CN104057829A

CN104057829A - 电动车辆

Info

Publication number: CN104057829A
Application number: CN201410099054.8A
Authority: CN
Inventors: 杉浦雅宣
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-09-24
Also published as: JP5817767B2; US20140286060A1; US9637009B2; JP2014183700A

Abstract

一种电动车辆包括：主电池（3）；电力转换器（20，30），被配置成将电力转换成行驶电动机的驱动电力；辅助电池（6），被配置成向辅助装置供电；电力供应线束（7），将辅助电池（6）连接到辅助装置；降压转换器（60），具有连接到电力供应线束（7）的输出端，该降压转换器（60）被配置成使主电池（3）的输出电压降压到辅助装置的驱动电压；中断器（71），被配置成在已经检测到预定特定异常时，使降压转换器（60）与电力供应线束（7）隔离；以及放电器（40，50），被配置成将结合在电力转换器中的电容器放电，该放电器（40，50）被配置成通过接收从将降压转换器（60）的输出端连接到中断器（71）的第一电力供应路径（K）供应的电力来操作。

Description

电动车辆

技术领域

本发明涉及电动车辆。具体地，本发明涉及包括用于将安装在电力转换器中的电容器放电的放电器的电动车辆。根据本发明的“电动车辆”还包括燃料电池车辆和包括行驶电动机和发动机的混合动力车辆。

背景技术

电动车辆的行驶电动机通常具有达到几十千瓦的额定输出。因此，大电流流过向电动机供应驱动电力的电力转换器。电力转换器通常是将直流电力转换成交流电力的逆变器，并且包括平滑电流的电容器。电容器用来抑制所供应的电流的脉动，并且因为在电动车辆中流过电力转换器的电流大，所以大容量电容器被用作该电容器。期望这种电动车辆包括在不需要存储在电容器中的电力的情况下将电容器快速地放电的装置（放电器）。不需要存储在电容器中的电力的情形通常是车辆已经遇到事故（故障、碰撞等等）的情形。存在放电器的一个例子，在碰撞的情况下，其例如通过将电容器连接到放电电阻器来将存储在电容器中的电力转换成热能以消耗电力，该放电电阻器通过通电而具有大的发热量并具有高热阻。在PCT国际申请No.WO2010/131340的国内重新公布中描述了放电器的另一例子。

发明内容

在电动车辆中，通过降压转换器（step-down converter）将从主电池供应的直流电力的电压降压，并且通过直流电力将辅助电池充电。还通过利用降压的电力，执行当需要时通过使用放电器将电容器放电的控制操作。经由分布在车辆中的电力供应线束，将电力供应到放电器。因此，当发生电动车辆的碰撞时，电力供应线束的一部分可以接触诸如车体的金属部分，导致接地故障。当发生接地故障时，过电流流过辅助电池和降压转换器，并且启动在辅助电池或降压转换器中提供的过电流保护电路。过电流保护电路通常中断来自电力系统的电力供应线束。为确保进一步可靠安全性，尽管当已经检测到碰撞时未检测到过电流，可以想到使电力供应线束与电力系统隔离。一般来说，电动车辆可以被配置成当已经检测到预定的特定异常（上述过电流、碰撞等等）时，使电力供应线束与电力系统隔离。当已经检测到特定异常时，使电力供应线束与电力系统隔离，因此电力不通过电力供应线束供应到放电器。本发明提供了即使当不通过电力供应线束供应电力时，也将电力供应到放电器的电动车辆。

本发明的方面提供一种电动车辆。该电动车辆包括：主电池，被配置成存储被供应到行驶电动机的电力；电力转换器，被配置成将从主电池供应的直流电力转换成行驶电动机的驱动电力；辅助电池，被配置成将直流电力供应具有比行驶电动机的驱动电压低的驱动电压的辅助装置；电力供应线束，将辅助电池连接到辅助装置；降压转换器，具有连接到主电池的输入端和连接到电力供应线束的输出端，该降压转换器被配置成将主电池的输出电压降压到辅助装置的驱动电压；中断器，被配置成在预定特定异常已经被检测到时，将降压转换器与电力供应线束隔离；以及放电器，被配置成将结合在电力转换器中的电容器放电，该放电器被配置成通过接收从第一电力供应路径供应的电力来操作，该第一电力供应路径将降压转换器的输出端连接到中断器。其中，“预定特定异常”包括已经检测到碰撞的情形、过电流已经流过电力供应线束的情形、电力供应线束具有接地故障的情形等等。中断器可以是诸如IGBT的半导体开关，或诸如电磁继电器的机械开关。通过上述配置，例如，当电力供应线束接触诸如车体的金属部分，以及过电流流过降压转换器时，中断器使降压转换器与电力供应线束电隔离。因此，降压转换器与接地故障电路隔离，并被允许继续操作。允许放电器继续接收从将降压转换器的输出端连接到中断器（相对于中断器的电流上游侧）的第一电力供应路径供应的电力。

在根据本发明的该方面的电动车辆中，中断器可以被配置成在过电流已经流过电力供应线束时，将降压转换器与电力供应线束隔离。在过电流已经流过时，中断器使降压转换器与电力供应线束电隔离。因此，允许放电器接收从降压转换器供应的电力。

在根据本发明的该方面的电动车辆中，放电器可以包括第二电力供应路径和第三电力供应路径，电力经由电力供应线束通过该第二电力供应路径供应到放电器的电力接收端，并且电力从第一电力供应路径通过该第三电力供应路径供应到放电器的电力接收端。此外，该电动车辆可以进一步包括电力馈送路径切换器，被配置成当中断器操作时，将向放电器的电力接收端供应电力所通过的第二和第三电力供应路径从第二电力供应路径切换到第三电力供应路径。“放电器的电力接收端”是指接收用于驱动放电器的电力的端子。当电力供应线束正常起作用时，放电器还应当接收通过电力供应线束供应的电力。许多辅助装置连接到电力供应线束，并且电压是稳定的。另一方面，在与中断器相比更接近降压转换器的第一电力供应路径处，当降压转换器操作时，供应比辅助电池的输出电压高的电压；而当降压转换器不操作时，经由辅助电池和中断器，供应低于辅助电池的输出电压的电压，因此电压不稳定。因此，当电力供应线束起作用时（当中断器不操作时），供应到放电器的电力接收端的电力应当使用电力馈送路径切换器，通过包括电力供应线束的第二电力供应路径来接收，并且当电力供应线束不操作时（当中断器操作时），通过第三电力供应路径从第一电力供应路径来接收。

电力馈送路径切换器包括：第一二极管，插入在第二电力供应路径中；第二二极管，插入在第三电力供应路径中；以及电压降压器，被配置成将经由第二二极管被供应到放电器的电力接收端的电压降压到比经由第一二极管被供应到放电器的电力接收端的电压低的电压。通过该配置，因为插入电压降压器，通过插入第二二极管的第三电力供应路径的电力接收端的电位低于通过插入第一二极管的第二电力供应路径的电力接收端的电位。因此，在中断器不操作的导电状态下，第一和第二电力供应路径均电连接到电力接收端。然而，由于电位差，放电器通过插入第一二极管的第二电力供应路径接收电力。即，放电器接收通过包括电力供应线束的第二电力供应路径供应的电力。与此相反，在中断器操作的断开状态下，放电器通过插入第二二极管的第三电力供应路径接收电力。电力馈送路径切换器不需要使用机械开关或继电器并且不需要切换控制。因此，电路配置和控制程序变简单。

电力馈送路径切换器可以包括继电器，该继电器配置成基于电力是否被供应到继电器，来切换连接目的地，该继电器被配置成在电力被供应到继电器的同时，将放电器的电力接收端连接到第二电力供应路径，并且当向继电器的电力供应被停止时，将放电器的电力接收端连接到第三电力供应路径。当电力被供应到继电器时，由此配置的继电器将放电器的电力接收端连接到电力供应线束。当停止向继电器供应电力时，通过第三电力供应路径，继电器将放电器的电力接收端连接到第一电力供应路径。继电器可以是由半导体开关形成的静态继电器（半导体继电器），诸如固态继电器（SSR），或机械继电器，诸如电磁继电器。因此，专门和逻辑地执行切换，因此，电力供应路径的切换变得可靠，因此，与使用二极管的情形相比，部件的数量可以减少。

根据本发明的该方面的电动车辆可以进一步包括壳体，被配置成将电力转换器、放电器、降压转换器、中断器和电力馈送路径切换器容纳在同一容纳空间中。通过由此构造的壳体，在碰撞后，可以进一步可靠地启动放电器。

将在本发明的实施例中描述在说明书和进一步改进中所述的技术的细节。

附图说明

在下文中，将参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，其中：

图1是示出根据实施例的混合动力车辆的配置的框图；

图2是示出降压转换器的配置的框图；

图3是示出由降压转换器执行的线束中断过程的流程的流程图；以及

图4是示出根据另一实施例的电动车辆的配置的框图。

具体实施方式

将参考附图，描述根据实施例的电动车辆。根据实施例的电动车辆是包括电动机和发动机两者作为驱动源的混合动力车辆2。图1示出了混合动力车辆2的框图。混合动力车辆2包括作为驱动源的电动机MG和发动机EG。根据需要，由动力分配机构DG分配或合成电动机MG的输出转矩和发动机EG的输出转矩，并且将其传送到驱动轴DS（即车轮）。应注意到图1仅示出了描述本说明书关注的技术所需的部件，并且在该图中未示出与该描述无关的部分部件。

从主电池3供应用于驱动发动机MG的电力。主电池3的输出电压为例如300伏。混合动力车辆2不仅包括主电池3，还包括用于向以低于主电池3的输出电压的电压驱动的装置供应电力的辅助电池6。该装置包括汽车导航系统8、车内灯9等等。除大电流系统电路外，（稍后所述的）功率控制单元5（以下称为“PCU5”）的信号处理电路（诸如PWM生成电路）也是辅助装置的一种。为了方便起见，使用术语“主电池”和术语“辅助电池”来将两种电池区分开来。

主电池3经由系统主继电器4连接到PCU5。系统主继电器4是将主电池3连接到车辆的驱动系统或与驱动系统中断的开关。通过上级控制器80切换系统主继电器4。另一方面，辅助电池6经由电力供应线束7连接到以低压操作的多个辅助装置（在下文中，称为“辅助装置”）。辅助装置包括PCU5、汽车导航系统8、车内灯9等等。电力供应线束7与安装辅助装置的位置一致地分布在混合动力车辆2中，并且电力供应线束7的端部连接到降压转换器60的输出端60b。输出端60b是高电位侧输出端，并且低电位侧输出端被接地到车体。应注意到在图1中，使辅助电池6、汽车导航系统8和车内灯9的每一个的一端接地。即，通过车体，使辅助装置的每一个的电源端的低电位侧等于地电位。

PCU5将主电池3的直流电力转换成适合于驱动电动机MG的交流电力。PCU5包括电压转换电路20、逆变器电路30、放电电路40、控制器50、中断开关71和降压转换器60。电压转换电路20使主电池3的电压升压到适合于驱动电动机MG的电压（例如500伏）。逆变器电路30将升压的直流电力转换成交流电力。PCU5将这些部件容纳在同一壳体中（由图1中的虚线所示）。因此，在碰撞后，可靠地启动放电电路40和控制器50。逆变器电路30的输出对应于供应到电动机MG的电力。

混合动力车辆2还通过利用发动机EG的驱动力或车辆的减速能量来使用电动机MG发电。当电动机MG发电时，逆变器电路30将交流电力转换成直流电力，并且电压转换电路20将直流电力的电压另外降压到稍微比主电池3的电压高的电压并且将直流电力供应主电池3。

电压转换电路20是主要由电抗器21和诸如IGBT的开关晶体管22、24形成的电路。保护二极管分别与开关晶体管22、24反并联连接。开关晶体管22、24和它们的外围电路例如可以被封装成智能功率模块（IPM）。

逆变器电路30主要由对应于电动机MG的U、V、W相，经受切换控制的开关晶体管31、32、33、34、35、36（在下文中，这些参考数字整体由“31至36”指示）形成。保护二极管分别与这些开关晶体管31至36反并联。如在开关晶体管22、24的情况下，开关晶体管31至36和它们的外围电路也被封装成智能功率模块（IPM）。

电压转换电路20和逆变器电路30均连接到控制器50，并且构成那些电路的开关晶体管的控制端子受控制器50控制。即，电压转换电路20和逆变器电路30在由控制器50生成的供应PWM信号的基础上，执行用于将直流电力转换成交流电力的切换控制。

电容器14与电压转换电路20并联地连接到该电压转换电路20的高压侧（即，逆变器电路侧）。电容器12与电压转换电路20并联地连接到电压转换电路20的低压侧（即主电池侧）。插入电容器14以便平滑输入到逆变器电路30的电流。插入电容器12以便平滑输入到电压转换电路20的电流。PCU5包括两个电压传感器51、52。电压传感器51测量电容器12的端子电压VL。电压传感器52测量电容器14的端子电压VH。

电压转换电路20的开关晶体管22的高电位侧和逆变器电路30的开关晶体管31、33、35的高电位侧的电线称为P线。相反，电压转换电路20的开关晶体管24的低电位侧（接地侧）和开关晶体管32、34、36的低电位侧的电线称为N线。电容器12和电容器14插入在P线和N线之间。将大电流从主电池3供应到电动机MG，因此，电容器12和电容器14均具有大电容。

放电电路40与电压转换电路20和逆变器电路30并联连接。换句话说，放电电路40由彼此串联连接的高耐热放电电阻器42和开关晶体管44形成。开关晶体管44的控制端子连接到控制器50，并且控制器50控制开关晶体管44的开/关状态。放电电阻器42、开关晶体管44和控制器50对应于放电器。

当接通开关晶体管44时，放电电阻器42连接在P线和N线之间，并且由电容器14、放电电阻器42和开关晶体管44形成闭合回路。因此，存储在电容器14中的电荷流过放电电阻器42。已经流过放电电阻器42的电力变为热能并耗散。即，放电电阻器42通过自身发热来放电电容器14。

电容器12经由电抗器21和用于开关晶体管22的保护二极管而电连接到P线。因此，当接通开关晶体管44时，由电容器12、电抗器21、开关晶体管22的保护二极管、放电电阻器42和开关晶体管44形成闭合回路，并且在电容器12中存储的电荷流过放电电阻器42。因此，放电电阻器42也将电容器12放电。

由控制器50直接控制使用放电电路40的电容器的放电操作。对应于控制器50的上级系统的上级控制器80指令将放电电路40驱动。上级控制器80响应于从包括加速传感器的气囊系统的气囊控制器90接收的碰撞信号，将用于驱动放电电路40的信号发送到下级控制器50。在接收到信号时，控制器50执行用于接通放电电路40的开关晶体管44的控制，并且通过使在电容器14中存储的电荷等等流过放电电阻器42来放电电力。

控制器50是由诸如微型计算机、存储器和输入/输出接口的电子部件形成的信息处理装置。在本实施例中，电压转换电路20、逆变器电路30、放电电路40和上级控制器80连接到控制器50，并且电压传感器51、52和降压转换器60也连接到控制器50。由控制器50执行对上述电压转换电路20和逆变器电路30的切换控制。

控制器50响应于来自气囊控制器90的碰撞信号而断开系统主继电器4并接通开关晶体管44。因此，在已经断开主电池3和PCU5之间的电连接后，放电电阻器42连接到电容器12、14，因此，在这些电容器12、14中存储的电能转换成热能，即，消耗所存储的剩余电荷。

控制器50在接收到碰撞信号后，应当通过驱动放电电路40来将电容器12、14放电。在车辆碰撞的情况下，可以断开分布在车辆中的电力供应线束或电力供应线束7，或者任何一个辅助装置可能具有接地故障。由图1中的参考符号CS表示的双点划线指示电力供应线束7的接地故障。控制器50也是辅助装置中的一种，通常接收通过电力供应线束7馈送的电力。不期望控制器50在电力供应线束7具有接地故障时不能操作。因此，混合动力车辆2包括切换电力供应路径的下述机构。控制器50通常接收通过电力供应线束7供应的电力，但在电力供应线束7具有接地故障或断电的情况下，控制器50以在电容器12或电容器14中存储的电荷来操作。在下文中，将描述该机构。

降压转换器60是输入主电池3的电压、使电压降压至辅助装置的驱动电压，并输出降压的电压的电压转换装置。降压转换器60的输入端60a连接到系统主继电器4的输出侧，并且降压转换器60的输出端60b经由中断开关71连接到电力供应线束7。因此，降压转换器60经由电力供应线束7将辅助电池6充电。在图1中，未示出连接到降压转换器60的地的参考符号，但应当注意到降压转换器60的参考电位（负侧）连接到地（混合动力车辆2的车体）。

在图2中示出了降压转换器60的配置。现在将参考图2描述。图2示出了表示降压转换器60的配置的框图。降压转换器60由电压转换电路61、控制单元62、电源单元63等等形成。输入端60a连接到电压转换电路61，并且电压转换电路61降压从输入端60a输入的电压（来自主电池3的高压）并且将降压的电压输出到输出端60b。例如，使用开关晶体管，通过切换控制（PWM控制）来降压电压。该控制基于从控制单元62输出的控制信号（PWM信号）。

控制单元62是主要在电压转换电路61上执行切换控制的控制电路。通常通过PWM控制来实现切换控制，并且控制单元62接通或断开开关晶体管，使得电压转换电路61输出目标输出电压。控制单元62还监视由电流传感器65测量的输出电流。当电压转换电路61的输出电流变为接近每一开关晶体管的预定最大输出电流值时，停止切换控制以保护电子部件，诸如开关晶体管（过电流保护电路）。

电压转换电路61和控制单元62在接收到从电源单元63供应的驱动电力时执行上述操作。根据本实施例的控制单元62除上述切换控制外，还执行线束中断过程（稍后所述）。因此，控制单元62将中断信号输出到中断开关71。再次参考图1来描述。如图1所示，中断开关71和串联连接的二极管73、74的二极管侧均连接到降压转换器60的输出端60b。二极管74连接到控制器50的电力接收端50a。在下文中，在输出端60b和中断开关71之间的电连接被称为“第一电力供应路径K”，并且经由二极管73、74，在输出端60b和控制器50的电力接收端50a之间的电连接被称为“第三电力供应路径”。

中断开关71是通常保持接通状态（导电状态）的常通（normally-on）（常闭（normally-closed））开关装置。例如，中断开关71是半导体开关，诸如IGBT，或机械开关，诸如电磁继电器。将从降压转换器60的控制单元62输出的中断信号输入到控制端子，来控制中断开关71的开/关状态。在该实施例中，当将中断信号输入到中断开关71时，中断开关71从接通（导电）状态切换成断开（中断）状态，并且当不将中断信号输入到中断开关71时，返回到接通（导电状态）。

二极管73和二极管74在相同方向中彼此串联连接，并且插入在第三电力供应路径L中，使得阴极侧朝向控制器50的电力接收端50a定向。二极管73、74是例如硅二极管，并且它们的正向压降被设定成例如0.6伏。因此，通过第三电力供应路径L供应到控制器50的电力接收端50a的驱动电力是比降压转换器60的输出端60b的电压低1.2伏的电压。可以使三个或更多这些二极管73、74彼此串联连接，只要馈送电压由于压降的减小不影响控制器50的操作。

控制器50的电力接收端50a接收通过第二电力供应路径M供应的驱动电力。即，连接到中断开关71的电力供应线束7也经由二极管72连接到控制器50的电力接收端50a。如在二极管73、74的情况下，在第二电力供应路径M中插入的二极管仅是二极管72，并且还被设定成具有正向压降。因此，经由第二电力供应路径M被供应到控制器50的电力接收端50a的电压是比电力供应线束7的电压低0.6伏的电压。

因此，当中断开关71处于接通状态时，存在允许将电力供应到控制器50的电力接收端50a所通过的两条电力供应路径，即，包括二极管73、74的第三电力供应路径L和包括二极管72的第二电力供应路径M。然而，第三电力供应路径L中的压降大于第二电力供应路径M中的压降，因此，通过第二电力供应路径M供应的电压在电力接收端50a高于通过第三电力供应路径L供应的电压。因此，控制器50接收通过第二电力供应路径M供应的驱动电力。换句话说，经第二电力供应路径M施加到电力接收端50a的电压比经第三电力供应路径L施加的电压高对应于单个晶体管的压降的压降，因此，电力接收端50a接收通过第二电力供应路径M供应的驱动电力。因为插入二极管73、74，因此，通过第二电力供应路径M供应的电力不通过第三电力供应路径L回流。

从具有所供应的电力的较高电位的第二和第三电力供应路径M、L中的一个为控制器50的电力接收端50a供应驱动电力。然而，当中断开关71进入断开状态时，电力供应线束7的电压降低到约地电位，如稍后所述。由此，驱动电力不从电力供应线束7经由第二电力供应路径M供应到控制器50。专门通过第三电力供应路径L供应驱动电力。在这种情况下，因为插入二极管72，通过第三电力供应路径L供应的电力不通过第二电力供应路径M回流。

在PCU5内连接上述第一电力供应路径K和第三电力供应路径L的全部，而在PCU5外执行将第二电力供应路径M连接到电力供应线束7。因此，对应于二极管72的阳极侧，在第二电力供应路径M的端部提供连接器CN。提供连接器CN，使得从在电力供应线束7处提供的接收器（未示出）可拆卸。在该实施例中，PCU5将第二电力供应路径M定位成用于接收通过电力供应线束7供应的驱动电力的常规路线。

这是因为电压在通过电力供应线束7的第二电力供应路径M中比在降压转换器60侧上连接到第一电力供应路径K的第三电力供应路径L中更稳定。消耗一定电力的许多辅助装置，诸如汽车导航系统8和车内灯9连接到电力供应线束7，因此，电压相对稳定。相反，在降压转换器60正操作的同时，在相对于中断开关71靠近降压转换器60的输出端60b的位置（第一电力供应路径K）供应高于辅助电池6的输出电压更高的电压。另一方面，当降压转换器60不操作时，经由辅助电池6和中断开关71，供应低于辅助电池6的输出电压的电压。用这种方式，在第一电力供应路径K中，响应于降压转换器60的操作状态，电压波动。在由图1中的点划线所包围的范围中，在下文中，将由电力供应线束7、插入电力供应线束7中的中断开关71、第三电力供应路径L（包括二极管73和二极管74）和第二电力供应路径M（包括二极管72）形成的电路称为电力供应路径切换电路70。

用这种方式，根据本实施例的混合动力车辆2除作为将驱动电力供应到控制器50所通过的路线的常规第二电力供应路径M外，还具有第三电力供应路径L。由此，允许控制器50从相对于中断开关71的电流上游侧，接收通过第三电力供应路径L供应的驱动电力。因此，即使当电力供应线束7或辅助装置的一部分接触金属部分，诸如混合动力车辆2的车体，以使得过电流流过降压转换器60，因此，由中断开关71中断电力供应线束7时，电力供应路径切换电路70也执行控制，使得允许控制器50与下述线束中断过程同步地，接收通过第三电力供应路径L供应的驱动电力。

在此，将描述由降压转换器60执行的线束中断过程。图3示出了表示由降压转换器60执行的过程的流程的流程图。当已经接收到从上级控制器80传送的碰撞信号时，启动图3的过程。如上所述，经由控制器50，从上级控制器80传送碰撞信号，用作用于驱动放电电路40的信号。当降压转换器60接收到碰撞信号时，在步骤S12，降压转换器60执行确定是否已经检测到过电流的过程，因为存在混合动力车辆2与另一车辆碰撞等等的可能性。当检测到碰撞时，控制器50还放电电容器12、14，因此，图3的过程包括由控制器50执行的放电过程（步骤S14）。

图3的过程是在混合动力车辆2碰撞后执行的过程，首先，在步骤S12确定过电流是否已近出现在降压转换器60中。通常由于例如由碰撞引起的冲击，电力供应线束7、任何一个辅助装置等等与诸如车体的金属部分接触而发生接地故障，因此过电流出现。在由电流传感器65测量的电压转换电路61的输出电流值的基础上，根据是否检测到超出预定值的电流，具体地确定过电流的检测（见图2）。预定值取决于降压转换器60的具体特性，并且通过实验、模拟等等预先确定。当已经检测到超出预定值的电流时（S12为是），过程进入下一步骤S13中的中断切换控制过程，并且将中断开关71立即控制到断开状态。当未检测到超出预定值的电流时（步骤S12为否），可以确定允许电力供应线束7正常供应电力。因此，跳过中断切换控制过程（S13），并且过程进入到下一过程S14。当电力供应线束7、任何一个辅助装置等等具有接地故障时，电力供应线束7的电位下降到地电位（或基本上地电位），因此，不将驱动电力供应控制器50或诸如汽车导航系统8和车内灯9的辅助装置。

当在步骤S12中检测到过电流时（S12为是），执行步骤S13的过程。在步骤S13，执行控制中断开关71的过程。在该过程中，将为常通型（常闭型）的中断开关71控制到断开状态（不导电状态），并且通过该控制，使电力供应线束7与降压转换器60的输出端60b电绝缘。在接地故障状态中，使降压转换器60的输出与电力供应线束7隔离，因此，无过电流流过电压转换电路61，并且还取消由过电流保护电路执行的输出禁止控制。

接着，由控制器50执行步骤S14的过程。如上所述，当控制器50接收到碰撞信号时，控制器50中断系统主继电器4，并且使主电池3与PCU5隔离。由此，PCU5不能接收从主电池3供应的电力。然而，此时，将电荷存储在连接到降压转换器60的输入端60a的电容器12中。因此，降压转换器60基于输入端60a的电容器12中的剩余电荷来接收电力。由此，降压转换器60能将降压的电力输出到输出端60b。控制器50能通过第三电力供应路径L，接收从降压转换器60供应的驱动电力，因此，控制器50能通过启动上述放电电路40，对电容器12、14执行放电控制。

以这种方式，通过启动中断开关71，将降压转换器60与电力供应线束7隔离，并且将电容器12中的剩余电荷用作输入到降压转换器60的电力。由此，可以继续将驱动电力提供应控制器50。在步骤S13后或当在未检测到过电流的情况下，在步骤S12中做出否定确定时，控制器50执行步骤S14的过程。在步骤S14，控制器50接通放电电路40的开关晶体管44。因此，放电电阻器42连接到电容器14，并且将电容器14放电。

如果在未充分地放电电容器14的同时，电容器12中的剩余电荷变空，则控制器50停止，并且电容器14的放电也停止。在本实施例中，通过使用电容器14中的剩余电荷，维持供应控制器50的驱动电力，可靠地完成电容器12、14的放电。用于上述的过程是步骤S15至步骤S17中的过程。

在步骤S15，执行通过使用电压转换电路20，将能从电容器14中的剩余电荷获得的电容器14的端子电压VH降压并且输出降压的端子电压VH的过程。具体地，通过由控制器50执行的、对开关晶体管22、24的切换控制（PWM控制），将电压转换电路20的输出，即，电容器12的端子电压VL降压，以便减小到基本上主电池3的电压。由电压传感器51测量电容器12的电压VH，由电压传感器52测量电容器12的电压，并且将电压VH和电压VL输入到控制器50。控制器50使用那些传感器的数据，并且持续步骤S14中的降压控制，直到电容器14的电压VH变为低于或等于电容器12的电压VL为止（S16为否）。

当电容器14的电压VH变为低于或等于电容器12的电压VL时（S16为是），通过步骤S17，使开关晶体管22切换成接通状态，并且使开关晶体管24保持在断开状态，以便直接耦合两个电容器12、14。由此，以直流方式，使电容器12和电容器14彼此并联连接。

例如，继续通过步骤S17直接耦合两个电容器，直到由电压传感器52测量的电压VL变得低于或等于预设安全电压为止。替代地，继续直接耦合，直到基于从电容器12供应的电力的电压下降，并且由降压转换器60将驱动电力供应到控制器50变为禁止为止。当通过降压转换器60将驱动电力供应到控制器50已经变为禁止时，强制结束由控制器50执行的放电过程。在这种情况下，两个电容器12、14中的剩余电荷量足够低。

步骤S12和步骤S13还呈现为与图3所示的流程图中的过程分开的、用于定期地监视过电流的独立例程。替代地，步骤S12和步骤S13的过程可以被构造成不是定期启动的例程，而是响应来自检测过电流的传感器的信号而启动的中断过程。

接着，将参考图4，描述该实施例的替代实施例。图4中的相同参考数字基本上表示与图4相同的部件，并省略其描述。本替代实施例不同于上述实施例之处在于由使用继电器75的电力供应路径切换电路170代替上述电力供应路径切换电路70。

继电器75由专门设置其开/关状态的第一开关75a和第二开关75b形成。继电器75是例如由半导体开关形成的静态继电器（半导体继电器），诸如固态继电器（SSR）。继电器75可以是机械继电器，诸如电磁继电器。

继电器75的第一开关75a插入第二电力供应路径M中，并且第二开关75b插入第三电力供应路径L中。在正常时间期间，由降压转换器160控制继电器75使得将第一开关75a设定在接通状态，并且将第二开关75b设定在断开状态，以便通过电力供应线束7，将驱动电力供应控制器50。

在根据本替代实施例的电力供应线束中断过程中，与图3所示的流程图的步骤S13同步，增加对继电器75的控制。在该步骤中，为了将驱动电力从降压转换器160提供应控制器50，由降压转换器160控制继电器75使得将第一开关75a设定在断开状态，并且将第二开关75b设定在接通状态。

通过用这种方式形成电力供应路径切换电路170和降压转换器160，专门和逻辑地切换第三电力供应路径L和第二电力供应路径M，因此以可靠地方式切换第二和第三电力供应路径L、M。在图4的电路图中，将第一开关75a和第二开关75b绘制成独立的开关，然而，它们可以由具有常开部分（normally-open）和常闭部分（normally-closed）的单一开关继电器形成。在这种情况下，将常开侧触点连接到第二电力供应路径M，将常闭侧触点连接到第三电力供应路径L，并且应当从电力供应线束7供应用于驱动开关继电器的电力。通过经由电力供应线束7供应的电力，将常闭侧，即第三电力供应路径L开路，并且使常开侧，即第二电力供应路径M进入导电状态。如果电力供应线束7具有接地故障或断电，丢失馈送到开关继电器的电力，则将常开侧，即第二电力供应路径M开路，并且将常闭侧，即第三电力供应路径L切换到导电状态。即，到控制器50的电力供应路径被动地从第二电力供应路径M切换到第三电力供应路径L。在这种情况下，单个开关继电器能在第二和第三电力供应路径L、M之间切换，因此，与使用二极管72、73、74的情形相比，如上述电力供应路径切换电路70，部件的数量减少。

在上述替代实施例中，使用继电器75，代替二极管72、73、74，作为电力供应路径切换电路的主要部件。使用二极管的电力供应路径切换电路70不包括电气开关操作，因此，在隔离电力供应线束7后，立即切换电力供应路径。相反，根据替代实施例的电力供应路径切换电路170包括电气开关操作，因此，与图1所示的电力供应路径切换电路70相比，在隔离电力供应线束7后到电力馈送路径切换为止要求一段时间。由此，应注意到与利用继电器的电路相比，更优选地由利用二极管的电路形成电力供应路径切换电路。

在上述实施例及其替代实施例中，使第二电力供应路径M和电力供应线束7与连接器CN连接。因此，即使由于连接器CN的接触故障等等，通过第二电力供应路径M，在电力供应线束7和控制器50的电力接收端50a之间的电连接变得不稳定时，预留经由中断开关71，通过第三电力供应路径L的连接路线，因此也可能改进由于连接器CN的接触故障而导致的瞬时中断阻抗。

将描述记录有关实施例的描述的要点。在该实施例中，当已经检测到降压转换器60的过电流时，中断电力供应线束7。用于中断电力供应线束7的条件不限于过电流。例如，在确保进一步安全性方面，当已经检测到碰撞时，立即中断电力供应线束。如上所述，当降压转换器60接收到碰撞信号时，启动图3所示的流程图的过程，并且首先在步骤S12中确定是否已经检测到过电流。当排除步骤S2的过程时，当降压转换器60从上级控制器80接收到碰撞信号时，降压转换器60立即中断电力供应线束7（S13）。即，从图3所示的流程图删除步骤S12的过程对应于在已经检测到碰撞时立即中断电力供应线束的过程。可以将降压转换器60配置成当已经由另一传感器检测到不是过电流而是接地故障时，中断电力供应线束7。

当中断开关71操作时，根据本实施例的混合动力车辆2将向控制器50的电力接收端50a供应电力所通过的电力供应路径从通过电力供应线束7的第二电力供应路径M切换到来自相对于中断开关71在包括降压转换器60一侧的第三电力供应路径L。期望切换将电力供应到控制器50的电力接收端50a所通过的电力供应路径。相反，通过移除第二电力供应路径M，控制器50可以始终接收从相对于中断开关71在包括降压转换器60一侧供应的电力。通过这种配置，即使在中断电力供应线束7后，也允许控制器50继续操作。

电动机MG对应于行驶电动机的例子。电压转换电路20和逆变器电路30对应于电力转换器的例子。汽车导航系统8和车内灯9对应于辅助装置的例子。放电电路40和控制器50对应于放电器的例子。中断开关71对应于中断器的例子。二极管72对应于第一二极管的例子。二极管73和二极管74中的一个对应于第二二极管的例子，并且另一个对应于电压降压装置的例子。

放电电路不限于实施例的放电电阻器。例如，可以通过使用电容器12、14中的剩余电荷，由旋转电动机消耗电容器12、14中的剩余电荷。

在根据实施例的混合动力车辆2中，降压转换器60控制中断开关71使得中断电力供应线束7。代替这种配置，控制器50包括小的备用电源和当过电流流过降压转换器60时（或当已经检测到另一预定特定异常性时），控制器50执行图3所示的流程图的过程。典型的备用电源是电容器。

在该实施例中，应用混合动力车辆2，然而，在说明书中所述的技术适合于应用于不包括发动机的所谓纯电动车辆。替代地，在本说明书中所述的技术也可以应用于燃料电池车辆。

在上文中详细地描述了本发明的具体例子；然而，它们仅是示例性的，并且不限制附加的权利要求书。在权利要求中所述的技术包含上述具体例子的各种改进和替代。在说明书和附图中所述的技术元件单独或以各种组合实行技术可用性，并且组合不限于为了申请而在权利要求中所述的组合。在说明书或附图中所述的技术同时实现多个目的，并且在实现那些目的之一时具有技术可用性。

Claims

1.一种电动车辆，包括：

主电池（3），所述主电池（3）被配置成存储被供应到行驶电动机的电力；

电力转换器（20，30），所述电力转换器（20，30）被配置成将从所述主电池（3）供应的直流电力转换成所述行驶电动机的驱动电力；

辅助电池（6），所述辅助电池（6）被配置成将直流电力供应到具有比所述行驶电动机的驱动电压低的驱动电压的辅助装置；

电力供应线束（7），所述电力供应线束（7）将所述辅助电池（6）连接到所述辅助装置；

降压转换器（60），所述降压转换器（60）具有连接到所述主电池（3）的输入端和连接到所述电力供应线束（7）的输出端，所述降压转换器（60）被配置成将所述主电池（3）的输出电压降压到所述辅助装置的驱动电压；

中断器（71），所述中断器（71）被配置成在预定特定异常已经被检测到时，将所述降压转换器（60）与所述电力供应线束（7）隔离；以及

放电器（40，50），所述放电器（40，50）被配置成将结合在所述电力转换器中的电容器放电，所述放电器（40，50）被配置成通过接收从第一电力供应路径（K）供应的电力来操作，所述第一电力供应路径（K）将所述降压转换器（60）的输出端连接到所述中断器（71）。

2.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述中断器（71）被配置成在过电流已经流过所述电力供应线束（7）时，将所述降压转换器（60）与所述电力供应线束（7）隔离。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆，其中

所述放电器（40，50）包括第二电力供应路径（M）和第三电力供应路径（L），电力经由所述电力供应线束（7）通过所述第二电力供应路径（M）供应到所述放电器（40，50）的电力接收端，电力从所述第一电力供应路径（K）通过所述第三电力供应路径（L）供应到所述放电器（40，50）的所述电力接收端，所述电动车辆进一步包括：

电力馈送路径切换器（70;170），所述电力馈送路径切换器（70;170）被配置成当所述中断器（71）操作时，将向所述放电器（40，50）的所述电力接收端供应电力所通过的所述第二和第三电力供应路径（L，M）从所述第二电力供应路径（M）切换到所述第三电力供应路径（L）。

4.根据权利要求3所述的电动车辆，进一步包括：

壳体，所述壳体被配置成将所述电力转换器（20，30）、所述放电器（40，50）、所述降压转换器（60）、所述中断器（71）和所述电力馈送路径切换器（70;170）容纳在同一容纳空间中。

5.根据权利要求4所述的电动车辆，其中

所述电力馈送路径切换器包括：

第一二极管（72），所述第一二极管（72）插入在所述第二电力供应路径（M）中；

第二二极管（73，74），所述第二二极管（73，74）插入在所述第三电力供应路径（L）中；以及

电压降压器，所述电压降压器被配置成将经由所述第二二极管（73，74）被供应到所述放电器（40，50）的所述电力接收端的电压降压到比经由所述第一二极管（72）被供应到所述放电器（40，50）的所述电力接收端的电压低的电压。

6.根据权利要求4所述的电动车辆，其中

所述电力馈送路径切换器包括继电器（75），所述继电器（75）被配置成基于电力是否被供应到所述继电器（75），来切换连接目的地，所述继电器（75）被配置成在电力被供应到所述继电器（75）的同时，将所述放电器（40，50）的所述电力接收端连接到所述第二电力供应路径（M），并且当向所述继电器（75）的电力供应被停止时，将所述放电器（40，50）的所述电力接收端连接到所述第三电力供应路径（L）。

7.根据权利要求1至6中的任何一项所述的电动车辆，其中

所述放电器（40，50）被配置成，当车辆的碰撞已经被检测到时，将所述主电池（3）从所述电力转换器（20，30）电气地中断，并且将放电电阻器连接到被包括在所述电力转换器（20，30）中的所述电容器。