CN109080465A - 车辆的电源装置 - Google Patents

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Abstract

提供车辆的电源装置，能够降低充电时的损失。车辆的电源装置具有：高电压电路，其设置有高压电池；低电压电路，其设置有与低压外部充电器连接的低压外部端子；VCU，其设置在高压电压电路与低电压电路之间；ECU和栅极驱动器电路，它们控制VCU；旁路线，其绕过VCU，将高电压电路和低电压电路连接；以及旁路二极管，其被设置于旁路线上，让从低电压电路侧流向高电压电路侧的电流通过。ECU在由低压外部充电器进行外部充电时高压电池的电压比低压外部充电器的充电电压低的情况下，使VCU停止，经由旁路线而从低压外部充电器向高压电池供给电流。

Description

车辆的电源装置
技术领域
本发明涉及车辆的电源装置。
背景技术
混合动力汽车或电动汽车等电动车辆通过使用从电池供给的电力来驱动马达而进行行驶。并且，搭载于电动车辆的电池能够通过从普通充电设备或急速充电设备等车辆外部的充电器供给的电力来进行充电。
在专利文献1中示出了如下技术：该技术的目的在于，在使用这样的外部充电器的外部充电中提高充电效率。在专利文献1中，在外部充电器与电池之间设置有升压转换器的车辆中，在电池侧的电压比外部充电器侧的电压低的情况下，通过切断升压转换器的功率元件的栅极并执行整流动作，而从外部充电器向电池供给电流。
专利文献1：日本特开2009-22138号公报
根据专利文献1的技术，通过在充电时持续切断栅极，能够相应地抑制开关损失。然而，在专利文献1的技术中，在充电时电流稳定地向电抗器和续流二极管持续流动。因此，在专利文献1的技术中，不得不增大续流二极管的尺寸，而且需要使电源模块整体大型化。并且在专利文献1的技术中，由于还产生电抗器损失，因此有可能导致充电效率降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供如下的车辆的电源装置：通过从电力供给源经由电压变换器向蓄电器供给电流而对蓄电器进行充电，能够降低充电时的损失。
(1)车辆(例如，后述的车辆V、VA)的电源装置(例如，后述的电源装置1、1A)具有：第一电路(例如，后述的高电压电路10)，其设置有第一蓄电器(例如，后述的高压电池BH)；第二电路(例如，后述的低电压电路20、20A)，其与第二外部充电器(例如，后述的低压外部充电器CL)连接；电压变换器(例如，后述的VCU30)，其将所述第一电路和所述第二电路连接，具有将施加到所述第二电路侧的电压升压后向所述第一电路侧输出的升压功能；控制装置(例如，后述的ECU 60、60A)，其控制所述电压变换器；以及第一充电参数取得单元(例如，后述的传感器单元SH)，其取得与所述第一蓄电器的蓄电量相关的第一充电参数的值；旁路线(例如，后述的旁路线71)，其绕过所述电压变换器，将所述第一电路和所述第二电路连接；以及二极管(例如，后述的旁路二极管72)，其被设置于所述旁路线上，让从所述第二电路侧流向所述第一电路侧的电流通过，在由所述第二外部充电器进行外部充电时所述第一充电参数的值小于与所述第二外部充电的充电电压相关联的判定值的情况下，所述控制装置使所述电压变换器停止，经由所述旁路线而从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流。
(2)在该情况下，优选在由所述第二外部充电器进行外部充电时所述第一充电参数的值为所述判定值以上的情况下，所述控制装置通过使所述电压变换器执行升压动作而从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流。
(3)车辆(例如，后述的车辆V、VA)的电源装置(例如，后述的电源装置1、1A)具有：第一电路(例如，后述的高电压电路10)，其设置有第一蓄电器(例如，后述的高压电池BH)；第二电路(例如，后述的低电压电路20、20A)，其与第二外部充电器(例如，后述的低压外部充电器CL)连接；电压变换器(例如，后述的VCU30)，其将所述第一电路和所述第二电路连接，具有将施加到所述第二电路侧的电压升压后向所述第一电路侧输出的升压功能；控制装置(例如，后述的ECU 60、60A)，其控制所述电压变换器；旁路线(例如，后述的旁路线71)，其绕过所述电压变换器，将所述第一电路和所述第二电路连接；以及二极管(例如，后述的旁路二极管72)，其被设置于所述旁路线上，让从所述第二电路侧流向所述第一电路侧的电流通过，所述第一蓄电器的充满电时电压比所述第二外部充电器的充电电压高，在由所述第二外部充电器进行外部充电时，首先，所述控制装置使所述电压变换器停止，经由所述旁路线而从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流，然后在到所述第一蓄电器充满电为止的期间，所述控制装置使所述电压变换器执行升压动作，从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流。
(4)在该情况下，优选所述电压变换器还具有将施加到所述第一电路侧的电压降压后向所述第二电路侧输出的降压功能，所述第二电路与车辆用辅机(例如，后述的车辆用辅机22)连接，在由所述第二外部充电器进行外部充电时，对所述车辆用辅机供给来自该第二外部充电器的电流，在车辆行驶时，通过使所述电压变换器执行降压动作而对所述车辆用辅机供给来自所述第一蓄电器的电流。
(5)在该情况下，优选所述第一电路与第一外部充电器(例如，后述的高压外部充电器CH)连接，该第一外部充电器(例如，后述的高压外部充电器CH)的充电电压比所述第二外部充电器的充电电压高，在由所述第一外部充电器进行外部充电时，对所述第一蓄电器供给来自该第一外部充电器的电流。
(6)在该情况下，优选所述第一电路与第一外部充电器(例如，后述的高压外部充电器CH)连接，该第一外部充电器的充电电压比所述第二外部充电器的充电电压高，在由所述第一外部充电器进行外部充电时，所述控制装置通过使所述电压变换器执行降压动作而从所述第一外部充电器向所述车辆用辅机供给电流。
(7)在该情况下，优选在所述第二电路中设置有第二蓄电器(例如，后述的低压电池BL)，该第二蓄电器(例如，后述的低压电池BL)的充满电时电压比所述第一蓄电器的充满电时电压低，在由所述第一外部充电器进行外部充电时，通过使所述电压变换器执行降压动作而对所述第二蓄电器供给来自所述第一外部充电器的电流，在由所述第二外部充电器进行外部充电时，对所述第二蓄电器供给来自所述第二外部充电器的电流。
(8)车辆(例如，后述的车辆VA)的电源装置(例如，后述的电源装置1A)具有：第一电路(例如，后述的高电压电路10)，其设置有第一蓄电器(例如，后述的高压电池BH)；第二电路(例如，后述的低电压电路20)，其设置有第二蓄电器(例如，后述的低压电池BL)；电压变换器(例如，后述的VCU 30)，其将所述第一电路和所述第二电路连接，具有将施加到所述第二电路侧的电压升压后向所述第一电路侧输出的升压功能；第一充电参数取得单元(例如，后述的传感器单元SH)，其取得与所述第一蓄电器的蓄电量相关的第一充电参数的值；控制装置(例如，后述的ECU60A)，其控制所述电压变换器；旁路线(例如，后述的旁路线71)，其绕过所述电压变换器，将所述第一电路和所述第二电路连接；以及二极管(例如，后述的旁路二极管72)，其被设置于所述旁路线上，让从所述第二电路侧流向所述第一电路侧的电流通过，在由所述第二蓄电器对所述第一蓄电器进行充电时，在所述第一充电参数的值比与所述第二蓄电器的电压相关联的判定值小的情况下，所述控制装置使所述电压变换器停止，经由所述旁路线而从所述第二蓄电器向所述第一蓄电器供给电流。
发明效果
(1)在本发明中，利用具有升压功能的电压变换器将设置有第一蓄电器的第一电路和与第二外部充电器连接的第二电路连接。并且，在本发明中，设置有旁路线，该旁路线绕过电压变换器，将该第一电路和第二电路连接，在该旁路线上设置有让从第二电路侧流向第一电路侧的电流通过的二极管。并且，在由第二外部充电器进行外部充电时与第一蓄电器的蓄电量相关的第一充电参数的值小于与第二外部充电器的充电电压相关联的判定值的情况下，控制装置使电压变换器停止，利用第二外部充电器与第一蓄电器之间的电位差经由旁路线而从第二外部充电器向第一蓄电器供给电流。因此，根据本发明，在第一蓄电器的低电压时，能够绕过电压变换器而进行外部充电，因此能够相应地降低外部充电时的损失。
(2)经由上述的旁路线的外部充电仅限于第一充电参数的值小于判定值的情况。因此，在本发明中，在由第二外部充电器进行外部充电时第一充电参数的值为判定值以上的情况下，通过使电压变换器执行升压动作而从第二外部充电器向第一蓄电器供给电流。由此，例如即使在作为第一蓄电器而使用其充满电时电压比第二外部充电器的充电电压高的蓄电器的情况下，也能够通过使用了第二外部充电器的外部充电而使第一蓄电器充满电。
(3)在本发明中，利用具有升压功能的电压变换器将设置有第一蓄电器的第一电路和与第二外部充电器连接的第二电路连接。并且，在本发明中，设置有旁路线，该旁路线绕过电压变换器，将该第一电路和第二电路连接，在该旁路线上设置有让从第二电路侧流向第一电路侧的电流通过的二极管。并且，在通过第二外部充电器对其充满电时电压比第二外部充电器的充电电压高的第一蓄电器进行外部充电的情况下，首先，控制装置使电压变换器停止，经由旁路线而从第二外部充电器向第一蓄电器供给电流。由此，在外部充电初期的期间，能够绕过电压变换器来进行外部充电，因此能够相应地降低外部充电时的损失。并且，在通过经由该旁路线的外部充电使第一蓄电器的电压上升了一定程度之后，在到第一蓄电器充满电为止的期间，通过使电压变换器执行升压动作，能够继续进行外部充电，直到第一蓄电器的电压达到比充电电压高的充满电时电压为止。如上，根据本发明，即使在第一蓄电器的充满电时电压比第二外部充电器的充电电压高的情况下，也能够一边降低外部充电时的损失一边使第一蓄电器充满电。
(4)在本发明中，作为电压变换器，使用具有降压功能的结构，并且使车辆用辅机与第二电路连接。并且，在本发明中，在由第二外部充电器进行外部充电时，向车辆用辅机供给来自第二外部充电器的电流，在车辆行驶时，通过使电压变换器执行降压动作而向车辆用辅机供给来自第一蓄电器的电流。由此，能够在外部充电时与不经由电压变换器的情况相应地降低损失而驱动车辆用辅机，并且能够在车辆行驶时通过使电压变换器进行降压动作来驱动车辆用辅机。
(5)在本发明中，使第二外部充电器与第二电路连接，并且使充电电压比该第二外部充电器高的第一外部充电器与第一电路连接。由此，在由第一外部充电器进行外部充电时，能够以不经由电压变换器的方式从第一外部充电器向第一蓄电器直接供给电流，因此能够相应地降低损失。即，在存在一并使用充电电压不同的第一和第二外部充电器的情况时，通过在本发明中根据充电电压的高低而使第一、第二外部充电器与上述的位置连接，从而在使用任意的外部充电器的情况下都能够实现损失较少的外部充电。
(6)在本发明中，在由第一外部充电器进行外部充电时，通过使电压变换器执行降压动作而从第一外部充电器向车辆用辅机供给电流。由此，在使用第一和第二外部充电器中的任意充电器的情况下，都能够对车辆用辅机供给电流，对该车辆用辅机进行驱动。
(7)在本发明中，在第一电路中设置有第一蓄电器，并且在第二电路中设置有充满电时电压比该第一蓄电器低的第二蓄电器。并且，在由第一外部充电器进行外部充电时，向第一蓄电器直接供给来自第一外部充电器的电流而不经由电压变换器，并且通过使电压变换器执行降压动作而向第二蓄电器供给来自第一外部充电器的电流。由此，在使用第一外部充电器的情况下，至少对于第一蓄电器，能够实现不经由电压变换器的低损失的外部充电。另一方面，在由第二外部充电器进行外部充电时，根据该第一电压而经由电压变换器或者旁路线对第一蓄电器供给来自第二外部充电器的电流，并且向第二蓄电器直接供给来自第二外部充电器的电流而不经由电压变换器。由此，在使用第二外部充电器的情况下，对于第二蓄电器，能够实现不经由电压变换器的低损失的外部充电，并且对于第一蓄电器，也能够实现根据其电压而尽可能地降低损失的外部充电。
(8)在本发明中，利用具有升压功能的电压变换器将设置有第一蓄电器的第一电路和设置有第二蓄电器的第二电路连接。并且，设置有旁路线，该旁路线绕过电压变换器，将该第一电路和第二电路连接，在该旁路线上设置有让从第二电路侧流向第一电路侧的电流通过的二极管。并且，在由第二蓄电器对第一蓄电器进行充电时与第一蓄电器的蓄电量相关的第一充电参数的值小于与第二蓄电器的电压相关联的判定值的情况下，控制装置使电压变换器停止，利用第二蓄电器与第一蓄电器之间的电位差经由旁路线而从第二蓄电器向第一蓄电器供给电流。因此，根据本发明，在第一蓄电器的低电压时，由于能够绕过电压变换器而从第二蓄电器向第一蓄电器供给电流，因此能够相应地降低将第二蓄电器作为电力供给源的充电时的损失。
标号说明
V、VA：电动车辆(车辆)；1、1A：电源装置；10：高电压电路(第一电路)；BH：高压电池(第一蓄电器)；17：高压外部端子；SH：传感器单元(第一充电参数取得单元)；20、20A：低电压电路(第二电路)；22：车辆用辅机；27：低压外部端子；BL：低压电池(第二蓄电器)；SL：传感器单元；30：VCU(电压变换器)；31：低压侧正极端子；32：低压侧负极端子；33：高压侧正极端子；34：高压侧负极端子；70：旁路电路；71：旁路线(旁路线)；72：旁路二极管(二极管)；60、60A：ECU(控制装置)；CH：高压外部充电器(第一外部充电器)；CL：低压外部充电器(第二外部充电器)
附图说明
图1是示出搭载有本发明的第一实施方式的电源装置的电动车辆和2个外部充电器的结构的图。
图2是示出由低压外部充电器进行外部充电的具体的步骤的流程图。
图3是用于说明升压动作时的电流的流动的电路图。
图4是示出通过高压外部充电进行外部充电的具体的步骤的流程图。
图5是用于说明降压动作时的电流的流动的电路图。
图6是示出搭载有本发明的第二实施方式的电源装置的电动车辆和2个外部充电器的结构的图。
图7是示出车辆行驶时的高压电池充电的具体的步骤的流程图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是示出搭载有本实施方式的电源装置1的电动车辆V(以下，简称为“车辆”)和针对该车辆V的2种外部充电器CH、CL的结构的图。
作为第一外部充电器的高压外部充电器CH和作为第二外部充电器的低压外部充电器CL分别是以充电为主要目的的急速充电器，被设置于作为设施的充电站、商业设施以及公共设施等。这些外部充电器CH、CL分别将规定的充电电压的直流经由充电缆线而输出给车辆V的电源装置1。高压外部充电器CH的充电电压比低压外部充电器CL的充电电压高。以下，例如对高压外部充电器CH的充电电压为1000[V]、低压外部充电器CL的充电电压为500[V]的情况进行说明，但本发明不限于此。
当将设置于高压外部充电器CH的充电缆线的前端的充电连接器与车辆V的输入口(未图示)连接时，高压外部充电器CH的正负极的两端子与设置于电源装置1的后述的高压外部正极端子15和高压外部负极端子16连接。并且，当将设置于低压外部充电器CL的充电缆线的前端的充电连接器与车辆V的输入口连接时，低压外部充电器CL的正负极的两端子与设置于电源装置1的后述的低压外部正极端子25和低压外部负极端子26连接。
并且，当外部充电器CH(CL)与电源装置1的两端子15、16(25，26)连接时，能够从外部充电器CH(CL)向电源装置1供给电力，并且，在外部充电器CH(CL)与电源装置1的后述的ECU 60之间能够进行作为经由电力线的通信的PLC通信。
另外，在图1中，为了方便说明，图示了2个外部充电器CH、CL双方都与车辆V连接的状态，但这2个外部充电器CH、CL无法与1个车辆V同时连接，能够仅选择性地连接任意一方。即，在使高压外部充电器CH与车辆V连接的情况下，无法使低压外部充电器CL与同一车辆V连接，并且在使低压外部充电器CL与车辆V连接的情况下，无法使高压外部充电器CH与同一车辆V连接。
车辆V具有：与车辆V的驱动轮(未图示)机械联结的行驶马达M、以及向该行驶马达M供给电力的电源装置1。行驶马达M例如是三相交流马达。
电源装置1具有：设置有作为第一蓄电器的高压电池BH的高电压电路10；与车辆用辅机22连接的低电压电路20；电压变换器30(以下，使用“VCU(Voltage Control Unit：电压控制单元)30”这样的略称)；旁路电路70；逆变器40；将VCU 30和逆变器40连接的主正极线MPL和主负极线MNL；对设置于VCU 30和逆变器40的多个开关元件进行驱动的栅极驱动器电路50；电流传感器CS；以及作为对它们进行控制的电子控制模块的ECU 60。
高电压电路10具有：将高压电池BH的正极和主正极线MPL连接的正极线PLH；将高压电池BH的负极和主负极线MNL连接的负极线NLH；设置于正极线PLH的正极接触器11；设置于负极线NLH的负极接触器12；设置在正极线PLH中的比正极接触器11靠主正极线MPL侧的位置的高压外部正极端子15；以及设置在负极线NLH中的比负极接触器12靠主负极线MNL侧的位置的高压外部负极端子16。
高压电池BH是能够实现将化学能变换成电能的放电以及将电能变换成化学能的充电这双方的二次电池。以下，对使用通过使锂离子在电极间移动而进行充放电的所谓锂离子蓄电池来作为该高压电池BH的情况进行说明，但本发明不限于此。
另外，以下，对使用其充满电时电压比低压外部充电器CL的输出电压高且比高压外部充电器CH的输出电压低的电池来作为高压电池BH的情况进行说明。更具体地说，高压电池BH的充满电时电压为例如800[V]，但本发明不限于此。
并且，在该高压电池BH中设置有传感器单元SH。传感器单元SH由多个传感器构成，该多个传感器检测为了取得高压电池BH的充电率(用百分率表示电池的剩余容量相对于充满电容量的比率，以下称为“SOC(State Of Charge：充电状态)”)而需要的物理量，并将与检测值对应的检测信号bh发送给ECU 60。更具体地说，传感器单元SH由检测高压电池BH的电压的电压传感器、检测高压电池BH的电流的电流传感器、以及检测高压电池BH的温度的温度传感器等构成。外部充电的执行中或行驶中的高压电池BH的SOC根据使用了来自传感器单元SH的检测信号bh的已知的算法而在例如ECU 60中逐次算出。
接触器11、12是在没有输入来自外部的指令信号的状态下断开而截断高压电池BH与端子15、16和线MPL、MNL的导通、在输入指令信号的状态下闭合而将高压电池BH与端子15、16和线MPL、MNL连接的常开型。这些接触器11、12根据从ECU 60发送的指令信号而进行开闭。另外，负极接触器12是具有用于缓和流向电容器的突入电流的预充电电阻的预充电接触器。
高压外部正极端子15和高压外部负极端子16分别与高压外部充电器CH的正极输出端子和负极输出端子连接。以下，将这2个端子15、16总称为高压外部端子17。
低电压电路20包含：低压外部正极端子25和低压外部负极端子26；将低压外部正极端子25和VCU 30的低压侧正极端子31连接的正极线PLL；将低压外部负极端子26和VCU30的低压侧负极端子32连接的负极线NLL；以及与该正极线PLL和负极线NLL连接的车辆用辅机22。
车辆用辅机22具有：电池加热器、空调逆变器和DC-DC转换器等多种辅机类；以及作为用于驱动该多种辅机类的电源的辅机电池(例如，铅电池)等。
低压外部正极端子25和低压外部负极端子26分别与低压外部充电器CL的正极输出端子和负极输出端子连接。以下，将这2个端子25、26总称为低压外部端子27。
VCU 30设置在高电压电路10与低电压电路20之间。VCU 30的低压侧正极端子31和低压侧负极端子32分别像上述那样与低电压电路20的正极线PLL和负极线NLL连接。VCU 30的高压侧正极端子33和高压侧负极端子34分别经由主正极线MPL和主负极线MNL而与高电压电路10的正极线PLH和负极线NLH连接。
VCU 30是使电抗器L、平滑电容器C1、上臂元件3H、下臂元件3L、负母线35组合而构成的双向DC-DC转换器。
负母线35是将低压侧负极端子32和高压侧负极端子34连接的配线。平滑电容器C1的一端侧与低压侧正极端子31连接，其另一端侧与负母线35连接。电抗器L的一端侧与低压侧正极端子31连接，其另一端侧连接于上臂元件3H与下臂元件3L的连接节点。
上臂元件3H具有上臂开关元件36以及与该上臂开关元件36并联连接的二极管37。下臂元件3L具有下臂开关元件38以及与该下臂开关元件38并联连接的二极管39。这些开关元件36、38串联连接在高压侧正极端子33与负母线35之间。上臂开关元件36的集电极与高压侧正极端子33连接。下臂开关元件38的发射极与负母线35连接。二极管37的顺向为从电抗器L朝向高压侧正极端子33的方向。二极管39的顺向为从负母线35朝向电抗器L的方向。另外，这些开关元件36、38分别使用IGBT或MOSFET等已知的功率开关元件。
通过由栅极驱动器电路50根据来自ECU 60的控制信号而生成的栅极驱动信号，分别使上臂开关元件36和下臂开关元件38接通或者断开。
根据像以上那样构成的VCU 30，通过利用由栅极驱动器电路50在规定的时机生成的栅极驱动信号使开关元件36、38进行接通/断开驱动，而像后面详细说明的那样，发挥升压功能和降压功能。升压功能是指将施加到低压侧的端子間31、32的电压升压后向高压侧的端子间33、34输出的功能，由此电流从低电压电路20向高电压电路10和逆变器40流动。并且，降压功能是指将施加到高压侧的端子间33、34的电压降压后向低压侧端子31、32输出的功能，由此电流从高电压电路10和逆变器40向低电压电路20流动。
旁路电路70具有：旁路线71，其绕过VCU 30，将高电压电路10和低电压电路20连接；以及旁路二极管72，其被设置于该旁路线71上，让从低电压电路20流向高电压电路10的电流通过。通过设置这样的旁路电路70，在低电压电路20侧的电压比高电压电路10和逆变器40侧的电压高的情况下，即使处于停止VCU 30的驱动的状态(更具体地说，处于使VCU 30的两开关元件36、38断开的状态)，也能够使电流从低电压电路20侧向高电压电路10和逆变器40侧流动。
逆变器40例如是具有桥接电路的基于脉冲宽度调制的PWM逆变器，该桥接电路是使多个开关元件(例如，IGBT)桥接而构成的。逆变器40在其一侧与主正极线MPL和主负极线MNL连接，在另一侧与行驶马达M的U相、V相、W相的各线圈连接。
逆变器40具有桥接电路和平滑电容器C2，该桥接电路是按照每个相使与行驶马达M的U相连接的上侧U相开关元件UH和下侧U相开关元件UL、与行驶马达M的V相连接的上侧V相开关元件VH和下侧V相开关元件VL、与行驶马达M的W相连接的上侧W相开关元件WH和下侧W相开关元件WL桥接而构成的。电流传感器CS检测行驶马达M的各相的电流，将与检测值对应的信号发送给ECU 60。
在车辆行驶时，ECU 60使用电流传感器CS的检测信号来生成扭矩电流指令信号，并向栅极驱动器电路50输入。栅极驱动器电路50根据来自ECU 60的扭矩电流指令信号而生成对各开关元件UH、UL、VH、VL、WH、WL的驱动信号，按照规定的相位对这些开关元件进行驱动。由此，在行驶马达M的定子线圈中产生旋转磁场，使行驶马达M的输出轴旋转。
接着，对由低压外部充电器CL进行外部充电的具体的步骤进行说明。
图2是示出由低压外部充电器CL进行外部充电的具体的步骤的流程图。图2所示的处理例如是与如下情况对应地在ECU 60中执行的，该情况是指：通过使低压外部充电器CL与低压外部端子27连接，成为能够从低压外部充电器CL向电源装置1供给电力并且能够进行低压外部充电器CL与ECU 60之间的PLC通信的状态，进而将接触器11、12接通。
首先，在S1中，ECU 60使用来自传感器单元SH的检测信号bh而取得高压电池BH的电压，判别该高压电池BH的电压是否比低压外部充电器CL的充电电压(在本实施方式中为500[V])低。ECU 60在S1的判别结果为“是”的情况下转移到S2，在“否”的情况下转移到S4。
在S2中，ECU 60停止VCU 30的驱动，执行利用了旁路电路70的旁路充电，转移到S3。在像上述那样高压电池BH的电压比低压外部充电器CL的充电电压低的情况下，当停止VCU 30的驱动时，经由旁路线71而从低压外部充电器CL向高压电池BH供给电流，由此对高压电池BH进行充电。另外，在执行该旁路充电时，经由旁路线71而向高压电池BH供给来自低压外部充电器CL的电流，同时经由低电压电路20向车辆用辅机22供给来自低压外部充电器CL的电流。
在S3中，ECU 60判别高压电池BH的电压是否为低压外部充电器CL的充电电压以上。ECU 60在S3的判别结果为“是”的情况下转移到S4，在为“否”的情况下返回S2，继续进行旁路充电。
在S4中，ECU 60通过使VCU 30执行升压动作，利用VCU 30的升压功能而从低压外部充电器CL向高压电池BH供给电流，从而执行对高压电池BH进行充电的升压充电，转移到S5。
图3是用于说明升压动作时的电流的流动的电路图。
首先，当使VCU 30的下臂开关元件38接通时，通过从低压外部充电器CL供给的电流I1而在电抗器L中蓄积能量，并且电流从平滑电容器C2向高压电池BH流动。然后，当使下臂开关元件38断开时，蓄积在电抗器L中的能量作为放电电流I2经由二极管37向高压电池BH流动，并且在平滑电容器C2中蓄积能量。在升压动作时，通过以上的步骤按照规定的周期使下臂开关元件38接通/断开，而从低压外部充电器CL向高压电池BH供给电流。另外，在该升压动作时，按照规定的周期使上臂开关元件36接通/断开或者持续断开。
返回图2，在S4中，ECU 60通过以上的步骤使VCU 30执行升压动作，从而通过来自低压外部充电器CL的电流对高压电池BH进行充电。另外，在该升压充电的执行时，经由VCU30向高压电池BH供给来自低压外部充电器CL的电流，同时经由低电压电路20向车辆用辅机22供给来自低压外部充电器CL的电流。
在S5中，ECU 60判别高压电池BH是否达到充满电。ECU 60在S5的判别结果为“是”的情况下结束图2的处理，在为“否”的情况下返回S4，继续进行升压充电。另外，在S5中判断高压电池BH是否达到充满电的主体可以是ECU 60，也可以是低压外部充电器CL。
接着，对由高压外部充电器CH进行外部充电的具体的步骤进行说明。
图4是示出由高压外部充电器CH进行外部充电的具体的步骤的流程图。图4所示的处理例如是与如下情况对应地在ECU 60中执行的，该情况是指：通过使高压外部充电器CH与高压外部端子17连接，成为能够从高压外部充电器CH向电源装置1供给电力并且能够进行高压外部充电器CH与ECU 60之间的PLC通信的状态，进而将接触器11、12接通。
首先，在S11中，ECU 60使VCU 30执行降压动作，通过利用VCU 30的降压功能而从高压外部充电器CH向车辆用辅机22供给电流，从而执行向车辆用辅机22供给电流并且对高压电池BH进行充电的降压供电，转移到S12。
图5是用于说明降压动作时的电流的流动的图。
首先，当使VCU 30的上臂开关元件36接通时，从高压外部充电器CH供给的电流I1在上臂开关元件36中流动，通过该电流I1而在电抗器L和平滑电容器C1中蓄积能量，并且驱动车辆用辅机22。然后，当使上臂开关元件36断开时，蓄积在电抗器L中的能量作为放电电流I2向车辆用辅机22供给，并且蓄积在平滑电容器C1中的电荷也向车辆用辅机22供给。在降压动作时，通过以上的步骤按照规定的周期使上臂开关元件36接通/断开，而从高压外部充电器CH向车辆用辅机22供给电流。另外，在该降压动作时，按照规定的周期使下臂开关元件38接通/断开或者持续断开。
返回图4，在S11中，ECU 60通过以上的步骤使VCU 30执行降压动作，从而从高压外部充电器CH向车辆用辅机22供给电流。另外，像上述那样，高压外部充电器CH的充电电压比高压电池BH的充满电时电压高。因此，在该降压供电时，电流从高压外部充电器CH直接供给到高压电池2而不经由VCU 30。
在S12中，ECU 60判别高压电池BH是否已达到充满电。ECU 60在S12的判别结果为“是”的情况下结束图4的处理，在为“否”的情况下返回S11，继续进行降压供电。另外，S12的判断主体与上述的S5同样，可以是ECU 60，也可以是高压外部充电器CH。
另外，在车辆行驶时，即在外部充电器CH、CL都不与电源装置1连接的状态下，用于从高压电池BH向车辆用辅机22供给电流的步骤与上述S11的降压供电相同，因此省略说明。即，在车辆行驶时，ECU 60通过使VCU 30执行降压动作而从高压电池BH向车辆用辅机22供给电流。
根据本实施方式的电源装置1，实现以下的效果。
(1)在电源装置1中，设置有旁路线71，该旁路线71绕过VCU 30，将高电压电路10和低电压电路20连接，在该旁路线71上设置有让从低电压电路20侧流向高电压电路10侧的电流通过的旁路二极管72。并且，在由低压外部充电器CL进行外部充电时高压电池BH的电压比低压外部充电器CL的充电电压低的情况下，ECU60停止VCU 30的驱动，利用该电位差经由旁路线71而从低压外部充电器CL向高压电池BH供给电流。因此，根据电源装置1，在高压电池BH的低电压时，能够绕过VCU 30而进行外部充电，因此能够相应地降低外部充电时的损失。
(2)在电源装置1中，在由低压外部充电器CL进行外部充电时高压电池BH的电压为低压外部充电器CL的充电电压以上的情况下，通过使VCU 30执行升压动作而从低压外部充电器CL向高压电池BH供给电流。由此，例如即使在使用其充满电时电压比低压外部充电器CL的充电电压高的电池作为高压电池BH的情况下，也能够通过使用了低压外部充电器CL的外部充电而使高压电池BH充满电。
(3)在通过低压外部充电器CL对其充满电时电压比低压外部充电器CL的充电电压高的高压电池BH进行外部充电的情况下，首先，ECU 60停止VCU 30，执行利用了旁路线71的旁路充电。由此，在外部充电初期的期间，能够绕过VCU 30来进行外部充电，因此能够相应地降低外部充电时的损失。并且，在通过经由该旁路线71的外部充电使高压电池BH的电压上升了一定程度之后，在到高压电池BH充满电为止的期间，通过执行利用了VCU 30的升压功能的升压充电，能够继续进行外部充电，直到高压电池BH的电压达到比充电电压高的充满电时电压为止。如上，根据电源装置1，即使在高压电池BH的充满电时电压比低压外部充电器CL的充电电压高的情况下，也能够一边降低外部充电时的损失一边使高压电池BH充满电。
(4)在电源装置1中，在由低压外部充电器CL进行外部充电时，向车辆用辅机22供给来自低压外部充电器CL的电流，在车辆行驶时，通过使VCU 30执行降压动作而向车辆用辅机22供给来自高压电池BH的电流。由此，能够在外部充电时与不经由VCU 30的情况相应地降低损失而驱动车辆用辅机22，并且能够在车辆行驶时通过使VCU 30进行降压动作而驱动车辆用辅机22。
(5)在电源装置1中，在低电压电路20中设置有与低压外部充电器BL连接的低压外部端子27，并且在高电压电路10中设置有与充电电压比该低压外部充电器CL高的高压外部充电器CH连接的高压外部端子17。由此，在由高压外部充电器CH进行外部充电时，能够从高压外部充电器CH向高压电池BH直接供给电流而不经由VCU 30，因此能够相应地降低损失。即，在存在一并使用充电电压不同的外部充电器CH、CL的情况时，通过在电源装置1中根据充电电压的高低而在上述的位置设置外部端子17、27，从而在使用任意的外部充电器CH、CL的情况下都能够实现损失较少的外部充电。
(6)在电源装置1中，在由高压外部充电器CH进行外部充电时，通过使VCU30执行降压动作而从高压外部充电器CH向车辆用辅机22供给电流。由此，在使用外部充电器CH、CL中的任意充电器的情况下，都能够向车辆用辅机22供给电流，对该车辆用辅机22进行驱动。
＜第二实施方式＞
接着，参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。
图6是示出搭载有本实施方式的电源装置1A的电动车辆VA(以下，简称为“车辆VA”)和针对该车辆VA的2种外部充电器CH、CL的结构的图。另外，在以下的说明中，对与上述第一实施方式的车辆V和电源装置1相同的结构标注相同的标号，省略其详细的说明。
电源装置1A相对于图1所示的电源装置1，不同之处在于如下方面：还具有低压电池BL；以及低电压电路20A的结构。低电压电路20A包含：将低压电池BL的正极和VCU 30的低压侧正极端子31连接的正极线PLL；将低压电池BL的负极和VCU 30的低压侧负极端子32连接的负极线NLL；设置于正极线PLL的正极接触器23A；设置于负极线NLL的负极接触器24A；设置在正极线PLL中的比正极接触器23A靠VCU 30侧的低压外部正极端子25；设置在负极线NLL中的比负极接触器24A靠VCU 30侧的位置的低压外部负极端子26；以及与正极线PLL和负极线NLL中的比低压外部端子27靠VCU 30侧的位置连接的车辆用辅机22。
低压电池BL是能够进行将化学能变换成电能的放电以及将电能变换成化学能的充电这双方的二次电池。以下，对使用通过使锂离子在电极间移动而进行充放电的所谓锂离子蓄电池作为该高压电池BH的情况进行说明，但本发明不限于此。
另外，以下，对使用其充满电时电压比低压外部充电器CL的输出电压低的电池作为低压电池BL的情况进行说明。更具体地说，低压电池BL的充满电时电压例如为260[V]，但本发明不限于此。
并且，高压电池BH与低压电池BL除了充满电时电压之外，存在以下的差异。高压电池BH的输出重量密度比低压电池BL的输出重量密度低，但能量重量密度高。即，高压电池BH在能量重量密度的方面比低压电池BL优越，低压电池BL在输出重量密度的方面比低压电池BL优越。另外，能量重量密度是指每单位重量的电力量[Wh/kg]，输出重量密度是指每单位重量的电力[W/kg]。因此，能量重量密度优越的高压电池BH是以高容量为主要目的的蓄电器，输出重量密度优越的低压电池BL是以高输出为主要目的的蓄电器。
并且，在该低压电池BL中设置有传感器单元SL。传感器单元SL由多个传感器构成，该多个传感器检测为了取得低压电池BL的SOC而需要的物理量，并将与检测值对应的检测信号bl发送给ECU 60A。更具体地说，传感器单元SL由检测低压电池BL的电压的电压传感器、检测低压电池BL的电流的电流传感器、以及检测低压电池BL的温度的温度传感器等构成。外部充电的执行中或行驶中的低压电池BL的SOC根据使用了来自传感器单元SL的检测信号bl的已知的算法而在例如ECU60A中逐次算出。
接触器23A、24A是在没有输入来自外部的指令信号的状态下断开而截断低压电池BL与低压外部端子27和线MPL、MNL的导通、在输入指令信号的状态下闭合而将低压电池BL与低压外部端子27和线MPL、MNL连接的常开型。这些接触器23A、24A根据从ECU 60A发送的指令信号而进行开闭。另外，负极接触器24A是具有用于缓和流向电容器的突入电流的预充电电阻的预充电接触器。
关于在电源装置1A中通过低压外部充电器CL来进行外部充电的步骤进行说明。
首先，一边使用低压外部充电器CL对高压电池BH进行充电一边向车辆用辅机22供给电力的步骤与参照图2所说明的步骤相同。即，在高压电池BH的电压比低压外部充电器CL的充电电压低的期间停止VCU 30的驱动而进行旁路充电(参照图2的S2)，在高压电池BH的电压为充电电压以上之后，使VCU 30执行升压动作而进行升压充电(参照图2的S4)，由此向高压电池BH和车辆用辅机22供给来自低压外部充电器CL的电流。并且，像上述那样，低压电池BL的充满电时电压比低压外部充电器CL的充电电压低。因此，在本实施方式的电源装置1A中，在像上述那样从低压外部充电器CL向车辆用辅机22供给电流的期间，还向低压电池BL供给来自低压外部充电器CL的电流。在电源装置1A中，通过以上的步骤，能够从低压外部充电器CL向高压电池BH、低压电池BL以及车辆用辅机22同时供给电流。
接着，关于在电源装置1A中通过高压外部充电器CH进行外部充电的步骤进行说明。
首先，一边使用高压外部充电器CH来进行高压电池BH的充电一边向车辆用辅机22供给电力的步骤与参照图4而说明的步骤相同。即，通过使VCU 30执行降压动作，而从高压外部充电器CH向高压电池BH直接供给电流，并且从高压外部充电器CH经由VCU 30向车辆用辅机22供给电流(参照图4的S11)。并且，在本实施方式的电源装置1A中，当像这样进行降压供电时，与向车辆用辅机22供给电流一同地，还从高压外部充电器CH经由VCU 30向低压电池BL供给电流。在电源装置1A中，通过以上的步骤，能够从高压外部充电器CH向高压电池BH、低压电池BL以及车辆用辅机22同时供给电流。
接着，对在电源装置1A中在车辆行驶时通过低压电池BL来进行高压电池BH的充电的步骤进行说明。
图7是示出车辆行驶时的高压电池BH充电的具体步骤的流程图。图7所示的处理是与如下情况对应地在ECU 60A中执行的，该情况是指：在车辆行驶时、即在与外部充电器CH、CL都不连接的状态下，产生了高压电池BL的充电请求。这里，产生高压电池BL的充电请求的情况具体而言是指例如高压电池BH的SOC显著降低且低压电池BL的SOC接近充满电的情况。
首先，在S21中，ECU 60A使用来自传感器单元SH、SL的检测信号bh、bl而取得高压电池BH和低压电池BL的电压，判别该高压电池BH的电压是否比低压电池BL的电压低。ECU60A在S21的判别结果为“是”的情况下，转移到S22，在为“否”的情况下，转移到S23。
在S22中，ECU 60A停止VCU 30的驱动，执行利用了旁路电路70的旁路充电，转移到S24。在电源装置1A中，在高压电池BH的电压比低压电池BL的电压低的情况下，当停止VCU30的驱动时，经由旁路线71而从低压电池BL向高压电池BH供给电流，由此对高压电池BH进行充电。另外，在执行该旁路充电时，经由旁路线71向高压电池BH供给来自低压电池BL的电流。
在S23中，ECU 60A使VCU 30执行升压动作，通过利用VCU 30的升压功能而从低压电池BL向高压电池BH供给电流，从而执行对高压电池BH进行充电的升压充电，转移到S24。另外，由于S23中的升压充电的具体的步骤与图2的S4相同，因此省略详细的说明。
在S24中，ECU 60A判别高压电池BH的充电是否已完成。ECU 60A使用来自传感器单元SH、SL的检测信号bh、bl来计算电池BH、BL各自的SOC，使用该SOC来判别高压电池BH的充电是否已完成。ECU 60A在S24的判别结果为“是”的情况下结束图7的处理，在为“否”的情况下返回S21。
根据本实施方式的电源装置1A，实现以下的效果。
(7)在电源装置1A中设置有旁路线71，该旁路线71绕过VCU 30，将高电压电路10和低电压电路20A连接，在该旁路线71上设置有旁路二极管72，该旁路二极管72让从低电压电路20A侧流向高电压电路10侧的电流通过。并且，ECU 60A在由低压电池BL对高压电池BH进行充电时低压电池BL的电压比高压电池BH的电压高的情况下，停止VCU 30的驱动，利用该电位差经由旁路线71而从低压电池BL向高压电池BH供给电流。因此，根据电源装置1A，在高压电池BH的低电压时，由于能够绕过VCU 30而从低压电池BL向高压电池BH供给电流，因此能够相应地降低将低压电池BL作为电力供给源的充电时的损失。
(8)在电源装置1A中，在由高压外部充电器CH进行外部充电时，向高压电池BH直接供给来自高压外部充电器CH的电流而不经由VCU 30，并且通过使VCU30执行降压动作而向低压电池BL供给来自高压外部充电器CH的电流。由此，在使用高压外部充电器CH的情况下，至少对于高压电池BH，能够实现不经由VCU 30的低损失的外部充电。另一方面，在由低压外部充电器BL进行外部充电时，根据其电压而经由VCU 30或者旁路线71向高压电池BH供给来自低压外部充电器CL的电流，并且向低压电池BL直接供给来自低压外部充电器CL的电流而不经由VCU 30。由此，在使用低压外部充电器CL的情况下，对于低压电池BL，能够实现不经由VCU30的低损失的外部充电，并且对于高压电池BH，也能够实现根据其电压而尽可能地降低损失的外部充电。
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限于此。也可以在本发明的主旨的范围内适当变更细节部分的结构。
例如，在上述第一实施方式的图2所示的处理中，在S1和S3中，对使用传感器单元SH所取得的高压电池BH的电压与低压外部充电器CL的充电电压进行了比较，但本发明不限于此。高压电池BH的电压与高压电池BH的SOC正相关。即，高压电池BH的电压越高，则其SOC也越高。因此，在上述的S1和S3中，即使将使用传感器单元SH所取得的高压电池BH的SOC和与低压外部充电器CL的充电电压相关联的判定值相比较，也实现同等的效果。
并且，例如在上述第二实施方式的图7所示的处理中，在S21中，对使用传感器单元SH、SL所取得的高压电池BH的电压与低压电池BL的电压进行了比较，但本发明不限于此。像上述那样各电池BH、BL的电压与各个SOC正相关。因此，在上述S21中，即使将使用传感器单元SH所取得的高压电池BH的SOC和与低压电池BL的电压相关联的判定值相比较，也实现同等的效果。

Claims (10)

1.一种车辆的电源装置，其具有：
第一电路，其设置有第一蓄电器；
第二电路，其与第二外部充电器连接；
电压变换器，其将所述第一电路和所述第二电路连接，具有将施加到所述第二电路侧的电压升压后向所述第一电路侧输出的升压功能；
控制装置，其控制所述电压变换器；以及
第一充电参数取得单元，其取得与所述第一蓄电器的蓄电量相关的第一充电参数的值，
该车辆的电源装置的特征在于，具有：
旁路线，其绕过所述电压变换器，将所述第一电路和所述第二电路连接；以及
二极管，其被设置于所述旁路线，让从所述第二电路侧流向所述第一电路侧的电流通过，
在由所述第二外部充电器进行外部充电时所述第一充电参数的值比与所述第二外部充电器的充电电压相关联的判定值小的情况下，所述控制装置使所述电压变换器停止，经由所述旁路线而从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流。
2.根据权利要求1所述的车辆的电源装置，其特征在于，
在由所述第二外部充电器进行外部充电时所述第一充电参数的值为所述判定值以上的情况下，所述控制装置通过使所述电压变换器执行升压动作而从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流。
3.一种车辆的电源装置，其具有：
第一电路，其设置有第一蓄电器；
第二电路，其与第二外部充电器连接；
电压变换器，其将所述第一电路和所述第二电路连接，具有将施加到所述第二电路侧的电压升压后向所述第一电路侧输出的升压功能；以及
控制装置，其控制所述电压变换器，
该车辆的电源装置的特征在于，具有：
旁路线，其绕过所述电压变换器，将所述第一电路和所述第二电路连接；以及
二极管，其被设置于所述旁路线上，让从所述第二电路侧流向所述第一电路侧的电流通过，
所述第一蓄电器的充满电时电压比所述第二外部充电器的充电电压高，
在由所述第二外部充电器进行外部充电时，首先，所述控制装置使所述电压变换器停止，经由所述旁路线而从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流，然后在到所述第一蓄电器充满电为止的期间，所述控制装置使所述电压变换器执行升压动作，从所述第二外部充电器向所述第一蓄电器供给电流。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的电源装置，其特征在于，
所述电压变换器还具有将施加到所述第一电路侧的电压降压后向所述第二电路侧输出的降压功能，
所述第二电路与车辆用辅机连接，
在由所述第二外部充电器进行外部充电时，对所述车辆用辅机供给来自该第二外部充电器的电流，在车辆行驶时，通过使所述电压变换器执行降压动作而对所述车辆用辅机供给来自所述第一蓄电器的电流。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的电源装置，其特征在于，
所述第一电路与第一外部充电器连接，该第一外部充电器的充电电压比所述第二外部充电器的充电电压高，
在由所述第一外部充电器进行外部充电时对所述第一蓄电器供给来自该第一外部充电器的电流。
6.根据权利要求4所述的车辆的电源装置，其特征在于，
所述第一电路与第一外部充电器连接，该第一外部充电器的充电电压比所述第二外部充电器的充电电压高，
在由所述第一外部充电器进行外部充电时，所述控制装置通过使所述电压变换器执行降压动作而从所述第一外部充电器向所述车辆用辅机供给电流。
7.根据权利要求5所述的车辆的电源装置，其特征在于，
在所述第二电路中设置有第二蓄电器，该第二蓄电器的充满电时电压比所述第一蓄电器的充满电时电压低，
在由所述第一外部充电器进行外部充电时，通过使所述电压变换器执行降压动作而对所述第二蓄电器供给来自所述第一外部充电器的电流，在由所述第二外部充电器进行外部充电时，对所述第二蓄电器供给来自所述第二外部充电器的电流。
8.根据权利要求4所述的车辆的电源装置，其特征在于，
所述第一电路与第一外部充电器连接，该第一外部充电器的充电电压比所述第二外部充电器的充电电压高，
在由所述第一外部充电器进行外部充电时对所述第一蓄电器供给来自该第一外部充电器的电流。
9.根据权利要求6所述的车辆的电源装置，其特征在于，
在所述第二电路中设置有第二蓄电器，该第二蓄电器的充满电时电压比所述第一蓄电器的充满电时电压低，
在由所述第一外部充电器进行外部充电时，通过使所述电压变换器执行降压动作而对所述第二蓄电器供给来自所述第一外部充电器的电流，在由所述第二外部充电器进行外部充电时，对所述第二蓄电器供给来自所述第二外部充电器的电流。
10.一种车辆的电源装置，其具有：
第一电路，其设置有第一蓄电器；
第二电路，其设置有第二蓄电器；
电压变换器，其将所述第一电路和所述第二电路连接，具有将施加到所述第二电路侧的电压升压后向所述第一电路侧输出的升压功能；
第一充电参数取得单元，其取得与所述第一蓄电器的蓄电量相关的第一充电参数的值；以及
控制装置，其控制所述电压变换器，
该车辆的电源装置的特征在于，具有：
旁路线，其绕过所述电压变换器，将所述第一电路和所述第二电路连接；以及
二极管，其被设置于所述旁路线上，让从所述第二电路侧流向所述第一电路侧的电流通过，
在由所述第二蓄电器对所述第一蓄电器进行充电时，在所述第一充电参数的值比与所述第二蓄电器的电压相关联的判定值小的情况下，所述控制装置使所述电压变换器停止，经由所述旁路线而从所述第二蓄电器向所述第一蓄电器供给电流。
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