CN111301197A - 充电系统 - Google Patents

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野边大悟
中村诚
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Abstract

一种充电系统，通过外部充电器对第一电压源和第二电压源进行充电，上述第一电压源和第二电压源向具有多相线圈的旋转电机供给电力。第一逆变器具有与多相线圈对应的多个第一开关元件，并与线圈的一端和第一电压源连接。第二逆变器具有与多相线圈对应的多个第二开关元件，并与线圈的另一端以及第二电压源连接。第一断续器设置在第一供电线上，上述第一供电线连接能够与外部充电器的高电位侧连接的第一外部连接端子和第一电压源的高电位侧。第二断续器设置在第二供电线上，上述第二供电线连接能够与外部充电器的低电位侧连接的第二外部连接端子和第二电压源的低电位侧。控制部控制多个第一开关元件和多个第二开关元件的接通断开动作。

Description

充电系统
技术领域
本发明涉及一种充电系统。
背景技术
以往，已知有对具有中性点被分离的多相的开放绕组的交流电动机进行驱动的系统。例如日本专利特开2016-63702号公报所记载的驱动交流电动机的系统包括：第一逆变器，上述第一逆变器具有与交流电动机的绕组的一端连接的第一开关；以及第二逆变器，上述第二逆变器具有与交流电动机的绕组的另一端连接的第二开关。
在日本专利特开2016-63702号公报的系统中，通过单相交流电源对与第一开关连接的第一电池以及与第二开关连接的第二电池进行充电。然而，在日本专利特开2016-63702号公报的系统中，不对应于例如CHAdeMO(注册商标)或CCS(联合充电系统)那样的直流的快速充电器(外部充电器)。因此，期望提供一种充电系统，上述充电系统能够适当地对连接至旋转电机的开放绕组的两个电压源进行充电。
发明内容
本发明的充电系统通过外部充电器对第一电压源和第二电压源进行充电，上述第一电压源和第二电压源是向具有多相线圈的旋转电机供给电力的两个电压源。该充电系统包括第一逆变器、第二逆变器、第一断续器、第二断续器以及控制部。
第一逆变器具有与多相线圈对应的多个第一开关元件，并与线圈的一端和第一电压源连接。第二逆变器具有与多相线圈对应的多个第二开关元件，并与线圈的另一端和第二电压源连接。
第一断续器设置在第一供电线上，上述第一供电线连接能够与外部充电器的高电位侧连接的第一外部连接端子和第一电压源的高电位侧。第二断续器设置在第二供电线上，上述第二供电线连接能够与外部充电器的低电位侧连接的第二外部连接端子和第二电压源的低电位侧。控制部控制多个第一开关元件及多个第二开关元件的接通断开动作。
根据上述的结构，在作为旋转电机的开放绕组的线圈的两侧设置有逆变器以及电压源的结构中，通过设置高电位侧的第一供电线以及低电位侧的第二供电线，将旋转电机以及两个逆变器用作电力通路，能够进行对两个电压源的双方同时充电的两侧同时充电。另外，根据上述结构，能够切换对两个电压源的一方进行充电的单侧单独充电、和对两个电压源的双方同时进行充电的两侧同时充电(对两个电压源以并联进行充电的并联充电以及对两个电压源以串联进行充电的串联充电)。
附图说明
图1是表示一实施方式的充电系统的电路图。
图2是表示一实施方式的充电系统的设置有第一电压源和第二电压源的电池组的电路图。
图3是对一实施方式的充电系统中的第一电压源和第二电压源的并联充电进行说明的说明图。
图4是对一实施方式的充电系统中的第一电压源和第二电压源的串联充电进行说明的说明图。
图5是对一实施方式的充电系统中的第一电压源的单独充电进行说明的说明图。
图6是对一实施方式的充电系统中的第二电压源的单独充电进行说明的说明图。
图7是对一实施方式的充电系统中的充电控制处理进行说明的流程图。
图8是对一实施方式的充电系统中的单独充电模式进行说明的流程图。
图9是对一实施方式的充电系统中的并联充电模式进行说明的流程图。
图10是对一实施方式的充电系统中的串联充电模式进行说明的流程图。
图11A、图11B是对一实施方式的充电系统中的通电元件的选定进行说明的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一实施方式的充电系统进行说明。
图1～图11表示本实施方式的充电系统。如图1所示，充电系统1装设于车辆98。车辆98设置有入口5。充电系统1设置成能够经由入口5与作为直流的外部充电器的快速充电器100连接。在入口5设置有高电位侧外部连接端子(第一外部连接端子)6以及低电位侧外部连接端子(第二外部连接端子)7。快速充电器100是与商用电源相比为高电压的直流充电器，包括能够与车辆98的控制部70通信的外部控制部105。
充电系统1包括：作为旋转电机的电动发电机10、第一电压源21、第二电压源22、第一逆变器30、第二逆变器40、高电位侧断续器(第一断续器)51、低电位侧断续器(第二断续器)52、高电位侧供电线(第一供电线)61、低电位侧供电线(第二供电线)62以及控制部70等。
电动发电机10例如是永磁体式同步型的三相交流电机，具有U相线圈11、V相线圈12以及W相线圈13。电动发电机10是产生用于驱动未图示的驱动轮的转矩的所谓主机电机，具有作为用于驱动驱动轮的电动机的功能、以及作为通过从未图示的发动机或驱动轮传递的动能进行驱动而发电的发电机的功能。以下，适当地将电动发电机记载为“MG”。
从第一电压源21以及第二电压源22向MG10供给电力。第一电压源21和第二电压源22是例如镍氢电池、锂离子电池等能够充放电的蓄电装置。电压源21、22也可以使用双电层电容器等来代替二次电池。在本实施方式中，第一电压源21以及第二电压源22例如使用额定电压为300[V]的相同性能的电压源，但是在例如电压源21、22的一方使用输出型的电压源，电压源21、22的另一方使用容量型的电压源这样的情况下，电池性能或种类也可以不同。在图中等，适当地将第一电压源21设为“电压源1”，将第二电压源22设为“电压源2”。
如图2所示，第一电压源21和第二电压源22以相互绝缘的状态设置于一个电池组29。电池组29能够经由外部连接端子6、7与快速充电器100连接。另外，电池组29能够经由车载充电器150与商用电源等交流电源连接。在图2中，将直流的快速充电器100记载为“DC快速”，将经由车载充电器150连接的交流电源(未图示)记载为“AC普通”。
第一电压源21具有电池单元模块210、高电位侧主继电器部212和低电位侧主继电器部215。电池单元模块210并联连接有多个电池单元211。
高电位侧主继电器部212具有一个继电器部213，与电池单元模块210的高电位侧连接。低电位侧主继电器部215具有并联连接的两个继电器部216、217以及与继电器部217串联连接的预充电电阻218，并与电池单元模块210的低电位侧连接。在使低电位侧主继电器部215接通时，在使与预充电电阻218连接的继电器部217接通之后，将被接通的继电器从继电器部217切换到继电器部216，由此能够防止向电容器39的突入电流。主继电器部212、215的接通断开动作通过控制部70控制。
第二电压源22具有电池单元模块220、高电位侧主继电器部222以及低电位侧主继电器部225。电池单元模块220并联连接有多个电池单元221。在图2中，电池单元模块211、221都是两个电池单元并联连接，但是电池单元的个数也可以是一个或三个以上。
高电位侧主继电器部222具有一个继电器部223，与电池单元模块220的高电位侧连接。低电位侧主继电器部225具有并联连接的两个继电器部226、227、以及与继电器部227串联连接的预充电电阻228，并与电池单元模块220的低电位侧连接。在使低电位侧主继电器部225接通时，在使与预充电电阻228连接的继电器部227接通之后，将被接通的继电器从继电器部227切换到继电器部226，由此能够防止向电容器49的突入电流。主继电器部222、225的接通断开动作通过控制部70控制。
在电池组29中设置有与第一电压源21连接的第一高电位侧端子291和第一低电位侧端子292、以及与第二电压源22连接的第二高电位侧端子293和第二低电位侧端子294。
高电位侧供电线61连接第一高电位侧端子291和高电位侧外部连接端子6。高电位侧供电线61上设置有高电位侧断续器51。第二高电位侧端子293经由第二逆变器40、MG10、第一逆变器30以及高电位侧供电线61，与高电位侧外部连接端子6连接。
低电位侧供电线62连接第二低电位侧端子294和低电位侧外部连接端子7。低电位侧供电线62上设置有低电位侧断续器52。第一低电位侧端子292经由第一逆变器30、MG10、第二逆变器40及低电位侧供电线62，与低电位侧外部连接端子7连接。断续器51、52只要能够切换电流的导通和切断即可，可以使用任意的断续器，例如使用半导体继电器或机械继电器等。
在图中，将主继电器部记载为“SMR”，将SMR能够导通的状态称为“主继电器部接通”，将SMR不能导通的状态称为“主继电器部断开”。此外，将第一电压源21的主继电器部212、215设为“SMR1”，将第二电压源22的主继电器部222、225设为“SMR2”。在图2中，为了便于记载，将MG10以及逆变器30、40分为两个进行了记载。
如图1所示，第一逆变器30是切换线圈11～13的通电的三相逆变器，具有与线圈11～13对应的开关元件(第一开关元件)31～36，并与MG10以及第一电压源21连接。第二逆变器40是切换线圈11～13的通电的三相逆变器，具有与线圈11～13对应的开关元件(第二开关元件)41～46，并与MG10以及第二电压源22连接。在图中等，适当地将第一逆变器30记载为“INV1”，将第二逆变器40记载为“INV2”。将逆变器30、40的开关元件31～36、41～46适当地记载为“元件”。
开关元件31～36、41～46分别具有开关部SW以及回流二极管FD。开关部SW通过控制部70控制接通断开动作。本实施方式的开关部SW是IGBT，但是也可以使用MOSFET等其他元件。另外，开关元件31～36、41～46中使用的元件也可以互不相同。
回流二极管FD与各开关部SW并联连接，允许从低电位侧向高电位侧的通电。回流二极管FD例如可以如MOSFET的寄生二极管那样内置，也可以外装。另外，也可以是以能够回流的方式连接的IGBT或MOSFET等开关。
在第一逆变器30中，U相的开关元件31、V相的开关元件32和W相的开关元件33连接至高电位侧(上臂侧)，U相的开关元件34、V相的开关元件35和W相的开关元件36连接至低电位侧(下臂侧)。以下，适当地将第一逆变器30中的高电位侧的开关元件31～33称为“第一上臂元件”，并且将第一逆变器30中的低电位侧的开关元件34～36称为“第一下臂元件”。连接第一上臂元件31～33的高电位侧的第一高电位侧配线37被连接至第一电压源21的高电位侧，连接第一下臂元件34～36的低电位侧的第一低电位侧配线38被连接至第一电压源21的低电位侧。
在第一逆变器30中，U相的串联连接的两个开关元件31、34的连接点上连接有U相线圈11的一端111，V相的串联连接的两个开关元件32、35的连接点上连接有V相线圈12的一端121，W相的串联连接的两个开关元件33、36的连接点上连接有W相线圈13的一端131。
在第二逆变器40中，U相的开关元件41、V相的开关元件42和W相的开关元件43连接至高电位侧(上臂侧)，U相的开关元件44、V相的开关元件45和W相的开关元件46连接至低电位侧(下臂侧)。以下，适当地将第二逆变器40中的高电位侧的开关元件41～43称为“第二上臂元件”，并且将第二逆变器40中的低电位侧的开关元件44～46称为“第二下臂元件”。连接第二上臂元件41～43的高电位侧的第二高电位侧配线47被连接至第二电压源22的高电位侧，连接第二下臂元件44～46的低电位侧的第二低电位侧配线48被连接至第二电压源22的低电位侧。
在第二逆变器40中，U相的串联连接的两个开关元件41、44的连接点上连接有U相线圈11的另一端112，V相的串联连接的两个开关元件42、45的连接点上连接有V相线圈12的另一端122，W相的串联连接的两个开关元件43、46的连接点上连接有W相线圈13的另一端132。
如上所述，在本实施方式中，MG10的线圈11～13被开放绕组化，并且第一逆变器30和第二逆变器40被连接至线圈11～13的两端，从而形成“双电源双逆变器”的电动机驱动系统。
第一电容器39连接至高电位侧配线37和低电位侧配线38，与第一逆变器30并联设置。第二电容器49连接至高电位侧配线47和低电位侧配线48，与第二逆变器40并联设置。电容器39、49是平滑电容器，使施加于逆变器30、40的电压平滑化。
设置有高电位侧断续器51的高电位侧供电线61不经由MG10以及逆变器30、40，而将第一电压源21的高电位侧和高电位侧外部连接端子6直接连接。另外，设置有低电位侧断续器52的低电位侧供电线62不经由MG10以及逆变器30、40，而将第二电压源22的低电位侧与低电位侧外部连接端子7直接连接。
控制部70以微型计算机等作为主体构成，内部都包括CPU、ROM、RAM、I/O以及连接这些结构的母线等。控制部70中的各处理既可以是通过由CPU执行预先存储在ROM等实体的存储装置(即，可读出非暂时性有形记录介质)中的程序而进行的软件处理，也可以是例如FPGA(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)那样的电子电路的硬件处理。
控制部70具有逆变器控制部71、继电器控制部72以及充电控制部75。逆变器控制部71控制开关元件31～36、41～46的接通断开动作。第一逆变器30的驱动控制的控制信号经由第一驱动电路76输出到第一逆变器30。第二逆变器40的驱动控制的控制信号经由第二驱动电路77输出到第二逆变器40。控制逆变器30、40的微型计算机可以是一个，也可以针对逆变器30、40的每一个设置。
在此，对MG10的驱动模式进行说明。驱动模式包括使用第一电压源21或第二电压源22的电力的“单侧驱动模式”、使用第一电压源21和第二电压源22的电力的“两侧驱动模式”，根据动作点、运转条件等，切换单侧驱动模式和两侧驱动模式。也可以包括其他驱动模式。
在单侧驱动模式下，使一方的逆变器的全相的上臂元件或全相的下臂元件接通而中性点化，根据驱动请求，通过PWM控制或矩形波控制等控制另一方的逆变器。
在两侧驱动模式中，使PWM控制中的基波的相位在第一逆变器30和第二逆变器40中反转。第一逆变器30和第二逆变器40的调制系数可以不同。此外，如果调制系数被视为是无限大，则也可以是矩形波控制。由此，能够视为电压源21、22串联连接的状态，能够将相当于电压源21、22的电压和的电压施加于MG10，能够提高输出。
继电器控制部72基于来自控制快速充电器100的外部控制部105的指令，控制高电位侧断续器51和低电位侧断续器52。断续器51、52在充电开始时刻为闭合，在充电结束时刻为断开。即，与外部连接端子6、7直接连接的断续器51、52由来自快速充电器100侧的指令控制，在充电中持续闭合的状态。
充电控制部75获取第一电压源21和第二电压源22的SOC(State Of Charge，充电状态)等的充电状态的信息，并且控制电压源21、22的充电状态。以下，适当地将第一电压源21的SOC设为SOC1，将第二电压源22的SOC设为SOC2。充电控制部75也可以作为另外的ECU而设置。
另外，在快速充电器100中，存在例如500V规格的CHAdeMO或1000V规格的CCS这样的多个规格。此外，如果将电压源21、22的额定电压设为例如300V，则在快速充电器100为500V规格的情况下，两个电源的额定电压之和大于500V，不能将两个电源串联充电，因此，需要并联充电。另一方面，如果快速充电器100为1000V规格，则能够串联充电两个电源。另外，在SOC差大的情况下或不需要电压源21、22的一方的充电的情况下，需要电压源21、22的一个的单独充电。在本实施方式中，为了实现两侧驱动模式的高输出，避免电压源21、22的一方枯竭，优选将电压源21、22的双方的SOC维持为能够进行两侧驱动的程度。
因此，在本实施方式中，通过将MG10和逆变器30、40用作充电电力的电力通路，从而不设置另外的充电器等，就能进行对电压源21、22的一方进行充电的单侧单独充电和对电压源21、22的双方同时进行充电的两侧同时充电。两侧同时充电包括对电压源21、22双方以并联进行充电的并联充电和对电压源21、22双方以串联进行充电的串联充电。由此，能够适当地对电压源21、22进行充电。另外，本实施方式的MG10是主机电机，MG10和逆变器30、40被设计成大输出，也能够充分地耐受输送电力大的快速充电器100的充电。
接着，基于图3～图6对电压源21、22的并联充电、串联充电以及单独充电进行说明。在图3～图6中，用一个电池记号记载电压源21、22，省略了控制部70等的一部分的结构或符号的记载。在充电中，断续器51、52闭合，主继电器部212、215、222、225接通。
如图3所示，在进行电压源21、22的并联充电的情况下，使至少一相的第一上臂元件接通，使与接通了第一上臂元件的相不同的至少一相的第二下臂元件接通。在图3的示例中，V相的第一上臂元件32和W相的第一上臂元件33以及U相的第二下臂元件44被接通。
在图3中，如虚线箭头所示，电流流过U相的第一下臂元件34的回流二极管FD、U相线圈11、以及U相的第二下臂元件44的开关部SW，从而第一电压源21被充电。另外，如单点划线的箭头所示，电流流过V相的第一上臂元件32和W相的第一上臂元件33的开关部SW、V相线圈12以及W相线圈13、V相的第二上臂元件42和W相的第二上臂元件43的回流二极管FD，从而第二电压源22被充电。由此，能够同时对电压源21、22并联充电。
在此，在第二电压源22的电位比第一电压源21的电位低的情况下，如图3所示，以V相以及W相这两相对第二电压源22进行充电，以U相这一相对第一电压源21进行充电。另外，在第一电压源21的电位比第二电压源22的电位低的情况下，以两相对第一电压源21进行充电，以一相对第二电压源22进行充电。三相的所有元件31～36、41～46内，通电的元件(通电元件)可以任意选择，但是例如使与前次充电时接通的元件不同的元件接通。
另外，在开关元件31～36、41～46为MOSFET的情况下，也可以在确认了充电开始之后，使处于从低电位侧向高电位侧的通电路径的U相的第一下臂元件34、V相的第二上臂元件42以及W相的第二上臂元件43接通而进行同步整流。串联充电和单独充电的情况也相同，也可以使回流二极管FD成为通电路径的开关部SW接通。由此，能够降低导通损耗。
如图4所示，在进行电压源21、22的串联充电的情况下，在所有元件31～36、41～46断开的状态下，如果使断续器51、52闭合，使主继电器部212、215、222、225接通，则如虚线的箭头所示，电流流过第一下臂元件34～36的回流二极管FD、线圈11～13、以及第二上臂元件41～43的回流二极管FD。由此，能够以串联方式同时对电压源21、22进行充电。
如图5所示，在进行第一电压源21的单独充电的情况下，如果将第二下臂元件44～46设为接通，则如虚线的箭头所示，电流流过第一下臂元件34～36的回流二极管FD、线圈11～13、以及第二下臂元件44～46的开关部SW。由此，能够对第一电压源21单独充电。
如图6所示，在进行第二电压源22的单独充电的情况下，如果将第一上臂元件31～33设为接通，则如虚线的箭头所示，电流流过第一上臂元件31～33的开关部SW、线圈11～13、以及第二上臂元件41～43的回流二极管FD。由此，能够对第二电压源22单独充电。在本实施方式中，在进行电压源21、22的单独充电的情况下，使成为从高电位侧向低电位侧的通电的三相的开关元件接通，但是不限于此，接通的相数也可以是一相或二相。
接着，基于图7的流程图对本实施方式的充电控制处理进行说明。
该处理在车辆停止时，能够由控制部70执行。以下，省略步骤S101的“步骤”，仅记为记号“S”。其他步骤也相同。断续器51、52记为“继电器”。
如果在S101中快速充电器100的充电连接器连接至入口5，则在S102中，继电器控制部72根据来自外部控制部105的指令，使断续器51、52闭合(继电器接通)。此时，来自快速充电器100的输出为0。在S103中，充电控制部75获取电压源21、22的电位或SOC等的电池状态。
在S104中，充电控制部75对是否需要对电压源21、22双方充电进行判断。在此，如果SOC为结束判定阈值Fth(例如80％)以上，则判定为充电结束，不需要充电。其结果是，在判断为不需要电压源21、22中的一方的充电的情况下(S104：否)，转移到S110。另一方面，如果判断为电压源21、22都需要充电的情况下(S104：是)，则转移到S105。
在S105中，充电控制部75对第一电压源21与第二电压源22之间的电位差ΔV是否大于电位差判定阈值Vth进行判断。电位差判定阈值Vth设定为能够将电压源21、22并联或串联地同时充电的程度的值。在判断为电位差ΔV比电位差判定阈值Vth大的情况下(S105：是)，转移到S106，设为进行电压源21、22的单独充电的单独充电模式。如果电位差ΔV为电位差判定阈值Vth以下，则结束单独充电，转移到S107。在判断为电位差ΔV为电位差判定阈值Vth以下的情况下(S105：否)，转移到S107。另外，各充电模式的详细情况将在后面说明。
在S107中，充电控制部75对是否能够进行电压源21、22的串联充电进行判断。在此，在能够通过快速充电器100施加的电压大于电压源21、22的额定电压之和的情况下，判断为能够进行电压源21、22的串联充电。或者，也可以基于连接的充电器的规格等来判定，例如连接的快速充电器100如果是CCS则能够进行电压源21、22的串联充电，如果是CHAdeMO则不能进行电压源21、22的串联充电这样的情况。其结果是，在判断为能够进行电压源21、22的串联充电的情况下(S107：是)，转移到S108，设为进行电压源21、22的串联充电的串联充电模式。另一方面，如果判断为不能进行电压源21和22的串联充电的情况下(S107：否)，转移到S109，设为进行电压源21、22的并联充电的并联充电模式。在串联充电模式或并联充电模式中，在电压源21、22的至少一方的充电结束的情况下，结束串联充电模式或并联充电模式，转移到S110。
在S110中，充电控制部75对电压源21、22是否都结束了充电进行判断。其结果是，在判断为一方的电压源的充电没有结束的情况下(S110：否)，转移到S111，设为进行充电没有结束的一侧的电压源的单独充电的单独充电模式。在单独充电模式中，在充电没有结束的一侧的电压源的充电结束了的情况下，结束单独充电模式，转移到S112。另一方面，在S110中判断为双方的电压源21、22的充电结束了的情况下(S110：是)，转移到S112。
在S112中，控制部70向外部控制部105通知充电结束了的信息，基于来自外部控制部105的指令，继电器控制部72使断续器51、52断开(继电器断开)。
在此，有时充电连接器在充电中途被拔出，充电被中止。在本实施方式中，在电位差ΔV大的情况下，优先对电位低的一侧的电压源进行充电，以尽可能确保能够进行两侧驱动的状态。
接着，基于图8的流程图对单独充电模式下的充电处理进行说明。
在S201中，充电控制部75对需要充电的电压源是否是第一电压源21进行判断。在S106的单独充电模式中，作为需要充电的电压源，选择电压低的电压源。另外，在S111的单独充电模式中，作为需要充电的电压源，选择充电未结束的电压源。如果判断为需要充电的电压源不是第一电压源21的情况下(S201：否)，即，在需要充电的电压源是第二电压源22的情况下，转移到S206。在判断为需要充电的电压源是第一电压源21的情况下(S201：是)，转移到S202。
在S202中，逆变器控制部71使第一逆变器30的所有元件31～36及第二上臂元件41～43断开，使第二下臂元件44～46接通。在S203中，控制部70向外部控制部105通知接受充电准备完成的信息。接收到接受充电准备完成的通知后，外部控制部105开始供电。开始供电后，在S204中，第一电压源21被单独充电。
在S204m中，在开关元件为MOSFET等、通过接通而能够利用开关部SW进行从低电位侧向高电位侧的通电的情况下，在通电确认后，逆变器控制部71使第一逆变器30的下臂元件34～36接通。另外，如果该下臂元件34～36为接通的状态，则继续接通的状态。此外，在开关元件为IGBT等、不能通过开关部SW进行从低电位侧向高电位侧的通电的情况下，省略该步骤。另外，根据开关部SW和回流二极管FD的导通损耗，能够省略该步骤。S208m等在步骤编号的末尾标注了“m”的后述的各步骤中也是相同的。
在S205中，充电控制部75对第一电压源21的充电状态是否已达到目标进行判断。在S106的单独充电模式下，在电位差ΔV为电位差判定阈值Vth以下的情况下，判定为已达到目标。另外，在S111中的单独充电模式中，在第一电压源21的SOC为结束判定阈值Fth以上的情况下，判定为已达到目标。在判断为第一电压源21的充电状态没有达到目标的情况下(S205：否)，返回S204，继续第一电压源21的单独充电。在判断为第一电压源21的充电状态已达到目标的情况下(S205：是)，转移到S210。
在S201中作出否定判断的情况下转移到的S206中，逆变器控制部71将第一上臂元件31～33接通，将第一下臂元件34～36及第二逆变器40的所有元件41～46断开。在S207中，与S203相同，控制部70向外部控制部105通知接受充电准备完成的信息。接收到接受充电准备完成的通知后，外部控制部105开始供电。开始供电后，在S208中，第二电压源22被单独充电。
在S208m中，在开关元件为MOSFET等、通过接通而能够利用开关部SW进行从低电位侧向高电位侧的通电的情况下，在通电确认后，逆变器控制部71使第二逆变器40的上臂元件41～43接通。另外，如果该上臂元件41～43为接通的状态，则继续接通的状态。
在S209中，充电控制部75对第二电压源22的充电状态是否已达到目标进行判断。在此，与S205相同，在S106的单独充电模式下，在电位差ΔV为电位差判定阈值Vth以下的情况下，判定为已达到目标。另外，在S111中的单独充电模式中，在第二电压源22的SOC为结束判定阈值Fth以上的情况下，判定为已达到目标。在判断为第二电压源22的充电状态没有达到目标的情况下(S209：否)，返回S208，继续第二电压源22的单独充电。在判断为第二电压源22的充电状态已达到目标的情况下(S209：是)，转移到S210。
在S210中，控制部70向外部控制部105发送供电停止指令。外部控制部105接收到供电停止指令后，停止来自快速充电器100的供电。在S211中，逆变器控制部71使逆变器30、40的所有元件31～36、41～46断开，结束单独充电模式。
接着，基于图9的流程图对并联充电模式下的充电处理进行说明。
在S301中，充电控制部75选定逆变器30、40的所有元件31～36、41～46内的、成为通电路径的通电元件。在本实施方式中，充电控制部75选定通电元件，以使逆变器30、40的所有元件31～36、41～46内的、在前次充电时没有通电的元件优先成为通电元件。由此，能够降低元件劣化的不均。
例如，如图11A所示，在前次充电时将U相和V相的上臂元件31、32、41、42以及W相的下臂元件36、46作为通电元件而并联充电的情况下，如图11B所示，在本次充电时，将U相和V相的下臂元件34、35、44、45以及W相的上臂元件33、43选定为通电元件。另外，也可以在前次的充电是单独充电或串联充电、不是并联充电而是前前次进行了并联充电的情况下，将前前次的并联充电时没有通电的元件选定为通电元件，也就是说基于最近的并联充电时的通电元件来选定本次的通电元件。此外，如果元件劣化状态没有偏差，则也可以选定任意的元件作为通电元件。
返回图9，在S302中，逆变器控制部71使选定的通电元件接通。在S303中，控制部70向外部控制部105通知接受充电准备完成的信息。接收到接受充电准备完成的通知后，外部控制部105开始供电。开始供电后，在S304中，在视为电压源21、22并联连接的状态下，电压源21、22同时被充电。
在S304m中，在开关元件为MOSFET等、通过接通而能够利用开关部SW进行从低电位侧向高电位侧的通电的情况下，在通电确认后，逆变器控制部71使回流二极管FD成为通电路径的元件接通。例如，在图11A的示例中，逆变器控制部71使第一下臂元件36以及第二上臂元件41、42接通。另外，例如在图11B的示例中，逆变器控制部71使第一下臂元件34、35以及第二上臂元件43接通。另外，如果该元件为接通状态，则继续接通状态。
在S305中，充电控制部75对电压源21、22的充电状态是否已达到目标进行判断。在本实施方式中，在SOC1、SOC2的至少一方为结束判定阈值Fth以上的情况下，判定为已达到目标。在判断为电压源21、22的充电状态没有达到目标的情况下(S305：否)，即SOC1、SOC2都不足结束判定阈值Fth的情况下，返回S304，继续电压源21、22的并联充电。在判断为电压源21、22的充电状态已达到目标的情况下(S305：是)，即SOC1、SOC2中的至少一方为结束判定阈值Fth以上的情况下，转移到S306。
在S306中，控制部70向外部控制部105发送供电停止指令。外部控制部105接收到供电停止指令后，停止来自快速充电器100的供电。在S307中，逆变器控制部71使逆变器30、40的所有元件断开。在S308中，充电控制部75将本次的通电元件存储在未图示的存储部等中，结束并联充电模式。
接着，基于图10的流程图对串联充电模式下的充电处理进行说明。
在S401中，逆变器控制部71使逆变器30、40的所有元件31～36、41～46断开。
在S402中，控制部70向外部控制部105通知接受充电准备完成的信息。接收到接受充电准备完成的通知后，外部控制部105开始供电。开始供电后，在S403中，在视为电压源21、22串联连接的状态下，电压源21、22同时被充电。
在S403m中，在开关元件为MOSFET等、通过接通而能够利用开关部SW进行从低电位侧向高电位侧的通电的情况下，在通电确认后，逆变器控制部71使第一下臂元件34～36以及第二上臂元件41～43接通。另外，如果该元件34～36、41～43为接通的状态，则继续接通的状态。另外，在开关元件为IGBT等、不能从低电位侧向高电位侧通电的情况下，省略该步骤。
在S404中，与图9中的S305相同，充电控制部75对电压源21、22的充电状态是否已达到目标进行判断。在判断为电压源21、22的充电状态没有达到目标的情况下(S404：否)，返回S403，继续电压源21、22的串联充电。在判断为电压源21、22的充电状态已达到目标的情况下(S404：是)，转移到S405。
在S405中，控制部70向外部控制部105发送供电停止指令。外部控制部105接收到供电停止指令后，停止来自快速充电器100的供电。在S406中，逆变器控制部71使逆变器30、40的所有元件31～36、41～46断开。如果逆变器30、40的所有元件31～36、41～46为断开，则继续断开的状态。
如以上说明的那样，本实施方式的充电系统1通过快速充电器100对第一电压源21和第二电压源22进行充电，上述第一电压源21和第二电压源22是向具有多相线圈11～13的MG10供给电力的两个电压源，上述充电系统1包括：第一逆变器30、第二逆变器40、高电位侧断续器51、低电位侧断续器52以及控制部70。
第一逆变器30具有第一开关元件31～36，与线圈11～13的一端111、121、131以及第一电压源21连接。第二逆变器40具有第二开关元件41～46，并与线圈11～13的另一端112、122、132以及第二电压源22连接。
高电位侧断续器51设置于高电位侧供电线61，上述高电位侧供电线61连接能够与快速充电器100的高电位侧连接的高电位侧外部连接端子6和第一电压源21的高电位侧。低电位侧断续器52设置于低电位侧供电线62，上述低电位侧供电线62连接能够与快速充电器100的低电位侧连接的低电位侧外部连接端子7和第二电压源22的低电位侧。控制部70控制第一开关元件31～36以及第二开关元件41～46的接通断开动作。
在本实施方式中，在作为开放绕组的线圈11～13的两侧设置有逆变器30、40以及电压源21、22的双电源双逆变器的结构中，设置高电位侧供电线61以及低电位侧供电线62，将逆变器30、40以及线圈11～13用作电力通路，由此能够对绝缘的两个电压源21、22进行同时充电。另外，通过控制逆变器30、40和断续器51、52，能够切换电压源21、22的单独充电、并联充电和串联充电。尤其是，如果MG10和逆变器30、40为大输出的构件，则也能够应对输送电力大的快速充电。
开关元件31～36、41～46分别具有能够根据来自控制部70的指令来切换电流的导通以及切断的开关部SW、以及允许从低电位侧向高电位侧的通电的回流二极管FD。第一开关元件31～36包括：连接至高电位侧的第一上臂元件31～33、以及连接至第一上臂元件31～33的低电位侧的第一下臂元件34～36。
控制部70在高电位侧断续器51以及低电位侧断续器52闭合的状态下，通过使至少一相的第一上臂元件31～33接通，使与第一上臂元件31～33被接通的相不同的至少一相的第二下臂元件44～46接通，从而对第一电压源21和第二电压源22并联充电。由此，能够对电压源21、22并联充电，能够通过电压低于电压源21、22的额定电压之和的规格的快速充电器100，适当地进行充电。
控制部70在充电开始后，将与第一上臂元件31～33被接通的相是相同的相的第二上臂元件41～43接通，将与第二下臂元件44～46被接通的相是相同的相的第一下臂元件34～36接通。由此，在开关元件是MOSFET等能够从低电位侧向高电位侧通电的元件的情况下，能够降低导通损耗，能够缩短充电时间。
控制部70在高电位侧断续器51以及低电位侧断续器52闭合的状态下，通过使第一开关元件31～36以及第二开关元件41～46断开，从而对第一电压源21和第二电压源22串联充电。由此，能够对电压源21、22串联充电，能够通过电压高于电压源21、22的额定电压之和的规格的快速充电器100，高效地进行充电。
控制部70在充电开始后，将全相的第一下臂元件34～36及全相的第二上臂元件41～43设为接通。由此，在开关元件是MOSFET等能够从低电位侧向高电位侧通电的元件的情况下，能够降低导通损耗，能够缩短充电时间。
控制部70在高电位侧断续器51及低电位侧断续器52为闭合的状态下，通过使至少一相的第二下臂元件44～46接通，从而对第一电压源21单独充电。另外，控制部70在高电位侧断续器51及低电位侧断续器52为闭合的状态下，通过使至少一相的第一上臂元件31～33接通，从而对第二电压源22单独充电。由此，由于能够对电压源21、22单独充电，因此，能够对电压源21、22适当地充电。
控制部70能够根据第一电压源21和第二电压源22的充电状态，切换第一电压源21或第二电压源22的单侧单独充电、以及第一电压源21和第二电压源22的两侧同时充电(并联充电或串联充电)。由此，能够适当地对电压源21、22进行充电。
在本实施方式中，MG10对应于“旋转电机”，开关元件31～36、41～46的回流二极管FD对应于“回流部”，快速充电器100对应于“外部充电器”。
(其他实施方式)
上述实施方式的旋转电机为三相。在其他实施方式中，旋转电机也可以为四相以上。在上述实施方式中，旋转电机用作电动车的主机电机。在其他实施方式中，旋转电机不限于主机电机，也可以是例如兼具启动器功能和交流发电机功能的所谓ISG(Integrated StarterGenerator，集成式起动发电机)或辅助电机。另外，也可以将电源系统应用于车辆以外的装置。以上，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的思想的范围内以各种方式实施。

Claims (9)

1.一种充电系统，所述充电系统通过外部充电器对第一电压源和第二电压源进行充电，所述第一电压源和第二电压源是向具有多相线圈的旋转电机供给电力的两个电压源，
其特征在于，所述充电系统包括：
第一逆变器，所述第一逆变器具有与所述多相线圈对应的多个第一开关元件，并与所述线圈的一端和所述第一电压源连接；
第二逆变器，所述第二逆变器具有与所述多相线圈对应的多个第二开关元件，并与所述线圈的另一端和所述第二电压源连接；
第一外部连接端子，所述第一外部连接端子能与所述外部充电器的高电位侧连接；
第一供电线，所述第一供电线连接所述第一外部连接端子和所述第一电压源的高电位侧；
第一断续器，所述第一断续器设置于所述第一供电线；
第二外部连接端子，所述第二外部连接端子能与所述外部充电器的低电位侧连接；
第二供电线，所述第二供电线连接所述第二外部连接端子和所述第二电压源的低电位侧；
第二断续器，所述第二断续器设置于所述第二供电线；以及
控制部，所述控制部控制所述多个第一开关元件及所述多个第二开关元件的接通断开动作。
2.如权利要求1所述的充电系统，其特征在于，
所述多个第一开关元件的每一个以及所述多个第二开关元件的每一个分别具有：开关部，所述开关部能根据来自所述控制部的指令切换电流的导通及切断；以及回流部，所述回流部允许从低电位侧向高电位侧的通电，
所述多个第一开关元件中的每一个包括：第一上臂元件，所述第一上臂元件连接至所述第一逆变器的高电位侧；以及第一下臂元件，所述第一下臂元件连接至所述第一逆变器的低电位侧并且连接至所述第一上臂元件的低电位侧，
所述多个第二开关元件中的每一个包括：第二上臂元件，所述第二上臂元件连接至所述第二逆变器的高电位侧；以及第二下臂元件，所述第二下臂元件连接至所述第二逆变器的低电位侧并且连接至所述第二上臂元件的低电位侧，
所述控制部在所述第一断续器和所述第二断续器闭合的状态下，通过使至少一相的所述第一上臂元件接通，使与至少一相的所述第一上臂元件接通的相是不同的至少一相的所述第二下臂元件接通，从而对所述第一电压源和所述第二电压源进行并联充电。
3.如权利要求2所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在充电开始后，
使与至少一相的所述第一上臂元件被接通的相是相同相的所述第二上臂元件接通，
使与至少一相的所述第二下臂元件被接通的相是相同相的所述第一下臂元件接通。
4.如权利要求2所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在所述第一断续器和所述第二断续器闭合的状态下，使所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件断开，从而对所述第一电压源和所述第二电压源进行串联充电。
5.如权利要求3所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在所述第一断续器和所述第二断续器闭合的状态下，使所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件断开，从而对所述第一电压源和所述第二电压源进行串联充电。
6.如权利要求4所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在充电开始后，使全相的所述第一下臂元件以及全相的所述第二上臂元件接通。
7.如权利要求5所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在充电开始后，使全相的所述第一下臂元件以及全相的所述第二上臂元件接通。
8.如权利要求2至7中任一项所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部在所述第一断续器和所述第二断续器闭合的状态下，通过使至少一相的所述第二下臂元件接通，来对所述第一电压源进行单独充电，
所述控制部在所述第一断续器和所述第二断续器闭合的状态下，通过使至少一相的所述第一上臂元件接通，来对所述第二电压源进行单独充电。
9.如权利要求1至7中任一项所述的充电系统，其特征在于，
所述控制部能根据所述第一电压源以及所述第二电压源的充电状态，在所述第一电压源或者所述第二电压源的单独充电、和所述第一电压源以及所述第二电压源的同时充电之间进行切换控制。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6958132B2 (ja) * 2017-08-31 2021-11-02 株式会社デンソー 回転電機制御装置
DE102018104414A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur elektrischen Aufladung eines Energiespeichers
US11303145B2 (en) * 2018-12-11 2022-04-12 Denso Corporation Charging system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101743679A (zh) * 2007-07-13 2010-06-16 丰田自动车株式会社 车辆
CN101867209A (zh) * 2010-06-14 2010-10-20 施全元 电动车的自充电方法及自充电系统以及自充电电动车
JP2014204574A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 株式会社日本自動車部品総合研究所 電力変換装置
DE102014201225A1 (de) * 2014-01-23 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und elektrische Anordnung mit einem Elektromotor und einem Batteriesystem
JP2016063702A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 東洋電機製造株式会社 交流電動機駆動システム
CN105914848A (zh) * 2015-02-23 2016-08-31 保时捷股份公司 包括蓄电池充电系统的车辆
JP2017093129A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 株式会社デンソー 非接触電力伝送装置
WO2018105323A1 (ja) * 2016-12-05 2018-06-14 株式会社デンソー 駆動システム
JP2018102069A (ja) * 2016-12-21 2018-06-28 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
DE102017116107B3 (de) * 2017-07-18 2018-10-18 Avl Software And Functions Gmbh Topologie für ein Fahrzeug, Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09215216A (ja) 1996-01-30 1997-08-15 Hitachi Ltd 複数蓄電池並列充電装置
JP2004120857A (ja) 2002-09-25 2004-04-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
JP2009131077A (ja) 2007-11-26 2009-06-11 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
JP5059674B2 (ja) 2008-04-03 2012-10-24 日本電信電話株式会社 電源システムおよび充電方法
JP2011010429A (ja) 2009-06-25 2011-01-13 Panasonic Corp 充電器および充電方法
JP2012223053A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Toyota Motor Corp 電動機駆動装置
JP5691981B2 (ja) 2011-10-04 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 直並列電池システムの充電制御装置
JP2013223410A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Toyota Industries Corp バッテリ充電回路
US9783070B2 (en) 2014-02-14 2017-10-10 Jabil Circuit, Inc. Charge transfer system
DE102014212934A1 (de) * 2014-07-03 2016-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Ladezustandsausgleich eines Energiespeichersystems
JP6183339B2 (ja) * 2014-12-02 2017-08-23 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP6401090B2 (ja) * 2015-03-23 2018-10-03 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
FR3049408B1 (fr) * 2016-03-24 2018-03-16 Valeo Equipements Electriques Moteur Procede et systeme de conversion electrique continu-continu entre reseaux d'alimentation electrique relies a une machine electrique tournante de vehicule automobile
DE112017002637T5 (de) * 2016-05-25 2019-04-11 Milwaukee Electric Tool Corporation In Reihe geschaltete Batteriepackungen, System und Verfahren
EP3639346A4 (en) 2017-06-15 2021-05-12 The Governing Council Of The University Of Toronto FAST CONSTANT CURRENT CHARGING OF ELECTRIC VEHICLES VIA A DIRECT CURRENT DISTRIBUTION NETWORK USING A DUAL INVERTER ATTACK CIRCUIT
JP7063745B2 (ja) * 2018-06-27 2022-05-09 株式会社Soken 電源システム
JP7070293B2 (ja) * 2018-09-27 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 充電装置
JP7067434B2 (ja) * 2018-11-15 2022-05-16 トヨタ自動車株式会社 充電装置
JP7338437B2 (ja) 2018-12-11 2023-09-05 株式会社デンソー 充電システム
US11303145B2 (en) * 2018-12-11 2022-04-12 Denso Corporation Charging system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101743679A (zh) * 2007-07-13 2010-06-16 丰田自动车株式会社 车辆
CN101867209A (zh) * 2010-06-14 2010-10-20 施全元 电动车的自充电方法及自充电系统以及自充电电动车
JP2014204574A (ja) * 2013-04-05 2014-10-27 株式会社日本自動車部品総合研究所 電力変換装置
DE102014201225A1 (de) * 2014-01-23 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und elektrische Anordnung mit einem Elektromotor und einem Batteriesystem
JP2016063702A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 東洋電機製造株式会社 交流電動機駆動システム
CN105914848A (zh) * 2015-02-23 2016-08-31 保时捷股份公司 包括蓄电池充电系统的车辆
JP2017093129A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 株式会社デンソー 非接触電力伝送装置
WO2018105323A1 (ja) * 2016-12-05 2018-06-14 株式会社デンソー 駆動システム
JP2018102069A (ja) * 2016-12-21 2018-06-28 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
DE102017116107B3 (de) * 2017-07-18 2018-10-18 Avl Software And Functions Gmbh Topologie für ein Fahrzeug, Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs

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Publication number Publication date
JP2020096432A (ja) 2020-06-18
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