加的步骤。
优选，控制方法还包括：检测蓄电装置的充电状态的步骤；和在蓄电装置的充电状态大于第一基准值的情况下，停止从充电装置输出电力的步骤。
优选，控制方法还包括：基于蓄电装置的充电状态来设定蓄电装置的放电电力上限值的步骤；和在从蓄电装置输出的电力超过放电电力上限值的情况下，即使在蓄电装置的充电状态大于第一基准值时，也由充电装置输出超过放电电力上限值的电力的步骤。
优选，控制方法还包括：在蓄电装置的充电状态变为小于比第一基准值小的第二基准值的情况下，增加从充电装置输出的电力的步骤。
优选，控制方法还包括：检测蓄电装置的充电状态的步骤；和在蓄电装置的充电状态大于第一基准值的情况下，由辅机负载消耗蓄积于蓄电装置的电力的步骤。
优选，控制方法还包括：在蓄电装置的充电状态变为小于比第一基准值小的第二基准值的情况下，停止由辅机负载消耗蓄积于蓄电装置的电力的步骤。
发明的效果
根据本发明，在搭载有能够通过外部电源进行充电的蓄电装置的车辆的电源系统中，能够防止在外部充电时的预空调时蓄电装置变为过充电。
附图说明
图1是搭载有本发明的实施方式的电源系统的车辆的整体框图。
图2是表示PCU的内部构成的一例的图。
图3是表示在外部充电时空调机运转的情况下的电力的流动的图。
图4是表示在进行预空调时空调机紧急停止的情况下的电力的流动的图。
图5是用于说明没有应用过充电防止控制的比较例的情况下的SOC的变化的图。
图6是用于说明应用了实施方式1的过充电防止控制的情况下的SOC的变化的图。
图7是用于说明在实施方式1中由ECU执行的过充电防止控制的功能框图。
图8是用于说明在实施方式1中由ECU执行的过充电防止控制处理的详细内容的流程图。
图9是表示与蓄电装置的SOC的变化对应的高SOC标记的状态的图。
图10是用于说明应用了实施方式1的变形例的过充电防止控制的情况下的SOC的变化的图。
图11是用于说明在实施方式1的变形例中由ECU执行的过充电防止控制的功能框图。
图12是用于说明在实施方式1的变形例中由ECU执行的过充电防止控制处理的详细内容的流程图。
图13是用于说明蓄电装置放电的情况下的充电装置的输出电力的下限值的图。
图14是用于说明蓄电装置充电的情况下的充电装置的输出电力的上限值的图。
图15是用于说明在实施方式2中由ECU执行的、考虑了蓄电装置的放电电力上限值的过充电防止控制处理的详细内容的流程图。
图16是搭载有实施方式3的具有多个蓄电装置的电源系统的车辆100A的整体框图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或者相当的部分标记相同的附图标记，不重复其说明。
[实施方式1]
图1是搭载有本发明的实施方式的电源系统的车辆100的整体框图。
参照图1，车辆100具备蓄电装置110、系统主继电器(以下也称为SMR(System Main Relay))115、作为驱动装置的PCU(Power ControlUnit)120、电动发电机130、动力传递齿轮140、驱动轮150、和控制装置(以下也称为ECU(Electronic Control Unit))300。
蓄电装置110是构成为能够充放电的电力储藏元件。蓄电装置110构成为包括例如锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池、双电荷层电容器等的蓄电元件。
蓄电装置110经由SMR115与用于驱动电动发电机130的PCU120连接。并且，蓄电装置110将用于产生车辆100的驱动力的电力供给到PCU120。另外，蓄电装置110蓄积由电动发电机130发电所得的电力。蓄电装置110的输出例如为200V。
SMR115所包含的继电器分别插在连接蓄电装置110与PCU120的电力线PL1、NL1上。并且，SMR115基于来自ECU300的控制信号SE1，对蓄电装置110与PCU120之间的电力的供给和切断进行切换。
图2是表示PCU120的内部构成的一例的图。
参照图2，PCU120包括转换器121、逆变器(inverter)122、和电容器C1、C2。
转换器121基于来自ECU300的控制信号PWC，在电力线PL1、NL1和电力线HPL、NL1之间进行电力变换。
逆变器122与电力线HPL、NL1连接。逆变器122基于来自ECU300的控制信号PWI来驱动电动发电机130。
电容器C1设置在电力线PLL、NL1之间，使电力线PLL、NL1之间的电压变动减少。另外，电容器C2设置在电力线HPL、NL1之间，使电力线HPL、NL1之间的电压变动减少。
再次参照图1，电动发电机130为交流旋转电机，例如为具备埋设有永磁体的转子的永磁体型同步电动机。
电动发电机130的输出转矩经由由减速器和/或动力分配机构构成的动力传递齿轮140传递至驱动轮150，使车辆100行驶。电动发电机130在车辆100再生制动时，能够通过驱动轮150的旋转力进行发电。并且，该发电电力通过PCU120变换为蓄电装置110的充电电力。
另外，在除电动发电机130以外还搭载有发动机(未图示)的混合动力汽车中，通过使该发动机以及电动发电机130协调工作，来产生必要的车辆驱动力。在该情况下，也能够使用发动机的旋转产生的发电电力来对蓄电装置110充电。
即，本实施方式中的车辆100，表示搭载有用于产生车辆驱动力的电动机的车辆，包括通过发动机以及电动机产生车辆驱动力的混合动力汽车、没有搭载发动机的电动汽车以及燃料电池汽车等。
通过从图示的车辆100的构成中除去电动发电机130、动力传递齿轮140以及驱动轮150以外的部分，构成车辆的电源系统。
电源系统，进而作为低电压系统(辅机系统)的构成，包括空调机160、DC/DC转换器170、辅机电池180、和辅机负载190。
空调机160与电力线PL1、NL1连接。空调机160基于预空调信号PAC由从ECU300输出的控制信号OPE来控制，对车辆100的室内进行空调。
DC/DC转换器170与电力线PL1、NL1连接，基于来自ECU300的控制信号PWD，对从蓄电装置110供给的直流电压进行电压变换。并且，DC/DC转换器170将电力供给到辅机电池180以及辅机负载190。
辅机电池180代表性地由铅蓄电池构成。辅机电池180的输出电压比蓄电装置110的输出电压低，例如为12V左右。
辅机负载190包括例如灯类、刮水器、加热器、音频、导航系统等。辅机负载190基于来自ECU300的控制信号DRV而运转。
ECU300包括均未在图1中图示的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、存储装置以及输入输出缓冲器，进行来自各传感器等的信号的输入和/或向各设备的控制信号的输出，并且进行车辆100以及各设备的控制。此外，关于这些控制并不限于由软件实现的处理，也能够由专用的硬件(电子电路)进行处理。
ECU300接受由均未图示的包含于蓄电装置110的电压传感器、电流传感器检测出的、蓄电装置110的电压VB以及电流IB的检测值。并且，ECU300基于这些检测值来运算蓄电装置的充电状态(以下也称为SOC(State of Charge)和/或充放电电力上限值Win、Wout。
ECU300生成用于驱动PCU120、DC/DC转换器170、空调机160以及辅机负载190等的控制信号并将其输出。ECU300输出用于控制SMR115的控制信号SE1。
电源系统，作为用于通过来自外部电源260的电力对蓄电装置110充电的构成，包括连接部230、充电装置200、和继电器210。
在连接部230上连接有充电电缆250的充电连接器251。并且，来自外部电源260的电力经由充电电缆250被传递至车辆100。
充电电缆250除了充电连接器251以外还包括用于与外部电源260的插座261连接的电源插头253、和用于对来自外部电源260的电力的供给和切断进行切换的继电器252。此外，继电器252并不是必要的，充电电缆250也可以设为不包括继电器252的构成。
继电器210分别插在连接蓄电装置110和充电装置200的电力线PL2、NL2上。并且，继电器210基于来自ECU300的控制信号SE2，对蓄电装置110与充电装置200之间的电力的供给和切断进行切换。
充电装置200通过电力线ACL1、ACL2与连接部230连接。另外，充电装置200经由继电器210与蓄电装置110连接。并且，充电装置200将从外部电源260供给的交流电力变换为能够对蓄电装置110充电的直流电力。
图1中的空调机160在车辆行驶中使用来自蓄电装置110的电力而驱动。另外，在外部充电时，空调机160使用来自蓄电装置110的电力以及/或者通过充电装置200进行了变换得到的来自外部电源的电力，在车辆停止中进行对车内进行空调的预空调。
使用图3以及图4，对外部充电时的预空调中的问题点进行说明。
图3是表示在外部充电时空调机160运转的情况下的电力的流动的图。
参照图3，外部充电时的预空调通常而言在蓄电装置110的充电完成后进行。因此，预空调时，如图3中的箭头AR1所示，主要从蓄电装置200供给用于驱动空调机160的电力。
此外，为了防止由于用于检测蓄电装置110的电压、电流的传感器(未图示)的误差等而在预空调中向蓄电装置110进行充电的情况，如图中的虚线箭头AR2所示，也有时从蓄电装置110供给些微电力。
另外，预空调可以与蓄电装置110的充电一起进行，在该情况下，来自充电装置200的电力向蓄电装置110以及空调机160供给。
图4是表示在进行预空调时空调机160紧急停止的情况下的电力的流动的图。空调机160有时为了维持作为目标的车内温度而间歇运转，有时在达到了预定的目标室内温度时等停止。
参照图4，在蓄电装置110的充电完成的情况下，当空调机160停止时，如果除此以外没有消耗电力的设备，则不需要从充电装置200供给电力。因此，响应于空调机160停止，充电装置200的输出电力降低。
然而，在空调机160紧急停止的情况下，在充电装置200中输出电力来不及降低，在充电装置200停止之前的过渡期所输出的电力被供给到蓄电装置110。通过该电力，进一步对蓄电装置110充电。
并且，在长时间持续空调机160的运转/停止的反复的情况下，蓄电装置110的SOC渐渐增加。其结果，存在蓄电装置110变为超过可充电的上限值的过充电的危险。
最近，存在蓄电装置110采用锂离子电池的情况。在该锂离子电池中，通常而言，若长时间持续过充电，则有时发生由于正极的分解导致的氧放出和/或在负极侧的金属锂的析出，存在由此引起电池的故障和/或劣化的危险。因此，特别是在采用了锂离子电池的情况下，更进一步需要严格防止过充电。
于是，在本实施方式中，在外部充电时的预空调中，进行用于防止伴随空调机160的间歇运转产生的蓄电装置110的过充电的过充电防止控制。
使用图5以及图6，对本实施方式中的过充电防止控制的概要进行说明。
图5是用于说明没有应用过充电防止控制的比较例的情况下的SOC的变化的图。在图5中，横轴表示时间，纵轴表示空调机160的使用电力、充电装置200的输出电力、蓄电装置110的电力以及蓄电装置110的SOC。此外，在图5、图6以及后述的图10中，关于各电力，将从蓄电装置110放电的方向的电力表示为正，将对蓄电装置110充电的方向的电力表示为负。
参照图5，考虑在蓄电装置110的SOC变为目标值之后开始空调机160的预空调的状态。在时刻t1之前空调机160处于停止的状态。
在时刻t1，例如通过来自操作者的起动指令、预先设定的定时的起动指令，开始空调机160的运转。与此相伴，来自充电装置200的输出电力增加。另外，为了防止上述那样由于传感器的误差等对蓄电装置110充电的情况，也从蓄电装置110放电些微的电力。
然后，在时刻t2，由于例如车内的温度到达了目标温度，空调机160停止。与此相伴，来自蓄电装置110的放电也停止，来自充电装置200的输出电力也停止。然而，空调机160无关于充电装置200的控制而进行运转/停止，因此充电装置200在检测出空调机160停止之后开始输出电力的降低。因此，在空调机160停止之后，也从充电装置200过渡地继续输出如图5中的D1所示那样的电力。
如此过渡地输出的电力并不在空调机160中消耗，而是成为蓄电装置110的充电电力。由此，如时刻t2～t3之间所示，蓄电装置110的电力向充电侧(负侧)增加。其结果，蓄电装置110的SOC上升。
在时刻t3，例如当车内的温度上升而再次开始空调机160的运转时，与时刻t1～t2同样地，从充电装置200以及蓄电装置110输出电力。然后，在时刻t4，当空调机160停止时，由于在时刻t4～t5期间从充电装置200输出的电力被充电至蓄电装置110，由此SOC进一步增加。
如此，由于空调机160间歇运转，SOC渐渐增加。其结果，在长时间持续这样的空调机160的间歇运转的情况下，有可能蓄电装置110的SOC超过可充电的上限值而变为过充电。
另外，也能够预先考虑该SOC的增加而设定充电目标值。但是，因为这样将充电目标值设定地较低，所以满充电状态下的SOC变低。于是，能够不使用发动机而通过蓄电装置110的电力行驶的所谓的EV行驶的距离会变短。
另一方面，图6是用于说明应用了实施方式1的过充电防止控制的情况下的SOC的变化的图。图6中除了图5的内容以外，纵轴还示出了高SOC标记HS-FLG。
参照图6，与图5的情况同样地，在时刻t11开始预空调。然后，由于空调机160间歇运转，在图中的t11～t15期间SOC渐渐增加。
然后，在时刻t16空调机160停止而SOC进一步增加，在时刻t17，蓄电装置110的SOC超过用于限制充电装置200的驱动的阈值STP_LIM(图6中的点P1)。相应于此，高SOC标记HS-FLG被设定为ON。
在高SOC标记HS-FLG被设定为ON的期间，即使空调机160开始运转，充电装置200也没有被驱动。因此，空调机160使用来自蓄电装置110的电力而被驱动。由此，蓄电装置110的放电电力增加，并且蓄电装置110的SOC降低。
然后，在时刻t18，蓄电装置110的SOC变为比解除充电装置200的驱动限制的阈值STRT_LIM低(图6中的点P2)，相应于此，高SOC标记HS-FLG被设定为OFF。
由此，再次开始充电装置200的运转，使用来自充电装置200的电力来驱动空调机160。
通过重复这样的控制，在外部充电时的预空调中，即使空调机160间歇运转，也能够将SOC维持在阈值STP_LIM与STRT_LIM之间附近，因此能够防止蓄电装置110的过充电。
此外，在图6中，将解除充电装置200的驱动限制的阈值STRT_LIM设定为比充电目标值低的值，但也可以将该充电目标值设定为阈值STRT_LIM。如此，能够最低限地确保作为目标的SOC，因此能够防止可EV行驶的距离缩短。
图7是用于说明在实施方式1中由ECU300执行的过充电防止控制的功能框图。
参照图7，ECU300包括充放电控制部310、充电装置控制部320、和空调机控制部330。
充放电控制部310从蓄电装置110接受电压VB以及电流IB的检测值。充放电控制部310基于这些检测值来运算蓄电装置110的SOC以及充放电电力上限值Win、Wout。另外，充放电控制部310基于电压VB以及电流IB的检测值来运算蓄电装置110的输入输出电力PB。进而，充放电控制部310通过比较运算出的SOC与阈值，从而设定高SOC标记HS-FLG。
并且，充放电控制部310将输入输出电力PB、充放电电力上限值Win、Wout以及高SOC标记HS-FLG向充电装置控制部320输出。
空调机控制部330基于预空调信号的输入生成用于控制空调机160的控制信号OPE并将其向空调机160输出。另外，空调机控制部330将控制信号OPE也向充电装置控制部320输出。
充电装置控制部320接受来自充放电控制部310的输入输出电力PB、充放电电力上限值Win、Wout以及高SOC标记HS-FLG、来自空调机控制部330的控制信号OPE。充电装置控制部320基于这些信息来运算充电装置200的输出电力的上限值Win_chgf以及下限值Wout_chgf。并且，充电装置控制部320设定使来自充电装置200的输出电力变为该上限值与下限值之间的指令值。并且，充电装置控制部320基于该指令值生成用于驱动充电装置200的控制信号PWE并将其输出到充电装置200。
接着，使用图8以及图9，说明在ECU300中执行的过充电防止控制处理的详细内容。
图8是用于说明在实施方式1中由ECU300执行的过充电防止控制处理的详细内容的流程图。关于图8以及后述的图12、图15所示的流程图中的各步骤，通过按预定周期执行预先存储在ECU300中的程序来实现。或者，关于一部分步骤，也能够通过专用的硬件(电子电路)来实现处理。
另外，图9是表示与蓄电装置110的SOC的变化对应的高SOC标记HS-FLG的状态的图。
在图8的流程图的说明中，根据图9所示的SOC的状态的变化来进行说明。
参照图8以及图9，ECU300在步骤(以下将步骤省略为S)400中，当接收到预空调信号PAC的输入时，基于从蓄电装置110接受的电压VB以及电流IB来运算SOC。
然后，ECU300在S410中判定运算出的SOC是否小于阈值L_LIM。在此，阈值L_LIM为用于判定在预空调中在运转空调机160时是否能够从蓄电装置110输出电力的阈值。
在SOC小于阈值L_LIM的情况下(S410中是)，示出了图9中的时刻t31以前的状态1的情况。在该情况下，在预空调中，输出到空调机160的电力不足，ECU300判断为不能运转空调机160。因此，ECU300在S420中停止空调机160的运转。然后，处理进入S475，ECU300运转充电装置200。然后，处理返回到主程序。由此，进行蓄电装置110的充电而SOC增加。
另一方面，在SOC大于阈值L_LIM的情况下(S410中否)，能够运转空调机160，因此，处理进入S430，ECU300运转空调机160。
接着，处理进入S440，ECU300判定SOC是否大于用于限制充电装置200的驱动的阈值STP_LIM。
在图9的状态2以及状态3下，SOC为阈值STP_LIM以下，因此在S440中选择了否，处理进入S445。
在S445中，ECU300进一步判定SOC是否小于用于再次开始充电装置200的驱动的阈值STRT_LIM。
在图9的状态2下，因为SOC小于阈值STRT_LIM，所以在S445中选择了是，处理进入S455。然后，在S455中，ECU300将高SOC标记HS-FLG设定为OFF。
接着，处理进入S460，ECU300判定高SOC标记HS-FLG是否被设定为ON。
在图9的状态2下，因为高SOC标记HS-FLG为OFF，所以在S460中选择了否，处理进入S475。然后，ECU300运转充电装置200。然后，处理返回到主程序。
另一方面，在图9的状态3下，因为SOC为阈值STR_LIM以上，所以在S445中选择了否。在该情况下，高SOC标记HS-FLG维持当前的状态。在状态3下，因为时刻t32以前高SOC标记HS-FLG为OFF，所以高SOC标记HS-FLG继续OFF的状态。
然后，处理进入S460，与状态2的情况相同，在S460中选择了否，运转充电装置200(S475)。
在图9的时刻t33，因为SOC大于阈值STP_LIM，所以在状态4下，在S440中选择了是，处理进入S450。在S450中，ECU300将高SOC标记HS-FLG设定为ON。
然后，在S460中选择了是，ECU300在S470中停止充电装置200。
因为充电装置200停止，蓄电装置110的电力由空调机160消耗，因此SOC渐渐降低。然后，在图9的时刻t34，SOC变为阈值STP_LIM以下(S440中否)，但在状态5下SOC仍为阈值STRT_LIM以上(S445中否)，因此高SOC标记HS-FLG维持ON的状态，处理进入S460。然后，维持停止充电装置200的状态(S470)。
然后，SOC进一步降低，在图9的时刻t35，SOC变为小于阈值STRT_LIM。于是，成为与状态2同样的状态，因此在S440中选择了否，在S445中选择了是，ECU300将高SOC标记HS-FLG设定为OFF。由此，通过在S460中设定为否，从而再次开始充电装置200的运转(S475)。
时刻t35以后，重复状态2～状态5，因此SOC被维持在充电目标值附近。
通过按照以上那样的处理来进行控制，能够防止在外部充电时的预空调时蓄电装置110变为过充电。
[实施方式1的变形例]
在上述的实施方式1中，对在高SOC标记HS-FLG为ON的期间，通过使充电装置200停止来防止蓄电装置110的过充电的构成进行了说明。
在实施方式1的变形例中，对在高SOC标记HS-FLG为ON的期间，代替停止充电装置200而除空调机160以外还由辅机负载190消耗蓄积于蓄电装置110中的电力来防止过充电的构成进行说明。
图10是用于说明应用了实施方式1的变形例的过充电防止控制的情况下的SOC的变化的图。图10是在实施方式1说明的图6中追加了辅机负载190的消耗电力而成的。
参照图10，在时刻t26之前与图6的时刻t16之前相同，在预空调中空调机160间歇运转，由此SOC渐渐增加。
在时刻t27，SOC变为大于阈值STP_LIM(图10中的点P11)，高SOC标记HS-FLG被设定为ON。
相应于此，充电装置200继续维持运转状态，由辅机负载190消耗电力。在该情况下，作为所使用的辅机负载190，优选例如电热片、除霜装置等没有随着工作但消耗比热等多的电力的辅机负载。
并且，由于辅机负载190消耗电力，蓄电装置110的SOC降低，在时刻t28当SOC变为小于阈值STRT_LIM时(图10的点P12)，高SOC标记HS-FLG被设为OFF，停止由辅机负载190消耗电力。由此，SOC的降低停止。
通过这样的构成，也能够防止在外部充电时的预空调时蓄电装置110变为过充电。
图11是用于说明在实施方式1的变形例中由ECU300执行的过充电防止控制的功能框图。图11是在实施方式1中的图7的功能框图中追加了辅机控制部340而成的功能框图。在图11中，不重复与图7重复的功能单元。
参照图11，辅机控制部340接受来自充放电控制部310的高SOC标记HS-FLG。并且，辅机控制部340在该高SOC标记HS-FLG被设定为ON的情况下，将控制信号DRV向辅机负载190输出并开始由辅机负载190消耗来自充电装置220以及蓄电装置110的电力。
另外，辅机控制部340将控制信号DRV向充电装置控制部320输出。
充电装置控制部320接受来自充放电控制部310的输入输出电力PB、充放电电力上限值Win、Wout以及高SOC标记HS-FLG、来自空调机控制部330的控制信号OPE、来自辅机控制部340的控制信号DRV。充电装置控制部330基于这些信息，运算充电装置200的输出电力的上限值Win_chgf以及下限值Wout_chgf。并且，充电装置控制部320设定使来自充电装置200的输出电力变为该上限值与下限值之间的指令值。并且，充电装置控制部320基于该指令值来生成用于驱动充电装置200的控制信号PWE并将其输出到充电装置200。
图12是用于说明在实施方式1的变形例中由ECU300执行的过充电防止控制处理的详细内容的流程图。图12是在实施方式1的图8的流程图中追加了步骤S405、并且将S470和S475分别替换为S480和S485而成的流程图。在图12中，不重复与图8重复的步骤的说明。
参照图12，ECU300接受预空调信号PAC的输入，在400中运算蓄电装置110的SOC，在S405中运转充电装置。
然后，ECU300在S410中判定运算出的SOC是否小于阈值L_LIM。
在SOC小于阈值L_LIM的情况下(S410中是)，ECU300停止空调机(S420)，并且停止由辅机负载190消耗电力(S485)。由此，进行蓄电装置110的充电直到达到能够进行预空调的SOC。
另一方面，在SOC为阈值L_LIM以上的情况下(S410中否)，ECU300运转空调机(S430)，并且与图8同样地通过S440～S450的处理来设定高SOC标记HS-FLG。
然后，ECU300在S460中判定高SOC标记HS-FLG是否被设定为ON。
在高SOC标记HS-FLG被设定为ON的情况下(S460中是)，处理进入S480，ECU300使辅机负载190消耗蓄积于蓄电装置110中的电力。由此，SOC降低。
另一方面，在高SOC标记HS-FLG被设定为OFF的情况下(S460中否)，不需要消耗蓄积于蓄电装置110中的电力，因此ECU300停止由辅机负载190消耗电力(S485)。
通过按照以上那样的处理来进行控制，在外部充电时的预空调中，能够通过空调机160的间歇运作由辅机负载190消耗蓄积于蓄电装置110中的电力，因此能够防止蓄电装置110变为过充电。
此外，也可以并用实施方式1的充电装置200的控制、和实施方式1的变形例的辅机负载190的控制。
[实施方式2]
在实施方式1中，对在高SOC标记HS-FLG被设定为ON的期间，停止充电装置200的构成进行了说明。
然而，在使用来自蓄电装置110的电力来驱动空调机160的情况下，例如由于某种原因而使空调机160中的消耗电力变得非常大而超过了蓄电装置110的放电电力上限值Wout时，恐会不能充分供给空调机160需要的电力，或者成为蓄电装置110的过放电的原因。
于是，在实施方式2中，除了实施方式1中说明的过充电防止控制以外，还对在高SOC标记HS-FLG被设定为ON的情况下，当超过蓄电装置110的放电电力上限值Wout时，通过运转充电装置200来进行控制以使得补给不足的电力的构成进行说明。
图13以及图14是用于说明蓄电装置110充放电的情况下的充电装置200的输出电力的上下限值的图。在图13中示出从蓄电装置110放电的情况，在图14中示出对蓄电装置110充电的情况。在图13以及图14中，对蓄电装置110的充放电电力为充放电电力上限值的情况进行说明。
参照图13，将某时刻的为了驱动空调机160所需要的驱动电力设为Pbd。在从蓄电装置110放电的情况下，该驱动电力Pbd被从蓄电装置110和充电装置200供给。
如图13所示，在从蓄电装置110在该状态下能够放电的电力、即输出与放电电力上限值Wout相当的电力的状态下，在将此时从充电装置200输出的电力设为Wout_chgf时，能够表示为式(1)。
Pbd＝Wout+Wout_chgf…(1)
由此，充电装置200的输出电力表示为对式(1)进行变形得到的式(2)。
Wout_chgf＝Pbd-Wout…(2)
在此，在充电装置200的输出电力Wout_chgf为负或零的情况下，意味着仅通过来自蓄电装置110的放电电力，就能够向空调机160供给电力。因此，在该情况下，能够停止充电装置200。
另一方面，在充电装置200的输出电力Wout_chgf为正的情况下，意味着仅通过蓄电装置110的放电电力不够向空调机160供给的电力。因此，在该情况下，需要运转充电装置200来从充电装置200供给所不足的电力。
即，上述的Wout_chgf为充电装置200的输出电力的下限值，为了蓄电装置110的保护以及空调机160的运转，充电装置200最低需要输出与该下限值Wout_chgf相当的电力。
图14为蓄电装置110充电的情况，因此向蓄电装置110充电的电力以及用于驱动空调机160的电力这两方被从充电装置200供给。
在将向蓄电装置110供给充电电缆上限值Win的电力的情况下的来自充电装置200的输出电力设为Win_chgf时，其与驱动电力Pbd的关系可以表示为式(3)。
Win_chgf＝Win+Pbd…(3)
从式(3)可知，在从充电装置200输出超过Win_chgf的电力的情况下，对蓄电装置110供给超过充电电缆上限值Win的电力。
即，Win_chgf为充电装置200的输出电力的上限值，需要对充电装置200进行控制以使得输出电力不超过该输出上限值Win_chgf。
图15是用于说明在实施方式2中由ECU300执行的、考虑了蓄电装置110的放电电力上限值的过充电防止控制处理的详细内容的流程图。图15的在实施方式1的图8的流程图中追加了步骤S405以及S465而成的流程图。在图15中，不重复与图8重复的步骤的说明。
参照图15，当在S400中运算出辅机电池180的SOC时，接着ECU300在S405中根据蓄电装置110的放电电力上限值Wout、和基于向空调机160的控制指令OPE得到的空调机160的驱动电力，运算充电装置200的输出下限值Wout_chgf。
然后，在S460中，当判定为高SOC标记HS-FLG被设定为ON时(S460中是)，接着处理进入S465。在S465中，ECU300判定输出下限值Wout_chgf是否为正。此外，关于空调机160的驱动电力，也可以通过对实际的电压、电流等进行反馈来运算。
在输出下限值Wout_chgf不为正(S465中否)、即为零或负的情况下，不需要从充电装置200输出电力，因此处理进入S470而停止充电装置200。
另一方面，在输出下限值Wout_chgf为正的情况下(S465中是)，来自蓄电装置110的放电电力不足，因此处理进入S475而运转充电装置200。
通过按照以上那样的处理来进行控制，在外部充电时的预空调中，能够防止蓄电装置110的过充电，并且能够保护蓄电装置110以使其放电电力不超过放电电力上限值Wout。
[实施方式3]
在实施方式1中，对作为电源系统具有一个蓄电装置的情况进行了说明，但关于蓄电装置的个数并不限定于此，在具有多个蓄电装置的情况下本发明也可以适用。
图16是搭载有实施方式3的具有多个蓄电装置的电源系统的车辆100A的整体框图。在图16中，不重复关于与实施方式1的图1重复的要素的说明。
参照图16，车辆100A除了蓄电装置110以外还包括蓄电装置111、112。另外，蓄电装置111、112还分别包括对应的继电器116、117。继电器116、117具有与蓄电装置110中的SMR115同样的功能。
另外，车辆100A包括PCU120A来代替PCU120。PCU120A除了转换器121、逆变器122以及电容器C1、C2以外，还包括转换器123和电容器C3。
转换器123相对于逆变器122而与转换器121并联连接。另外，在转换器123上经由电力线PL3、NL3并联连接有蓄电装置111、112。
转换器121基于来自ECU300的控制信号PWC1在电力线PL1、NL1和电力线HPL、NL1之间进行电力变换。转换器123基于来自ECU300的控制信号PWC2在电力线PL3、NL3和电力线HPL、NL1之间进行电力变换。
电容器C3设置于电力线PL3、NL3之间，使电力线PL3、NL3之间的电压变动减少。
充电装置200经由继电器210与电力线PL3、NL3连接。
通过设为这样的构成，能够通过来自充电装置200的电力对蓄电装置110、111、112进行充电。此外，在对蓄电装置110充电的情况下，来自充电装置200的输出电力由转换器123进行升压，进而由转换器121进行降压并向蓄电装置110供给。
在进行预空调的情况下，与对蓄电装置110充电的情况下同样地，来自充电装置200的输出电力经由转换器123以及转换器121供给到空调机160。
在预空调时，蓄电装置111、112的继电器116、117断开，SMR115闭合。由此，与实施方式1同样，空调机160使用来自充电装置200以及蓄电装置110的电力而被驱动。
因此，在如车辆100A那样具有多个蓄电装置的电源系统中，也能够适用实施方式1及其变形例、和实施方式2的构成。其结果，在外部充电时的预空调中，能够防止蓄电装置110的过充电。
此外，本实施方式中的阈值STP_LIM以及阈值STRT_LIM分别为本发明的“第一基准值”和“第二基准值”的一例。
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实施方式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。
附图标记的说明
100、100A车辆；110、111、112蓄电装置；115SMR；116、117、210、252继电器；120、120A PCU；121、123转换器；122逆变器；130电动发电机；140动力传递齿轮；150驱动轮；160空调机；170DC/DC转换器；180辅机电池；190辅机负载；200充电装置；230连接部；250充电电缆；251充电连接器；253电源插头；260外部电源；261插座；300ECU；310充放电控制部；320充电装置控制部；330空调机控制部；340辅机控制部；ACL1、ACL2、HPL、PL1、NL1、PL2、NL2、PL3、NL3电力线；C1、C2、C3电容器。

Claims (14)

1.一种车辆用的电源系统，具备：
可充电的蓄电装置(110、111、112)；
充电装置(200)，其构成为进行使用从外部电源(260)供给的交流电力来对所述蓄电装置(110)充电的外部充电；
空调机(160)，其被从所述充电装置(200)以及所述蓄电装置(110)供给电力，用于对所述车辆的室内进行空调；
辅机负载(190)，其接受来自所述蓄电装置(110)的电力；以及
控制装置(300)，其用于在所述外部充电中所述空调机(160)间歇运转的情况下，当存在所述蓄电装置(110)变为过充电的危险时，控制所述充电装置(200)和所述辅机负载(190)的至少一方，以使得从所述蓄电装置(110)输出的电力增加。
2.根据权利要求1所述的车辆用的电源系统，其中，
所述控制装置(300)检测所述蓄电装置(110)的充电状态，并且在所述蓄电装置(110)的充电状态大于第一基准值的情况下，停止从所述充电装置(200)输出电力。
3.根据权利要求2所述的车辆用的电源系统，其中，
所述控制装置(300)基于所述蓄电装置(110)的充电状态来设定所述蓄电装置(110)的放电电力上限值，并且在从所述蓄电装置(110)输出的电力超过所述放电电力上限值的情况下，即使在所述蓄电装置(110)的充电状态大于所述第一基准值时，也由所述充电装置(200)输出超过所述放电电力上限值的量的电力。
4.根据权利要求2或3所述的车辆用的电源系统，其中，
所述控制装置(300)在所述蓄电装置(110)的充电状态变为小于比所述第一基准值小的第二基准值的情况下，增加从所述充电装置(200)输出的电力。
5.根据权利要求4所述的车辆用的电源系统，其中，
所述第二基准值为所述蓄电装置(110)的外部充电完成时的充电目标值。
6.根据权利要求1所述的车辆用的电源系统，其中，
所述控制装置(300)检测所述蓄电装置(110)的充电状态，并且在所述蓄电装置(110)的充电状态大于第一基准值的情况下，由所述辅机负载(190)消耗蓄积于所述蓄电装置(110)的电力。
7.根据权利要求6所述的车辆用的电源系统，其中，
所述控制装置(300)在所述蓄电装置(110)的充电状态变为小于比所述第一基准值小的第二基准值的情况下，停止由所述辅机负载(190)消耗蓄积于所述蓄电装置(110)的电力。
8.根据权利要求1所述的车辆用的电源系统，其中，
所述蓄电装置包括多个蓄电装置(110、111、112)。
9.一种车辆用的电源系统的控制方法，
所述车辆具备：
可充电的蓄电装置(110、111、112)；
充电装置(200)，其构成为进行使用从外部电源(260)供给的交流电力来对所述蓄电装置(110)充电的外部充电；
空调机(160)，其被从所述充电装置(200)以及所述蓄电装置(110)供给电力，用于对所述车辆的室内进行空调；以及
辅机负载(190)，其接受来自所述蓄电装置(110)的电力，
所述控制方法包括：
在所述外部充电中使所述空调机(160)运转的步骤；和
在所述空调机(160)间歇运转的情况下，当存在所述蓄电装置(110)变为过充电的危险时，控制所述充电装置(200)和所述辅机负载(190)的至少一方，以使得从所述蓄电装置(110)输出的电力增加的步骤。
10.根据权利要求9所述的车辆用的电源系统的控制方法，其中，还包括：
检测所述蓄电装置(110)的充电状态的步骤；和
在所述蓄电装置(110)的充电状态大于第一基准值的情况下，停止从所述充电装置(200)输出电力的步骤。
11.根据权利要求10所述的车辆用的电源系统的控制方法，其中，还包括：
基于所述蓄电装置(110)的充电状态来设定所述蓄电装置(110)的放电电力上限值的步骤；和
在从所述蓄电装置(110)输出的电力超过所述放电电力上限值的情况下，即使在所述蓄电装置(110)的充电状态大于所述第一基准值时，也由所述充电装置(200)输出超过所述放电电力上限值的电力的步骤。
12.根据权利要求10或11所述的车辆用的电源系统的控制方法，其中，还包括：
在所述蓄电装置(110)的充电状态变为小于比所述第一基准值小的第二基准值的情况下，增加从所述充电装置(200)输出的电力的步骤。
13.根据权利要求9所述的车辆用的电源系统的控制方法，其中，还包括：
检测所述蓄电装置(110)的充电状态的步骤；和
在所述蓄电装置(110)的充电状态大于第一基准值的情况下，由所述辅机负载(190)消耗蓄积于所述蓄电装置(110)的电力的步骤。
14.根据权利要求13所述的车辆用的电源系统的控制方法，其中，还包括：
在所述蓄电装置(110)的充电状态变为小于比所述第一基准值小的第二基准值的情况下，停止由所述辅机负载(190)消耗蓄积于所述蓄电装置(110)的电力的步骤。
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