CN111645546A - 充电器和用于控制充电器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电器和用于控制充电器的方法。所述充电器包括：继电器，其被设置在输入线和转换电路之间；电压传感器，其检测输入到输入线的AC电压；以及控制器，其基于预定时段的AC电压的波形来计算AC电压的有效值和频率。当在执行外部充电期间计算出的AC电压的有效值小于电压阈值时，控制器将继电器置于断开状态。在停止外部充电之后，当计算出的AC电压的有效值大于电压阈值并且计算出的AC电压的频率大于频率阈值时，控制器使继电器进入闭合状态。

Description

充电器和用于控制充电器的方法

本非临时申请基于2019年3月4日向日本专利局提交的日本专利 申请No.2019-038663，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及充电器和用于控制充电器的方法。

背景技术

通常，已知一种车辆，其包括充电器，该充电器用于执行外部充 电以使用从外部电源供应的AC电力对车载蓄电装置进行充电。在安装 在车辆上的这样的充电器当中，存在一种充电器，当在外部充电期间 从外部电源接收的AC电压的有效值减小到小于电压阈值时，充电器停 止外部充电(例如，WO 2012/144032)。

发明内容

通常，在用于外部充电的充电器的输入侧处，设置有继电器(预 充电继电器)以防止在开始外部充电时的涌入电流。在外部充电期间， 此继电器被控制为处于闭合状态。在停止外部充电期间，继电器处于 断开状态，为随后的恢复充电做准备。

即使当在外部充电期间AC电压的频率被减少时，只要AC电压 的有效值是正常值或与其接近的值，就可以执行外部充电。因此，需 要继续进行外部充电。

然而，例如，当AC电压的频率具有非常低的值(甚低频)时， 即使AC电压的实际有效值是正常值，也可以取决于用于通过充电器计 算AC电压的有效值的方法，充电器计算出AC电压的有效值可能不会 变为正常值，结果AC电压的有效值可能会根据AC电压的瞬时值的波 动周期性地变得大于或小于电压阈值。因此，当根据电压阈值和由充 电器计算出的AC电压的有效值之间的比较结果简单地停止并恢复外 部充电时，在甚低频的状态下发生继电器振荡。在继电器振荡中，根 据AC电压的瞬时值的波动，周期性地重复外部充电的停止和恢复(即， 继电器的断开和闭合)。这可能是继电器劣化的因素。

已经做出本公开以解决上述问题，并且本公开的目的是，即使当 AC电压的频率低时也继续进行外部充电，同时防止用于执行外部充电 以使用外部电源供应的AC电力对车载蓄电装置进行充电的充电器中 的继电器的振荡。

(1)根据本公开的充电器是用于执行外部充电以使用从外部电源 供应的AC电力对蓄电装置进行充电的充电器。充电器包括：输入线， 该输入线能够连接到外部电源；转换电路，该转换电路执行输入线与 蓄电装置之间的电力转换；继电器，该继电器被设置在输入线与转换 电路之间；电压传感器，该电压传感器检测输入到输入线的AC电压； 以及控制器，该控制器周期性地执行用于基于预定时段的AC电压的波 形来计算AC电压的有效值和频率的处理。当在执行外部充电期间满足 充电停止条件时，控制器使继电器进入断开状态。当在停止外部充电 之后满足充电恢复条件时，控制器使继电器进入闭合状态。将充电停 止条件设置为计算出的AC电压的有效值小于电压阈值的条件。将充电 恢复条件设置为计算出的AC电压的有效值大于电压阈值并且计算出 的AC电压的频率大于频率阈值的条件。

在上述充电器中，在输入线和转换电路之间设置有继电器。用于 在外部充电的执行期间使继电器进入断开状态的“充电停止条件”被 设置为计算出的AC电压的有效值小于电压阈值的条件。因此，即使当 AC电压的频率减小到小于频率阈值时，继电器也保持在断开状态，直 到计算出的AC电压的有效值小于电压阈值为止。因此，即使当AC电 压的频率具有小于频率阈值的低值时，也可以继续外部充电。

此后，当由于AC电压的频率降低到甚低频而导致的计算出的AC 电压的有效值变成小于电压阈值时，满足充电停止条件。因此，使继 电器进入断开状态，为随后的充电恢复做准备。

将用于在停止外部充电之后使继电器再次进入闭合状态的“充电 恢复条件”设置为计算出的AC电压的有效值大于电压阈值并且计算出 AC电压的频率大于频率阈值的条件。因此，例如，当在停止充电期间 将AC电压的频率保持在甚低频时，即使根据AC电压的瞬时值的波动 所计算出的AC电压的有效值周期性地变得大于或小于电压阈值，除非 确定AC电压的频率大于频率阈值，否则继电器将保持在断开状态。因 此，防止根据在甚低频的状态下AC电压的瞬时值的波动继电器的状态 在闭合状态和断开状态之间振荡。

结果，即使当AC电压的频率低时，也可以在防止充电器中的继 电器振荡的同时继续进行外部充电，该充电器用于执行外部充电以使 用从外部电源供应的AC电力对车载蓄电装置进行充电。

(2)在某个实施例中，预定时段的AC电压的波形包括一个周期 的AC电压的波形时，控制器计算一个周期的AC电压的有效值和频率。 当预定时段的AC电压的波形不包括一个周期的AC电压的波形时，控 制器计算预定时段的AC电压的有效值。频率阈值被设置为通过将预定 时段转换为频率而获得的值。

在上述实施例中，在AC电压的实际频率降低为小于频率阈值时， 在预定时段中不包括一个周期的AC电压的波形，结果计算出的AC电 压的有效值是比一个周期短的时段的有效值，而不是一个周期的有效 值。因此，计算出的AC电压的有效值根据AC电压的瞬时值的波动而 改变。即使在这种情况下，在上述实施例中，继电器也保持在闭合状 态，直到计算出的AC电压的有效值变得小于电压阈值为止(即，直到 AC电压的实际频率进一步减少到低于甚低频为止)，而不是立即停止 充电并断开继电器，从而可以继续进行外部充电。

(3)在某一实施例中，充电器还包括电阻器，该电阻器被设置在 输入线与转换电路之间。继电器与电阻器并联连接。

在上述实施例中，当开始外部充电时使继电器进入断开状态，由 此从外部电源向充电器发送的电流受到电阻器的限制。因此，可以防 止涌入电流。此外，在防止涌入电流之后，使继电器进入闭合状态， 从而可以在不受电阻器的限制的情况下能够执行外部充电。

(4)根据本公开的用于控制充电器的方法是用于控制充电器的方 法，该充电器用于执行外部充电以使用从外部电源供应的AC电力对蓄 电装置进行充电。充电器包括：输入线，该输入线能够连接到外部电 源；转换电路，该转换电路在输入线与蓄电装置之间执行电力转换； 继电器，该继电器被设置在输入线与转换电路之间；以及电压传感器， 该电压传感器检测输入到输入线的AC电压。该方法包括：周期性地执 行用于基于预定时段的AC电压的波形来计算AC电压的有效值和频率 的处理；当在执行外部充电期间满足充电停止条件时，使继电器进入 断开状态；以及当在停止外部充电之后满足充电恢复条件时，使继电器进入闭合状态。将充电停止条件设置为计算出的AC电压的有效值小 于电压阈值的条件。将充电恢复条件设置为计算出的AC电压的有效值 大于电压阈值并且计算出的AC电压的频率大于频率阈值的条件。

而且在上述控制方法中，也可以表现出与上述(1)相同的作用效 果。

当结合附图考虑时，根据本公开的以下详细描述，本公开的前述 和其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

图1示出包括充电器的充电系统的示例性整体配置。

图2示出充电器的电路配置。

图3示意性地示出正常状态下系统电压VIN的波形(上部)，以 及由控制器计算的系统电压有效值VINrms(下部)。

图4示意性地示出在停止电力的供应的状态下的系统电压VIN的 波形(上部)和由控制器计算出的系统电压有效值VINrms(下部)。

图5示意性地示出处于甚低频状态下的系统电压VIN的波形(上 部)以及由控制器计算出的系统电压有效值VINrms的计算值(下部)。

图6示意性地示出系统电压VIN的实际频率、系统电压VIN的实 际有效值和继电器振荡区域之间的对应关系。

图7示意性地示出系统频率F、系统电压有效值VINrms、继电器 振荡区域、其中充电停止条件被满足的充电停止区域、以及其中充电 恢复条件被满足的充电恢复区域之间的对应关系。

图8是示出控制器的处理过程的示例性概述的流程图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本公开的实施例。应注意，附图中相同或 相应的部分被赋予相同的附图标记并且不再重复描述。

图1示出根据本实施例的包括充电器200的充电系统的示例性整 体配置。充电系统包括车辆10和供电设施100。

供电设施100包括：AC电源110，该电源110在车辆外部；EVSE (电动汽车供应设备)115；以及连接器120。AC电源110由例如商用 系统电源构成，但不限于此。各种电源均适用于此。EVSE 115包括 用于从AC电源110向车辆10供应电力的充电电缆，并且经由充电电 缆从AC电源110向车辆10供应AC电力。

车辆10包括蓄电装置12、系统主继电器(以下，也称为“SMR”) 15、电力控制部(以下，也称为“PCU”)20、动力输出装置25和驱 动轮30。

蓄电装置12是可再充电的DC电源，并且例如由诸如镍金属氢化 物电池或锂离子电池的二次电池构成。蓄电装置12存储：从供电设施 100的AC电源110供应的电力；以及在动力输出装置25产生的电力。 应注意，也可以采用大容量的电容器作为蓄电装置12。在蓄电装置12 和连接到PCU 20的电力线L1之间设置有SMR 15。SMR 15是将蓄电 装置12与电力线L1电连接/将蓄电装置12从电力线L1分离的继电器。

PCU 20通常表示从蓄电装置12接收电力并驱动动力输出装置25 的电力转换装置。例如，PCU 20包括：逆变器，该逆变器驱动包括在 动力输出装置25中的电动机；转换器，该转换器对从蓄电装置12输 出的电力进行升压；等等。动力输出装置25通常表示驱动驱动轮30 的装置。例如，动力输出装置25包括驱动驱动轮30的电动机等。此 外，动力输出装置25通过驱动驱动轮30的电动机在车辆等的制动过 程中产生电力，并将产生的电力输出到PCU 20。

车辆10还包括入口40、充电继电器50和充电器200。

入口40被连接到充电器200的输入线L2。入口40能够连接到供 电设备100的连接器120。充电继电器50是将电力线L1电连接到充电 器200的输出线L3/使电力线L1从充电器200的输出线L3分离。

在供电设施100的连接器120连接到车辆10的入口40的状态(以 下，也称为“插入状态”)下，来自供电设施100的AC电力(以下， 也称为“系统电力”)被输入到充电器200的输入线L2。在使用从供 电设施100供应的系统电力执行蓄电装置12的充电(以下，也称为“外部充电”)的期间，充电器200将从输入线L2接收到的系统电力转换 成DC电力，并将DC电力输出到输出线L3。输出到输出线L3的DC 电力经由充电继电器50和SMR 15被供应到蓄电装置12。因此，蓄电 装置12被外部充电。

图2示出充电器200的电路配置。应注意，图2中所示的电路配 置仅是示例性的，并且充电器200的电路配置不限于图2中所示的配 置。

充电器200包括滤波电路205、PFC电路210、逆变器215、隔离 变压器220、整流电路225、控制器250、电容器C1和放电电阻器R1。 滤波电路205、PFC电路210、逆变器215、隔离变压器220和整流电 路225依此顺序串联连接到从输入线L2到输出线L3的电气路径。

滤波电路205去除从AC电源110发送到输入线L2的系统电力中 包括的噪声，并且将从其已经去除噪声的系统电力输出到PFC电路 210。

滤波电路205包括设置在输入线L2和PFC电路210之间的电气 路径中的预充电电路206。预充电电路206包括预充电电阻器207、保 险丝208和预充电继电器209。预充电电阻器207和保险丝208彼此串 联连接。预充电继电器209并联连接到预充电电阻器207和保险丝208。

预充电继电器209基于来自控制器250的控制信号而断开或闭合。 当预充电继电器209处于断开状态时，通过滤波电路205从输入线L2 流向PFC电路210和逆变器215的电流被预充电电阻器207限制。因 此，在预充电继电器209处于断开状态的情况下，可以执行预充电以 对电容器C1进行充电，同时防止向PFC电路210的涌入电流。此外， 通过在电容器C1的预充电完成之后使预充电继电器209处于闭合状 态，可以执行外部充电，而不受预充电电阻器207的限制。

基于来自控制器250的控制信号，PFC电路210将从滤波电路205 供应的AC电力转换成DC电力，并且将DC电力输出到逆变器215。 PFC电路210包括：切换电路，其将AC电力转换成DC电力；和电抗 器212，其被设置在切换电路的输入侧处。PFC电路210的切换电路与电抗器212一起形成升压斩波电路，并可以对从入口40接收到的电力 升压。

逆变器215通过正极线PL和负极线NL(DC电力线对)连接到 PFC电路210。基于来自控制器250的控制信号，逆变器215将从PFC 电路210接收的DC电力转换为AC电力，并且将AC电力输出到隔离 变压器220。逆变器215例如由单相桥电路构成。

电容器C1被连接在正极线PL和负极线NL之间。电容器C1平 滑正极线PL与负极线NL之间的电压变动。

放电电阻器R1与电容器C1并联连接在正极线PL和负极线NL 之间。例如，当外部充电停止时，放电电阻器R1使存储在电容器C1 中的电力放电。

隔离变压器220包括：由磁性材料制成的芯；以及缠绕在该芯上 的初级线圈和次级线圈。初级线圈和次级线圈彼此电隔离并且分别连 接到逆变器215和整流电路225。隔离变压器220将来自逆变器215的 AC电力转换为与初级线圈的匝数和次级线圈的匝数之比相对应的电 压，并将其输出到整流电路225。

整流电路225将从隔离变压器220接收到的AC电力转换成DC 电力，并将经转换的DC电力输出到输出线L3。从整流电路225输出 到输出线L3的DC电力被供应给蓄电装置12。

充电器200还包括电压传感器41、42、43、44和电流传感器51、52。电压传感器41检测输入到滤波电路205的系统电力的电压(以下， 也称为“系统电压VIN”)。电压传感器42检测在PFC电路210的输 入侧处的电压VAC。电压传感器43检测逆变器215的输入侧处的电压VH。电压传感器44检测在整流电路225的输出侧处的电压VCHG。 电流传感器51检测流过PFC电路210中的电抗器212的电流IAC。电 流传感器52检测在逆变器215的输出侧处电流IVH。每个传感器向控 制器250输出指示检测结果的信号。

控制器250包括CPU(中央处理单元；处理装置)252、存储器 254以及接收和发送各种信号的I/F装置256。基于从I/F装置256接收 到的各种信号和存储在存储器254中的信息，控制器250使用CPU 252 执行预定的计算处理，并且基于计算结果控制预充电继电器209、PFC 电路210和逆变器215，从而执行外部充电。

<基于系统电压VIN的外部充电的继续、停止和恢复>

控制器250基于电压传感器41检测到的系统电压VIN来计算系 统电压VIN的有效值和频率。应注意，信号的有效值被定义为信号的 值的平方的平均值的平方根，并且被称为“RMS”(均方根)。在下 面的描述中，由控制器250计算出的系统电压VIN的有效值也被称为 “系统电压有效值VINrms”，并且由控制器250计算出的系统电压 VIN的频率也被称为“系统频率F”。

此外，在下面的描述中，正常状态下的系统电压VIN的峰值也称 为“正常峰值V1”，正常状态下的系统电压VIN的有效值也称为“正 常有效值V1rms，并且正常状态下的系统电压VIN的频率也称为“正 常频率”。正常有效值V1rms是通过将正常峰值V1除以2的平方根而获得的值。例如，当正常峰值V1约为141V时，正常有效值V1rms约 为100V。此外，正常频率可以为例如大约50Hz。

控制器250周期性地重复以下过程：在预定时段T(例如，40毫 秒)内采样由电压传感器41检测到的系统电压VIN的波形；并且在预 定的时段T内根据采样的电压波形计算出系统电压有效值VINrms和系 统频率F。

当预定时段T的电压波形包括至少一个周期的AC电压波形时， 控制器250将一个周期的AC电压波形的有效值(均方根)计算为“系 统电压有效值VINrms”。具体地，控制器250对一个周期的系统电压 VIN的瞬时值的平方的值进行积分，并且将通过对积分值除以一个周 期的电压而获得的值的平方根的值计算为“系统电压有效值VINrms”。 此外，控制器250将一个周期的AC电压的倒数(从系统电压VIN的 符号从负号变为正号的零交叉点起到系统电压VIN在下一个符号中从 负号变为正号的零交叉点的时间段)计算为“系统频率F”。

另一方面，在预定的时段T的电压波形不包括至少一个周期的AC 电压波形时，控制器250计算预定的时段T的电压波形的有效值(均 方根)作为“系统电压有效值VINrms”。具体地，控制器250对预定 时段T的系统电压VIN的瞬时值的平方的值进行积分，并且将通过将 积分值除以预定时段T而获得的值的平方根的值计算为“系统电压有 效值VINrms”。应注意，当预定时段T的电压波形不包括在至少一个 周期的AC电压波形时，控制器250不能计算系统频率F，因为该周期 的AC电压未知。因此，控制器250仅确定系统频率F小于频率阈值 Fth，并且不计算系统频率F的详细值。应注意，频率阈值Fth被设置 为通过将预定时段T转换为频率而获得的值，即，预定时段T的倒数 (＝1/T)。因此，频率阈值Fth是可以由控制器250计算的系统频率F 的最小值。例如，当预定时段T为40毫秒时，频率阈值Fth是为25Hz(＝1/40毫秒)，并且控制器250无法计算小于25Hz的系统频率F。 在下面的描述中，小于频率阈值Fth的频率也被称为“低频”。

在外部充电期间，通过将计算出的系统电压有效值VINrms与预 定电压阈值Vth进行比较，控制器250确定系统电压VIN是否由于停 止供应电力等而被减少。电压阈值Vth被设置为低于正常有效值V1rms 的值。例如，当正常有效值V1rms为大约100V时，电压阈值Vth可 以设置为大约50V。

当计算出的系统电压有效值VINrms大于电压阈值Vth时，控制 器250确定系统电压VIN未被减少，并且继续进行外部充电。具体地， 控制器250继续PFC电路210和逆变器215的操作，并将预充电继电 器209保持在闭合状态中。

另一方面，当计算出的系统电压有效值VINrms小于电压阈值Vth 时，控制器250确定系统电压VIN被减少，并且停止外部充电。具体 地，控制器250停止PFC电路210和逆变器215的操作，并使预充电 继电器209进入断开状态，以为随后的恢复充电做准备。

图3示意性地示出在正常状态期间系统电压VIN的波形(上部)， 以及由控制器250计算出的系统电压有效值VINrms(下部)。应注意， 图3的上部中所示的波形示意性地表示正常状态下的波形，其中系统 电压VIN的峰值和频率分别为正常峰值V1和正常频率。如上所述， 图3的下部中所示的“正常有效值V1rms”是通过将正常峰值V1除以 2的平方根而获得的值(例如，当正常峰值V1约为141V时，正常有 效值V1rms约为100V)。

在图3所示的示例中，因为在预定时段T的AC电压波形中包括 一个周期的AC电压波形，所以控制器250基于一个周期的AC电压波 形来计算系统电压有效值VINrms和系统频率F。更具体地，控制器250 将一个周期的AC电压的有效值(对应于图3的斜阴影部分的面积的平 均的值)计算为系统电压有效值VINrms。此外，控制器250将AC电 压的时段的(在其处系统电压VIN的符号从负号变为正号的零交叉点 到在其处系统电压VIN的下一个符号从负号变成正号的零交叉点的时 间段)的倒数计算为系统频率F。

在正常状态下，如图3的下部中所示，系统电压有效值VINrms 等于正常有效值V1rms，结果系统电压有效值VINrms变得大于电压阈 值Vth。在这种情况下，控制器250确定没有发生系统电压VIN的异 常减少，并且继续进行外部充电。控制器250周期性地重复这种过程。

图4示意性地图示在停止电力的供应的状态下的系统电压VIN的 波形(上部)，以及由控制器250计算出的系统电压有效值VINrms(下 部)。如图4中所示，在停止供应电力的状态下，系统电压VIN恒定 为0V，并且在预定时段T中不包括AC电压波形。在这种情况下，控制器250将系统电压有效值VINrms计算为0，不计算系统频率F，并 确定系统频率F小于频率阈值Fth。

结果，在停止电力的供应的状态下，如图4的下部中所示，系统 电压有效值VINrms(＝0)小于电压阈值Vth。在这种情况下，控制器 250确定发生系统电压VIN的异常减少，停止外部充电，并且使预充 电继电器209处于断开状态，为随后的恢复充电做准备。

图5示意性地示出当系统频率F为甚低(在下文中，也称为“处 于甚低频的状态”)时系统电压VIN的波形(上部)和由控制器250 计算出的系统电压有效值VINrms的计算的值(下部)。所述“甚低频” 是指低频(小于频率阈值Fth的频率)当中的非常小的以使得由控制器 250计算出的系统电压有效值VINrms根据系统电压VIN的瞬时值的波 动而周期性地变得大于或者小于电压阈值Vth的频率。

即使当系统频率F为低频(小于频率阈值Fth的频率)时，只要 系统电压VIN的峰值是正常峰值V1或接近其的值，就可以执行外部 充电。因此，需要继续进行外部充电。但是，如图5中所示，在甚低 频状态下，即使当系统电压VIN的峰值为正常峰值V1时，系统电压 有效值VINrms的计算值也不会变为正常有效值V1rms，并且根据系统 电压VIN的瞬时值的波动而周期性地变成大于或小于电压阈值Vth。 具体地，当系统电压VIN大约为正峰值(＝V1)时，预定时段T的系 统电压VIN的积分值(对应于图5的斜阴影部分S1的面积的值)较大， 结果，系统电压有效值VINrms变得大于电压阈值Vth。当系统电压 VIN大约为0V时，预定时段T的系统电压VIN的积分值(对应于图5 的斜阴影部分S2的面积的值)小，结果系统电压有效值VINrms变得 小于电压阈值Vth。然后，当系统电压VIN大约为负峰值(＝-V1)时， 预定时段T的系统电压VIN的积分值(对应于图5的斜阴影部分S3 的面积的值)再次变大，结果系统电压有效值VINrms再次变得大于电 压阈值Vth。

因此，当根据系统电压有效值VINrms和电压阈值Vth之间的比 较结果而简单地停止并恢复外部充电时，在甚低频的状态下会发生以 下现象(以下，也简称为“继电器振荡”)：根据系统电压VIN的瞬 时值的波动，周期性地重复进行停止外部充电和断开预充电继电器209 的操作以及恢复外部充电和闭合预充电继电器209的操作。这可能是 预充电继电器209劣化的因素。

图6示意性地示出系统电压VIN的实际频率、系统电压VIN的实 际有效值(即，一个周期的系统电压VIN的有效值)和其中发生继电 器振荡的甚低频区域(下文中，也称为“继电器振荡区域”)。在图6 中，横轴表示系统电压VIN的实际频率，并且纵轴表示系统电压VIN的实际有效值。应注意，在图6的水平轴上表示的“频率阈值Fth”是 通过将预定时段T转换成如上所述的频率而获得的值(＝1/T)。因此， 当系统电压VIN的实际频率被包括在大于频率阈值Fth的区域中时， 可以由控制器250计算系统频率F；然而，当系统电压VIN的实际频率被包括在小于频率阈值Fth的区域(在下文中，也称为“低频率区域”) 中时，控制器250不能计算系统频率F。

当通过绘制系统电压VIN的实际频率和实际有效值的组合而获得 的点被包括在图6中所示的继电器振荡区域中时，由控制器250计算 出的系统电压有效值VINrms根据系统电压VIN的周期变得大于或小 于电压阈值Vth。即，通过将系统频率VIN的实际频率和实际有效值 的组合绘制而获得的点的状态被包括对应于如上图5中所示的“甚低 频的状态”的继电器振荡区域中。因此，当根据系统电压有效值VINrms 和电压阈值Vth之间的比较结果简单地停止充电并恢复充电时，根据 系统电压VIN的周期，在甚低频的状态下发生上述继电器振荡。这可 能是预充电继电器209劣化的因素。

鉴于此，在本实施例中，基于系统电压VIN的充电停止条件和充 电恢复条件设置如下。

将充电停止条件被设置为下述条件：“系统电压有效值VINrms 小于电压阈值Vth”。因此，即使当系统电压VIN的实际频率减小到 小于频率阈值Fth时，也可以继续进行外部充电直到系统电压有效值 VINrms变成小于电压阈值Vth。应注意的是，例如，在系统电压VIN 的实际频率进一步减少到甚低频的情况下，当系统电压VIN大约为0V 时，系统电压有效值VINrms变得小于电压阈值Vth，结果充电停止条 件满足。因此，控制器250停止外部充电，并使预充电继电器209进 入断开状态，为随后的恢复充电做准备。

另一方面，充电恢复条件不仅被简单地设置为“系统电压有效值 VINrms大于电压阈值Vth”的条件，并且被设置为“系统电压有效值 VINrms大于电压阈值Vth并且系统频率F大于频率阈值Fth”的条件。 因此，例如，当系统电压VIN的实际频率保持在甚低频时，即使系统 电压VIN变为大约为峰值并且系统电压有效值VINrms变成暂时大于 电压阈值Vth，控制器250不可以计算系统频率F，并且因此，不确定 系统频率F大于频率阈值Fth。因此，不满足充电恢复条件，并且预充 电继电器209保持在断开状态。因此，防止由于在甚低频的状态下系 统电压有效值VINrms根据系统电压VIN的周期而波动而发生继电器 振荡。

图7示意性地示出系统频率F、系统电压有效值VINrms、继电器 振荡区域、满足充电停止条件的充电停止区域、以及满足充电恢复条 件的充电恢复区域之间的对应关系。在图7中，横轴表示系统频率F， 并且纵轴表示系统电压有效值VINrms。如图7中所示，充电停止区域 是系统电压有效值VINrms小于电压阈值Vth的区域。此外，充电恢复 区域是系统电压有效值VINrms大于电压阈值Vth且系统频率F大于频 率阈值Fth的区域。

这里，假定下述情况：当系统电压VIN的峰值保持在正常峰值V1 处时，系统电压VIN的实际频率从正常频率降低到甚低频，并且然后 再次返回到正常频率。在这种情况下，即使当系统电压VIN的实际频 率减小到小于频率阈值Fth时，除非系统电压VIN的实际频率被减少 到成为甚低频，由控制器250计算出的系统电压有效值VINrms仍被保 持为大于电压阈值Vth，结果继续进行外部充电。

然后，在系统电压VIN的实际频率进一步减少以被包括在继电器 振荡区域(甚低频区域)中的情况下，当系统电压VIN大约为0V时， 系统电压有效值VINrms变成暂时小于电压阈值Vth，结果满足充电停 止条件。因此，外部充电停止，并且预充电继电器209断开。然而， 尽管系统电压VIN的实际频率被包括在继电器振荡区域中，但是控制 器250不能计算系统频率F，并且不确定系统频率F大于频率阈值Fth， 结果是充电恢复条件不满足。因此，即使当系统电压VIN变得大约峰 值并且系统电压有效值VINrms变成暂时大于电压阈值Vth时，外部充 电没有被恢复并且预充电继电器209保持在断开状态下。因此，防止 继电器振荡。

即使当系统电压VIN的实际频率然后增加到落在继电器振荡区域 (甚低频区域)之外时，控制器250仍无法计算系统频率F，同时系统 电压VIN的实际频率被包括在低频率区域(小于频率阈值Fth的区域) 中，并且不确定系统频率F大于频率阈值Fth。因此，不满足充电恢复 条件。

然后，当系统电压VIN的实际频率进一步增加以变得大于频率阈 值Fth时，可以由控制器250计算系统频率F，确定系统频率F大于频 率阈值Fth，并且系统电压有效值VINrms变为正常有效值V1rms(> 电压阈值Vth)，结果满足充电恢复条件。因此，在预充电电容器C1之后，恢复外部充电并且预充电继电器209闭合。

图8是示出控制器250的处理过程的示例性概述的流程图。无论 何时在插入状态下满足预定条件(例如，无论何时预定周期流逝)， 就重复执行此流程图。

控制器250获得(采样)预定时段T的系统电压VIN的波形(步 骤S10)。

接下来，控制器250确定在步骤S10中获得的预定时段T的电压 波形是否包括至少一个周期的AC电压波形(步骤S11)。

当预定时段T的电压波形包括至少一个周期的AC电压波形时(步 骤S11中为是)，控制器250从一个周期的AC电压波形计算系统电压 有效值VINrms(步骤S12)。具体地，控制器250对一个周期的AC 电压波形的有效值(均方根)进行积分，即，对一个周期的系统电压VIN的瞬时值的平方值进行积分，并将通过将积分值除以如上所述的 一个周期而获得的值的平方根的值计算为系统电压有效值VINrms。此 外，控制器250从AC电压的周期来计算系统频率F(步骤S13)。具 体地，控制器250测量从在其处系统电压VIN的符号从负号变成正号的零交叉点到在其处系统电压VIN的下一个符号从正号变成符号的零 交叉点的时间段作为AC电压的一个周期。控制器250将测量到的周期 的倒数计算为系统频率F。

另一方面，当在步骤S10中获得的预定时段T的电压波形不包括 至少一个周期的AC电压波形时(步骤S11中为否)，控制器250基于 预定时段T的电压波形来计算系统电压有效值VINrms(步骤S14)。 具体地，控制器250对预定时段T的电压波形的有效值(均方根)进行积分，即，对预定时段T的系统电压VIN的瞬时值的平方值进行积 分，并将通过将积分值除以如上所述的预定时段T而获得的值的平方 根值计算为系统电压有效值VINrms。此外，控制器250确定系统频率 F小于频率阈值Fth(步骤S15)。

在步骤S13或步骤S15之后，控制器250确定是否正在执行外部 充电(步骤S20)。例如，当在预充电继电器209闭合的情况下操作 PFC电路210和逆变器215时，控制器250确定正在执行外部充电。 当在预充电继电器209断开的情况下PFC电路210和逆变器215不操 作时，控制器250确定未在执行外部充电。

当正在执行外部充电时(步骤S20中为是)，控制器250确定在 步骤S12或步骤S14中计算出的系统电压有效值VINrms是否小于电压 阈值Vth，即，确定上述充电停止条件是否满足(步骤S30)。当系统 电压有效值VINrms大于或等于电压阈值Vth时，即，当不满足充电停 止条件时(步骤S30中为否)，控制器250继续执行外部充电(步骤 S32)。具体地，控制器250继续PFC电路210和逆变器215的操作， 并将预充电继电器209保持在闭合状态。

当系统电压有效值VINrms小于电压阈值Vth时，即，当满足上 述充电停止条件时(步骤S30中为是)，控制器250停止PFC电路210 和逆变器215的操作，并停止外部充电(步骤S34)，并使预充电继电 器209进入断开状态，为随后的充电恢复做准备(步骤S36)。然后，控制器250将处理置为“返回”。

另一方面，当未在执行外部充电时(步骤S20中为否)，控制器 250确定在步骤S12或步骤S14中计算出的系统电压有效值VINrms是 否大于电压阈值Vth并且在步骤S13中计算出的系统频率F大于频率 阈值Fth，即，确定是否满足上述充电恢复条件(步骤S40)。

当不满足充电恢复条件时(步骤S40中为否)，控制器250继续 停止外部充电(步骤S42)。具体地，控制器250将PFC电路210和 逆变器215保持为不操作，并且将预充电继电器209保持在断开状态。

当满足充电恢复条件时(步骤S40中为是)，控制器250使PFC 电路210和逆变器215进行操作并执行(恢复)外部充电(步骤S44)， 并且在预充电电容器C1之后使预充电继电器209处于闭合状态(步骤 S46)。

如上所述，在本实施例中，将充电停止条件设置为“系统电压有 效值VINrms小于电压阈值Vth”的条件，并且将充电恢复条件设置为 “系统电压有效值VINrms大于电压阈值Vth并且系统频率F大于系统 阈值Fth”的条件。因此，即使当系统电压VIN的实际频率低时，也可 以在防止预充电继电器209振荡的同时继续进行外部充电。

尽管已经详细描述和说明本公开，但是应清楚地理解，这仅仅是 为了说明和示例，而不是作为限制，本公开的范围由所附权利要求的 术语来解释。

Claims (4)

1.一种充电器，所述充电器用于执行外部充电以使用从外部电源供应的AC电力对蓄电装置进行充电，所述充电器包括：

输入线，所述输入线能够连接到所述外部电源；

转换电路，所述转换电路在所述输入线与所述蓄电装置之间执行电力转换；

继电器，所述继电器被设置在所述输入线与所述转换电路之间；

电压传感器，所述电压传感器检测被输入到所述输入线的AC电压；以及

控制器，所述控制器周期性地执行以下处理：基于在预定时段的所述AC电压的波形来计算所述AC电压的有效值和频率，

其中，

当在执行所述外部充电期间满足充电停止条件时，所述控制器使所述继电器进入断开状态，

当在停止所述外部充电之后满足充电恢复条件时，所述控制器使所述继电器进入闭合状态，

所述充电停止条件被设置为所计算出的所述AC电压的有效值小于电压阈值的条件，以及

所述充电恢复条件被设置为所计算出的所述AC电压的有效值大于所述电压阈值并且所计算出的所述AC电压的频率大于频率阈值的条件。

2.根据权利要求1所述的充电器，其中，

当所述预定时段的所述AC电压的波形包括一个周期的所述AC电压的波形时，所述控制器计算所述一个周期的所述AC电压的有效值和频率，

当所述预定时段的所述AC电压的波形不包括所述一个周期的所述AC电压的波形时，所述控制器计算所述预定时段的所述AC电压的有效值，以及

所述频率阈值被设置为通过将所述预定时段转换为频率而获得的值。

3.根据权利要求1或者2所述的充电器，还包括：

电阻器，所述电阻器被设置在所述输入线与所述转换电路之间，其中，所述继电器与所述电阻器被并联连接。

4.一种用于控制充电器的方法，所述充电器用于执行外部充电以使用从外部电源供应的AC电力对蓄电装置进行充电，

所述充电器包括：

输入线，所述输入线能够连接到所述外部电源，

转换电路，所述转换电路在所述输入线与所述蓄电装置之间执行电力转换，

继电器，所述继电器被设置在所述输入线与所述转换电路之间，以及

电压传感器，所述电压传感器检测被输入到所述输入线的AC电压，

所述方法包括：

周期性地执行以下处理：基于预定时段的所述AC电压的波形来计算所述AC电压的有效值和频率；

当在执行所述外部充电期间满足充电停止条件时，使所述继电器进入断开状态；以及

当在停止所述外部充电之后满足充电恢复条件时，使所述继电器进入闭合状态，

其中，

所述充电停止条件被设置为所计算出的所述AC电压的有效值小于电压阈值的条件，以及

所述充电恢复条件被设置为所计算出的所述AC电压的有效值大于所述电压阈值并且所计算出的所述AC电压的频率大于频率阈值的条件。

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