CN103492214B - 电动车辆的电源装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

充电器（200）在外部电源（400）没有通过充电电缆连接于电动车辆（100）、且要求了来自AC插座（120）的电力输出的情况下，选择发电模式，将主电池（10）的输出电力变换成交流电力并输出到电力线（151）。发电模式中的辅机系统供电，根据AC插座（120）的使用电力来选择第1模式（通常模式）和第2模式（高输出模式）的一方。在通常模式下，停止主DC/DC转换器（60），并且由AC/DC转换器（170）产生辅机系统电力，因此可实现基于损失抑制的高效率化。在高输出模式下，由主DC/DC转换器（60）产生辅机系统电力，并且停止AC/DC转换器（170）。因此，与通常模式相比能够从AC插座（120）输出高电力。

Description

电动车辆的电源装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动车辆的电源装置及其控制方法，更特定地涉及能够使用车载蓄电装置的电力进行交流电力的发电的电动车辆的电源装置。
背景技术
作为构成为能够使用来自二次电池所代表的车载蓄电装置的电力驱动车辆驱动用电动机的电动车辆，已知有电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车。在电动车辆中，提出了通过车辆外部的电源(以下，也简称为“外部电源”)对车载蓄电装置充电的结构。以下，将基于外部电源的蓄电装置的充电也简称为“外部充电”。
在日本特开2009-225587号公报(专利文献1)中，记载了搭载有能够通过外部电源进行充电的蓄电装置(主电池)的电动车辆的结构。在专利文献1所记载的电动车辆中，设置有用于取出交流电力的插座。因为用于外部充电的电力变换器能够进行双向的电力变换，所以能够执行将来自主电池的电力变换成交流电力的车辆发电。而且，即使在外部电源和车辆没有连接的情况下，也能够通过车辆发电从插座输出电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-225587号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1的电动车辆中，向包含辅机电池的辅机负载系统的电力供给通过单一的DC/DC转换器来执行。因此，该DC/DC转换器的输出额定功率需要设计成能够与车辆行驶时的辅机系统电力的供给相对应。因此，在辅机系统的消耗电力比较小的外部充电时，也使对于消耗电力而言输出额定功率过大的DC/DC转换器动作。其结果，由于DC/DC转换器中的电力损失，外部充电的效率有可能会降低。
因此，考虑除了在车辆行驶时能够对应的DC/DC转换器以外，还为外部充电时专用而配置辅机系统供电用的小容量的副转换器的结构。然而，因为该副转换器连接于外部充电的路径，所以在车辆发电时，来自插座的输出电力有可能会降低副转换器的输出电力(即辅机系统电力)部分。由此，在车辆发电模式中，有可能会妨碍充分活用了电力变换器的输出额定功率的来自插座的供电。
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，在电动车辆使用车载蓄电装置的电力来产生交流电力时，根据来自插座的使用电力，高效且适当地供给辅机系统电力。
用于解决问题的手段
在本发明的一种方式下，电动车辆的电源装置具备主蓄电装置、输出电压比主蓄电装置的输出电压低的副蓄电装置、用于与外部电源电接触的充电接入口、第1及第2电力线、插座、充电器、第1及第2电力变换器、控制装置。主蓄电装置蓄积相对于产生车辆驱动力的电动机输入输出的电力。第1电力线与副蓄电装置连接，供给用于使辅机负载工作的辅机系统电力。第2电力线与充电接入口电连接。插座为了从第2电力线取出交流电力而设置。充电器构成为在第2电力线的交流电力和相对于主蓄电装置输入输出的直流电力之间执行双向的电力变换。第1电力变换器构成为将来自主蓄电装置的直流电力变换成辅机系统电力并向第1电力线输出。第2电力变换器构成为将第2电力线的交流电力变换成辅机系统电力并向第1电力线输出。控制装置构成为在发电模式中，控制充电器以使充电器将来自主蓄电装置的直流电力变换成交流电力并向第2电力线输出，所述发电模式是在外部电源与充电接入口非连接的状态下从插座输出交流电力的模式。进而，控制装置在发电模式中，基于来自插座的使用电力控制第1及第2电力变换器，以切换第1模式和第2模式来产生辅机系统电力，所述第1模式是由第1电力变换器产生辅机系统电力的模式，所述第2模式是由第2电力变换器产生辅机系统电力的模式。
优选，控制装置在使用电力比预定的判定电力高时选择第1模式。
还优选，控制装置在使用电力比预定的判定电力低时选择第2模式。
另外，还优选，判定电力基于从充电器的额定输出电力值减去第2电力变换器的输出电力额定功率得到的电力值来设定。
或者，还优选，判定电力基于从充电器的输出电力额定功率减去辅机系统电力的消耗电力得到的电力值来设定。
在本发明的另一方式下，电动车辆的电源装置的控制方法，是搭载有用于蓄积相对于产生车辆驱动力的电动机输入输出的电力的主蓄电装置、和输出电压比主蓄电装置低的副蓄电装置的电动车辆的电源装置的控制方法，电源装置包括：用于与外部电源电接触的充电接入口、第1及第2电力线、插座、充电器、第1及第2电力变换器。第1电力线与副蓄电装置连接，供给用于使辅机负载工作的辅机系统电力。第2电力线与充电接入口电连接。插座构成为从第2电力线取出交流电力。充电器构成为在第2电力线的交流电力和相对于主蓄电装置输入输出的直流电力之间执行双向的电力变换。第1电力变换器构成为将来自主蓄电装置的直流电力变换成辅机系统电力并向第1电力线输出。第2电力变换器构成为将第2电力线的交流电力变换成辅机系统电力并向第1电力线输出。控制方法包括：在发电模式中，控制充电器以使充电器将来自主蓄电装置的直流电力变换成交流电力并向第2电力线输出的步骤，所述发电模式是在外部电源与充电接入口非连接的状态下从插座输出交流电力的模式；选择步骤，在发电模式中，基于来自插座的使用电力选择第1模式和第2模式的一方，所述第1模式是由第1电力变换器产生辅机系统电力的模式，所述第2模式是由第2电力变换器产生辅机系统电力的模式；和控制第1电力变换器和第2电力变换器，以按照所选择出的第1模式或第2模式来产生辅机系统电力的步骤。
优选，选择步骤中，在使用电力比预定的判定电力高时选择第1模式。
另外优选，选择步骤中，在使用电力比预定的判定电力低时选择第2模式。
发明的效果
根据本发明，在电动车辆使用车载蓄电装置的电力产生交流电力时，根据来自插座的使用电力，能够高效且适当地供给辅机系统电力。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电动车辆的电源装置的构成例的框图。
图2是用于说明图1所示的充电器的构成例的电路图。
图3是说明插座使用电力和辅机供电系统的模式选择之间的关系的概念图。
图4是用于说明本发明的实施方式的电动车辆的电源装置中的车辆发电时的辅机供电系统的控制动作的流程图。
附图标记说明
10 主电池，20 PCU，26 变换器，30 电动发电机，40 动力传递机构，50 驱动轮，55 制动机构，60 主DC/DC转换器，65、125、175 传感器，70 辅机电池，95 辅机负载群，100 电动车辆，105 充电接入口，120AC 插座，130LC 滤波器，151、152p、152g、153p、153g、154p、155p、157p、157g、158、159 电力线，170AC/DC 转换器，200 充电器，210、220、250电力变换单元，230 绝缘变压器，400 外部电源，405 继电器(充电电缆)，410 充电插头，C0、C1、C2、CH 平滑电容器，CNV 转换器，CS1、CS2控制信号(充电器)，D1～D12 反并联二极管，L0、L1 电抗器，Pc 使用电力(AC插座)，Prt 额定功率，Pt 判定电力，Q1～Q12、Qa、Qb 电力用半导体开关元件，RL1、RL2 继电器，SM1、SM2、SR1、SR2 控制指令(继电器)，SMR1、SMR2、SMR1 系统主继电器，VH、VL 直流电压，Vs 电源电压。
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，以下对图中的相同或相当的部分标注相同的附图标记，原则上不重复其说明。
图1是表示本发明的实施方式的电动车辆的电源装置的构成例的框图。
参照图1，电动车辆100具备主电池10、电力控制单元(PCU：PowerControl Unit)20、电动发电机30、动力传递机构40、驱动轮50、制动机构55和ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)80。
主电池10表示为“主蓄电装置”的一例，代表性地由锂离子电池、镍氢电池等二次电池构成。例如，主电池10的输出电压为200V左右。此外，也可以由双电荷层电容器或二次电池与电容器的组合来构成主蓄电装置。
PCU20将主电池10的充放电电力变换成用于驱动控制电动发电机30的电力。例如，电动发电机30由永磁体型的三相同步电动机构成，并且，PCU20构成为包含变换器(inverter)26。
电动发电机30的输出转矩经由由减速器、动力分配机构构成的动力传递机构40传递到驱动轮使电动车辆100行驶。电动发电机30在电动车辆100的再生制动时，能够通过驱动轮50的旋转力来发电。而且，该发电电力通过PCU20变换成主电池10的充电电力。
制动机构55对车轮产生机械制动力。制动机构55代表性地由根据液压的供给来产生摩擦制动力的液压制动器构成。在电动车辆100的制动踏板操作时，通过由制动机构55产生的机械制动力和由电动发电机30产生的再生制动力之和，确保与制动踏板操作对应的整体制动力。
此外，在除电动发电机30以外还搭载有发动机(未图示)的混合动力汽车中，通过使该发动机和电动发电机30协调动作，产生所需的电动车辆100的车辆驱动力。此时，也能够使用由发动机的旋转得到的发电电力对主电池10充电。
也就是说，电动车辆100表示搭载车辆驱动力产生用的电动机的车辆，包含由发动机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、燃料电池车等。
通过从图示的电动车辆100的构成中除去电动发电机30、动力传递机构40以及驱动轮50所剩的部分，构成“电动车辆的电源装置”。以下详细说明电源装置的构成。
电力控制单元(PCU)20包含转换器CNV、平滑电容器CH和变换器26。
转换器CNV构成为在电力线153p、153g间的直流电压VL和电力线154p、154g间的直流电压VH之间进行直流电压变换。
电力线153p、153g分别经由系统主继电器SMR1以及SMR2与主电池10的正极端子以及负极端子分别电连接。平滑电容器CH连接于电力线154p、154g，将直流电压平滑。同样地平滑电容器C0连接于电力线153p、153g，将直流电压VL平滑。
如图1所示，转换器CNV作为包含电力用半导体开关元件Qa、Qb、电抗器L0和平滑电容器C0的斩波电路而构成。在本实施方式中，作为电力用半导体开关元件(以下，也简称为“开关元件”)，例示IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)。但是，也可以将电力用MOS(Metal OxideSemiconductor)晶体管或电力用双极晶体管等能够控制通断的任意的元件用作开关元件。
由于在开关元件Qa、Qb分别连接有反并联二极管，所以转换器CNV能够在电力线153p和电力线154p之间执行双向的电压变换。或者，也可以使转换器CNV动作，以将作为上臂元件的开关元件Qa固定为导通而将作为下臂元件的开关元件Qb固定为截止，使电力线154p和153p的电压相同(VH＝VL)。
变换器26是通常的三相变换器，所以对于详细的电路结构省略图示。例如，以在各相配置上臂元件及下臂元件、并且使各相中的上下臂元件的连接点与电动发电机30的对应相的定子线圈绕组连接的方式构成变换器26。
在电动车辆100行驶时，变换器26通过各开关元件被ECU80控制导通截止，将电力线154p的直流电压变换成三相交流电压并向电动发电机30。或者，在电动车辆100的再生制动动作时，变换器26的各开关元件被ECU80控制导通截止，以将来自电动发电机30的交流电压变换成直流电压并向电力线154p输出。
ECU80由内置有未图示的CPU(Central Processing Unit)以及存储器的电子控制单元构成，构成为基于存储在该存储器中的映射及程序来进行使用了各传感器的检测值的运算处理。或者，ECU80的至少一部分也可以构成为通过电子电路等硬件来执行预定的数值、逻辑运算处理。ECU80包括性地标记为具有电动车辆100的车辆行驶时及外部充电时的控制功能的功能框。ECU80通过被从电力线155p供给低电压系统的电源电压来动作。
作为低电压系统(辅机系统)的构成，电动车辆100的电源装置包含主DC/DC转换器60、辅机电池70和电力线155p。辅机电池70连接于电力线155p。辅机电池70表示为“副蓄电装置”的一例。例如，辅机电池70由铅蓄电池构成。辅机电池70的输出电压相当于低电压系统的电源电压Vs。该电源电压Vs的额定功率比主电池10的输出电压低，例如为12V左右。
主DC/DC转换器60的输出侧与电力线155p连接。主DC/DC转换器60的输入侧与电力线153p、153g连接。主DC/DC转换器60将主电池10的输出电力变换成辅机系统电力(电源电压Vs电平)并输出到电力线155p。通过该电力变换，主电池10的输出电压(直流电压VL)被降压到辅机系统的电源电压Vs。主DC/DC转换器60代表性地是包含半导体开关元件(未图示)的开关调节器，可以适用公知的任意的电路结构。
在电力线155p上连接有低电压系统的辅机负载群95。辅机负载群95例如包含音频设备、导航设备、照明设备(危险预警灯、室内灯、顶灯等)等。这些辅机负载群通过根据用户操作进行工作而消耗电力。
进而，作为主电池10的外部充电系统的构成，电动车辆100的电源装置包含充电接入口105、AC插座120、LC滤波器130、AC/DC转换器170、充电器200、继电器RL1、RL2。
充电接入口105通过与连接于外部电源400的状态下的充电电缆的充电插头410连接而与外部电源400电连接。此外，在充电电缆内置有用于切断外部电源400的充电路径的继电器405。一般而言，外部电源400由商用交流电源构成。
此外，也可以取代图1所示的结构而采用将外部电源400和电动车辆100以非接触的方式电磁耦合来供给电力的结构、具体而言在外部电源侧设置一次线圈，并且在车辆侧设置二次线圈，利用一次线圈与二次线圈之间的相互感应，从外部电源400向电动车辆100供给电力。在进行这样的外部充电的情况下，对来自外部电源400的供给电力进行变换的LC滤波器130之后的结构能够共通化。
电力线151将充电接入口105和充电器200之间电连接。LC滤波器130插置连接于电力线151，除去交流电压的高频成分。
充电器200将传递到电力线151的来自外部电源400的交流电压变换成用于对主电池10充电的直流电压。变换后的直流电压被输入到电力线152p、152g之间。此时，电力线152p、152g的直流电压被控制为适于主电池10充电的电压电平。
继电器RL1电连接在电力线152p和主电池10的正极之间。继电器RL2电连接在电力线152g和主电池10的负极之间。
继电器RL1、RL2以及系统主继电器SMR1、SMR2各自代表性地由在通过未图示的励磁电路供给励磁电流时闭合(ON)而在励磁电流非供给时断开(OFF)的电磁继电器构成。但是，只要是能够控制通电路径的接通(ON)/断开(OFF)的开关，能够将任意的电路元件用作该继电器或系统主继电器。
ECU80生成用于控制系统主继电器SMR1、SMR2以及继电器RL1、RL2的接通断开的控制指令SM1、SM2、SR1、SR2。对控制指令SM1、SM2以及SR1、SR2分别进行响应，将辅机电池70作为电源产生对应的系统主继电器或继电器的励磁电流。
AC插座120与电力线151连接。例如，AC插座120在未图示的操作开关接通时与电力线151电连接。由此，连接于AC插座120的电气设备(未图示)能够通过电力线151上的交流电力而工作。此外，以能够检测来自AC插座120的输出电力、即AC插座的使用电力Pc的方式配置传感器125。
此外，在充电电缆连接时，能够通过来自外部电源400的电力从AC插座120供给交流电力。另外，通过将充电器200由双向的电力变换器来构成，即使在充电电缆非连接时，也能够将来自主电池10的电力变换成交流电力并从AC插座120供给。以下，将如此充电器200进行动作的模式也称为“发电模式”。另一方面，将充电器200进行动作以通过来自外部电源的电力对主电池10充电的模式也称为“充电模式”。
图2是用于说明图1的充电器200的构成例的电路图。
参照图2，充电器200包含电力变换单元210、电力变换单元220、平滑电抗器L1以及平滑电容器C1、C2。
电力变换单元210包含电力用半导体开关元件Q9～Q12。相对于开关元件Q9～Q12分别配置反并联二极管D9～D12。
开关元件Q9～Q12在电力线151和电力线157p、157g之间构成全桥式电路(以下，也称为第1全桥式电路)。开关元件Q9～Q12的导通截止响应于来自ECU80(图1)的控制信号CS2而被控制。
电力变换单元220包含开关元件Q1～Q4及Q5～Q8和绝缘变压器230。在开关元件Q1～Q8分别连接有反并联二极管D1～D8。开关元件Q1～Q8的导通截止响应于来自ECU80的控制信号CS1而被控制。
开关元件Q1～Q4在电力线157p、157g和电力线158之间构成全桥式电路(以下，也称为第2全桥式电路)。开关元件Q5～Q8在电力线159和电力线152p、152g之间构成全桥式电路(以下，也称为第3全桥式电路)。
众所周知，电力变换单元210、220的各全桥式电路能够通过开关元件的导通截止控制来执行双向的AC/DC电力变换。另外，已知能够通过导通截止控制中的开关元件的占空比控制对直流电压(电流)或者交流电压(电流)的电平也进行控制。
绝缘变压器230具有与电力线158连接的一次侧和与电力线159连接的二次侧。众所周知，绝缘变压器230构成为在使一次侧和二次侧电绝缘的基础上根据匝数对交流电压进行变换。
平滑电容器C2将电力线157p、157g的直流电压平滑。平滑电容器C1及平滑电抗器L1将电力线152p、152g的直流电压及直流电流平滑。
接着，对充电器200的动作进一步进行详细说明。充电器200在充电模式下进行以下的电力变换。
在充电模式下，ECU80接通继电器RL1、RL2。另外，若外部充电的许可条件齐备，则充电电缆内的继电器405(图1)被接通。由此，向电力线151供给来自外部电源400的交流电压。
电力变换单元210的第1全桥式电路(Q9～Q12)将电力线151上的交流电压变换成直流电压并输出到电力线157p、157g。此时，电力变换单元210为了改善来自外部电源400的供给电力的功率因数而控制AC/DC变换。也就是说，电力变换单元210优选在外部充电时也作为PFC(PowerFactor Correction：功率因数校正)电路进行动作。
一般而言，充电模式中的电力线157p、157g的电压通过电力变换单元210控制成比来自外部电源400的交流电压振幅高的直流电压。
在电力变换单元220中，第2全桥式电路(Q1～Q4)将电力线157p、157g的直流电压变换成高频交流电压并输出到电力线158。输出到电力线158的高频交流电压按照绝缘变压器230的一次侧和二次侧的匝数比而变压并输出到电力线159。
第3全桥式电路(Q5～Q8)将输出到电力线159的高频交流电压变换成直流电压并输出到电力线152p、152g。通过构成第2及第3全桥式电路的开关元件Q1～Q8的导通截止控制，控制电力线152p、152g的直流电压。
在充电模式下，因为继电器RL1、RL2被导通，所以通过电力线152p、152g的直流电压对主电池10充电。
充电器200通过输出电压以及/或者输出电流的反馈控制，按照外部充电时的充电指令，输出用于对主电池10充电的直流电力。该充电指令根据主电池10的状态、例如SOC(State Of Charge)和/或温度而设定。而且，ECU80在外部充电结束时，断开继电器RL1、RL2。
AC/DC转换器170连接于与充电器200相比靠AC插座120侧的路径(图1的例子中为电力线151)。AC/DC转换器170将电力线151上的交流电压变换成辅机系统电力(电源电压Vs电平)并向电力线155p输出。此外，AC/DC转换器170也可以与充电器200一体配置。AC/DC转换器170与主DC/DC转换器60同样，由包含半导体开关元件(未图示)的开关调节器构成，能够适用公知的任意的电路结构。
在主DC/DC转换器60及AC/DC转换器170，以能够检测输出电力的方式分别设置有传感器65及175。一般而言，主DC/DC转换器60及AC/DC转换器170作为输出按照电压指令值的一定电压的定电压调节器而构成。因此，作为传感器65、175，通过设置检测输出电流的电流传感器，能够检测各转换器的输出电力。
充电器200在发电模式下执行与充电模式相反的电力变换。具体而言，由于继电器RL1、RL2的接通而传递到电力线152p、152g的主电池10的输出电压，通过第3全桥式电路(Q5～Q8)变换成高频交流电压并输出到电力线159。而且，由绝缘变压器230从电力线159传递到电力线158的高频交流电压，通过第2全桥式电路(Q1～Q4)变换成直流电压并输出到电力线157p、157g。而且，电力变换单元210的第1全桥式电路(Q9～Q12)将电力线157p、157g上的直流电压变换成交流电压并输出到电力线151。由此，在发电模式下，即使外部电源400没有通过充电电缆连接于电动车辆100，也能够从AC插座120输出交流电力。
再次参照图1，说明在车辆行驶时外部充电时(充电模式)及车辆发电时(发电模式)各自的电源装置的动作。
在电动车辆100中，在车辆行驶时，接通系统主继电器SMR1、SMR2。由此，来自主电池10的输出电压经由接通状态的系统主继电器SMR1、SMR2而传递到电力线153p、153g。也就是说，与主电池10电连接的电力线153p、153g的电力通过PCU20而用于电动发电机30的驱动控制。
在车辆行驶时，断开继电器RL1、RL2。由此，通过断开状态的继电器RL1、RL2，能够将以充电器200为首的外部充电结构从主电池10以及电力线153p、153g电切断。
车辆行驶时的ECU80及辅机负载群95的消耗电力通过主DC/DC转换器60来供给。另一方面，AC/DC转换器170停止。
在充电模式下，接通继电器RL1、RL2而断开系统主继电器SMR1、SMR2。而且，经由接通状态的继电器RL1、RL2，通过由充电器200对来自外部电源400的交流电力进行了变换后的直流电压来对主电池10充电。
另外，通过断开状态的系统主继电器SMR1、SMR2，电力线153p、153g从充电器200及主电池10电切断。因此，因为没有对以PCU20为首的高压系统设备施加主电池10的输出电压(直流电压VL)，所以能够防止高压系统设备的构成部件耐久寿命因外部充电而降低。
在低电压系统(辅机系统)中，在外部充电时，通过AC/DC转换器170工作，即使系统主继电器SMR1、SMR2断开，也能够对电力线155p供给辅机系统电力。由此，能够停止主DC/DC转换器60。也就是说，在充电模式下，通过停止主DC/DC转换器60而由AC/DC转换器170产生低电压系统的电源电压Vs，可实现外部充电的效率提高。
此外，AC/DC转换器170的电力容量(输出额定功率)设计成能够覆盖外部充电时的辅机系统(低电压系统)的通常的消耗电力。因此，AC/DC转换器170的输出额定功率(例如，输出电力额定功率为100W左右)，与车辆行驶时的对ECU80及辅机负载群95的消耗电力进行提供的所需的主DC/DC转换器60的输出额定功率(例如，输出电力额定功率为数kW左右)相比，能够抑制得较低。
通过主DC/DC转换器60或AC/DC转换器170的输出电力与辅机电池70的充放电电力之和，供给辅机负载群95的消耗电力。
在发电模式下，接通继电器RL1、RL2。而且，充电器200将来自主电池10的直流电力变换成交流电力(优选为与外部电源400同等的交流电力)并向电力线151输出。该交流电力能够从AC插座120供给。
在本实施方式的电动车辆的电源装置中，发电模式中的低电压系统(辅机系统)的供电，可切换重视效率的通常模式(第1模式)和提高来自AC插座的输出电力的高输出模式(第2模式)。主DC/DC转换器60对应于“第1电力变换器”，AC/DC转换器170对应于“第2电力变换器”。
ECU80在通常模式下，与充电模式同样地，断开系统主继电器SMR1、SMR2，并且停止主DC/DC转换器60。而且，ECU80通过使AC/DC转换器170动作来供给辅机系统电力。
另一方面，ECU80在高输出模式下，除了继电器RL1、RL2以外，还接通系统主继电器SMR1、SMR2。进而，使主DC/DC转换器60动作而停止AC/DC转换器170。由此，与车辆行驶时同样地，辅机系统电力通过主DC/DC转换器60来供给。
在通常模式下，断开系统主继电器SMR1、SMR2并且停止主DC/DC转换器60。因此，通过小容量的AC/DC转换器，能够抑制损失而高效地产生辅机系统电力。
然而，在通常模式下，从充电器200的输出电力分支出向AC/DC转换器170的输入电力部分，被用于向辅机系统的供电。因此，AC插座120能够使用的电力比充电器200的输出额定功率(例如，输出电力额定功率为2kW左右)低。因此，从最大限度提高AC插座120的输出电力这一方面来看存在问题。
与此相对，在高输出模式下，接通系统主继电器SMR1、SMR2，并且大容量的主DC/DC转换器60进行动作，因此与通常模式相比，损失增大。然而，由于AC/DC转换器170停止，从充电器200的输出电力没有分支辅机系统供电用的电力。因此，AC插座120能够使用的电力扩大到充电器200的输出额定功率(例如，输出电力额定功率为2kW左右)。也就是说，能够最大限度提高AC插座120的输出电力。
图3中示出了本实施方式的电动车辆的电源装置中的插座使用电力和辅机供电系统的模式选择之间的关系。
参照图3，在由传感器125检测出的AC插座120的使用电力Pc比判定电力Pt低的区域510中，选择通常模式。另一方面，在使用电力Pc比判定电力Pt高的区域520中，选择高输出模式。其结果，在高输出模式下，能够将使用电力Pc提高到充电器200的输出电力额定功率Prt。
该判定电力Pt能够基于从充电器200的输出电力额定功率(Prt)减去AC/DC转换器170的输出电力额定功率得到的电力值来设定。或者，能够基于从充电器200的输出电力额定功率减去当前的辅机系统的消耗电力得到的电力值来设定判定电力Pt。作为当前的辅机系统的消耗电力，能够利用处于使用中的AC/DC转换器170(通常模式)或主DC/DC转换器60(高输出模式)的输出电力。
图4是用于说明本发明的实施方式的电动车辆的电源装置中的车辆发电时的辅机供电系统的控制动作的流程图。图4所示的控制处理，通过ECU80按每个预定周期来执行。另外，图4所示的各步骤的控制处理，通过基于ECU80的硬件处理以及/或者软件处理来执行。
参照图4，ECU80通过步骤S100检测是否要求了AC插座120的使用。例如，在用于指示来自AC插座120的供电的未图示的开关接通时，步骤S100被判定为“是”。
在没有要求AC插座120的使用时(S100判定为“否”时)，不执行以下说明的控制处理。
在要求了AC插座120的使用时(S100判定为“是”时)，ECU80通过步骤S110，判定是否没有通过充电电缆将外部电源400连接于充电接入口105。例如，基于表示充电电缆的连接状态的信号，执行步骤S110的判定。在与外部电源连接时(S110判定为“否”时)，ECU80使处理进入步骤S150，控制电源装置以从AC插座120输出来自外部电源400的电力。也就是说，断开继电器RL1、RL2，并且也停止充电器200。而且，停止主DC/DC转换器60，并且通过AC/DC转换器170来产生辅机系统电力。
在外部电源非连接时(S110判定为“是”时)，ECU80使处理进入步骤S120，判定是否处于能发电的状态。例如，主电池10的状态(SOC：State of Charge、电池温度等)、充电器200有无异常等，在步骤S120中确认。
如果处于能发电的状态(S120判定为“是”时)，则ECU80使处理进入步骤S160，通过使充电器200工作来从AC插座120输出电力。也就是说，选择发电模式。另一方面，在处于不能发电的状态时(S120判定为“否”时)，ECU80跳过步骤S160而结束处理。也就是说，不从AC插座120输出电力。
ECU80在发电模式下进而通过步骤S170，将AC插座120的当前的使用电力Pc与判定电力Pt进行比较。然后，在Pc<Pt时(S170判定为“否”时)，ECU80通过步骤S180选择通常模式(第1模式)。另一方面，在Pc>Pt的时(S170判定为“是”时)，ECU80通过步骤S190选择高输出模式(第2模式)。
在通常模式下，ECU80通过步骤S200，接通继电器RL1、RL2，并且通过AC/DC转换器170产生辅机系统电力。此时，主DC/DC转换器60停止，并且系统主继电器SMR1、SMR2断开。
另一方面，在高输出模式下，ECU80通过步骤S210，停止AC/DC转换器170，并且通过主DC/DC转换器60产生辅机系统电力。此时，系统主继电器SMR1、SMR2接通，继电器RL1、RL2断开。
如此，在由于高容量的电气设备连接于AC插座120而使AC插座120的使用电力Pc高于判定电力Pt时，从通常模式切换到高输出模式来产生辅机系统电力。由此，能够从AC插座120输出比通常模式高的电力。具体而言，能够将AC插座120的输出电力提高到充电器200的输出额定功率。
另一方面，当使用电力Pc低于判定电力Pt的状态稳定地持续一定期间时，选择通常模式。由此，在通过AC/DC转换器170产生辅机系统电力也能够确保AC插座120的使用电力的情况下，使效率优先来产生辅机系统电力。
此外，为了防止通常模式和高输出模式的选择被频繁地切换，优选使用于判定从通常模式向高输出模式的切换的判定电力和用于判定从高输出模式向通常模式的切换的判定电力具有滞后(hysteresis)。
如此，根据本实施方式的电动车辆的电源装置，在电动车辆使用车载蓄电装置的电力产生交流电力时，根据来自插座的使用电力，能够高效且适当地供给辅机系统电力。
另外，在本实施方式的电动车辆的电源装置及其变形例中，电力线153p、153g之后(车辆行驶系统)的结构并不限定于图示的构成。也就是说，如上所述，对电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等搭载有行驶用电动机的电动车辆，不限定行驶用电动机的个数、驱动系统的构成，本发明能够共同适用。另外，对于充电器200的构成，只要能够进行同等的电力变换，能够适用任意的构成。
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。
产业上的可利用性
本发明能够适用于能够使用车载蓄电装置的电力进行交流电力的发电的电动车辆。

Claims (8)

1.一种电动车辆的电源装置，具备：
主蓄电装置(10)，其用于蓄积相对于产生车辆驱动力的电动机(30)输入输出的电力；
副蓄电装置(70)，其输出电压比所述主蓄电装置的输出电压低；
第1电力线(155p)，其与所述副蓄电装置连接，供给用于使辅机负载(95)工作的辅机系统电力；
充电接入口(105)，其用于与外部电源(400)电接触；
第2电力线(151)，其与所述充电接入口电连接；
插座(120)，其用于从所述第2电力线取出交流电力；
充电器(200)，其用于在所述第2电力线的交流电力和相对于所述主蓄电装置输入输出的直流电力之间执行双向的电力变换；
第1电力变换器(60)，其用于将来自所述主蓄电装置的直流电力变换成所述辅机系统电力并向所述第1电力线输出；
第2电力变换器(170)，其用于将所述第2电力线的交流电力变换成所述辅机系统电力并向所述第1电力线输出，所述第2电力变换器的输出额定功率比所述第1电力变换器的输出额定功率低；和
控制装置(80)，其用于在发电模式中，控制所述充电器以使所述充电器将来自所述主蓄电装置的直流电力变换成交流电力并向所述第2电力线输出，所述发电模式是在所述外部电源与所述充电接入口非连接的状态下从所述插座输出交流电力的模式，
所述控制装置在所述发电模式中，基于来自所述插座的使用电力控制所述第1电力变换器和所述第2电力变换器，以切换第1模式和第2模式来产生所述辅机系统电力，所述第1模式是由所述第1电力变换器产生所述辅机系统电力的模式，所述第2模式是由所述第2电力变换器产生所述辅机系统电力的模式。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的电源装置，
所述控制装置(80)在所述使用电力(Pc)比预定的判定电力(Pt)高时选择所述第1模式。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的电源装置，
所述控制装置(80)在所述使用电力(Pc)比预定的判定电力(Pt)低时选择所述第2模式。
4.根据权利要求2或3所述的电动车辆的电源装置，
所述判定电力(Pt)基于从所述充电器(200)的额定输出电力值减去所述第2电力变换器(170)的输出电力额定功率得到的电力值来设定。
5.根据权利要求2或3所述的电动车辆的电源装置，
所述判定电力基于从所述充电器的输出电力额定功率减去所述辅机系统电力的当前的消耗电力得到的电力值来设定。
6.一种电动车辆的电源装置的控制方法，是搭载有用于蓄积相对于产生车辆驱动力的电动机(30)输入输出的电力的主蓄电装置(10)、和输出电压比所述主蓄电装置低的副蓄电装置(70)的电动车辆的电源装置的控制方法，
所述电源装置包括：
第1电力线(155p)，其与所述副蓄电装置连接，供给用于使辅机负载(95)工作的辅机系统电力；
充电接入口(105)，其用于与外部电源(400)电接触；
第2电力线(151)，其与所述充电接入口电连接；
插座(120)，其用于从所述第2电力线取出交流电力；
充电器(200)，其用于在所述第2电力线的交流电力和相对于所述主蓄电装置输入输出的直流电力之间执行双向的电力变换；
第1电力变换器(60)，其将来自所述主蓄电装置的直流电力变换成所述辅机系统电力并向所述第1电力线输出；和
第2电力变换器(170)，其将所述第2电力线的交流电力变换成所述辅机系统电力并向所述第1电力线输出，所述第2电力变换器的输出额定功率比所述第1电力变换器的输出额定功率低，
所述控制方法包括：
在发电模式中，控制所述充电器以使所述充电器将来自所述主蓄电装置的直流电力变换成交流电力并向所述第2电力线输出的步骤(S160)，所述发电模式是在所述外部电源与所述充电接入口非连接的状态下从所述插座输出交流电力的模式；
选择步骤(S170)，在所述发电模式中，基于来自所述插座的使用电力选择第1模式和第2模式的一方，所述第1模式是由所述第1电力变换器产生所述辅机系统电力的模式，所述第2模式是由所述第2电力变换器产生所述辅机系统电力的模式；和
控制所述第1电力变换器和所述第2电力变换器，以按照所选择出的所述第1模式或所述第2模式来产生所述辅机系统电力的步骤(S180、S190)。
7.根据权利要求6所述的电动车辆的电源装置的控制方法，
所述选择步骤(S170)中，在所述使用电力(Pc)比预定的判定电力(Pt)高时选择所述第1模式。
8.根据权利要求6所述的电动车辆的电源装置的控制方法，
所述选择步骤(S170)中，在所述使用电力(Pc)比预定的判定电力(Pt)低时选择所述第2模式。
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