CN105358364A - 车辆和电力接收装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆包括：蓄电装置；入口；电力转换单元；以及ECU，其被配置为：(a)基于经由入口提供的第一信号，判定被连接到入口的连接器是用于给蓄电装置充电的充电连接器，还是用于给外部装置馈送电力的放电连接器；(b)当ECU判定该连接器是放电连接器时，基于经由入口提供的第二信号，判定该放电连接器是用于给单个负荷馈送电力的电力提取连接器，还是用于给设备馈送电力的设备连接器；以及(c)基于对连接器的判定，借助于电力转换单元控制入口和蓄电装置之间的电力交换。

Description

车辆和电力接收装置
技术领域
本发明涉及车辆和电力接收装置，并且更特别地，涉及一种能够提供电力给外部装置的车辆和一种能够从该车辆接收电力的电力接收装置。
背景技术
已经提出了一种在紧急情况时把车载电池的电力提供给家庭或外部负荷的外部电力供给系统，以及一种从外部电源提供电力给车辆的系统。
作为这种技术的一个实例，例如，编号5126297的日本专利描述了一种电源管理系统，其管理从车辆提供给电气设备(facility)的电力。
作为另一个实例，编号5099281的日本专利描述了一种提取装置，其用于通过连接到用于给电池充电的充电入口而从车载电池提取电力给外部负荷。
现有一般的不承担提供电力给外部装置的电动车辆(在下文中，称为仅充电车辆)，包括提供电力给车辆驱动电动机的电池，以及具有从外部装置给电池充电的入口。另一方面，如在编号5099281的日本专利中所述，还存在通过把提取装置连接到入口而能够在紧急等情况时从入口提供电力给外部负荷的车辆(在下文中，称为车辆至负荷(V2L)车辆)。而且，如在编号5126297的日本专利中所述，还存在能够提供电力给家庭的车辆(在下文中，称为车辆至家庭(V2H)车辆)，并且已经研究了车辆的入口被用于与家庭的连接。
发明内容
通过这种方式，在其中诸如仅充电车辆、V2L车辆和V2H车辆的车辆是混合存在的，并且被连接到入口的物体也混合地包括充电连接器、作为上述提取装置的放电连接器、用于与家庭协作的连接器等的情况下，需要识别哪种类型被连接到设备侧和车辆侧这两侧。然而，如果每种连接器的形状被改变，在对三种类型的车辆共同的充电之时是不方便的，并且由于连接器类型的增加，在制造时、开发时等是复杂的。
也可以设想，在车辆和设备之间执行通信，然而，如果增加了高性能的通信装置，成本也会增加。
本发明提供了能够识别多种类型连接器的车辆和能够识别多种类型车辆的电力接收装置，同时抑制成本的增加，该连接器被连接到入口，该车辆能被连接到连接器。
本发明的第一方面提供了一种车辆。该车辆包括蓄电装置、入口、电力转换单元和ECU。入口被配置为当连接器被连接到该入口时馈送电力给外部装置或给蓄电装置充电。电力转换单元被配置为在该入口和蓄电装置之间交换电力。ECU被配置为：(a)基于经由该入口提供的第一信号，判定被连接到该入口的连接器是用于给蓄电装置充电的充电连接器，还是用于给外部装置馈送电力的放电连接器；(b)当该ECU判定该连接器是放电连接器时，基于经由该入口提供的第二信号，判定该放电连接器是用于给单个负荷馈送电力的电力提取连接器，还是用于给设备馈送电力的设备连接器；(c)基于对该连接器的判定，借助于该电力转换单元控制入口和蓄电装置之间的电力交换。
在根据本发明的第一方面的车辆中，第一信号可以是通过使用接近检测信号而被发送的，该接近检测信号被用于检测连接器被连接到入口。第二信号可以是通过使用控制引导信号而被发送的，该控制引导信号被用于在充电时向车辆外部的充电设备通知充电条件。
在根据本发明的第一方面的车辆中，ECU可以被配置为：(d)当该ECU判定被连接到入口的连接器是电力提取连接器时，控制电力转换单元，以使电力以预定的上限电流从该入口被馈送；以及(e)当该ECU判定被连接到入口的连接器是设备连接器时，控制电力转换单元，以使电力以基于第二信号而确定的上限电流从该入口被馈送。
在根据第一方面的车辆中，ECU可以被配置为：(f)当该ECU判定连接器为放电连接器时，控制电力转换单元，以使被输出到该连接器的电力端子的供应电压变为第一供应电压；以及(g)当该ECU此后进一步判定该放电连接器是设备连接器时，控制电力转换单元，以使被输出到该连接器的电力端子的供应电压从第一供应电压变化。
本发明的第二方面提供了一种用于输出电力给车辆并且从该车辆接收电力的电力接收装置。该电力接收装置包括连接器、电路、供应电压检测器、以及ECU。该连接器被配置为连接到车辆的入口。该电路被配置为经由该连接器向车辆发送第一信号和第二信号。供应电压检测器被配置为检测从车辆提供给连接器的电力端子的电压的电平。该ECU被配置为：(h)在该供应电压检测器检测到从该车辆提供给该连接器的电力端子的电压为第一供应电压后，使该电路发送第二信号；(i)当该供应电压检测器检测到响应于第二信号，从该车辆被提供给该连接器的电力端子的电压已经从第一供应电压变化时，判定被连接到该连接器的车辆是能够给置于该车辆外部的设备馈送电力的车辆类型。
在根据本发明的第二方面的电力接收装置中，第一信号可以是通过使用接近检测信号而被发送的，并且第二信号是通过使用控制引导信号而被发送的，该接近检测信号被用于检测连接器被连接到入口，该控制引导信号被用于在充电时向车辆外部的充电设备通知充电条件。
根据本发明的第二方面的电力接收装置可以进一步包括操作单元，其被配置为执行用于发送第一信号的操作。该电路可以包括第一电路和第二电路，该第一电路响应于该操作单元的操作而发送第一信号，该第二电路通过从振荡停止状态变为振荡状态来发送第二信号。
根据本发明，在公共的入口被使用时，车辆能够识别连接到该入口的多种类型的连接器，并且该电力接收装置能够识别能够连接到该连接器的多种类型的车辆是何种车辆。
附图说明
本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义将在下面参照附图来描述，其中相同的数字表示相同的部件，并且其中：
图1是示出根据本发明的实施例的车辆和电力接收装置应用于的供电系统的结构的视图；
图2是用于说明在V2H模式中直至从车辆到家庭的馈电开始的过程的概要的视图；
图3是示出车辆的结构的框图；
图4是示出根据本实施例的车辆和电力站的示意结构的框图；
图5是示出车辆和电力站的与信号PISW、CPLT的产生相关联的部分结构的电路图；
图6是示出信号PISW的电位和连接状态之间的关系的实例的视图；
图7是示出其中车辆的控制装置执行模式识别的过程的流程图；
图8是示出其中电力站的控制装置执行模式识别和识别车辆的过程的流程图；
图9是充电模式中的控制引导信号CPLT的波形图；
图10示出了V2H模式中的控制引导信号CPLT的波形图和连接信号PISW的波形图；
图11是用于说明在与V2H模式兼容的车辆和与V2H模式兼容的电力站的组合中的控制实例的流程图(前半部分)；
图12是用于说明在与V2H模式兼容的车辆和与V2H模式兼容的电力站的组合中的控制实例的流程图(后半部分)。
具体实施方式
在下文中，本发明的实施例将参照附图被详细描述。相同的附图标记表示附图中相同或相应的部件，并且对它们的描述将不再重复。
图1是示出被应用根据本发明的实施例的车辆和电力接收装置的供电系统的结构的视图。如图1所示，该供电系统包括车辆100和电力站200。
车辆100包括入口60。充电/放电连接器220和车辆电力连接器(VPC)220A中的一者被允许连接到入口60。
VPC220A对应于在编号5099281的日本专利中所描述的提取装置。当该VPC220A被连接到车辆的入口60时，从车辆100提供给负荷310的电力被允许提取。负荷310是，例如，AC100V和上限15A的负荷，以及是电饭锅，或诸如此类。通过连接该VPC220A，需要的负荷被允许使用，例如，在紧急情况中，例如电力故障或当访问某个没有户外电源的地方。馈电开关222A被设置在VPC220A中。通过操作该馈电开关222A，用户被允许使车辆100开始给负荷馈电。
电力站200包括选择器开关210。该选择器开关210是这样的开关：用于选择是使该电力站200以充电模式执行操作，还是使该电力站200以V2H模式执行操作，在该充电模式中，车辆的电池被充电，在该V2H模式中，从车辆接收电力的供给。
充电/放电连接器220也包括馈电开关222。通过操作该馈电开关222，用户被允许使车辆100开始给家庭馈电。例如，AC220V和30至50A的电力被提供给家庭。
在V2H模式中，基于电力是不足还是过剩，车辆可以被充电，以及从该车辆提供电力。在接下来的描述中，将描述这样的实例，其中，在V2H模式中，车辆没被充电，并且从该车辆到家庭的馈电被执行，或诸如此类。
图2是用于说明在V2H模式中直到从车辆到家庭的馈电开始的过程的概要的视图。如图1和图2所示，在V2H模式中，最初，从电力站200(也称为V2H站)向车辆提供设置的用于馈电的系统参数。
响应于此，车辆依照设置的系统参数执行给家庭的馈电。这样，根据与诸如配电盘和房屋布线之类的设备相符合的参数，家庭被提供电力。
被用在诸如V2L和V2H之类的许多应用中的车辆，执行给未指定负荷的馈电。因此，车辆需要识别负荷的信息(电压和上限电流)。该信息对应于上述系统参数。用于从电力站向车辆发送参数的方式一般包括无线通信、电力线通信等。
然而，诸如无线通信和电力线通信之类的新的通信装置的增加，导致车辆成本的增加。
在能源管理型V2H中，需要在车辆和管理控制器之间交换大量数据，在该能源管理型V2H中，在光伏发电的电力过剩时或在夜间低成本时，电力被存储在车辆的电池中，并且所存储的电力在电力消耗大时被使用。因此，在能源管理型V2H中，高性能的通信装置是必不可少的。
然而，在应急V2H中，馈电被允许以必要的最少参数执行，在该应急V2H中，在例如发生电力故障等的紧急情况下，电力从车辆被传送给家庭。在应急V2H中，新的通信装置的增加可能导致品质过剩。
因此，在本实施例中，在V2H模式中的参数以不显著背离充电标准IEC61851-1的一种方法来传送。充电标准IEC61851-1包括控制引导信号CPLT和接近检测信号PISW。在本实施例中，车辆和电力站之间的通信通过使用这些信号来执行。
图3是示出车辆100的结构的框图。在接下来的实施例中，其中车辆为混合动力车辆的情况将被描述；然而，根据本发明的车辆不限于混合动力车辆。该车辆可以是电动车辆或燃料电池车辆。
如图3所示，车辆100包括引擎2、电动发电机MG1、MG2、动力分割装置4和驱动轮6。
该车辆100进一步包括蓄电装置B、系统主继电器SMR、转换器10、逆变器(inverter)21、22和控制装置50。该车辆100进一步包括电力转换器30、插座35和入口60。
车辆100是利用引擎2和电动发电机MG2作为动力源来行驶的混合动力车辆。通过引擎2和电动发电机MG2产生的驱动力被传送给驱动轮6。
该引擎2是内燃机，例如汽油引擎和柴油引擎，其通过燃烧燃料来输出动力。引擎2的操作状态，例如节气门(throttle)开度(吸入空气量)、燃料提供量和点火时间，被配置为是通过来自控制装置50的信号而电可控的。
电动发电机MG1、MG2是交流旋转电机，并且是，例如，三相交流同步电动机。该电动发电机MG1被用作通过引擎2来驱动的发电机，并且也被用作能够启动引擎2的旋转电机。通过电动发电机MG1的发电所获得的电力被允许用于驱动电动发电机MG2。通过电动发电机MG1的发电所获得的电力被允许提供给连接到车辆100的外部装置。电动发电机MG2主要被用作驱动车辆100的驱动轮6的旋转电机。
动力分割装置4，例如，包括具有三个旋转轴的行星齿轮机构，也就是，太阳齿轮、齿轮架和环形齿轮。该太阳齿轮被耦合到电动发电机MG1的旋转轴。该齿轮架被耦合到引擎2的曲轴。该环形齿轮被耦合到驱动轴。动力分割装置4把引擎2的驱动力分割为被传送给电动发电机MG1的旋转轴的动力和被传送给驱动轴的动力。该驱动轴被耦合到驱动轮6。该驱动轴也被耦合到电动发电机MG2的旋转轴。
蓄电装置B是可充电和可放电的直流电源，并且是，例如，由诸如镍金属氢化物电池和锂离子电池、或电容器等构成的二次电池。该蓄电装置B给转换器10提供电力，并且在电力的再生过程中通过来自转换器10的电力而被充电。
系统主继电器SMR被设置在蓄电装置B和转换器10之间。系统主继电器SMR是用于使蓄电装置B与电气系统电连接或者使蓄电装置B与电气系统之间的电连接中断的继电器。该系统主继电器SMR的接通/关断状态由控制装置50来控制。
该转换器10升高来自蓄电装置B的电压，并且把该升高的电压提供给逆变器21、22。转换器10通过降低由电动发电机MG1或电动发电机MG2产生且由逆变器21、22中的对应一个整流的电压来给蓄电装置B充电。
逆变器21、22彼此并联连接到转换器10。逆变器21、22通过来自控制装置50的信号来控制。逆变器21通过把从转换器10提供的直流电力转换为交流电力来驱动电动发电机MG1。逆变器22通过把从转换器10提供的直流电力转换为交流电力来驱动电动发电机MG2。
电力转换器30被配置为能够与被连接到入口60的外部装置(未示出)交换电力。此外，电力转换器30被配置为能够提供电力给与设置在车舱中的插座35连接的外部装置。该电力转换器30被连接到入口60、插座35以及在系统主继电器SMR和转换器10之间的正电极线PL1和负电极线NL。该电力转换器30可以被连接到在蓄电装置B和系统主继电器SMR之间的电力线。该电力转换器30包括充电器31、馈电逆变器32和继电器RY1、RY2。
充电器31经由电力线ACL1、ACL2连接到入口60，并且经由继电器RY1连接到正电极线PL1和负电极线NL。该充电器31基于来自控制装置50的信号CMD，把从连接到入口60的外部装置提供的充电电力转换为蓄电装置B的电压电平，然后把充电电力输出给蓄电装置B，从而给蓄电装置B充电。在下文中，利用来自外部装置的电力给蓄电装置B充电也被称为“外部充电”。
馈电逆变器32的输入侧被连接到正电极线PL1和负电极线NL，并且馈电逆变器32的输出侧经由继电器RY2和电力线ACL1、ACL2被连接到入口60。此外，馈电逆变器32的输出侧也被连接到插座35。
馈电逆变器32能够把存储在蓄电装置B中的电力转换为被提供给与插座35连接的电气装置的供应电力，并且把所转换的电力输出给该电气装置。
在VPC模式中，馈电逆变器32能够把存储在蓄电装置B中的电力和由电动发电机MG1产生的电力中的至少一者转换为供应电力，并且把所转换的电力输出给负荷310，该供应电力经由连接到入口60的VPC连接器220A(图1中所示)而提供给负荷310。
在V2H模式中，馈电逆变器32能够把存储在蓄电装置B中的电力和由电动发电机MG1产生的电力中的至少一者转换给诸如家庭的设备300，并且将所转换的电力输出给设备300，该设备300经由充电/放电连接器220(图1中所示)连接到入口60。
在馈电逆变器32中，基于来自控制装置50的信号CMD来判定电压和上限电流。
在本说明书中，把来自车辆的蓄电装置B的电力和由电动发电机MG1产生的电力中的至少一者输出给该车辆外部的负荷或家庭被称为“馈电/馈送电力”。
基于来自控制装置50的信号CMD，继电器RY1、RY2中的每一者断开或闭合。继电器RY1在从外部装置充电时闭合，并且在对外部装置馈电时断开。继电器RY2在从外部装置充电时断开，并且在对外部装置馈电时闭合。
入口60被配置为能够兼任用于把车辆100的电力馈送给外部负荷、家庭等的馈电端口，以及用于从外部电源对车辆100充电的充电端口。正如之后将被描述的那样，入口60包括与电力线连接的端子和与信号线连接的端子。信号线包括用于检测与外部装置连接的电缆的连接器是否被连接到入口60的信号线。
控制装置50基于加速器操作量、制动器下压量、车辆速度等来确定被传送给驱动轮6的目标驱动力。控制装置50控制引擎2和电动发电机MG1、MG2，使得引擎2和电动发电机MG1、MG2被置于其中能够有效地输出目标驱动力的操作状态中。此外，当外部负荷或外部电源被连接到入口60时，控制装置50通过控制电力转换器30和继电器RY1、RY2，选择并执行从外部电源充电和给外部负荷馈电中的一者。
在上述结构中，控制装置50被要求在执行给外部装置等馈电时，基于被连接到车辆100的外部装置等来控制馈电逆变器32。具体地，外部装置或家庭的要求电压或允许被负荷装置接收的电流的最大值(在下文中，被称为最大电流值)取决于每个外部装置或每个家庭，所以控制装置50被要求输出与要求电压对应的电压，或者限制输出电流以使输出电流不超过最大电流值。
因此，在根据本实施例的车辆100中，通过使用用于检测与外部装置连接的电缆的连接器是否被连接到入口60的信号线(接近检测信号PISW)和目前已被用在充电控制中的信号线(控制引导信号CPLT)，检测与外部装置连接的电缆的连接器是图1所示的VPC220A，还是充电/放电连接器220，并且当连接器是充电/放电连接器时，检测电力站200的设置是“充电模式”，还是“V2H模式”。
根据本实施例的电力站200基于在控制引导信号CPLT被发送之后来自车辆侧的输出电压是否存在变化，判定连接的车辆是否是与V2H模式兼容的车辆。
图4是示出根据本实施例的车辆和电力站的示意结构的框图。如图4所示，车辆100包括充电器31、馈电逆变器32、PLG-ECU50A、电力线ACL1、ACL2和入口60。PLG-ECU50A是图3所示的控制装置50中的负责与插入式充电相关联的控制的一部分。针对该PLG-ECU50A指定由频率连接器输出的交流频率。该PLG-ECU50A控制馈电逆变器32，以使该馈电逆变器32输出具有所指定的交流频率的电力。车辆100的详细结构正如参照图3所描述的那样，所以这里将不再重复描述。
电力站200包括变压器(transformer)224、V2H继电器226、CPLT振荡电路228、PISW电阻选择器电路230、馈电开关222和模式选择器开关210。
变压器224和V2H继电器226彼此串联地被设置在与车辆侧电力线ACL1、ACL2连接的电力线AC1、AC2上。电力线AC1、AC2经由诸如家庭之类的设备300的小型电路断路器(MCB)310而被连接到负荷320。
图5是示出车辆和电力站的与信号PISW、CPLT的产生相关联的部分结构的电路图。如图5所示，连接器220包括连接检测电路212、214和馈电开关222。
电力线AC1、AC2是用于在车辆100和设备300之间传输电力的电力线。连接检测电路212、214中的每一个都是用于检测连接器220与车辆100处的入口60的连接状态的电路。连接检测电路212、214彼此并联连接在选择器电路230和信号线211之间，并且通过选择器电路230来选择性地使用连接检测电路212、214中的一个，该信号线211用于发送指示连接器220的连接状态的连接信号PISW给车辆100。
连接检测电路212是在充电模式中被选择性使用的电路。也就是说，当用户通过操作选择器开关210来选择充电模式时，选择器电路230被切换到触点C侧，并且通过利用连接检测电路212来检测连接器220的连接状态。
连接检测电路212包括电阻器R3、R4和开关SW2C。电阻R3、R4彼此串联地连接在信号线211与选择器电路230的触点C之间。开关SW2C与电阻器R4并联连接。
当用于解除连接器220与入口60的连接的锁定的锁定解除按钮(未示出)被用户操作为开态(onstate)时，开关SW2C的触点被断开。其结果是，连接信号PISW的电位(信号线211的电位)变化了预定量，并且锁定被解除的信息被提供给PLG-ECU50A。
连接检测电路214是在V2H模式中被选择性使用的电路。即，当用户通过操作选择器开关210来选择V2H模式时，选择器电路230被切换至触点S侧，并且通过连接检测电路214来检测连接器220的连接状态。
连接检测电路214包括电阻器R5至R7、开关SW2S和开关SW1。电阻器R5、R6彼此串联连接在信号线211和选择器电路230的触点S之间。串联连接的开关SW2S和电阻器R7与电阻器R6并联连接。开关SW1与电阻器R7并联连接。
开关SW2S与开关SW2C同步操作。即，当锁定解除按钮被用户操作为开态时，开关SW2S的触点被断开。其结果是，连接信号PISW的电位(信号线211的电位)变化预定量，并且锁定被解除的信息被提供给PLG-ECU50A。
馈电开关222被用户操作，并且是用于在V2H模式中允许用户发出有关来自车辆100的馈电开始的指令的开关。当馈电开关222被用户操作为接通状态时，开关SW1导通并且电阻器R7被短路。这样，连接信号PISW的电位(信号线211的电位)变化预定量，并且馈电开关222被操作为接通状态的信息被提供给PLG-ECU50A。
选择器电路230选择触点C、S中的一个，并且把选择的一个触点连接到地线GND。触点C、S被分别连接到连接检测电路212、214。选择器电路230与选择器开关210同步操作，用于允许用户在充电模式和V2H模式之间切换。当充电模式被选择器开关210选择时，触点C被选择并被连接到地线GND。当V2H模式被选择器开关210选择时，触点S被选择并被连接到地线GND。
连接检测电路212、214的电阻值被设计为彼此不同。选择器开关210的选择状态通过连接信号PISW的电位(信号线211的电位)而被提供给PLG-ECU50A。
电力站200包括电压传感器223、变压器224、V2H继电器226、CPLT振荡电路228、站侧ECU229、选择器开关210和选择器电路230。电压传感器223检测电力线AC1、AC2中每一者的电压。选择器电路230与在电力站200中设置的选择器开关210同步操作。电压传感器223对应于“供应电压检测器”。
CPLT振荡电路228产生用于在V2H模式中与车辆100交换信息的引导信号CPLT。例如，通过在接收引导信号CPLT的车辆100的PLG-ECU50A中操作引导信号CPLT的电位，从车辆100远程操作在电力站200中设置的V2H继电器226。通过改变引导信号CPLT的占空比，家庭的电力参数(例如，MCB310的额定电流等)被提供给车辆100。
车辆100的PLG-ECU50A包括电阻器R1、R2、CPU51和电阻电路132。
电阻器R1被连接在恒定电压节点(例如，5V)与信号PISW的信号线之间。电阻器R2被连接在信号PISW的信号线与接地节点之间。连接信号PISW的电位通过由电阻器R1、R2的组合确定的组合电阻以及连接器220的连接检测电路212或连接检测电路214来确定。在连接信号PISW被输入的CPU51中，可以检测连接器220的连接状态，连接锁定的解除，通过馈电开关222发处的馈电请求，等等。
电阻电路132是用于操作由电力站200的CPLT振荡电路228所产生的引导信号CPLT的电位(控制引导线的电位)的电路。电阻电路132包括电阻器R8、R9和开关SW3。电阻器R8被连接在控制引导线138和接地节点之间。串联连接的开关SW3和电阻器R9与电阻器R8并联连接。开关SW3通过CPU51来驱动。
通过操作开关SW3，电阻电路132的电阻值发生变化，所以引导信号CPLT的电位(控制引导线138的电位)发生变化。引导信号CPLT的电位的变化在电力站200中被检测。这样，从车辆100的PLG-ECU50A可以远程操作在电力站200中设置的V2H继电器226。
CPU51基于连接信号PISW，检测连接器220的连接状态，由选择器开关所选择的操作模式(充电模式或V2H模式)的状态，通过锁定解除按钮进行的连接锁定解除，等等。
图6是示出信号PISW的电位和连接状态之间的关系的实例的视图。连接信号PISW的电位和连接状态之间的关系不限于图6所示的关系，并且可以进行各种修改。
如图5和6所示，电阻器R1、R2的电阻值被设置为，使得在其中充电/放电连接器220和图1所示的VPC220V均未被连接到车辆100的入口60的状态(在下文中，被称为“无连接器连接”)中，使连接信号PISW的电位落在电位V4和电位V5之间。CPU51能够通过检测连接信号PISW的电位落在电位V4和电位V5之间的事实来检测连接状态是“无连接器连接”。
当充电/放电连接器220被连接到车辆100的入口60时，连接信号PISW的信号线和地线GND被连接到充电/放电连接器220的连接检测电路212、214。
开关SW2C、SW2S被用于检测在充电/放电连接器220中设置的锁定机构(未示出)的状态。该锁定机构被设置是为了使充电/放电连接器220不与入口60分离。当用户使充电/放电连接器220与入口60连接或断开连接时，该用户通过按压在充电/放电连接器20中设置的操作按钮来解除该锁定机构。开关SW2C、SW2S中的每一个在操作按钮被按压时进入断开状态，并且在按压操作被解除时进入闭合状态。
电阻器R1至R7的电阻值被设置为，使得在其中充电/放电连接器220被连接到入口60，并且该充电/放电连接器220的锁定机构被解除的状态(在下文中，也被称为“连接器装配”)中，使连接信号PISW的电位落在电位V3和电位V4之间。CPU51能够通过检测连接信号PISW的电位落在电位V3和电位V4之间的事实来检测连接状态是“连接器装配”。
电阻器R1至R4的电阻值被设置为，使得在其中通过选择器开关210选择充电模式，充电/放电连接器220被连接到入口60，并且充电/放电连接器220的锁定机构被激活的状态(在下文中，也被称为“充电连接器连接”)中，使连接信号PISW的电位落在电位V2和电位V3之间。CPU51能够通过检测连接信号PISW的电位落在电位V2和电位V3之间的事实来检测连接状态是“充电连接器连接”。
电阻器R1、R2、R5至R7的电阻值被设置为，使得在其中通过选择器开关210选择V2H模式，充电/放电连接器220被连接到入口60，并且充电/放电连接器220的锁定机构被激活的状态(在下文中，也被称为“放电连接器连接”)中，使连接信号PISW的电位落在电位V1和电位V2之间。控制装置50能够通过检测电位VP落在电位V1和电位V2之间的事实来检测连接状态是“放电连接器连接”。
针对VPC220A设置类似的电阻器，使得当图1所示的VPC220A被连接时，连接信号PISW的电位落在电位V1和电位V2之间。
当连接信号PISW的电位低于电位V1时，CPU51检测到其中连接信号PISW的信号线被短路到车辆100的本体地(bodyearth)的状态(在下文中，也被称为“接地故障”)。
图7是示出其中车辆的控制装置执行模式识别的过程的流程图。如图5和图7所示，最初，在步骤S1中，PLG-ECU50A判定是否有任何连接到入口60的连接器。PLG-ECU50A在连接信号PISW的电位落在图6所示的V4至V5的范围内时判定没有连接器连接，并且在连接信号PISW的电位比电位V4低时判定存在连接器连接。
随后，PLG-ECU50A判定通过电力站200的选择器开关210选择的模式是充电模式，还是V2H模式。PLG-ECU50A在连接信号PISW的电位落在图6中的V2至V3的范围内时判定所选择的模式是充电模式，并且当连接信号PISW的电位落在V1至V2的范围内时判定所选择的模式是V2H模式。
当在步骤S2中判定模式是充电模式时，处理前进至步骤S3。在步骤S3中，PLG-ECU50A等待直到充电要求被满足。充电要求包括，例如，车辆被允许接收充电电力的情况，电力站被允许给车辆提供充电电力的情况，等等。
当在步骤S3中充电要求被满足时，处理前进至步骤S4，并且模式被识别为充电模式。随后，在步骤S5中，基于控制引导信号CPLT，确定最大充电电流。在步骤S6中，充电被执行。在充电过程中，控制引导信号CPLT如之后参照图9描述的那样变化。
在另一方面，当在步骤S2中判定模式是V2H模式时，处理前进至步骤S7。在步骤S7中，PLG-ECU50A等待直到馈电要求被满足。馈电要求包括，例如，车辆能够输出电力的情况，电力站能够从车辆接收电力的情况，等等。
当在步骤S7中馈电要求被满足时，处理前进至步骤S8。在步骤S8中，从车辆被馈送至家庭的交流电力的频率(例如，50Hz、60Hz等)基于图4所示的频率连接器的设置来设定，并且使图4所示的馈电逆变器32从入口60以15A的上限电流输出AC100V。
在步骤S10中，PLG-ECU50A检查控制引导信号CPLT的振荡是否响应于AC100V被输出到入口的事实而开始。当在步骤S10中未发现控制引导信号CPLT的振荡时，处理前进至步骤S11。当发现控制引导信号CPLT的振荡时，处理前进至步骤S13。
在步骤S11中，PLG-ECU50A判定模式为馈电模式(VPC模式或V2L模式)。在步骤S9中预先设置的电压和上限电流(例如，AC100V，上限15A)在步骤S12中被继续输出，而没有任何变化。
在另一方面，在步骤S13中，PLG-ECU50A判定模式为馈电模式(V2H模式)。处理前进至步骤S14，并且馈电电压被设置为200V。该电压在制造时可以在符合其中车辆被使用的区域的范围内(例如200V至240V等)被改变。
在步骤S15中，PLG-ECU50A基于控制引导信号CPLT的占空比来确定馈电电流上限值。在步骤S16中，PLG-ECU50A给家庭馈送电力。
图8是示出其中电力站的控制装置执行模式识别和识别车辆的过程的流程图。
如图5和图8所示，最初，当处理被开始时，站侧ECU229在步骤S51中读取充电模式和V2H模式中的哪一个被设置，选择器开关210用于在充电模式和V2H模式之间进行切换。当选择器开关210在步骤S51中已经选择了充电模式时，处理前进至步骤S52。在步骤S52中，执行与已有的充电处理类似的处理。
当选择器开关210在步骤S51中已经选择了V2H模式时，处理前进至步骤S53。在步骤S53中，判定电力站200的充电/放电连接器220是否被连接到车辆的入口60。例如，当控制引导信号CPLT的信号线138被连接到连接器220时，信号CPLT的电位被电阻器R8降低，所以站侧ECU229被允许识别连接器220被连接到车辆的入口60。
随后，在步骤S54中，处理再次等待直到用户按压馈电开关两次。当用户按压馈电开关两次时，在车辆侧从信号PISW中检测到两个脉冲，并且这被识别为开始馈电的请求。其结果是，在图7中处理从S7前进至S8，并且预定电压(例如，AC100V)被输出给车辆的入口60的电力线。当车辆是与V2H模式(或V2L模式)的操作兼容的车辆时，预定电压被输出；然而，当车辆是仅与充电兼容的车辆时，预定电压不被输出。
在步骤S55中，判定预定电压是否从车辆输出。利用电压传感器223，站侧ECU229被允许判定预定电压是否从车辆输出。
当在步骤S55中预定电压未从车辆输出时，处理前进至步骤S56，并且站侧ECU229判定与连接器220连接的车辆是与V2H模式(以及V2L模式)不兼容的车辆。为了在步骤S57中向用户通知不兼容的车辆，警报指示，例如，被显示在电力站的显示单元上或通过警报声来通知，在这之后，在步骤S61中处理结束。
当在步骤S55中预定电压被从车辆输出时，处理前进至步骤S58。在步骤S58中，站侧ECU229使CPLT振荡电路228开始振荡，并且通过波形的占空比把上限电流值通知给车辆。
如果车辆是能够执行参照图7所描述的流程图的处理的与V2H模式兼容的车辆，步骤S13至步骤S16的处理被执行，所以AC200V应该从该车辆被输出给电力线AC1、AC2。
在步骤S59中，判定车辆是否能够以V2H模式执行电力馈送。具体地，当响应于信号CPLT的振荡的开始，输出电压已经从AC100V变化到AC200V时，站侧ECU229判定该车辆能够以V2H模式执行电力馈送。
不一定基于输出电压是否从AC100V变化到AC200V来执行判定。可以通过检测输出电压响应于信号CPLT的振荡的开始而已进行某种变化的事实，执行判定。例如，如果在V2H模式中所使用的电压不是200V而是100V，以AC100V的电压输出响应于CPLT的振荡的开始而可能一度降低(或升高)，然后返回到初始电平。站侧ECU229只需利用电压传感器223来捕捉这种变化。
当在步骤S59中判定车辆在V2H模式中能够执行馈电时，处理前进至步骤S60，并且站侧ECU229闭合V2H继电器226并开始从该车辆接收电力。
当在步骤S59中判定车辆在V2H模式中不能执行馈电时，可以设想该车辆与V2L模式兼容，而与V2H模式不兼容。因此，在步骤S61中控制结束。
图9是在充电模式中的控制引导信号CPLT的波形图。在充电模式中，车辆100和电力站200利用控制引导信号CPLT执行通信，正如在其中电动车辆从现有的仅充电电力站而被充电的情况中那样。
如图5和图9所示，当在时刻t1连接器220被连接到入口60时，电阻电路132被连接，所以信号CPLT的电位从12V变为9V。随后，CPLT振荡电路228在时刻t2开始振荡。此时借助波形的占空比，向车辆传送能够输出给车辆100的最大电流。
开关SW3在时刻t3闭合以指示车辆能够接收电力，并且信号CPLT的振幅的高电平电位从9V变为6V或3V。在时刻t3和时刻t4之间执行充电。
在时刻t4，波形的占空比被改变，使得借助来自电力传输网络的请求、对电力站处设置的手动更改等，降低输出电流。
在时刻t5，响应于车辆侧充电的完成，以及信号CPLT的振幅的高电平电位再次返回至9V，开关SW3被断开。在那之后，响应于在时刻t6连接器220与入口60的分离，振荡停止，并且信号CPLT被固定在12V。
在图7中的步骤S4至步骤S6中和图8中的步骤S52中执行使用上述信号CPLT的通信。
图10示出了在V2H模式中的控制引导信号CPLT的波形图和连接信号PISW的波形图。图10按以下顺序示出了信号CPLT的波形，连接信号PISW的波形，以及经由入口从车辆提供给电力站的AC输出的电压。
如图5和图10所示，从时刻t10至时刻t11示出其中连接器220未与入口60连接的状态，信号CPLT(电力站侧)的电位为12V，并且信号PISW(车辆侧)的电位落在V5至V4的范围内。
当在时刻t11连接器220被连接到入口60时，信号CPLT的电位从12V发生变化，并且信号PISW的电位从V5至V4的范围变化到V4至V3的范围。
在时刻t12和时刻t13之间，用户按压电力站200的连接器220的馈电开关222两次，从而两个脉冲出现在信号PISW中。这是通过CPU51来检测的，在时刻t14通过图4所示的馈电逆变器32来产生AC100V的电压。此时，以预定的上限电流(例如，上限15A)提供交流电。
在电力站200中，通过电压传感器223来检测100V被输出的事实。此时，当选择器开关210的设置被设定为V2H模式时，站侧ECU229使CPLT振荡电路228开始振荡。
作为CPU51在时刻t15检测到信号CPLT振荡的结果，CPU51使图4所示的馈电逆变器32在时刻t16产生AC200V的电压。此时，基于信号CPLT的波形的占空比来确定上限电流。
当传感器223检测到从入口60提供给连接器220的电压已经在时刻t16从100V变为200V时，站侧ECU229把该车辆识别为与V2H模式兼容的车辆类型。作为在车辆侧开关SW3闭合的结果，当站侧ECU229检测到CPLT信号的高电平电位已经从9V变为6V时，站侧ECU229将继电器226设置为连接状态，并且传送电力给设备，例如家庭。
图11是用于说明在与V2H模式兼容的车辆和与V2H模式兼容的电力站的组合中的控制实例的流程图(前半部分)。
图12是用于说明在与V2H模式兼容的车辆和与V2H模式兼容的电力站的组合中的控制实例的流程图(后半部分)。
如图5和图11所示，在电力站200处，当选择器开关210在步骤S201中被从充电模式切换至V2H模式时，选择器电路230在步骤S202中被从C端子切换至S端子。这样，用于确定信号PISW的电位的电阻电路被从电阻电路212切换至电阻电路214(步骤S202)。在步骤S203中，连接器还没有被连接到入口，所以在电力站200侧信号CPLT的状态被设置成12V、0Hz的状态(未振荡)。
当充电/放电连接器220在步骤S204中被连接到入口60时，在车辆侧的步骤S101中CPU51检测到连接信号PISW已从关断状态变为接通状态。如步骤S205所示，信号CPLT的状态也从12V变为9V、0Hz的状态(图11中的时刻t11)。
在车辆侧，在步骤S201中，处理等待直到信号CPLT未在振荡(0Hz)并且在信号PISW中检测到两个脉冲的条件被满足。当在步骤S206执行用户按压馈电开关222两次的馈电请求操作时，车辆侧在步骤S103中识别操作模式为馈电模式。馈电模式包括VPC模式和V2H模式。此时，车辆识别操作模式是VPC模式，并且在步骤S104中以AC100V、上限15A开始电力馈送。然而，在电力站200处，因为V2H继电器226未闭合，因此电力还没有被传输给家庭。
在电力站200处，在步骤S206中执行馈电请求操作之后，在步骤S207中处理等待检测到100V。当在步骤S207中通过电压传感器223检测到AC100V时，处理前进至步骤S208。
在步骤S208中，站侧ECU229使CPLT振荡电路228开始振荡。这样，信号CPLT的状态变为9V、1Hz的振荡状态(图10中的时刻t15)。
在车辆侧，在步骤S105中判定信号CPLT是否在振荡。当在步骤S105中判定信号CPLT未在振荡时，车辆判定操作模式为VPC模式，并且继续以AC100V，上限15A执行电力馈送，而无任何变化。
另一方面，当在步骤S105中判定信号CPLT在振荡时，处理前进至步骤S107，并且操作模式被判定为V2H模式。此时，在步骤S108中，PLG-ECU50A控制馈电逆变器32，以使输出电压从100V变为200V。此时基于信号CPLT的波形的占空比来确定上限电流。在步骤S109中，处理等待直到以200V的指定频率(50Hz或60Hz)的电压变得稳定，并且电力变得可传输，以及，当电压变得稳定并且电力变得可传输时，在步骤S110中改变电阻器，以使信号CPLT的高电平电位变为6V(图10中的时刻t17)。具体地，开关SW3通过图5所示的CPU51而闭合。这样，电阻电路132的电阻值被改变。
在电力站200处，在步骤S209中，处理等待检测到信号CPLT的高电平电位被改变的事实。当在步骤S209中检测到电平变化时，信号CPLT的状态是如在步骤S210中描述的6V、1kHz的振荡状态。响应于检测到该状态，图5所示的站侧ECU229接通V2H继电器226。这样，在步骤S111中车辆被连接到负荷(设备，例如家庭)，并且从车辆到负荷的电力馈送开始。
在车辆处，在电力馈送期间，在步骤S112中处理等待停止操作。当在步骤S212中在电力站200侧由用户来执行停止操作(例如断开连接器220与入口60的连接)时，在车辆侧处理从步骤S112前进至步骤S113，在步骤S113中停止电力馈送，并且在步骤S114中处理结束。
同样在电力站200侧处，响应于步骤S212中执行停止操作的事实，信号CPLT在步骤S213中被设置为停止状态(0V，0Hz)，V2H继电器226被关断，并且在步骤S214中处理结束。
如上所述，通过根据本实施例的车辆，可以区别各种连接器，并且可以响应于来自每个连接器的请求而交换电力。
通过根据本实施例的电力站，可以根据各种类型的车辆与车辆交换电力。
最后，本实施例将再次参照附图进行总结。如图1、图4和图5所示，车辆100包括蓄电装置B、入口60、控制装置50和电力转换器30。入口60被配置为能够给外部装置馈送电力，并且能够给蓄电装置B充电。控制装置50基于经由入口60提供的第一信号，判定被连接到入口60的连接器是用于给蓄电装置B充电的充电连接器，还是用于给外部装置馈送电力的放电连接器，并且当控制装置判定连接器是放电连接器时，基于经由入口60提供的第二信号，判定该放电连接器是用于执行给单个负荷馈送电力的电力提取连接器(VPC220A)，还是用于执行给设备馈送电力的设备连接器(充电/放电连接器220)。电力转换器30基于来自控制装置50的指令，在入口60和蓄电装置B之间交换电力。
优选地，第一信号是通过使用接近检测信号(信号PISW)而被发送的，该接近检测信号被用于检测连接器被连接到入口60。如图10所示，第一信号可以是被叠加在信号PISW上的两个脉冲。第二信号是通过使用控制引导信号(信号CPLT)而被发送的，该控制引导信号被用于在充电时向车辆外部的充电设备通知充电条件。如图10所示，第二信号可以通过使信号CPLT振荡来产生。
优选地，当控制装置50判定被连接到入口60的连接器是电力提取连接器(图1中的VPC220A)时，控制装置50控制电力转换器30，使得电力以预定的上限电流(例如，固定的上限15A)从入口60被馈送，并且当控制装置50判定被连接到入口60的连接器是设备连接器(充电/放电连接器220)时，控制装置50控制电力转换器30，使得电力以基于第二信号所确定的上限电流从入口60被馈送。
优选地，当控制装置50判定连接器是放电连接器时，控制装置50控制电力转换器30，使得第一供应电压(例如，AC100V)被输出给该连接器的电力端子，并且当控制装置50在此之后判定放电连接器是设备连接器时，使电力转换器30改变第一供应电压(例如，从AC100V到AC200V)。
本实施例的另一方面涉及被配置为能够输出充电电力给车辆100并且从车辆100接收电力的电力接收装置(电力站200)。如图5所示，电力站200包括连接器220、电路(CPLT振荡电路228和电阻电路214)、以及站侧ECU229。连接器220可连接到车辆100的入口60。该电路能够经由连接器220发送第一信号和第二信号给车辆100。站侧ECU229在第一供应电压(例如，AC100V)被从车辆100提供给连接器220的电力端子之后使该电路发送第二信号，并且当站侧ECU229检测到响应于第二信号，第一供应电压已经被改变为第二供应电压(例如，AC200V)时，判定被连接到连接器220的车辆100是能够馈送电力给置于车辆外部的设备(例如，家庭，等等)的车辆类型。
优选地，第一信号是通过使用接近检测信号(信号PISW)而被发送的，第二信号是通过使用控制引导信号(信号CPLT)而被发送的，该接近检测信号被用于检测连接器220被连接到入口60，该控制引导信号被用于在充电时向车辆外部的充电设备通知充电条件。
优选地，电力站200进一步包括用于执行发送第一信号的操作的操作单元(馈电开关222)。该电路包括电阻电路214和CPLT振荡电路228。电阻电路214响应于操作单元的操作(按压馈电开关222两次)而发送第一信号。CPLT振荡电路228通过从振荡停止状态变为振荡状态来发送第二信号。
上述实施例是示例性的，并且在所有方面是非限制性的。本发明的范围是由所附权利要求而非上述实施例的描述来定义的。本发明的范围意在涵盖所附权利要求及其等同物的范围内的所有修改。

Claims (7)

1.一种车辆，包括：
蓄电装置；
入口，所述入口被配置为当连接器被连接到所述入口时，馈送电力给外部装置或者给所述蓄电装置充电；
电力转换单元，其被配置为在所述入口和所述蓄电装置之间交换电力；和
ECU，其被配置为：
(a)基于经由所述入口提供的第一信号，判定被连接到所述入口的所述连接器是用于给所述蓄电装置充电的充电连接器，还是用于给外部装置馈送电力的放电连接器；
(b)当所述ECU判定所述连接器是所述放电连接器时，基于经由所述入口提供的第二信号，判定所述放电连接器是用于给单个负荷馈送电力的电力提取连接器，还是用于给设备馈送电力的设备连接器；和
(c)基于对所述连接器的判定，借助于所述电力转换单元控制所述入口和所述蓄电装置之间的电力交换。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中
所述第一信号是通过使用接近检测信号而被发送的，并且所述第二信号是通过使用控制引导信号而被发送的，该接近检测信号被用于检测所述连接器被连接到所述入口，该控制引导信号被用于在充电时向所述车辆外部的充电设备通知充电条件。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中
所述ECU被配置为：
(d)当所述ECU判定被连接到所述入口的所述连接器是所述电力提取连接器时，控制所述电力转换单元，以使电力以预定的上限电流从所述入口被馈送；和
(e)当所述ECU判定被连接到所述入口的所述连接器是所述设备连接器时，控制所述电力转换单元，以使电力以基于所述第二信号而确定的上限电流从所述入口被馈送。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中
所述ECU被配置为：
(f)当所述ECU判定所述连接器是所述放电连接器时，控制所述电力转换单元，以使被输出到所述连接器的电力端子的供应电压变为第一供应电压；和
(g)当所述ECU此后进一步判定所述放电连接器是所述设备连接器时，控制所述电力转换单元，以使被输出到所述连接器的电力端子的供应电压从所述第一供应电压变化。
5.一种电力接收装置，用于向车辆输出充电电力并且从所述车辆接收电力，所述电力接收装置包括：
连接器，其被配置为连接到所述车辆的入口；
电路，其被配置为经由所述连接器向所述车辆发送第一信号和第二信号；
供应电压检测器，其被配置为检测从所述车辆被提供给所述连接器的电力端子的电压的电平；和
ECU，其被配置为：
(h)在所述供应电压检测器检测到从所述车辆被提供给所述连接器的电力端子的电压为第一供应电压后，使所述电路发送所述第二信号；和
(i)当所述供应电压检测器检测到响应于所述第二信号，从所述车辆被提供给所述连接器的电力端子的电压已经从所述第一供应电压变化时，判定被连接到所述连接器的所述车辆是能够给置于所述车辆外部的设备馈送电力的车辆类型。
6.根据权利要求5所述的电力接收装置，其中
所述第一信号是通过使用接近检测信号而被发送的，并且所述第二信号是通过使用控制引导信号而被发送的，该接近检测信号被用于检测所述连接器被连接到所述入口，该控制引导信号被用于在充电时向所述车辆外部的充电设备通知充电条件。
7.根据权利要求5或6所述的电力接收装置，进一步包括
操作单元，其被配置为执行用于发送所述第一信号的操作，其中
所述电路包括第一电路和第二电路，该第一电路响应于所述操作单元的操作发送所述第一信号，该第二电路通过从振荡停止状态变为振荡状态来发送所述第二信号。
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