CN110062989B - 电源系统 - Google Patents

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Abstract

电源系统包括：蓄电池；充电器，其将经由充电端口从外部电源输入的电力的电压变换为对蓄电池充电所需的电压；以及系统内的电源装置，其连接于充电端口与充电器之间。电源装置具备电压变换器，该电压变换器将该电源装置的输出电力的电压变换为与外部电源的电压相当的电压。

Description

电源系统
技术领域
本发明涉及一种使用从外部输入的电力来对蓄电池进行充电的电源系统及其控制方法。
背景技术
在电动汽车中一般设置有对从外部电源输入的电压进行变换来对蓄电池进行充电的充电器。例如，在JP2013-150497A中公开了如下一种系统：将充电器的连接目的地从外部电源切换为太阳能电池等辅助电源来经由充电器从辅助电源向蓄电池供给电力。
发明内容
在上述那样的系统中，例如，当构成电源装置的辅助电源的输出电力的电压脱离充电器的可输入电压范围时，充电器不再进行动作，因此即使在需要对蓄电池充电的状况下，电源装置的电力也不被供给到蓄电池。
对此，还能够在辅助电源与蓄电池之间直接连接用于将辅助电源的输出电力的电压变换为对蓄电池充电所需的电压的变换器来对蓄电池进行充电。然而，在将辅助电源的输出电力的电压变换为蓄电池的电压中存在变换器大型化和高成本化这样的问题。
本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种电源系统及其控制方法，在需要对蓄电池充电的状况下可靠地从电源装置进行充电，并且抑制用于对电源装置的输出电压进行变换的变换器的尺寸及成本。
根据本发明的某一方式，是一种电源系统，具备蓄电池和充电器，其中，该充电器用于将经由充电端口从外部电源输入的电力的电压变换为对蓄电池充电所需的电压，所述电源系统还包括连接于充电端口与充电器之间的系统内的电源装置。电源装置具备电压变换器，该电压变换器用于将该电源装置的输出电力的电压变换为与外部电源的电压相当的电压。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式中的电源系统的结构的一例的结构图。
图2是说明电源装置的输出电力的电压与DC/DC变换器的绝缘方式之间的关系的图。
图3是示出构成电源系统的充电器的结构例的电路图。
图4是示出与本实施方式中的电源系统的控制方法有关的处理过程例的流程图。
图5是示出本发明的第二实施方式中的电源系统的结构的一例的结构图。
图6是示出本发明的第三实施方式中的电源系统的结构的一例的结构图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是示出本发明的第一实施方式中的电源系统100的结构的一例的结构图。
电源系统100例如被设置于物体自身进行移动的移动体。作为搭载电源系统100的移动体，例如能够列举包括混合动力车在内的电动汽车以及电车之类的车辆、飞机、船舶等。
电源系统100是接受从外部电源9供给的电力并利用该电力来对强电蓄电池1进行充电的充电系统。在电源系统100中设置有用于将外部电源9与电源系统100电连接的充电端口100a。
并且，电源系统100具备用于检测从外部电源9输入的电压或电流的检测器100b。检测器100b例如检测从外部电源9输入的电压或电流，并将检测出的值输出到控制器5。
外部电源9设置于电源系统100的外部，是向负载供给直流DC或交流AC的电力的电源。外部电源9例如是以数百伏特(V)的交流电压输出电力的商用电源。本实施方式的外部电源9经由充电端口100a利用100V或200V的交流电压向电源系统100的内部供给电力。
外部电源9具备用于与充电端口100a连接的接口即所谓的充电枪，外部电源9的充电枪被嵌合于充电端口100a。在充电端口100a设置有用于探测是否嵌合有外部电源9的充电枪的嵌合传感器，嵌合传感器的输出信号被输入到控制器5。此外，嵌合传感器用于估计是否被输入了从外部电源9供给的电力的电压。
本实施方式的电源系统100搭载于车辆，向用于驱动车辆的驱动装置10供给电力。驱动装置10例如由电动马达、以及用于将强电蓄电池1的直流电力变换为向电动马达供给的交流电力的逆变器等构成。
电源系统100具备强电蓄电池1、充电器2、开关3、电源装置4以及控制器5。电源装置4具备辅助电源41和DC/DC变换器42。
强电蓄电池1是向驱动装置10供给电力的电源。本实施方式的强电蓄电池1是利用数百伏特(V)的直流电压来输出电力的所谓的强电系统的直流电源。强电蓄电池1例如输出400V左右的电压。强电蓄电池1能够由锂离子蓄电池、铅蓄电池等实现。
充电器2是对从外部电源9输入的电力的电压进行变换来对强电蓄电池1进行充电的电气电路。即，充电器2将输入电力的电压变换为对强电蓄电池1充电所需的规定的充电电压后输出到强电蓄电池1。充电器2例如是车载充电器。
向充电器2的输入端子Ti2输入从外部电源9供给的电力的交流电压。充电器2将该输入电力的电压变换为直流电压，且将输入电力的电压变换为强电蓄电池1的充电电压值。关于充电器2的输入电压范围，例如下限值为AC85V，上限值为AC 264V。此外，充电器2即使被输入直流电压也能够进行动作。另外，在对充电器2施加了输入电压范围外的电压的情况下，在充电器2中不进行升压动作。
本实施方式的充电器2具备输入滤波器21、整流电路22、升压电路23、绝缘升压电路24以及输出滤波器25。
输入滤波器21是将从外部电源9向充电器2的输入端子Ti2输入的电力的交流电压信号的噪声成分去除的电气电路。输入滤波器21将被去除噪声成分后的交流电压信号输出到整流电路22。
整流电路22构成将交流AC的输入电压变换为直流DC的输出电压的AC/DC电路。整流电路22例如将从输入滤波器21输出的交流电压信号从正弦波形变换为半波整流波形或全波整流波形。整流电路22将整流后的电压信号输出到升压电路23。
升压电路23是使从整流电路22供给的电压信号的电平升压到规定的电压值的电气电路。升压电路23将升压后的电压信号输出到绝缘升压电路24。
升压电路23例如能够由PFC(Power Factor Correction：功率因数校正)电路实现。升压电路23的升压比能够变更，例如被控制器5控制。这里所说的升压比是指升压电路23中的输出电压相对于输入电压的比率。
绝缘升压电路24是将升压电路23与输出滤波器25之间电绝缘、并且将从升压电路23供给的电力的电压信号的电平升压到对强电蓄电池1充电用的电压值的电气电路。绝缘升压电路24的升压比被设定为固定的值。
绝缘升压电路24具备DC/AC电路241、变压器242以及AC/DC电路243。
DC/AC电路241将从升压电路23供给的直流DC的电压信号变换为交流AC的电压信号。DC/AC电路241将变换得到的交流AC的电压信号输出到变压器242。
变压器242由一对绕组构成。变压器242将从DC/AC电路241输出的交流AC的电压信号与AC/DC电路243绝缘，并且使用根据该交流AC的电压信号产生的感应电动势来生成其电平比交流AC的电压信号的电平高的交流AC的高电压信号。变压器242将该交流AC的高电压信号输出到AC/DC电路243。
AC/DC电路243将从变压器242取出的交流AC的高电压信号变换为直流DC的高电压信号。AC/DC电路243将变换得到的高电压信号输出到输出滤波器25。
像这样，绝缘升压电路24使用变压器242来将外部电源9与强电蓄电池1绝缘，并且使从外部电源9供给的电力的电压信号的电平上升到强电蓄电池1的充电电压。
输出滤波器25是将从AC/DC电路243输出的高电压信号的噪声成分去除的电气电路。输出滤波器25将被去除噪声成分后的直流DC的高电压信号输出到充电器2的输出端子To2。由此，向强电蓄电池1供给直流DC的高电压信号来对强电蓄电池1进行充电。
开关3将电源装置4的输出端子To4与充电器2的输入端子Ti2之间连接或切断，以避免在车辆停车时驾驶员等触电。开关3的切换由控制器5进行。例如，在车辆行驶中，开关3的状态根据强电蓄电池1的剩余容量的大小而从切断状态被切换为连接状态，使得使用电源装置4的电力来对强电蓄电池1进行充电。
电源装置4是经由充电器2向强电蓄电池1供给电力的系统内电源装置。电源装置4具备辅助电源41和DC/DC变换器42。电源装置4连接于充电端口100a与充电器2之间。此外，电源装置4可以连接于充电端口100a本身，也可以连接于充电器2本身。
辅助电源41是用于对强电蓄电池1的电力进行辅助的电源。辅助电源41例如通过数十伏特或数百伏特的直流电压来生成电力。作为辅助电源41，能够列举燃料电池、太阳能电池、二次电池等直流电源。
在本实施方式中，辅助电源41输出与强电蓄电池1的电压不同大小的电压。并且，辅助电源41的电压是与外部电源9的电压也不同的值。辅助电源41由固体氧化型的燃料电池构成。该燃料电池的输出电压的大小根据向燃料电池供给的阳极气体的流量、阴极气体的流量、燃料电池的温度等运行状态而变化。燃料电池的输出电压的上限值低于外部电源9的电压的有效值、平均值。
DC/DC变换器42连接于辅助电源41与充电器2之间，构成将从电源装置4输出的电力的电压变换为与外部电源9的电压相当的电压、即充电器2能够进行升压的电压值的电压变换器。DC/DC变换器42是使辅助电源41的电压升压或降压的电路。
本实施方式的DC/DC变换器42使辅助电源41的输出电力的电压升压到充电器2的输入电压范围内的规定的电压值。DC/DC变换器42由控制器5进行控制。
控制器5对开关3的连接状态进行切换，并且对DC/DC变换器42的动作进行控制。
控制器5判断外部电源9是否与电源系统100的充电端口100a分离。具体地说，根据设置于充电端口100a的嵌合传感器、检测器100b等的检测信号来判断外部电源9是否与充电端口100a分离。例如，在检测器100b的检测信号低于规定的阈值的情况下，判断为外部电源9与充电端口100a分离。
当外部电源9与充电端口100a分离时，控制器5将开关3的状态从切断状态切换为连接状态。然后，控制器5对DC/DC变换器42进行控制来使辅助电源41的输出电力的电压升压到充电器2的输入电压范围内的电压值。充电器2的输入电压范围是指充电器2能够进行升压的输入电压。
另一方面，当外部电源9被连接于电源系统100的充电端口100a时，控制器5将开关3切换为切断状态，使DC/DC变换器的动作停止。
或者，也可以是，在强电蓄电池1的周围设置用于检测强电蓄电池1的剩余容量的容量传感器，控制器5根据该容量传感器的检测信号来切换开关3的连接状态。在该情况下，在容量传感器的检测信号低于规定的充电阈值的情况下，控制器5将开关3从切断状态切换为连接状态，在该检测信号高于规定的满充电阈值的情况下，控制器5将开关3切换为切断状态。
图2是说明本实施方式中的辅助电源41的输出电力的电压与DC/DC变换器42的类型之间的关系的图。在此，假设DC/DC变换器42使向充电器2输入的电压升压到大于60V的电压。
如图2所示，按照用于防止直接接触的安全规定，以直流DC的60V为基准来选择DC/DC变换器42的结构。
在辅助电源41的输出电压的上限值(上限电压)小于60V且辅助电源41的上限电压处于充电器2的输入电压范围外的情况下，使用DC/DC变换器42来使辅助电源41的输出电力的电压升压到充电器2能够进行升压的输入电压值。在这样的情况下，由具有变压器的绝缘型变换器构成DC/DC变换器42。
在辅助电源41的上限电压小于60V且辅助电源41的上限电压处于充电器2的输入电压范围内的情况下，也由具有变压器的绝缘型变换器构成DC/DC变换器42，使得将辅助电源41与充电器2绝缘。
另一方面，在辅助电源41的上限电压为60V以上且辅助电源41的输出电力的电压处于充电器2的输入电压范围外的情况下，将初级侧与次级侧绝缘的必要性低，因此由不需要变压器的非绝缘型变换器构成DC/DC变换器42。在这样的情况下，不需要图3所示的变压器242等部件，因此与绝缘变换器相比，能够降低DC/DC变换器42的产品成本。
此外，在辅助电源41的上限电压为60V以上且辅助电源41的上限电压处于充电器2的输入电压范围内的情况下，不需要DC/DC变换器42。
像这样，在辅助电源41的上限电压为60V以上的情况下，将非绝缘型变换器用作DC/DC变换器42，由此，与使用绝缘型变换器的情况相比，能够抑制DC/DC变换器42的产品成本及尺寸。
另外，在辅助电源41的上限电压小于60V的情况下，将辅助电源41的负极在底盘(chassis)接地(地线)。另一方面，在辅助电源41的上限电压为60V以上的情况下，根据安全规定，需要使辅助电源41的正极和负极相对于底盘浮置(floating)。因而，在辅助电源41的上限电压小于60V的情况下，通过将辅助电源41的负极与底盘连接来将底盘用作电气的通路，因此与将辅助电源41相对于底盘浮置的电路结构相比，能够使电源装置4的负极侧的电路结构简单化。
因而，根据辅助电源41的输出电力的电压，使用非绝缘型的DC/DC变换器42或者将底盘用作辅助电源41的负极，能够降低电源装置4的产品成本及尺寸。
图3是示出本实施方式中的充电器2的结构例的电路图。
在图3中，示出正极输入端子Ti2_p和负极输入端子Ti2_n来作为充电器2的输入端子Ti2，示出正极输出端子To2_p和负极输出端子To2_n来作为充电器2的输出端子To2。
输入滤波器21具备用于去除噪声的绕组L1和L2，绕组L1的一端与正极输入端子Ti2_p连接，绕组L2的一端与负极输入端子Ti2_n连接。像这样，通过使用两个绕组L1和L2，能够去除噪声，并且不仅能够使交流电压通过，还能够使直流电压通过。
整流电路22是具备四个二极管Di1至Di4的电气电路，构成半波整流电路。在整流电路22中，串联连接的两个二极管Di1及Di2与串联连接的两个二极管Di3及Di4彼此并联连接。而且，绕组L1的另一端连接于二极管Di1与二极管Di2的接点连接，绕组L2的另一端连接于二极管Di3与二极管Di4的接点连接。
在整流电路22中，交流电压信号中的负方向的信号成分被去除，从而生成直流信号。此外，整流电路22只要是将交流变换为直流的电路即可，也可以是桥形或者中心抽头(center tap)形的全波整流电路。
升压电路23具备用于对输入电压进行升压的晶体管Tr、绕组L3、二极管Di以及电容器C1。绕组L3和二极管Di连接于正极线，晶体管Tr和电容器C1并联连接在正极线与负极线之间。
在升压电路23中，向晶体管Tr的控制端子提供PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)信号，从而晶体管Tr进行开关动作。由此，在绕组L3中蓄积能量，从绕组L3经由二极管Di向电容器C1提供电流。
与此同时，从整流电路22输入到绕组L3的电压信号被二极管Di和电容器C1变换为固定的电压信号。通过变更向晶体管Tr的控制端子提供的PWM信号的占空比，来使升压电路23的升压比变化。
DC/AC电路241具备四个晶体管Tr1至Tr4，串联连接的两个晶体管Tr1及Tr2与串联连接的两个晶体管Tr3及Tr4彼此并联连接。而且，变压器242中的初级绕组的一端连接于晶体管Tr1与晶体管Tr2的接点，变压器242中的初级绕组的另一端连接于晶体管Tr3与晶体管Tr4的接点。
通过向晶体管Tr1至Tr4的控制端子分别提供PWM信号，从升压电路23向DC/AC电路241输入的直流DC的电压信号被变换为交流AC的电压信号。
变压器242具备用于产生互感的初级绕组和次级绕组。变压器242将DC/AC电路241与AC/DC电路243绝缘，并且将从DC/AC电路241向初级绕组输入的交流电压通过次级绕组变换为比该交流电压振幅大的交流电压后输出到AC/DC电路243。
AC/DC电路243与整流电路22同样地具备四个二极管Di1至Di4，构成桥形的全波整流电路。AC/DC电路243将交流电压信号的整个周期变换为同一方向的信号来生成呈现全波整流波形的整流信号。
在AC/DC电路243中，串联连接的两个二极管Di1及Di2与串联连接的两个二极管Di3及Di4彼此并联连接。而且，变压器242中的次级绕组的一端连接于二极管Di1与二极管Di2的接点，变压器242中的次级绕组的另一端连接于二极管Di3与二极管Di4的接点。
像这样，绝缘升压电路24根据预先决定的升压比将输入电压进行升压后输出到输出滤波器25。这里所说的升压比是将绝缘升压电路24的输出电压除以输入电压所得的比率。
输出滤波器25具备用于使输入信号平滑化的绕组L4和电容器C2。输出滤波器25使从AC/DC电路243向绕组L4输入的整流信号平滑化，并且去除纹波噪声。
从输出滤波器25输出的电压信号的电平被升压到对强电蓄电池1充电所需的电压值，因此利用输出滤波器25的输出电压对强电蓄电池1进行充电。
如以上那样，充电器2将被输入的电力的交流电压变换为直流电压，并将变换得到的直流电压升压到考虑了绝缘升压电路24的升压比所得到的规定值。然后，充电器2利用变压器242中的互感来使升压后的直流电压升压到对强电蓄电池1充电所需的电压值。由此，能够利用向充电器2供给的输入电力来对强电蓄电池1进行充电。
图4是示出与本实施方式中的电源系统100的控制方法有关的处理过程例的流程图。此外，控制器5被进行编程，使得执行与电源系统100的控制方法有关的各种处理。
在步骤S1中，控制器5判断外部电源9是否与电源系统100分离。
例如，设置有用于探测充电端口100a与外部电源9的输电网(grid)是否嵌合的嵌合传感器，在输电网与充电端口100a分离的情况下，嵌合传感器向控制器5输出表示切断状态的切断信号。控制器5当获取到切断信号时，判断为外部电源9与电源系统100分离，将开关3切换为连接状态，使得能够从电源装置4经由充电器2向强电蓄电池1供给电力。
在步骤S2中，控制器5在判断为外部电源9与电源系统100分离的情况下，驱动DC/DC变换器42，来将电源装置4的输出电力的电压变换为充电器2的输入电压。这里所说的输入电压是充电器2能够进行升压动作的电压值，例如被设定为使充电器2的输出容量最大的电压值。
在步骤S3中，控制器5将从DC/DC变换器42供给的电力的电压经由充电器2供给到强电蓄电池1。由此，电源装置4的输出电力被充入强电蓄电池1。
当强电蓄电池1的剩余容量上升到用于避免过充电的规定的阈值时，控制器5将开关3切换为切断状态，由此结束步骤S3的处理，并结束关于电源系统100的控制方法的一系列的处理过程。
根据本发明的第一实施方式，电源系统100包括：蓄电池1，其用于向驱动装置10供给电力；以及充电器2，其用于将经由充电端口100a从外部电源9输入的电力的电压变换为对蓄电池1充电所需的充电用电压。并且，在电源系统100内包括被连接于充电端口100a与充电器2之间的电源装置4。此外，连接于充电端口100a与充电器2之间还包括连接于充电端口100a本身、连接于充电器2本身。
而且，电源装置4具备DC/DC变换器42来作为将从电源装置4自身输出的电力的电压变换为充电器2能够进行升压的电压值、即与外部电源9的电压相当的电压的电压变换器。电源装置4将从DC/DC变换器42输出的电压经由充电器2供给到蓄电池1。
像这样，电源系统100为了使从电源装置4向充电器2输出的电力的电压的大小收敛于充电器2的输入电压范围内而使用DC/DC变换器42来对电源装置4的输出电力的电压进行变换后，供给到充电器2。这里所说的充电器2的输入电压范围是以外部电源9的电压的大小为基准设计的。
因而，通过将从电源装置4输出的电力的电压经由DC/DC变换器42输入到充电器2，能够可靠地将电源装置4的电力充入到蓄电池1。例如，在需要对蓄电池1进行充电的状况下，即使在电源装置4的输出电力的电压处于充电器2的输入电压范围外的状态下，电源装置4的电力也被供给到蓄电池1，因此能够可靠地对蓄电池1进行充电。
另外，在电源系统100中，在充电器2中进行对电源装置4的电压进行变换的处理中的一部分处理，因此能够减少DC/DC变换器42的电压变换处理。由此，能够减少DC/DC变换器42的体积及成本。
因此，根据本实施方式，在需要对蓄电池充电的状况下能够可靠地从电源装置4进行充电，并且能够抑制用于对电源装置4的输出电力的电压进行变换的变换器的尺寸及成本。
另外，电源装置4经由DC/DC变换器42及充电器2而与蓄电池1连接，因此能够避免对电源装置4直接施加蓄电池1的强电压这样的情形。并且，电源装置4经由充电器2而与蓄电池1连接，因此能够利用充电器2的输出滤波器来降低驱动装置10的辐射噪声、纹波噪声。因此，能够抑制DC/DC变换器、辅助电源41中混入驱动装置10的辐射噪声、纹波噪声，DC/DC变换器42不需要在输出端子侧设置输出滤波器，还能够进一步实现成本降低。
并且，通过使用DC/DC变换器42，能够调整向充电器2输入的电压值，使得充电器2的输出容量变大，因此能够高效地利用充电器2。
像这样，根据本实施方式，通过在电源装置4的辅助电源41与充电器2之间连接DC/DC变换器42，能够抑制向电源装置4中混入的噪声，并且能够将电源装置4的电力高效地充入到蓄电池1。
另外，根据本实施方式，DC/DC变换器42的输出电压被设定为从辅助电源41向DC/DC变换器42输入的输入电压值与对蓄电池1充电所需的电压值之间的规定值。即，DC/DC变换器42将该输入电压升压到从充电器2能够进行升压的电压值(与外部电源9的电压相当的电压)至蓄电池1的电压值的范围内的电压值。
由此，由充电器2来进行使辅助电源41的输出电压升压到蓄电池1的电压值所需的升压处理中的一部分处理，因此能够将DC/DC变换器42的升压比设定得小。通过将DC/DC变换器42的升压比设定得小，能够减少由DC/DC变换器产生的电力损耗、DC/DC变换器42的尺寸及成本。像这样，通过由充电器2和DC/DC变换器42分担在电源系统100中进行的升压处理，能够抑制电源装置4的尺寸及成本。
具体地说，电源系统100使用DC/DC变换器42来对辅助电源41的电压进行升压，并将升压后的电压进一步使用充电器2来进行升压。因此，DC/DC变换器42的输出电压相对于输入电压的升压比变小，因此与将DC/DC变换器42直接连接到蓄电池1的结构相比，能够抑制DC/DC变换器42的电力损耗、产品成本及尺寸。此外，即使是使用DC/DC变换器42来对输入电压进行降压、并进一步使用充电器2来进行调整那样的电源系统，也能够抑制DC/DC变换器42的产品成本及尺寸。
另外，根据本实施方式，电源系统100被搭载于车辆。而且，电源装置4在车辆运转期间经由充电器2向蓄电池1供给电力。由此，用于驱动车辆的马达等驱动装置10的动作时间变长，因此能够延长车辆的行驶距离。并且，如上述那样，电源装置4的重量变轻，因此车辆的电耗费改善，因此能够更进一步延长行驶距离。
另外，根据本实施方式，电源装置4还包括接受燃料的供给来进行发电的固体氧化型的燃料电池，来作为用于对蓄电池1进行辅助的辅助电源41。而且，DC/DC变换器42将燃料电池的电压进行升压后输入到充电器2。
在此，固体氧化型的燃料电池主要由陶瓷形成，因此与固体高分子型的燃料电池等相比差异大。因此，层叠数越多，则燃料电池堆整体的差异越大，燃料电池之间的粘着性下降，从而电阻容易变大。基于这样的原因，相比于固体高分子型的燃料电池而言，固体氧化型的燃料电池的层叠数被限制，因此燃料电池的输出电压大多低于外部电源9的电压。
像这样，通过在电源装置4中具备比外部电源9的输出电力的电压低的固体氧化型的燃料电池，能够在车辆运转期间经由充电器2将燃料电池的电力充入到蓄电池1，并且能够抑制用于对燃料电池的电压进行升压的DC/DC变换器42的重量及成本。而且，通过减轻DC/DC变换器42的重量、即车辆的重量，用于驱动车辆的驱动装置10的消耗电力变小，因此能够抑制燃料电池的燃料消耗量。因而，能够抑制电源装置4的尺寸及成本，并且能够改善电耗费。
另外，根据本实施方式，DC/DC变换器42的输出端子To4被连接于充电器2的输入端子Ti2。即，DC/DC变换器42的输出端子To4被连接于充电端口100a与输入滤波器21之间。由此，不需要变更充电器2的结构，因此能够通过简易的结构来将从电源装置4输出的电力输入到充电器2。
另外，根据本实施方式，如图2所示的那样，在用于供给向DC/DC变换器42输入的电力的电压的辅助电源41的上限电压小于60V时，DC/DC变换器42由绝缘型变换器构成。由此，能够确保辅助电源41侧的绝缘性，因此例如不需要将DC/DC变换器42与辅助电源41之间的连接线缆设为绝缘性高的线缆。因而，能够使辅助电源41侧的绝缘对策简单化，因此能够抑制电源装置4的成本及尺寸。
并且，根据本实施方式，在辅助电源41的上限电压为60V以上时，DC/DC变换器42由非绝缘型变换器构成。由此，能够抑制DC/DC变换器42的产品成本及尺寸，因此能够将电源装置4设为简单的结构。
另外，根据本实施方式，如图1所示，电源系统100还包括用于将充电器2与电源装置4之间连接或切断的开关3。
通过在充电器2与电源装置4之间连接开关3，能够将电源装置4可靠地与充电器2分离。因此，能够避免在将外部电源9连接到电源系统100的充电端口100a的状态下从电源装置4向外部电源9施加电压或者从外部电源9向电源装置4施加电压。
另外，根据本实施方式，电源系统100具备：检测器100b，其对从外部电源9向充电器2输入的电力的电压进行测量；以及控制器5，其基于检测器100b的输出值来切换开关3的状态。
由此，能够避免在从外部电源9向充电器2供给电力的状态下开关3被切换为连接状态这样的情形。因而，能够可靠地保护电源装置4和外部电源9，并且能够避免使用者触电。
(第二实施方式)
图5是示出本发明的第二实施方式中的电源系统101的结构例的电路图。在本实施方式的电源系统101中，DC/DC变换器42的连接目的地与第一实施方式不同，不是输入端子Ti2，而是充电器2a的中途端子Tc。
电源系统101具备充电器2a，来取代图1所示的电源系统100的充电器2。关于其它结构，由于与图1所示的结构相同，因此标注同一标记并省略说明。
在充电器2a中设置有中途端子Tc。在充电器2a中，中途端子Tc被连接于将整流电路22的输出端子与升压电路23的输入端子进行连接的信号线。充电器2a的中途端子Tc经由开关3而与DC/DC变换器42的输出端子To4连接。
像这样，通过将DC/DC变换器42的输出电力的电压输入到充电器2a的升压电路23，与将该电压输入到充电器2a的输入端子Ti2的情况相比，能够削减在输入滤波器21和整流电路22中产生的电力损耗。因而，从电源装置4经由充电器2a向强电蓄电池1供给的电力的损耗减少，因此能够将电源装置4的电力高效地供给到强电蓄电池1。
根据本发明的第二实施方式，充电器2a具有：整流电路22，其将被输入的电力的交流电压变换为直流电压；以及升压电路23，其使从整流电路22输出的直流电压升压到对蓄电池1充电所需的充电电压。DC/DC变换器42的输出端子To4连接于整流电路22与升压电路23之间。
由此，DC/DC变换器42的输出电力不经过整流电路22而被直接输入到升压电路23，因此能够削减在整流电路22中将交流电压变换为直流电压时产生的电力损耗。
此外，在本实施方式中，说明了将电源装置4的输出端子To4连接于整流电路22与升压电路23之间的例子，但是也可以将电源装置4的输出端子To4连接于升压电路23与绝缘升压电路24之间，或者连接于输入滤波器21与整流电路22之间。即使是这样的连接结构，由于至少由绝缘升压电路24对被输入的电力的电压进行升压，因此也能够减小DC/DC变换器42的升压比。因此，能够抑制DC/DC变换器42的产品成本及尺寸。
(第三实施方式)
图6是示出本发明的第三实施方式中的电源系统102的结构例的电路图。
本实施方式的电源系统102除了具备图1所示的电源系统100的结构以外，还具备电力检测器43和DC/DC变换器6。关于其它结构，由于与电源系统100的结构相同，因此标注同一标记并省略说明。
DC/DC变换器6不经由充电器2地连接于辅助电源41与强电蓄电池1之间。DC/DC变换器6构成将电源装置4的输出电力的电压变换为对强电蓄电池1充电所需的电压的直接变换器。
本实施方式的DC/DC变换器6将辅助电源41的输出电力的电压升压到对强电蓄电池1充电所需的电压值后供给到强电蓄电池1。由此，利用辅助电源41的发电电力来对强电蓄电池1进行充电。
在辅助电源41的上限电压小于60V的情况下，DC/DC变换器6由绝缘型变换器构成。另一方面，在辅助电源41的上限电压为60V以上的情况下，DC/DC变换器6由非绝缘型变换器构成。
电力检测器43连接于辅助电源41的输出端子，用于检测辅助电源41的输出电力。具体地说，电力检测器43检测辅助电源41的输出电力的电压和电流中的至少一方。
例如，电力检测器43检测辅助电源41的输出电压和辅助电源41的输出电流双方，并将该输出电压的检测值与输出电流的检测值相乘所得到的值作为辅助电源41的输出电力输出到控制器5。
或者，也可以是，电力检测器43检测辅助电源41的输出电力的电压和电流中的任一方的值，并将表示辅助电源41的电流电压特性的表记录到控制器5中。在该情况下，控制器5当从电力检测器43获取到检测值时，参照表来计算辅助电源41的输出电力。
控制器5当获取到辅助电源41的输出电力时，判断所获取到的输出电力是否超过充电器2的容量阈值。这里所说的充电器2的容量阈值是以充电器2的最大输出容量、即充电器2的输出容量的上限值为基准并考虑了误差等而预先决定的值。充电器2的最大输出容量例如为数kW(千瓦)左右。
在辅助电源41的输出电力为充电器2的容量阈值以下的情况下，控制器5对DC/DC变换器42的动作进行控制，使得该输出电力经由充电器2供给到强电蓄电池1。
另一方面，在辅助电源41的输出电力超过了充电器2的容量阈值的情况下，控制器5对DC/DC变换器6的动作进行控制，来将该超过部分的电力直接供给到强电蓄电池1。与此同时，控制器5将其余的电力经由DC/DC变换器42供给到强电蓄电池1。
如以上那样，在辅助电源41的输出电力超过充电器2的容量的情况下，将该超过部分经由DC/DC变换器6直接供给到强电蓄电池1。由此，能够高效地利用充电器2的输出容量，并且能够将辅助电源41的全部输出电力供给到强电蓄电池1。
此外，本实施方式的控制器5也可以是，在辅助电源41的输出电力为充电器2的容量阈值以下的情况下，只经由DC/DC变换器6来将辅助电源41的输出电力供给到强电蓄电池1。由此，能够削减伴随电源系统102中的电压变换而产生的电力损耗中的在DC/DC变换器42和充电器2中产生的电力损耗。
像这样，控制器5根据辅助电源41的输出电力的大小，来使DC/DC变换器6和DC/DC变换器42中的一个DC/DC变换器的动作停止而只使另一个DC/DC变换器进行动作，由此能够削减其中一个DC/DC变换器的电力损耗。
或者，也可以是，在辅助电源41的输出电力超过充电器2的容量阈值的情况下，控制器5运算DC/DC变换器6与DC/DC变换器42之间的分配比例并对双方的动作进行控制，使得减小DC/DC变换器6和DC/DC变换器42的总的电力损耗。
根据本发明的第三实施方式，电源系统102还包括DC/DC变换器6，该DC/DC变换器6构成将电源装置4的输出电力的电压变换为蓄电池1的电压的直接变换器。在电源装置4的输出电力超过充电器2的容量的情况下，电源系统102的控制器5将该超过部分的电力经由DC/DC变换器6从电源装置4直接供给到蓄电池1。
像这样，在电源装置4的输出电力超过充电器2的容量时，利用DC/DC变换器6将该输出电力的一部分供给到蓄电池1，由此能够高效地利用充电器2，并且能够将电源装置4的全部电力蓄积到蓄电池1。
另外，根据本实施方式，在电源装置4的输出电力为充电器2的容量以下的情况下，控制器5经由DC/DC变换器6和42中的一个变换器向蓄电池1供给电源装置4的输出电力。由此，能够削减一个变换器的电力损耗，因此能够降低伴随电源系统102中的电压变换产生的电力损耗。
以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，并不意味着将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。
例如，也可以是如下结构：充电器2将从外部电源9输入的电力的电压进行降压后对弱电蓄电池进行充电，DC/DC变换器42将辅助电源41的输出电力的电压降压至充电器2的可输入电压范围内。这样的结构也能够降低来自弱电蓄电池的噪声，并且能够将辅助电源41的电力高效地蓄积到弱电蓄电池。
另外，在上述实施方式中，在充电器2与电源装置4之间配置了开关3，但是也可以省略开关3。这样的结构也能够获得与上述实施方式同样的作用效果。此外，在该情况下，控制器5对DC/DC变换器42的动作进行控制，来停止从电源装置4向充电器2的输入。
此外，能够将上述实施方式适当地进行组合。

Claims (11)

1.一种电源系统，具备蓄电池和充电器，其中，所述充电器用于将经由充电端口从外部电源输入的电力的电压变换为对所述蓄电池充电所需的电压，
所述电源系统还包括系统内的电源装置，该电源装置被连接于所述充电器，
其中，所述充电器具有：
整流电路，其将被输入的所述电力的交流电压变换为直流电压；以及
升压电路，其将所述直流电压趋向所述蓄电池的电压进行升压，
所述电源装置具备电压变换器，该电压变换器用于将该电源装置的输出电力的电压变换为与所述外部电源的电压相当的电压，
所述电压变换器的输出端子被连接于所述整流电路与所述升压电路之间，
其中，所述电源系统还具备：
用于将所述充电器与所述电源装置之间连接或切断的开关；以及
控制部，其在所述蓄电池的剩余容量低于规定的充电阈值的情况下，将所述开关的状态从切断状态切换为连接状态。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，
所述电压变换器使所述电源装置的输出电力的电压升压到从与所述外部电源的电压相当的电压至所述蓄电池的电压的范围内的电压值。
3.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于，
所述电源系统被搭载于车辆，
所述电源装置在所述车辆运转期间经由所述充电器向所述蓄电池供给电力。
4.根据权利要求1或2所述的电源系统，其特征在于，
所述电源装置还包括接受燃料的供给来进行发电的固体氧化型的燃料电池，
所述电压变换器将所述燃料电池的输出电力的电压进行升压后输入到所述充电器。
5.一种电源系统，具备蓄电池和充电器，其中，所述充电器用于将经由充电端口从外部电源输入的电力的电压变换为对所述蓄电池充电所需的电压，
所述电源系统还包括：
系统内的电源装置，其被连接于所述充电端口与所述充电器之间；以及
直接变换器，其用于将所述电源装置的输出电力的电压变换为所述蓄电池的电压，
其中，所述电源装置具备电压变换器，该电压变换器用于将该电源装置的输出电力的电压变换为与所述外部电源的电压相当的电压，
在所述电源装置的输出电力超过所述充电器的容量的情况下，所述电源系统经由所述直接变换器从所述电源装置向所述蓄电池供给电力。
6.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，
所述电压变换器使所述电源装置的输出电力的电压升压到从与所述外部电源的电压相当的电压至所述蓄电池的电压的范围内的电压值。
7.根据权利要求5或6所述的电源系统，其特征在于，
所述电源系统被搭载于车辆，
所述电源装置在所述车辆运转期间经由所述充电器向所述蓄电池供给电力。
8.根据权利要求5或6所述的电源系统，其特征在于，
所述电源装置还包括接受燃料的供给来进行发电的固体氧化型的燃料电池，
所述电压变换器将所述燃料电池的输出电力的电压进行升压后输入到所述充电器。
9.根据权利要求5或6所述的电源系统，其特征在于，
所述电压变换器被连接于所述充电器的输入端子。
10.根据权利要求5或6所述的电源系统，其特征在于，
还包括用于将所述充电器与所述电源装置之间连接或切断的开关。
11.根据权利要求5所述的电源系统，其特征在于，
在所述电源装置的输出电力为所述充电器的容量以下的情况下，经由所述电压变换器和所述直接变换器中的一个变换器向所述蓄电池供给该输出电力。
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