CN112537213A - 充电装置 - Google Patents

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高松直义
大畠弘嗣
坂本拓弥
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Abstract

提供一种充电装置，能够通过最大输出电压比蓄电池的额定电压低的外部直流电源对蓄电池进行充电。充电装置的控制电路在第一中间点和外部直流电源的正极端子经由第一端子相连接、第二中间点和外部直流电源的负极端子经由第二端子相连接、且第一切换开关和第二切换开关断开了的状态下，对第一开关元件和第二开关元件的开闭进行控制，以使得切换第一状态和第二状态，该第一状态是将第一中间点和正极连接、并且将第二中间点和分压点连接、通过外部直流电源对第一电容器进行充电的状态，该第二状态是将第一中间点和分压点连接、并且将第二中间点和负极连接、并通过外部直流电源对第二电容器进行充电的状态。

Description

充电装置
技术领域
本发明涉及充电装置。
背景技术
以往以来，已知将来自外部交流电源的交流电力经由开关单元供给至蓄电池来对该蓄电池充电的技术(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2007－252074号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，搭载于电动车辆的蓄电池例如存在如额定电压为400[V]、800[V]的蓄电池那样地额定电压不同的规格。与此对应，输出直流电力的外部直流电源例如存在如最大输出电压400[V]等级、800[V]等级的直流电源那样地最大输出电压不同的规格。
因此，在外部直流电源的最大输出电压比蓄电池的额定电压低的情况下，无法通过该外部直流电源对该蓄电池充电。
本发明是鉴于上述而完成的，目的在于提供能够通过最大输出电压比蓄电池的额定电压低的外部直流电源对蓄电池充电的充电装置。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述技术问题、达成目的，本发明涉及的充电装置具备：第一电容器和第二电容器，其串联连接在蓄电池的正极与负极之间；第一开关元件，其具有多个开关元件，能够选择性地将对旋转电机进行驱动的变换器的第一上臂和第一下臂之间的第一中间点与所述正极、所述负极、以及所述第一电容器和第二电容器之间的分压点中的任一个相连接；第二开关元件，其具有多个开关元件，能够选择性地将所述变换器的第二上臂和第二下臂之间的第二中间点与所述正极、所述负极以及所述分压点中的任一个相连接；第一端子，其能够与所述第一中间点连接，并且，能够与外部直流电源的正极端子连接；第二端子，其能够与所述第二中间点连接，并且，能够与所述外部直流电源的负极端子连接；第一切换开关，其能够对所述旋转电机的线圈与所述第一中间点的连接以及断开进行切换；第二切换开关，其能够对所述旋转电机的线圈与所述第二中间点的连接以及断开进行切换；以及控制电路，其在所述第一中间点和所述外部直流电源的正极端子经由所述第一端子相连接、所述第二中间点和所述外部直流电源的负极端子经由所述第二端子相连接、且所述第一切换开关和所述第二切换开关断开了的状态下，对所述第一开关元件和所述第二开关元件的开闭进行控制，以使得切换第一状态和第二状态，所述第一状态是将所述第一中间点和所述正极连接并且将所述第二中间点和所述分压点连接、并通过所述外部直流电源对所述第一电容器进行充电的状态，所述第二状态是将所述第一中间点和所述分压点连接并且将所述第二中间点和所述负极连接、并通过所述外部直流电源对所述第二电容器进行充电的状态。
另外，在所述充电装置中，所述控制电路在所述外部直流电源的最大输出电压为所述蓄电池的额定电压以上的情况下，在所述第一中间点和所述外部直流电源的正极端子经由所述第一端子相连接、所述第二中间点和所述外部直流电源的负极端子经由所述第二端子相连接、且所述第一切换开关和所述第二切换开关断开了的状态下，对所述第一开关元件和所述第二开关元件的开闭进行控制，以使得将所述第一中间点和所述正极连接、并且将所述第二中间点和所述负极连接。
根据这样的结构，在外部直流电源的最大输出电压为蓄电池的额定电压以上的情况下，充电装置能够通过外部直流电源的直流电力来更迅速地对蓄电池进行充电。
另外，在所述充电装置中，所述控制电路执行决定所述第一状态下的第一充电时间和所述第二状态下的第二充电时间以使得所述第一电容器和第二电容器的电压之差变小的控制。
根据这样的结构，能够使第一电容器和第二电容器的端子间电压之差更小，进而，容易在变换器中生成线间电压的精度更好的波形。
另外，所述充电装置具备第一回流二极管，所述第一回流二极管与设置于所述第一上臂的所述第一开关元件中的任一个开关元件并联地设置，所述控制电路在所述第一状态下将与所述第一回流二极管并联的所述第一开关元件控制为断开状态。
根据这样的结构，能够减少对断开状态和闭合状况进行切换的第一开关元件的数量，因此，能够减少伴随着第一开关元件的断开状态和闭合状况的切换而产生的损失。
另外，所述充电装置具备第二回流二极管，所述第二回流二极管与设置于所述第二下臂的所述第二开关元件中的任一个开关元件并联地设置，所述控制电路在所述第二状态下将与所述第二回流二极管并联的所述第二开关元件控制为断开状态。
根据这样的结构，能够减少对断开状态和闭合状况进行切换的第二开关元件的数量，因此，能够减少伴随着第二开关元件的断开状态和闭合状况的切换而产生的损失。
另外，在所述充电装置中，所述控制电路在所述第一状态下对所述第二开关元件的开闭进行控制，以使所述第二开关元件中的在所述第二状态下为了将所述第二中间点和所述负极连接而闭合的开关元件中的某一个闭合、并且使所述第二中间点和所述负极不相连接。
根据这样的结构，能够减少在第一状态和第二状态下对断开状态和闭合状况进行切换的第二开关元件的数量，因此，能够减少伴随着第二开关元件的断开状态和闭合状况的切换而产生的损失。
另外，在所述充电装置中，所述控制电路在所述第二状态下对所述第一开关元件的开闭进行控制，以使所述第一开关元件中的在所述第一状态下为了将所述第一中间点和所述正极连接而闭合的开关元件中的某一个闭合、并且使所述第一中间点和所述正极不相连接。
根据这样的结构，能够减少在第一状态和第二状态下对断开状态和闭合状况进行切换的第一开关元件的数量，因此，能够减少伴随着第一开关元件的断开状态和闭合状况的切换而产生的损失。
发明的效果
根据本发明的充电装置，即使是在如外部直流电源的最大输出电压比蓄电池的额定电压低那样的情况下，当外部直流电源的最大输出电压为蓄电池的额定电压的一半以上时，充电装置也能够通过交替地对第一电容器和第二电容器进行充电来对蓄电池进行充电。
附图说明
图1是具备实施方式的充电装置的车辆驱动系统的结构图。
图2是表示第一状态(1)下的充电路径的说明图。
图3是表示第二状态(1)下的充电路径的说明图。
图4是表示第一状态与第二状态的切换控制的一个例子的说明图。
图5是表示第一充电模式下按照式(A)充电中的Vb、Vc1、Vc2、C1电流以及C2电流的历时变化的图。
图6是表示在第一充电模式下固定为了t1＝t2的情况下的Vb、Vc1、Vc2、C1电流以及C2电流的历时变化的图。
图7是表示第二状态下的充电路径的说明图。
图8是表示通过充电装置和快速充电器进行的充电控制的步骤的一个例子的流程图。
图9是表示第一状态(2)下的充电路径的说明图。
图10是表示第二状态(2)下的充电路径的说明图。
图11是表示第一状态(3)下的充电路径的说明图。
图12是表示第二状态(3)下的充电路径的说明图。
标号说明
10 电动发电机(旋转电机)
11 线圈
20 电池(蓄电池)
21 正极
22 负极
30 分压点
40 变换器
41a 上臂(第一上臂)
41b 下臂(第一下臂)
41c 第一中间点
42a 上臂(第二上臂)
42b 下臂(第二下臂)
42c 第二中间点
51 切换开关(第一切换开关)
52 切换开关(第二切换开关)
70a 正极端子(第一端子)
70b 负极端子(第二端子)
80 ECU(控制电路)
90 充电装置
100 快速充电器(外部直流电源)
101 正极端子
102 负极端子
C1 第一电容器
C2 第二电容器
D11、D12 回流二极管(第一回流二极管)
D23、D24 回流二极管(第二回流二极管)
SW11～SW14 开关元件(第一开关元件)
SW21～SW24 开关元件(第二开关元件)
具体实施方式
以下，公开本发明的例示性的实施方式。以下所示的实施方式的结构以及由该结构带来的作用和结果(效果)是一个例子。本发明也可以通过以下的实施方式所公开的结构以外的结构来实现。另外，根据本发明，能够得到由下述的结构获得的各种效果(也包括派生的效果)中的至少一种。
以下所示的多个实施方式具备同样的结构。由此，根据各实施方式的结构，能得到基于该同样的结构的同样的作用和效果。另外，以下对那些同样的结构赋予同样的标号，并且，省略重复的说明。
此外，在本说明书中，序数是为了对部件、部位等进行区别而方便起见所赋予的，并不表示优先顺位、次序。
[第1实施方式]
[系统结构]
图1是具备实施方式的充电装置90的车辆驱动系统1的结构图。车辆驱动系统1可以应用于如电动汽车、混合动力车辆、PHV(plug-in hybrid vehicle，插电式混合动力车)、REEV(range extended electric vehicle，增程电动车)那样的能够进行利用了电力的行驶的电动车辆。
车辆驱动系统1搭载于电动车辆，具备车辆驱动用的电动发电机10、作为电源的电池20、第一电容器C1及第二电容器C2、作为电力变换装置的变换器40、切换开关51～56、连接器70、以及ECU(electronic control unit，电子控制单元)80。
电动发电机10是交流旋转电机，例如是在转子埋设有永磁体的三相交流同步电动机。电动发电机10作为电动机进行工作，对驱动轴(未图示)进行驱动。另外，电动发电机10在车辆制动时、下坡行驶时作为发电机进行工作，进行再生发电。此外，电动发电机10也可以作为对发动机(未图示)进行启动的电动机来进行工作。电动发电机10是旋转电机的一个例子。
电池20为能够充放电的电池，例如为锂离子电池组、镍氢电池组、镍镉电池、铅蓄电池等。电池20的端子间电压Vb由电压传感器60进行检测。电池20为蓄电池的一个例子。
第一电容器C1和第二电容器C2串联连接在电池20的正极21与负极22之间。在第一电容器C1和第二电容器C2中，第一电容器C1设置在高压侧，第二电容器C2设置在低压侧。第一电容器C1和第二电容器C2的技术规格(例如容量)相同。第一电容器C1的端子间电压Vc1由电压传感器61进行检测，第二电容器C2的端子间电压Vc2由电压传感器62进行检测。
在电池20的正极21与第一电容器C1之间设置有切换开关55，在电池20的负极22与第二电容器C2之间设置有切换开关56。这些切换开关55、56是能够根据来自ECU80的控制信号来对断开状态和闭合状态进行切换的继电器。
变换器40是具有相互并联的三个臂41、42、43(leg，腿)的三相型变换器。
臂41具有串联连接的上臂41a和下臂41b。上臂41a设置在电池20的正极21与第一中间点41c之间，下臂41b设置在电池20的负极22与第一中间点41c之间，第一中间点41c设置在上臂41a与下臂41b之间。上臂41a为第一上臂的一个例子，下臂41b为第一下臂的一个例子。
第一中间点41c设置为能够经由切换开关51与电动发电机10的线圈11连接。切换开关51是能够根据来自ECU80的控制信号来对断开状态和闭合状态进行切换的继电器。切换开关51是第一切换开关的一个例子。
臂41构成中性点钳位(clamp)式的三电平变换器(inverter)。在电池20的正极21与第一中间点41c之间设置有串联连接的两个开关元件SW11和SW12。在两个开关元件SW11、SW12中，开关元件SW11设置在高压侧，开关元件SW12设置在低压侧。
另外，在第一中间点41c与电池20的负极22之间设置有串联连接的两个开关元件SW13和SW14。在两个开关元件SW13、SW14中，开关元件SW13设置在高压侧，开关元件SW14设置在低压侧。开关元件SW11～SW14为第一开关元件的一个例子。
在开关元件SW11～SW14分别并联连接有回流二极管D11～D14。
在上臂41a的开关元件SW11和开关元件SW12之间的高压侧分割点41d与第一电容器C1和第二电容器C2之间的分压点30之间设置有高压侧钳位二极管DC11。高压侧钳位二极管DC11容许电流从分压点30流向高压侧分割点41d，并且，阻止电流从高压侧分割点41d流向分压点30。
在下臂41b的开关元件SW13和开关元件SW14之间的低压侧分割点41e与分压点30之间设置有低压侧钳位二极管DC12。低压侧钳位二极管DC12容许电流从低压侧分割点41e流向分压点30，并且，阻止电流从分压点30流向低压侧分割点41e。
臂42具有串联连接的上臂42a和下臂42b。上臂42a设置在电池20的正极21与第二中间点42c之间，下臂42b设置在电池20的负极22与第二中间点42c之间，第二中间点42c设置在上臂42a与下臂42b之间。上臂42a为第二上臂的一个例子，下臂42b为第二下臂的一个例子。
第二中间点42c设置为能够经由切换开关52与电动发电机10的线圈11连接。切换开关52是能够根据来自ECU80的控制信号对断开状态和闭合状态进行切换的继电器。切换开关52为第二切换开关的一个例子。
臂42构成中性点钳位式的三电平变换器。在电池20的正极21与第二中间点42c之间设置有串联连接的两个开关元件SW21和SW22。在两个开关元件SW21、SW22中，开关元件SW21设置在高压侧，开关元件SW22设置在低压侧。
另外，在第二中间点42c与电池20的负极22之间设置有串联连接的两个开关元件SW23和SW24。在两个开关元件SW23、SW24中，开关元件SW23设置在高压侧，开关元件SW24设置在低压侧。开关元件SW21～SW24为第二开关元件的一个例子。
在开关元件SW21～SW24分别并联连接有回流二极管D21～D24。
在上臂42a的开关元件SW21和开关元件SW22之间的高压侧分割点42d与分压点30之间设置有高压侧钳位二极管DC21。高压侧钳位二极管DC21容许电流从分压点30流向高压侧分割点42d，并且，阻止电流从高压侧分割点42d流向分压点30。
在下臂42b的开关元件SW23和开关元件SW24之间的低压侧分割点42e与分压点30之间设置有低压侧钳位二极管DC22。低压侧钳位二极管DC22容许电流从低压侧分割点42e流向分压点30，并且，阻止从分压点30流向低压侧分割点42e。
臂43具有上臂43a、下臂43b、第三中间点43c、高压侧分割点43d、低压侧分割点43e、开关元件SW31～SW34、回流二极管D31～D34、高压侧钳位二极管DC31以及低压侧钳位二极管DC32。臂43具有与臂41、42同样的结构，因此，省略该臂43的详细说明。此外，在第三中间点43c与线圈11之间未设置如切换开关51、52那样的切换开关。
开关元件SW11～SW14、SW21～SW24、SW31～SW34例如为IGBT(insulated gatebipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等。
另外，车辆驱动系统1具备连接器70、正极配线71以及负极配线72，以使得电池20能够利用从车辆外部的直流的快速充电器100(充电设备)经由变换器40的臂41、42的一部分供给的流电力来进行充电。快速充电器100为外部直流电源的一个例子。
连接器70以能够拆装的方式与快速充电器100的连接器110连接。在连接器70和连接器110以机械的方式相连接的状态下，连接器70的正极端子70a和快速充电器100的正极端子101电连接，并且，连接器70的负极端子70b和快速充电器100的负极端子102电连接。连接器70也可以被称为车载连接器。
正极配线71在第一分支点45a从第一中间点41c与切换开关51之间的电力供给线44a分支，与连接器70的正极端子70a连接。但是，在正极配线71设置有切换开关53。切换开关53是能够根据来自ECU80的控制信号来对断开状态和闭合状态进行切换的继电器。此外，在正极配线71也可以设置有电抗器。正极端子70a能够与第一中间点41c连接，并且，也能够与快速充电器100的正极端子101连接。在连接器70、110的连接状态以及切换开关53的闭合状态下，第一中间点41c和正极端子101经由正极端子70a相连接。正极端子70a为第一端子的一个例子。
负极配线72在第二分支点45b从第二中间点42c与切换开关52之间的电力供给线44b分支，与连接器70的负极端子70b连接。但是，在负极配线72设置有切换开关54。切换开关54是能够根据来自ECU80的控制信号来对断开状态和闭合状态进行切换的继电器。此外，在负极配线72也可以设置有电抗器。负极端子70b能够与第二中间点42c连接，并且，也能够与快速充电器100的负极端子102连接。在连接器70、110的连接状态以及切换开关54的闭合状态下，第二中间点42c和负极端子102经由负极端子70b相连接。负极端子70b为第二端子的一个例子。
ECU80具有驱动控制部81、充电控制部82以及选通驱动电路83。ECU80为控制电路的一个例子。
驱动控制部81输出对变换器40的三个臂41～43的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24、SW31～SW34的开闭进行控制的驱动控制信号，以使得电动发电机10进行旋转。另外，驱动控制部81输出对切换开关51～56的断开状态和闭合状态进行切换的开闭信号。
充电控制部82输出对变换器40的两个臂41、42的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的开闭进行控制的充电控制信号，以使得从快速充电器100供给直流电力，电池20被进行充电。另外，充电控制部82输出对切换开关51～56的断开状态和闭合状态进行切换的开闭信号。
选通驱动电路83基于驱动控制信号或者充电控制信号，输出对开关元件SW11～SW14、SW21～SW24、SW31～SW34的开闭进行切换的选通信号。
驱动控制部81和充电控制部82可以由计算机构成。计算机至少具有处理器(电路)、如RAM(random access memory，随机访问存储器)、ROM(read only memory，只读存储器)那样的主存储部以及如HDD(hard disk drive，硬盘驱动器)、SSD(solid state drive，固态硬盘驱动器)那样的辅助存储装置等(均未图示)，处理器读出存储于ROM、辅助存储装置的程序(应用)来加以执行。处理器通过按照程序来进行工作，从而作为驱动控制部81、充电控制部82进行工作。在该情况下，程序包括与驱动控制部81、充电控制部82对应的程序模块。
程序分别是能够安装的形式或者能够执行的形式的文件，可以记录于能够由计算机读取的记录介质来被提供。记录介质也可以被称为程序产品。另外，程序可以通过被存储于与通信网络连接的计算机的存储部，经由网络被下载，从而被导入到计算机。另外，程序也可以预先安装于ROM等。
另外，在计算机的至少一部分由硬件构成的情况下，该计算机也可以包括例如FPGA(field programmable gate array，现场可编程门阵列)、ASIC(applicationspecific integrated circuit，专用集成电路)等。
在ROM或者辅助存储装置中存储有在驱动控制部81和充电控制部82的运算处理中使用的信息。另外，在该运算处理中使用的信息也可以记载在程序中。在该运算处理中使用的信息例如包括电池20的额定电压等。
[电动发电机驱动时的变换器的工作]
变换器40为三相的三电平变换器。对于三个臂41～43的工作，其定时(timing)不同，但是工作是同样的，因此，在此代表三个臂41～43来对臂41(开关元件SW11～SW14)的工作进行说明。
ECU80的驱动控制部81对开关元件SW11～SW14的开闭进行控制，以使第一中间点41c与电池20的正极21、负极22、以及第一电容器C1和第二电容器C2之间的分压点30中的任一个选择性地相连接。
在开关元件SW11、SW12为闭合状态、其他开关元件SW13、SW14为断开状态的情况下，第一中间点41c和电池20的正极21经由开关元件SW11、SW12相连接。在该情况下，电流从正极21流向第一中间点41c。
另外，在开关元件SW12为闭合状态、其他开关元件SW11、SW13、SW14为断开状态的情况下，第一中间点41c和分压点30经由开关元件SW12和高压侧钳位二极管DC11相连接。在该情况下，电流从分压点30流向第一中间点41c。
另外，在开关元件SW13为闭合状况、其他开关元件SW11、SW12、SW14为断开状态的情况下，第一中间点41c和分压点30经由开关元件SW13以及低压侧钳位二极管DC12电连接。在该情况下，电流从第一中间点41c流向分压点30。
另外，在开关元件SW13、SW14为闭合状况、其他开关元件SW11、SW12为断开状态的情况下，第一中间点41c和电池20的负极22经由开关元件SW13、SW14相连接。在该情况下，电流从第一中间点41c流向负极22。
驱动控制部81例如按照PWM(pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制，关于臂41，对在上述四个状态加上全部开关元件SW11～SW14的断开状态而得到的五个状态进行切换，并且，关于其他臂42、43也对同样的五个状态进行切换。由此，电池20、第一电容器C1以及第二电容器C2的直流电力通过变换器40被变换为三相交流电力，并被供给至电动发电机10。在该情况下，线间电压根据电池20的端子间电压Vb、第一电容器C1或者第二电容器C2的端子间电压Vc1、Vc2(＝电池20的端子间电压Vb的大致1/2)以及0[V]的三电平的电压的PWM脉冲来生成，因此，该线间电压的波形成为比两电平变换器更接近正弦波的波形。
[充电装置]
ECU80的充电控制部82对开关元件SW11～SW14和开关元件SW21～SW24的开闭进行控制，以使得来自快速充电器100的直流电力经由变换器40的臂41和臂42而被供给至电池20。搭载于电动车辆的充电装置90具有第一电容器C1及第二电容器C2、臂41、臂42、电力供给线44a、44b、切换开关51～56、正极配线71、负极配线72、连接器70、ECU80的充电控制部82以及选通驱动电路83。
充电装置90能够通过以下所示的第一充电模式和第二充电模式这两个充电模式中的任一模式来对电池20进行充电。充电控制部82在第一充电模式和第二充电模式这两方下，将切换开关51、52维持为断开状态，并且，将切换开关53～56维持为闭合状况。
[第一充电模式(1)]
第一充电模式是如下模式：交替地反复进行基于快速充电器100的第一电容器C1的充电(图2)和第二电容器C2的充电(图3)，进而，对电池20进行充电。即，在第一充电模式下，充电控制部82对从快速充电器100向第一电容器C1供给直流电力的第一状态(图2)和从快速充电器100向第二电容器C2供给直流电力的第二状态(图3)进行切换。第一充电模式也可以被称为升压充电模式、间接充电模式。此外，第一充电模式也包括其他实施方式的第一充电模式(后述)，因此，以下，在对这些进行区别的情况下，如第一充电模式(1)、第一状态(1)以及第二状态(1)那样按实施方式添加后缀来进行标记。
[第一状态(1)]
图2是表示第一状态(1)下的充电路径的说明图。此外，在图2以后所示的各个电路图中，粗线表示电流的路径，对闭合状况的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24赋予虚线的圆形记号。此外，对断开状态的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24未赋予虚线的圆形记号。
第一状态(1)是如下状态：第一中间点41c和第一电容器C1的正极(电池20的正极21)相连接，并且，第二中间点42c和第一电容器C1的负极(第一电容器C1和第二电容器C2之间的分压点30)相连接。为了实现该第一状态(1)，充电控制部82将开关元件SW11、SW12、SW22控制为闭合状况，将开关元件SW13、SW14、SW21、SW23、SW24控制为断开状态。由此，第一电容器C1的正极和快速充电器100的正极端子101相连接，第一电容器C1的负极和快速充电器100的负极端子102相连接，第一电容器C1被通过快速充电器100进行充电。
[第二状态(1)]
图3是表示第二状态(1)下的充电路径的说明图。第二状态(1)是如下状态：第一中间点41c和第二电容器C2的正极(分压点30)相连接，并且，第二中间点42c和第二电容器C2的负极(电池20的负极22)相连接。为了实现该第二状态(1)，充电控制部82将开关元件SW13、SW23、SW24控制为闭合状况，将开关元件SW11、SW12、SW14、SW21、SW22控制为断开状态。由此，第二电容器C2的正极和快速充电器100的正极端子101相连接，第二电容器C2的负极和快速充电器100的负极端子102相连接，第二电容器C2被通过快速充电器100进行充电。
充电装置90通过使第一状态和第二状态交替地反复，逐渐提高第一电容器C1的端子间电压Vc1和第二电容器C2的端子间电压Vc2的时间平均值(例如后述的控制一周期中的时间平均值)，进而，对电池20进行充电。在第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之和比电池20的端子间电压Vb高的情况下，电池20通过第一电容器C1和第二电容器C2而充电。
通过这样的第一充电模式，即使是在快速充电器100的最大输出电压Vmax(例如400[V])比电池20的额定电压Vb0(例如800[V])低的情况下，当该最大输出电压Vmax(400[V])为该额定电压Vb0(800[V])的一半以上时，也能够通过交替地对第一电容器C1和第二电容器C2进行充电，逐渐提高第一电容器C1的端子间电压Vc1和第二电容器C2的端子间电压Vc2的时间平均值，进而，对电池20进行充电。
[决定第一状态和第二状态的时间的控制]
充电控制部82在第一充电模式下，执行决定第一电容器C1的充电时间t1和第二电容器C2的充电时间t2的控制，以使得第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差变小。
图4是表示第一电容器C1被充电的第一状态和第二电容器C2被充电的第二状态的切换控制的一个例子的说明图(时序图)。如图4所示，在此，作为一个例子，充电控制部82使一次一次地执行第一状态和第二状态的时间(周期T)为一定，将第一状态的充电时间t1设为d×T(其中，d为占空比，0＜d＜1)，将第二状态的充电时间t2设为(1－d)×T，通过以下的式(A)来决定该d。
d＝Kp·(Vc2－Vc1)+Ki·∫(Vc2－Vc1)dt···(A)
在式(A)中，Vc1和Vc2是时间t的函数，Kp和Ki是适当设定的系数。Kp可以被称为比例增益，Ki可以被称为积分增益。此外，周期T例如被设定为1[ms]以下。另外，d×T例如被设定为ECU80中的时钟周期的整数倍。
该式(A)是减小第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差(Vc2－Vc1、偏差)的反馈控制的一个例子，是PI控制的一个例子。但是，基于式(A)进行的控制为一个例子，也可以是基于其他方式进行的控制。
图5是表示第一充电模式下按照式(A)充电中的电池20的端子间电压Vb、第一电容器C1的端子间电压Vc1及第二电容器C2的端子间电压Vc2、在第一电容器C1中流动的电流(C1电流)以及在第二电容器C2中流动的电流(C2电流)的历时变化的图。另外，图6是表示在第一充电模式下不执行按照式(A)的控制、将第一状态的充电时间t1和第二状态的充电时间t2固定为了相同(t1＝t2)的情况(比较例)下的电池20的端子间电压Vb、第一电容器C1的端子间电压Vc1及第二电容器C2的端子间电压Vc2、在第一电容器C1中流动的电流(C1电流)以及在第二电容器C2中流动的电流(C2电流)的历时变化的图。充电时间t1为第一充电时间的一个例子，充电时间t2为第二充电时间的一个例子。在图5、图6中，δVc为第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差。图5、图6例示了在充电开始时具有比0大的差δVc、且该差δVc相同的情况。
如比较图5和图6可明确的那样，在任何情况下，电池20的端子间电压Vb的历时变化、即由电池20的充电产生的端子间电压Vb的上升速度都是同样的。然而，如图6所示，在将第一状态的充电时间t1和第二状态的充电时间t2固定为了相同(t1＝t2)的情况下，第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差δVc的时间平均值(例如控制一个周期量的时间平均值)难以变小。与此相对，如图5所示，根据按照式(A)的充电，第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差δVc的时间平均值会历时性地变小。假如如图6所示那样，在第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之间的差δVc比较大的状态下，在变换器40中难以生成线间电压的精度更好的波形、例如更接近正弦波的波形。对于这一点，在本实施方式中，充电控制部82执行决定第一电容器C1的充电时间t1和第二电容器C2的充电时间t2的控制，以使得第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差δVc变小，因此，能够减小第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之间的差δVc，进而，容易在变换器40中生成线间电压的精度更好的波形。
[第二充电模式]
图7是表示第二状态下的充电路径的说明图。第二充电模式是从快速充电器100直接对电池20进行充电的模式。第二充电模式可以被称为直接充电模式。
在第二充电模式下，第一中间点41c和电池20的正极21相连接，并且，第二中间点42c和电池20的负极22相连接。为了实现第二充电模式，充电控制部82将开关元件SW11、SW12、SW23、SW24控制为闭合状况，将开关元件SW13、SW14、SW21、SW22控制为断开状态。由此，电池20的正极21和快速充电器100的正极端子101相连接，电池20的负极22和快速充电器100的负极端子102相连接，电池20被通过快速充电器100进行充电。
通过这样的第二充电模式，在快速充电器100的最大输出电压Vmax与电池20的额定电压Vb0大致相同或者比其高的情况下、例如如快速充电器100的最大输出电压Vmax为800[V]、且电池20的额定电压Vb0为800[V]那样的情况下，能够更迅速地对电池20进行充电。
此外，在第二充电模式中，在被控制为闭合状况的开关元件SW11、SW12、SW23、SW24分别设置有回流二极管D11、D12、D23、D24，充电电流能够在这些回流二极管D11、D12、D23、D24中流动。因此，在如通过由在回流二极管D11、D12、D23、D24中流动的电流实现的充电也足够那样的情况下、例如如能够以十分短的时间对电池20进行充电那样的情况下，开关元件SW11、SW12、SW23、SW24也可以被控制为断开状态。即，充电控制部82也可以在第二充电模式下将全部开关元件SW11～SW14、SW21～SW24控制为断开状态。
[充电控制的步骤]
图8是表示通过充电装置90和快速充电器100进行的充电控制的步骤的一个例子的流程图。如图8所示，当连接器70、110相互连接时(S10)，在电动车辆的充电装置90和快速充电器100中执行充电的准备处理(S11)。在该S11中，例如快速充电器100通过有线或者无线的方式向ECU80发送表示快速充电器100的最大输出电压Vmax的信息，充电控制部82接收该信息。另外，充电控制部82将切换开关51、52控制为断开状态，并且，将切换开关53～56控制为闭合状况。
接着，充电控制部82对快速充电器100的最大输出电压Vmax和电池20的额定电压Vb0进行比较(S12)。在该S12的比较中，在快速充电器100的最大输出电压Vmax比电池20的额定电压Vb0小、且为电池20的额定电压Vb0的一半以上的情况下(S13：是)，充电控制部82对开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的断开状态和闭合状况进行控制，以使得电池20被通过快速充电器100以第一充电模式进行充电(S14)。当满足预定的充电结束条件时(S15：是)，第一充电模式下的充电(S14)结束，步骤转移至S20。S15中的充电结束条件例如是电池20的端子间电压Vb为预定的阈值以上、且第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之差δVc(或者该差δVc的控制一个周期量的时间平均值)为预定的阈值以下。只要不满足上述充电结束条件(S15：否)，就继续进行第一充电模式下的充电(S14)。
另外，在S12的比较中，在快速充电器100的最大输出电压Vmax为电池20的额定电压Vb0以上的情况下(S13：否，且S16：是)，充电控制部82对开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的断开状态和闭合状况进行控制，以使得电池20被通过快速充电器100以第二充电模式进行充电(S17)。当满足预定的充电结束条件时(S18：是)，第二充电模式下的充电(S17)结束，步骤转移至S20。S18中的充电结束条件例如是电池20的端子间电压Vb为预定的阈值以上。只要不满足上述充电结束条件(S18：否)，就继续进行第二充电模式下的充电(S17)。
此外，在S13为否、且S16为否的情况下，充电控制部82执行出错处理(S19)。在该S19中，充电控制部82例如对设置于电动车辆的显示输出部和/或语音输出部(未图示)进行控制以使得执行无法充电之意的输出，或者向快速充电器100发送表示无法充电之意的信息。S19之后，步骤转移至S20。
在S20中，充电控制部82执行充电结束处理。在该S20中，充电控制部82例如将切换开关53～56控制为断开状态，并且，将切换开关51、52控制为闭合状况。另外，充电控制部82将开关元件SW11～SW14、SW21～SW24控制为断开状态。
以上，如说明的那样，在本实施方式中，在第一中间点41c和快速充电器100(外部直流电源)的正极端子101经由正极端子70a(第一端子)相连接、第二中间点42c和快速充电器100的负极端子102经由负极端子70b(第二端子)相连接、且切换开关51(第一切换开关)和切换开关52(第二切换开关)断开了的状态下，ECU80(控制电路)对开关元件SW11～SW14(第一开关元件)和开关元件SW21～SW24(第二开关元件)的开闭进行控制，以使得通过交替切换第一状态和第二状态的第一充电模式对第一电容器C1和第二电容器C2、进而电池20(蓄电池)进行充电，第一状态是将第一中间点41c和正极21连接、并且将第二中间点42c和分压点30连接、通过快速充电器100对第一电容器C1进行充电的状态，第二状态是将第一中间点41c和分压点30连接、并且将第二中间点42c和负极22连接、通过快速充电器100对第二电容器C2进行充电的状态。
根据这样的结构和控制，即使是在如快速充电器100的最大输出电压Vmax比电池20的额定电压Vb0低那样的情况下，当快速充电器100的最大输出电压Vmax为电池20的额定电压Vb0的一半以上时，充电装置90也能够通过利用快速充电器100的直流电力来交替地对第一电容器C1和第二电容器C2进行充电，从而对电池20进行充电。
另外，根据本实施方式，通过有效地利用作为三电平变换器的变换器40具有端子间电压Vc1、Vc2成为电池20的端子间电压Vb的大致一半的第一电容器C1和第二电容器C2这一情况，实现通过最大输出电压Vmax比电池20的额定电压Vb0低的直流的快速充电器100进行的该电池20的充电。由此，电动车辆能够通过更多的快速充电器100来对电池20进行充电。换言之，能够提高电动车辆对于快速充电器100的通用性。
另外，根据本实施方式，在第一电容器C1和第二电容器C2的端子间电压Vc1、Vc2为电池20的端子间电压Vb的大致一半、且快速充电器100的最大输出电压Vmax为电池20的额定电压Vb0的大致一半的情况下，分别在第一状态和第二状态下被充电的第一电容器C1或者第二电容器C2的端子间电压Vc1、Vc2与快速充电器100的正极端子101和负极端子102的端子间电压之差变小，充电电流中的电流脉动变小。由此，能够使在正极配线71和负极配线72上用于抑制该电流脉动的电抗器更小或者没有，进而，能够更紧凑地构成充电装置90，并且，能够进一步降低制造的工时、成本。
另外，根据本实施方式，通过将变换器40所包括的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24利用于充电，与另外设置了开关元件的情况相比，能够更紧凑地构成充电装置90，并且，能够进一步降低充电装置90的制造的工时、成本。另外，在另外设置了开关元件的情况下，也需要用于对该开关元件进行冷却的机构，根据本实施方式，也不需要追加那样的机构。
另外，根据本实施方式，通过在充电期间将切换开关51、52设定为断开状态，能够防止电动发电机10因从快速充电器100供给的电力而旋转，进而，能够防止电动车辆发生移动。
另外，在本实施方式中，ECU80在快速充电器100的最大输出电压Vmax为电池20(蓄电池)的额定电压Vb0以上的情况下，在第一中间点41c和快速充电器100的正极端子101经由正极端子70a相连接、第二中间点42c和快速充电器100的负极端子102经由负极端子70b相连接、且切换开关51和切换开关52断开了的状态下，对开关元件SW11～SW14和开关元件SW21～SW24的开闭进行控制，以使得通过将第一中间点41c和正极21连接、并且将第二中间点42c和负极22连接的第二充电模式来利用快速充电器100对电池20进行充电。
根据这样的结构和控制，在快速充电器100的最大输出电压Vmax为电池20的额定电压Vb0以上的情况下，充电装置90能够通过快速充电器100的直流电力，更迅速地对电池20进行充电。
另外，在第二充电模式下，不会发生充电中的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的断开状态和闭合状况的切换，因此，能够减少伴随着该切换而产生的损失。即，能够实现效率更高的充电。
另外，在本实施方式中，ECU80在第一充电模式下，执行决定第一状态下的充电时间t1(第一充电时间)和第二状态下的充电时间t2(第二充电时间)的控制，以使得第一电容器C1和第二电容器C2的端子间电压Vc1、Vc2之差δVc变小。
根据这样的结构和控制，能够使第一电容器C1的端子间电压Vc1与第二电容器C2的端子间电压Vc2之间的差δVc更小，进而，在电动发电机10的驱动时，容易在变换器40中生成线间电压的精度更好的波形。
[第2实施方式]
在本实施方式中，充电装置90通过与第1实施方式不同的第一充电模式(2)，交替地对第一电容器C1和第二电容器C2进行充电，进而，对电池20进行充电。充电装置90能够代替第一充电模式(1)而执行第一充电模式(2)下的充电。车辆驱动系统1的结构与上述第1实施方式相同，但通过ECU80进行的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的控制方式与上述第1实施方式不同，与此相伴，臂41、42中的电流的路径与上述第1实施方式不同。
[第一状态(2)]
图9是表示第一状态(2)下的充电路径的说明图。第一状态(2)与第一状态(1)同样地是第一中间点41c和第一电容器C1的正极(电池20的正极21)相连接、并且第二中间点42c和第一电容器C1的负极(分压点30)相连接的状态。但是，在本实施方式的第一状态(2)下，上臂41a的开关元件SW11、SW12被控制为断开状态。在该情况下，电流从第一中间点41c开始，代替断开状态的开关元件SW11、SW12而经由分别与该开关元件SW11、SW12并联设置的回流二极管D11、D12，流向第一电容器C1的正极。充电控制部82将开关元件SW22控制为闭合状况，在开关元件SW11、SW12之外，还将开关元件SW13、SW14、SW21、SW23、SW24控制为断开状态。由此，第一电容器C1的正极和快速充电器100的正极端子101相连接，第一电容器C1的负极和快速充电器100的负极端子102相连接，第一电容器C1被通过快速充电器100进行充电。回流二极管D11、D12为第一回流二极管的一个例子。
[第二状态(2)]
图10是表示第二状态(2)下的充电路径的说明图。第二状态(2)与第二状态(1)同样地是第一中间点41c和第二电容器C2的正极(分压点30)相连接、并且第二中间点42c和第二电容器C2的负极(电池20的负极22)相连接的状态。但是，在本实施方式的第二状态(2)下，下臂42b的开关元件SW23、SW24被控制为断开状态。在该情况下，电流从第二电容器C2的负极开始，代替断开状态的开关元件SW24、SW23而经由分别与该开关元件SW24、SW23并联设置的回流二极管D24、D23，流向第二中间点42c。充电控制部82将开关元件SW13控制为闭合状况，在开关元件SW23、SW24之外，还将开关元件SW11、SW12、SW14、SW21、SW22控制为断开状态。由此，第二电容器C2的正极和快速充电器100的正极端子101相连接，第二电容器C2的负极和快速充电器100的负极端子102相连接，第二电容器C2被通过快速充电器100进行充电。回流二极管D23、D24为第二回流二极管的一个例子。
此外，ECU80也可以将第一状态(2)更换为第一状态(1)。另外，ECU80也可以将第二状态(2)更换为第二状态(1)。另外，ECU80也可以对开关元件SW11、SW12进行控制，以使得在第一状态(2)下开关元件SW11、SW12中的一方成为断开状态、另一方成为闭合状况。另外，ECU80也可以对开关元件SW23、SW24进行控制，以使得在第二状态(2)下开关元件SW23、SW24中的一方成为断开状态、另一方成为闭合状况。
以上，如说明的那样，在本实施方式中，分别与上臂41a(第一上臂)的开关元件SW11、SW12并联地设置有回流二极管D11、D12(第一回流二极管)，ECU80(控制电路)将与回流二极管D11、D21分别并联的开关元件SW11、SW12控制为断开状态。
另外，在本实施方式中，分别与下臂42b(第二下臂)的开关元件SW23、SW24并联地设置有回流二极管D23、D24(第二回流二极管)，ECU80(控制电路)将分别与回流二极管D23、D24并联的开关元件SW23、SW24控制为断开状态。
根据这样的结构和控制，能够减小在第一状态(2)与第二状态(2)之间对断开状态和闭合状况进行切换的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的数量，因此，能够减少伴随着开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的断开状态和闭合状况的切换而产生的损失。即，能够实现效率更高的充电。
[第3实施方式]
在本实施方式中，充电装置90通过与第1实施方式和第2实施方式不同的第一充电模式(3)，交替地对第一电容器C1和第二电容器C2进行充电，进而，对电池20进行充电。充电装置90代替第一充电模式(1)或者第一充电模式(2)，执行第一充电模式(3)下的充电。车辆驱动系统1的结构与上述第1实施方式相同，臂41、42中的电流的路径与上述第1实施方式相同，但通过ECU80实现的开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的开闭状况与上述第1实施方式不同。在本实施方式中，ECU80对开关元件SW11～SW14、SW21～SW24的断开状态和闭合状况进行控制，以使得不参与臂41、42中的电流的路径的开关元件、具体而言为开关元件SW11和开关元件SW12中的某一方、或者开关元件SW23和开关元件SW24中的某一方在第一状态(3)和第二状态(3)这两方下成为闭合了的状态。
[第一状态(3)]
图11是表示第一状态(3)下的充电路径的说明图。第一状态(3)与第一状态(1)(参照图2)同样地是第一中间点41c和电池20的正极21相连接、并且第二中间点42c和分压点30相连接的状态。在本实施方式的第一状态(3)下，在图2中为闭合状况的开关元件SW11、SW12、SW22之外，进一步，开关元件SW23、SW24中的仅一方(在图11的例子中为仅开关元件SW23)还成为闭合状况。这样，即使是在开关元件SW23、SW24中的某一方成为了闭合状况的情况下，第二中间点42c也不与负极22、正极21连接，能确保与分压点30连接的状态。虽未示于图11，但在开关元件SW23为断开状态、且开关元件SW24为闭合状况的情况下也是同样的。
[第二状态(3)]
图12是表示第二状态(3)下的充电路径的说明图。第二状态(3)与第二状态(1)(参照图3)同样地是第一中间点41c和分压点30相连接、并且第二中间点42c和电池20的负极22相连接的状态。在本实施方式的第二状态(3)下，在图3中为闭合状况的开关元件SW13、SW23、SW24之外，进一步，开关元件SW11、SW12中的仅一方(在图12的例子中仅为开关元件SW12)还成为闭合状况。这样，即使是在开关元件SW11、SW12中的某一方成为了闭合状况的情况下，第一中间点41c也不与负极22、正极21连接，能确保与分压点30连接的状态。虽未示于图12，但在开关元件SW12为断开状态、且开关元件SW11为闭合状况的情况下也是同样的。
如对图11所示的第一状态(3)和图12所示的第二状态(3)进行比较可明确的那样，在第一状态(3)下成为闭合状况的开关元件SW23、SW24中的一方(在图11中为开关元件SW23)在第二状态(3)下也为闭合状况。由此，该开关元件SW23、SW24中的一方在第一状态(3)和第二状态(3)下不对闭合状况和断开状态进行切换就可以了，因此，相应地能够减少伴随着开关的损失。
同样地，如对图12所示的第二状态(3)和图11所示的第一状态(3)进行比较可明确的那样，在第二状态(3)下成为闭合状况的开关元件SW11、SW12中的一方(在图12中为开关元件SW12)在第一状态(3)下也为闭合状况。由此，该开关元件SW11、SW12中的一方在第一状态(3)和第二状态(3)下不对闭合状况和断开状态进行切换就可以了，因此，相应地能够减少伴随着开关的损失。
此外，在本实施方式中，也可以是，在第一状态(3)和第二状态(3)下，对开关元件SW23、SW24中的一方的断开状态和闭合状况进行切换，但开关元件SW11、SW12在第一状态(3)下成为闭合状况、并且在第二状态(3)下成为断开状态。另外，也可以是，在第一状态(3)和第二状态(3)下，对开关元件SW11、SW12中的一方的断开状态和闭合状况进行切换，但开关元件SW23、SW24在第一状态(3)下成为断开状态、并且在第二状态(3)下成为闭合状况。
以上，如说明的那样，在本实施方式中，ECU80(控制电路)在第一充电模式(3)的第一状态(3)下，对开关元件SW21～SW24(第二开关元件)的开闭进行控制，以使在第二状态(3)下为了将第二中间点42c和负极22连接而闭合的开关元件SW23、SW24中的某一个闭合、并且第二中间点42c和负极22不相连接。
根据这样的结构和控制，开关元件SW23、SW24中的任一方在第一状态(3)和第二状态(3)这两方下被维持为闭合状况，因此，相应地能够减少伴随着开关的损失。即，能够实现效率更高的充电。
另外，在本实施方式中，ECU80在第一充电模式(3)的第二状态(3)下，对开关元件SW11～SW14(第一开关元件)的开闭进行控制，以使在第一状态(3)下为了将第一中间点41c和正极21连接而闭合的开关元件SW11、SW12中的某一个闭合、并且第一中间点41c和正极21不相连接。
根据这样的结构和控制，开关元件SW11、SW12中的任一方在第一状态(3)和第二状态(3)这两方下被维持为闭合状况，因此，相应地能够减少伴随着开关的损失。即，能实现效率更高的充电。
以上，例示了本发明的实施方式，但上述实施方式为一个例子，并不意图限定发明的范围。上述实施方式可以以其他各种各样的形态来实施，能够在不脱离发明宗旨的范围内进行各种省略、置换、组合、变更。另外，各结构、形状等的技术规格(构造、种类、方向、型式、大小、长度、宽度、厚度、高度、数量、配置、位置、材质等)可以适当地变更来实施。
例如，第一臂和第二臂也可以是三相变换器的三个臂中的任一个。另外，本发明也可以应用于四电平以上的多电平变换器。在该情况下，充电装置通过对多电平变换器的开关元件的断开状态和闭合状况进行切换，依次对多个电容器(分压电容器)进行充电即可。在该情况下，充电装置也能够执行决定充电时间的控制，以使得各电容器的电压之差变小。另外，本发明也可以应用于中性点钳位式以外的多电平变换器。
另外，除了第一切换开关和第二切换开关之外，充电装置例如也可以具备如EPB(electronic parking brake，电子停车制动)那样的控制电路能够在电气上防止充电中的电动车辆移动的机构。

Claims (7)

1.一种充电装置，具备：
第一电容器和第二电容器，其串联连接在蓄电池的正极与负极之间；
第一开关元件，其具有多个开关元件，能够选择性地将对旋转电机进行驱动的变换器的第一上臂和第一下臂之间的第一中间点与所述正极、所述负极、以及所述第一电容器和第二电容器之间的分压点中的任一个相连接；
第二开关元件，其具有多个开关元件，能够选择性地将所述变换器的第二上臂和第二下臂之间的第二中间点与所述正极、所述负极以及所述分压点中的任一个相连接；
第一端子，其能够与所述第一中间点连接，并且，能够与外部直流电源的正极端子连接；
第二端子，其能够与所述第二中间点连接，并且，能够与所述外部直流电源的负极端子连接；
第一切换开关，其能够对所述旋转电机的线圈与所述第一中间点的连接以及断开进行切换；
第二切换开关，其能够对所述旋转电机的线圈与所述第二中间点的连接以及断开进行切换；以及
控制电路，其在所述第一中间点和所述外部直流电源的正极端子经由所述第一端子相连接、所述第二中间点和所述外部直流电源的负极端子经由所述第二端子相连接、且所述第一切换开关和所述第二切换开关断开了的状态下，对所述第一开关元件和所述第二开关元件的开闭进行控制，以使得切换第一状态和第二状态，所述第一状态是将所述第一中间点和所述正极连接并且将所述第二中间点和所述分压点连接、并通过所述外部直流电源对所述第一电容器进行充电的状态，所述第二状态是将所述第一中间点和所述分压点连接并且将所述第二中间点和所述负极连接、并通过所述外部直流电源对所述第二电容器进行充电的状态。
2.根据权利要求1所述的充电装置，
所述控制电路在所述外部直流电源的最大输出电压为所述蓄电池的额定电压以上的情况下，在所述第一中间点和所述外部直流电源的正极端子经由所述第一端子相连接、所述第二中间点和所述外部直流电源的负极端子经由所述第二端子相连接、且所述第一切换开关和所述第二切换开关断开了的状态下，对所述第一开关元件和所述第二开关元件的开闭进行控制，以使得将所述第一中间点和所述正极连接、并且将所述第二中间点和所述负极连接。
3.根据权利要求1或者2所述的充电装置，
所述控制电路执行决定所述第一状态下的第一充电时间和所述第二状态下的第二充电时间以使得所述第一电容器和第二电容器的电压之差变小的控制。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的充电装置，
具备第一回流二极管，所述第一回流二极管与设置于所述第一上臂的所述第一开关元件中的任一个开关元件并联地设置，
所述控制电路在所述第一状态下将与所述第一回流二极管并联的所述第一开关元件控制为断开状态。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的充电装置，
具备第二回流二极管，所述第二回流二极管与设置于所述第二下臂的所述第二开关元件中的任一个开关元件并联地设置，
所述控制电路在所述第二状态下将与所述第二回流二极管并联的所述第二开关元件控制为断开状态。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的充电装置，
所述控制电路在所述第一状态下对所述第二开关元件的开闭进行控制，以使所述第二开关元件中的在所述第二状态下为了将所述第二中间点和所述负极连接而闭合的开关元件中的某一个闭合、并且使所述第二中间点和所述负极不相连接。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的充电装置，
所述控制电路在所述第二状态下对所述第一开关元件的开闭进行控制，以使所述第一开关元件中的在所述第一状态下为了将所述第一中间点和所述正极连接而闭合的开关元件中的某一个闭合、并且使所述第一中间点和所述正极不相连接。
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