CN115912327A - 车辆、供电系统以及供电方法 - Google Patents

车辆、供电系统以及供电方法 Download PDF

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Abstract

公开车辆、供电系统以及供电方法。车辆(200、200A)具备蓄电装置(230、220A)、放电口(210、210A)、电力变换电路(221A、221B、220A)以及控制装置(250、250A)。放电口(210、210A)具有第1输出端子(AC1)、第2输出端子(AC2)以及地线端子(GND)。第1输出端子(AC1)以及第2输出端子(AC2)的各个未被接地到车辆(200)的车体。控制装置(250、250A)构成为取得与放电口(210)连接的放电连接器(100、100A、100B、100C、511)的需求电压值。控制装置(250、250A)构成为在对放电口(210、210A)连接有放电连接器的情况下,以在第1输出端子(AC1)与第2输出端子(AC2)之间施加与该放电连接器的需求电压值相当的电压的方式,控制电力变换电路(221A、221B、220A)。

Description

车辆、供电系统以及供电方法
发明领域
本公开涉及具有能够连接到放电组件的放电口的车辆、供电系统以及供电方法。
背景技术
在例如日本专利第5099281号公报中,公开一种用于将搭载于车辆的蓄电装置中积蓄的电力取出到车辆外部的连接器构造。
发明内容
通过对车辆的放电口连接放电组件(包括放电连接器),从而能够将车辆作为电源进行供电。放电组件既可以由放电连接器单体构成,也可以包括经由电缆连接到放电连接器的EVPS(Electric Vehicle Power System,电动汽车动力系统)。车辆的放电口(例如插口)的地线端子一般被接地(车身接地)到车辆的车体。然而,在车辆经由放电组件进行供电的情况下,如果施加电压的端子被车身接地,则来自车体的噪声易于重叠到供电电力。
本公开是为了解决上述课题而完成的,其目的在于,在车辆经由放电组件(包括放电连接器)进行供电的情况下降低包含于供电电力的噪声。
本公开的第1观点所涉及的车辆具备蓄电装置、放电口、电力变换电路以及控制装置。电力变换电路构成为从蓄电装置接受直流电力的供给,向放电口侧输出电力。放电口具有第1输出端子、第2输出端子以及地线端子。第1输出端子以及第2输出端子的各个未被接地到该车辆的车体。控制装置构成为取得与放电口连接的放电连接器的需求电压值。控制装置构成为在对放电口连接有放电连接器的情况下,以在第1输出端子与第2输出端子之间施加与该放电连接器的需求电压值相当的电压的方式,控制电力变换电路。
在上述车辆中,第1输出端子以及第2输出端子的各个未被接地到车体(从车体电切离),从而能够降低重叠到在第1输出端子与第2输出端子之间施加的电压的噪声。因此,能够在车辆经由放电组件(包括放电连接器)进行供电的情况下降低包含于供电电力的噪声。另外,在上述车辆中,控制装置取得与放电口连接的放电连接器的需求电压值。由此,易于从车辆的放电口对放电连接器供给符合放电连接器的电力。此外,电力变换电路既可以是逆变器,也可以是电压转换器。
上述车辆也可以还具有切换地线端子与车体之间的导通状态和绝缘状态的开关(以下还称为“接地开关”)。
根据上述接地开关,能够使放电口的地线端子根据状况被接地到车体、或者从车体切离。
上述放电口也可以具有将表示与该放电口连接的放电组件的信息的电位信号输出到控制装置的检测端子。也可以以在对放电口连接有放电连接器的状态下使检测端子和地线端子经由该放电连接器连接的方式,形成闭合电路。控制装置也可以构成为在接地开关为导通状态时,根据来自检测端子的电位信号,取得放电组件具备的放电连接器的需求电压值和放电组件具备的插座的种类。上述插座的种类也可以包括输出在第1输出端子与第2输出端子之间施加的交流电压的第1插座、输出在第1输出端子与地线端子之间施加的交流电压的第2插座以及输出在第2输出端子与地线端子之间施加的交流电压的第3插座。
在上述结构中,在接地开关为导通状态时(即在放电口的地线端子被接地到车体时),控制装置根据来自检测端子的电位信号,取得放电组件的信息(详细而言,放电组件具备的放电连接器的需求电压值以及放电组件具备的插座的种类)。因此,电位信号的精度变高。
上述电力变换电路也可以包括第1电力变换电路和第2电力变换电路。第1电力变换电路也可以构成为在第1输出端子与地线端子之间施加交流电压。第2电力变换电路也可以构成为在第2输出端子与地线端子之间施加交流电压。控制装置也可以构成为在具备第2插座以及第3插座中的至少一方的放电组件的放电连接器连接到放电口的情况下,在使接地开关成为绝缘状态之后,以在第1输出端子与第2输出端子之间施加与放电连接器的需求电压值相当的交流电压的方式,控制第1电力变换电路以及第2电力变换电路。
在上述结构中,在具备第2插座以及第3插座中的至少一方的放电组件的放电连接器连接到放电口的情况下,通过接地开关将放电口的地线端子从车体电切离。由此,来自车体的噪声不易重叠到供电电力。另外,根据上述结构,在第1输出端子与第2输出端子之间施加由第1电力变换电路以及第2电力变换电路生成的交流电压。通过用两个电力变换电路生成在第1输出端子与第2输出端子之间施加的电压,从而一个电力变换电路上的负荷变少。电力变换电路也可以构成为将从蓄电装置输出的直流电力变换为交流电力。电力变换电路也可以构成为能够变换电压以及频率中的至少一方。
上述放电口也可以构成为能够与第1放电组件的第1放电连接器连接。第1放电连接器也可以包括与第1电压线连接的第1输入端子、与第2电压线连接的第2输入端子以及与中性线连接的地线端子。也可以在第1放电连接器和放电口连接的状态下,第1放电连接器的第1输入端子、第2输入端子、地线端子分别与放电口的第1输出端子、第2输出端子、地线端子接触。
第1放电组件也可以具有以下所示的三个插座A~C。插座A与第1插座相应,具有与第1电压线连接的第1电压端子、与第2电压线连接的第2电压端子以及与中性线连接的地线端子。插座B与第2插座相应,具有与第1电压线连接的电压端子和与中性线连接的地线端子。插座C与第3插座相应,具有与第2电压线连接的电压端子和与中性线连接的地线端子。
控制装置也可以构成为在对放电口连接有第1放电组件的第1放电连接器的情况下,在使接地开关成为绝缘状态之后,以在第1输出端子与地线端子之间施加与第1放电连接器的需求电压值的二分之一相当的交流电压的方式,控制第1电力变换电路,并且,以在第2输出端子与地线端子之间施加与第1放电连接器的需求电压值的二分之一相当的交流电压的方式,控制第2电力变换电路。
根据上述结构,能够使用3线式的第1放电连接器,从车辆具备的一个放电口供给不同的电压的交流电力。能够从车辆对第1放电连接器的插座A~C供给交流电力。
并非必须在车辆上设置如上述的接地开关。上述放电口的地线端子也可以被接地到该车辆的车体。放电口也可以构成为能够与以下说明的第2放电组件的第2放电连接器和第3放电组件的第3放电连接器的各个连接。
第2放电组件以及第3放电组件的各个具备输出在第1输出端子与第2输出端子之间施加的电压的插座。第2放电连接器的需求电压值是第1电压。第3放电连接器的需求电压值是比第1电压高的第2电压。
控制装置也可以构成为在对放电口连接有上述第2放电组件的第2放电连接器的情况下,以在第1输出端子与第2输出端子之间施加与第1电压相当的电压的方式,控制电力变换电路。控制装置也可以构成为在对放电口连接有上述第3放电组件的第3放电连接器的情况下,以在第1输出端子与第2输出端子之间施加与第2电压相当的电压的方式,控制电力变换电路。
在上述结构中,能够将输出不同的电压的多种放电组件连接到车辆的放电口。根据上述结构,易于对各放电组件供给符合与放电口连接的放电组件的电力。
上述第1电压也可以是95V以上且150V以下。上述第2电压也可以是190V以上且300V以下。根据这样的结构,通过对放电口连接第2放电组件,能够使用驱动电压为100V附近的电气设备,通过对放电口连接第3放电组件,能够使用驱动电压为200V附近的电气设备。
上述放电口也可以具有根据与该放电口连接的放电连接器的需求电压值而电位发生变化的检测端子。而且,也可以将检测端子的电位信号输入到控制装置。根据这样的结构,上述控制装置能够容易并且可靠地取得与放电口连接的放电连接器的需求电压值。
上述检测端子也可以构成为判别放电口的状态。在由检测端子判别的状态中,也可以包括未嵌合状态、嵌合状态以及连接状态。未嵌合状态也可以是放电口与放电连接器未电连接的状态。嵌合状态也可以是放电口与放电连接器电连接、并且放电连接器未被锁住的状态。连接状态也可以是放电口与放电连接器电连接、并且放电连接器被锁住的状态。
根据上述结构,能够通过检测端子的电位,适合地判别未嵌合状态、嵌合状态以及连接状态。
上述任意一个车辆也可以是电动车(以下还称为“xEV”)。xEV是将电力作为动力源的全部或者一部分利用的车辆。在xEV中,包括BEV(电动汽车)、PHEV(插电式混合动力电动车)以及FCEV(燃料电池电动车)。
本公开的第2观点所涉及的供电系统包括:车辆,具备放电口;以及多种放电组件,构成为能够连接到放电口。多种放电组件的各个具备:放电连接器,构成为能够连接到放电口;以及插座,从放电连接器接受电力的供给而输出电压。车辆还具备蓄电装置、电力变换电路以及控制装置。放电口具有第1输出端子、第2输出端子以及地线端子。第1输出端子以及第2输出端子的各个未被接地到车辆的车体。控制装置构成为取得与放电口连接的放电连接器的需求电压值。控制装置在对放电口连接有放电连接器的情况下,以在第1输出端子与第2输出端子之间施加与该放电连接器的需求电压值相当的电压的方式,控制电力变换电路。
通过上述供电系统,也与上述车辆同样地,能够在车辆经由放电组件(包括放电连接器)进行供电的情况下降低包含于供电电力的噪声。
本公开的第3观点所涉及的供电方法包括以下说明的判断处理和电压施加处理。
判断处理包括判断与车辆具备的放电口连接的放电组件是否具备输出在放电口的第1输出端子与第2输出端子之间施加的电压的第1插座、输出在放电口的第1输出端子与地线端子之间施加的电压的第2插座以及输出在放电口的第2输出端子与地线端子之间施加的电压的第3插座中的、第2插座以及第3插座中的至少一方。
电压施加处理包括:在判断为与放电口连接的放电组件具备第2插座以及第3插座中的至少一方的情况下,将放电口的地线端子从车辆的车体电切离;以及在将地线端子从车体电切离之后,在第1输出端子与地线端子之间和第2输出端子与地线端子之间的至少一方施加电压。
通过上述方法,也与上述车辆同样地,能够在车辆经由放电组件(包括放电连接器)进行供电的情况下降低包含于供电电力的噪声。
在上述判断处理中,也可以在放电组件的需求电压值是预定范围内的情况下,判断为与放电口连接的放电组件具备第2插座以及第3插座中的至少一方。
根据上述结构,能够根据放电组件的需求电压值,容易地判断与放电口连接的放电组件是否具备第2插座以及第3插座中的至少一方。上述预定范围也可以是预定电压值(一点)。例如,也可以在需求电压值是200V的情况下,判断为与放电口连接的放电组件具备第2插座以及第3插座中的至少一方。
本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点根据与所附的附图关联地理解的本发明的接下来的详细的说明将变得更加明确。
附图说明
图1是本公开的实施方式所涉及的供电系统的整体结构图。
图2是示出图1所示的充放电装置周边的结构的图。
图3是示出图2所示的车载逆变器的电路结构例的图。
图4是示出图2所示的车载充电器的电路结构例的图。
图5是示出图1所示的放电连接器的罩打开的状态的外观的图。
图6是示出图1所示的放电连接器的罩关闭的状态的外观的图。
图7是示出图1所示的200V连接器以及车辆插口的概略性的电路结构的图。
图8是示出图1所示的200V连接器以及车辆中的单相3线式布线的连接样式的图。
图9是示出图1所示的200V连接器的起动(放电开始)以及停止(放电停止)的序列的时序图。
图10是用于说明图1所示的能够连接到车辆插口的100V连接器的图。
图11是示出图10所示的100V连接器的概略性的电路结构的图。
图12是示出图10所示的100V连接器的起动(放电开始)以及停止(放电停止)的序列的时序图。
图13是用于说明PISW信号(电位信号)的图。
图14是示出本公开的实施方式所涉及的供电方法的流程图。
图15是示出变形例所涉及的车辆的结构的图。
图16是示出变形例所涉及的放电连接器以及车辆插口的概略性的电路结构的图。
图17是示出图14所示的处理的变形例的流程图。
图18是示出图5以及图6所示的放电组件(放电连接器)的变形例的图。
图19是示出图18所示的插座箱的内部构造的图。
具体实施方式
参照附图,详细说明本公开的实施方式。此外,在图中对同一或者相当部分附加同一符号而不反复进行其说明。以下,将电子控制单元(Electronic Control Unit)称为“ECU”。另外,有时将交流称为“AC”,将直流称为“DC”。
图1是该实施方式所涉及的供电系统的整体结构图。参照图1,将该实施方式所涉及的供电系统应用于从车辆对电气设备进行直接供电的V2L(Vehicle to Load)。在V2L中,通过为了用于车辆而制作的未固定于地面的电力变换器(例如车载逆变器),与电力系统分开地向电气设备直接供给电力。电力系统是用于从电力运营商对电力使用者供给电力的送配电网系统(商用电力系统)。车载逆变器是内置于车辆并将驱动用的车载电池的直流电力变换为交流电力并对电气设备供给AC电源的装置。
具体而言,该实施方式所涉及的供电系统构成为包括放电连接器100和车辆200,将从车辆200供给的电力经由放电连接器100供给给电力负载300。在该实施方式中,放电连接器100包括第1端部P1(输入端)以及第2端部P2(输出端),作为放电组件发挥功能。放电连接器100相当于本公开所涉及的“第1放电连接器(第1放电组件)”的一个例子。作为车辆200,能够采用具备放电的功能的任意的车辆,但在该实施方式中,采用不具备发动机(内燃机)的电动汽车(BEV)作为车辆200。
电力负载300具备电气设备310(设备本体)和与电气设备310连接的电源线缆320。电气设备310在经由电源线缆320接受到预定的交流电力的供给时被驱动。放电连接器100具备电源线缆320的插头321可连接的插座。放电连接器100具备的插座的详细内容后述(参照图5以及图8)。
车辆200具备插口210(车辆插口)、充放电装置220、蓄电池230以及ECU250。插口210、蓄电池230分别与本公开所涉及的“放电口”、“蓄电装置”的一个例子相当。插口210相当于放电用连结系统中的固定于车辆200内的部分。蓄电池230包括例如二次电池。作为二次电池的例子,可以举出锂离子电池或者镍氢电池。蓄电池230也可以包括从由液系二次电池、全固体二次电池、组电池以及电气双重层电容器构成的群选择的一个以上的蓄电装置。车辆200构成为能够使用积蓄于蓄电池230的电力来行驶。车辆200具备从蓄电池230接受电力的供给的电动马达(未图示),通过由电动马达生成的动力行驶。
充放电装置220构成为对蓄电池230进行充电。具体而言,充放电装置220构成为将从车辆外部供给到插口210的交流电力变换(AC/DC变换)为直流电力,将直流电力输出到蓄电池230。另外,充放电装置220构成为将蓄电池230的电力向车辆外部放电。具体而言,充放电装置220构成为将从蓄电池230供给的直流电力变换(DC/AC变换)为交流电力,将交流电力输出到插口210。
图2是示出充放电装置220周边的结构的图。参照图2,在充放电装置220与蓄电池230之间设置有SMR(System Main Relay,系统主继电器)231。SMR231构成为将连接充放电装置220和蓄电池230的电路的连接/切断进行切换。在插口210与蓄电池230之间进行电力的授受时,通过ECU250,SMR231成为闭合状态(连接状态)。在蓄电池230中,设置有BMS(Battery Management System,电池管理系统)232。BMS232包括检测蓄电池230的状态的各种传感器,将检测结果输出到ECU250。ECU250能够根据BMS232的输出,取得蓄电池230的状态(例如温度、电流、电压、SOC(State Of Charge,充电状态)以及内部电阻)。
插口210配置于在车体设置的开口部211。以打开和关闭开口部211的方式,设置有盖子212。盖子212构成为能够经由开闭机构213(例如铰链)与车体连结,从而打开和关闭开口部211。插口210在盖子212打开的状态下使用。在盖子212关闭的状态下,盖子212覆盖开口部211(包括插口210),从而禁止插口210的使用。该实施方式所涉及的插口210是AC插口。即,在使用插口210对蓄电池230进行充电时,从车辆外部向插口210输入交流电力。
ECU250构成为控制充放电装置220。ECU250也可以是计算机。ECU250具备处理器251、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)252、存储装置253以及定时器254。ECU250相当于本公开所涉及的“控制装置”的一个例子。在该实施方式中,通过在ECU250中处理器251执行存储于存储装置253的程序,从而执行车辆200中的各种控制。但是,车辆200中的各种控制不限于通过软件执行,而还能够通过专用的硬件(电子电路)执行。此外,ECU250具备的处理器的数量是任意的,也可以针对预定的每个控制准备处理器。
充放电装置220在插口210与蓄电池230之间具备相互并联地连接的AC逆变器221A、AC逆变器221B以及充电器222。AC逆变器221A以及221B既可以收容于不同的框体,也可以一起收容于相同的框体。AC逆变器221A、AC逆变器221B分别与本公开所涉及的“第1电力变换电路”、“第2电力变换电路”的一个例子相当。
在AC逆变器221A与插口210之间设置有放电继电器223A。放电继电器223A构成为切换从AC逆变器221A向插口210的放电路径的连接/切断。另外,在AC逆变器221B与插口210之间设置有放电继电器223B。放电继电器223B构成为切换从AC逆变器221B向插口210的放电路径的连接/切断。以下,在不区分的情况下,将AC逆变器221A以及221B的各个还称为“AC逆变器221”。
图3是示出AC逆变器221的电路结构例的图。与图2一起参照图3,AC逆变器221包括逆变器11~13和绝缘电路14。逆变器11~13的各个包括包含4个开关元件的全桥电路。逆变器11~13中的位于最靠插口210侧的逆变器13还包括两个电抗器和一个平滑电容器。包含于逆变器11~13的各开关元件由ECU250控制。绝缘电路14是包括第1线圈14a以及第2线圈14b的绝缘变压器。
逆变器11将从蓄电池230侧输入的直流电力变换为高频的交流电力。绝缘电路14使逆变器11的输出(交流电力)以与线圈匝数比对应的比率变压,传递给逆变器12。逆变器12将从绝缘电路14接受的交流电力整流而输出到逆变器13。逆变器13将从逆变器12接受的直流电力变换为预定的频率的交流电力,输出到插口210侧。
如上所述,AC逆变器221构成为将从蓄电池230侧输入的直流电力变换为预定的频率的交流电力,输出到插口210侧。此外,图3所示的电路结构是一个例子,可适当变更。也可以从公知的车载逆变器,采用任意的电路结构。AC逆变器221既可以构成为能够在蓄电池230与插口210之间双向地变换电力,也可以构成为仅能够在一个方向(从蓄电池230向插口210的方向)上变换电力。
再次参照图2,在AC逆变器221A、221B中,分别设置有监视单元224A、224B。监视单元224A、224B分别包括检测AC逆变器221A、221B的状态(例如电压、电流以及温度)的各种传感器,将检测结果输出到ECU250。ECU250根据监视单元224A以及224B的输出,控制AC逆变器221A以及221B。由此,调整从各逆变器向插口210输出的电力(即充放电装置220的放电电力)。ECU250也可以构成为监视AC逆变器221A以及221B各自的电流,针对电流似乎超过预定的容许电流值(例如15A)的逆变器执行电流限制。各逆变器与插口210之间的布线的详细内容后述(参照图8)。
ECU250通过使放电继电器223A、223B成为切断状态,能够将AC逆变器221A、221B从插口210分别切离。在该实施方式中,针对每个逆变器设置有放电继电器。因此,能够将各逆变器从插口210单独地切离。在放电继电器成为切断状态时,禁止从与该放电继电器对应的逆变器向插口210放电。此外,放电继电器的数量是任意的。放电继电器也可以配置成将多个逆变器集中地从插口切离。
AC逆变器221A以及221B的各个也可以构成为以输出在初始(例如出厂时)设定的频率的交流电力的方式,调整交流电力的频率。或者,ECU250也可以以从各逆变器输出针对每个地域适合的频率的交流电力的方式,根据车辆200的位置控制AC逆变器221A以及221B。ECU250也可以构成为能够由用户设定任意的频率。
在充电器222与蓄电池230之间(更特定而言,比SMR231更靠充电器222侧)设置有充电继电器223C。充电继电器223C构成为切换从充电器222向蓄电池230的充电路径的连接/切断。在充电继电器223C成为切断状态时,禁止从插口210经由充电器222对蓄电池230供给电力。
图4是示出充电器222的电路结构例的图。与图2一起参照图4,充电器222包括逆变器21~23和绝缘电路24。逆变器21~23的各个包括包含4个开关元件的全桥电路。逆变器21~23中的位于最靠插口210侧的逆变器21还包括滤波器电路21a和平滑电容器21b。滤波器电路21a去除包含于交流电力的高频噪声。包含于逆变器21~23的各开关元件由ECU250控制。绝缘电路24是包括第1线圈24a以及第2线圈24b的绝缘变压器。
逆变器21将从插口210侧输入的交流电力整流而输出到逆变器22。逆变器22将从逆变器21接受的直流电力变换为高频的交流电力。绝缘电路24使逆变器22的输出(交流电力)以与线圈匝数比对应的比率变压,传递给逆变器23。逆变器23将从绝缘电路24接受的交流电力整流而输出到蓄电池230侧。
如上所述,充电器222构成为将从插口210侧输入的交流电力变换为直流电力而输出到蓄电池230侧。此外,图4所示的电路结构是一个例子,可适当变更。充电器222既可以构成为能够在蓄电池230与插口210之间双向地变换电力,也可以构成为仅能够在一个方向(从插口210向蓄电池230的方向)上变换电力。可双向地变换电力的充电器222可用作放电用的电力变换电路。因此,在充电器222构成为可双向地变换电力的方式中,也可以省略AC逆变器221A和AC逆变器221B中的某一方,替代地使用充电器222。
再次参照图2,在充电器222中设置有监视单元224C。监视单元224C包括检测充电器222的状态(例如电压、电流以及温度)的各种传感器,将检测结果输出到ECU250。ECU250根据监视单元224C的输出,控制充电器222。由此,调整从充电器222向蓄电池230输出的电力(即蓄电池230的充电电力)。
图1所示的放电连接器100相当于放电用连结系统中的与插口210连接的部分。以下,使用图5以及图6,说明放电连接器100的构造。图5是示出罩120打开的状态的放电连接器100的外观的图。图6是示出罩120关闭的状态的放电连接器100的外观的图。
参照图5以及图6,放电连接器100具有第1端部P1以及第2端部P2。第1端部P1和第2端部P2位于放电连接器100的本体部110的两端。第1端部P1构成为能够连接到车辆200的插口210。第2端部P2包括插座To1、插座To2以及插座To3。
放电连接器100还具备构成为能够打开和关闭第2端部P2的罩120。可针对放电连接器100的本体部110转动地安装罩120。具体而言,罩120经由旋转机构121(例如铰链)安装于本体部110。罩120在关闭状态下覆盖第2端部P2,在打开状态下使第2端部P2露出。在罩120中,设置有使线缆(例如图1所示的电源线缆320)通过的孔122。孔122包括中心孔和以中心孔为中心而放射状地延伸的多个狭缝。孔122收容多个线缆。通过将3根线缆插通到孔122,从而即使在对插座To1~To3的各个插入各线缆的插头的状态下,也能够关闭罩120。在罩120关闭的状态(参照图6)下,抑制插座To1~To3受雨以及受风。罩120具有防水性。也可以对本体部110以及罩120实施防水处理。也可以在罩120关闭时罩120与本体部110接触的部位设置密封部件。插座To1~To3针对下雨的保护构造也可以是在规格“JIS C8303:2007”的6.12中规定的构造。
如图6所示,第1端部P1在端面F1具有连接器端子。放电连接器100的第1端部P1的端面F1相当于与车辆200的插口210(图2)连接的面(连接面)。设置于端面F1的连接器端子包括端子L1、端子L2、端子PE、端子CS以及端子CP。
端子L1以及L2相当于从车辆200输入交流电力的两个端子。端子L1是HOT侧端子,端子L2是COLD侧端子。端面F1中的端子L1、L2分别相当于本公开所涉及的“第1输入端子”、“第2输入端子”的一个例子。以下,将端子L1还记载为“AC1”,将端子L2还记载为“AC2”。端子PE相当于地线端子(以下还记载为“GND”)。端子CS相当于用于放电连接器100和插口210的状态(连接状态/嵌合状态/未嵌合状态)的检测(Proximity detection)的端子(以下还记载为“PISW”)。以下,将放电连接器100和插口210的状态还称为“连接器状态”。端子CS将表示连接器状态的电位信号(以下还称为“PISW信号”)输出到车辆200侧。端子CP相当于例如在规格“IEC/TS62763:2013”中定义的用于CPLT(Control pilot)信号的端子(以下还记载为“CPLT”)。CPLT信号是在车辆200与放电连接器100之间的通信中使用的PWM(Pulse widthmodulation,脉冲宽度调制)信号。
插口210具有与放电连接器100的上述各端子(端子L1、L2、PE、CS、CP)对应的端子。以下,为了使双方的对应关系明确,将与放电连接器100的端子L1、L2、PE、CS、CP对应的插口210的端子也称为AC1、AC2、GND、PISW、CPLT。在放电连接器100和插口210嵌合的状态下,设置于放电连接器100的第1端部P1的AC1、AC2、GND、PISW、CPLT分别与插口210的AC1、AC2、GND、PISW、CPLT接触。插口210的PISW构成为将表示与插口210连接的放电组件(放电连接器)的信息的电位信号输出到ECU250(图2)。在放电组件的信息中,包括放电组件的需求电压值和放电组件具备的插座的种类。这样,ECU250构成为取得与插口210连接的放电组件的需求电压值和与插口210连接的放电组件具备的插座的种类。插口210的PISW相当于本公开所涉及的“检测端子”的一个例子。放电连接器100的端子以及向插口210的嵌合构造也可以依照例如在规格“IEC62196-2:2011”中规定的Type1。
放电连接器100还具备闩锁解除按钮111、放电开始开关112以及闩锁130。
闩锁解除按钮111具有解除针对插口210的放电连接器100的闩锁、或者使车辆200(例如ECU250)探测连接器状态(连接状态/嵌合状态/未嵌合状态)的功能。闩锁130构成为与插口210卡合而将放电连接器100固定(锁住)到插口210。例如,通过闩锁130的前端挂到形成于插口210的凹部,放电连接器100被锁住。闩锁130与闩锁解除按钮111连动。在由用户按压闩锁解除按钮111时,闩锁被解除。
在用户不按压闩锁解除按钮111而将放电连接器100插入到插口210来使放电连接器100和插口210嵌合时,在放电连接器100和插口210电连接的状态下通过闩锁130固定。该连接器状态是“连接状态”。在连接状态下,对插口210插入放电连接器100、并且、两者的所有端子被电连接、并且、放电连接器100被锁住。在连接状态下用户按压闩锁解除按钮111时,利用闩锁130的固定被解除。该连接器状态是“嵌合状态”。在嵌合状态下,对插口210插入放电连接器100,两者的所有端子被电连接,但放电连接器100未被锁住。在嵌合状态下用户从插口210拔出放电连接器100时,连接器状态成为“未嵌合状态”。未嵌合状态是既不是连接状态也不是嵌合状态的状态。在连接器状态是连接状态或者嵌合状态时,通过ECU250禁止车辆200的行驶。
放电开始开关112具有通过使PISW信号变化而使车辆200(例如ECU250)探测放电开始的功能。在该实施方式中,PISW信号是电位信号。PISW信号的详细内容后述(参照图13)。
用单相3线式布线L10连接图1所示的放电连接器100的第1端部P1和第2端部P2。单相3线式布线L10包括电压线L11、电压线L12以及中性线L13。电压线L11、电压线L12、中性线L13分别相当于本公开所涉及的“第1电压线”、“第2电压线”、“中性线”的一个例子。电压线L11、L12以及中性线L13从第1端部P1设置至第2端部P2,连接第1端部P1和第2端部P2。第2端部P2构成为经由电压线L11、L12以及中性线L13输出AC100V以及AC200V的电力。单相3线式布线L10和插座To1~To3的连接样式后述(参照图8)。
图7是示出放电连接器100以及插口210的概略性的电路结构的图。与图2以及图6一起参照图7,在放电连接器100中,电压线L11、电压线L12、中性线L13分别与第1端部P1的AC1、AC2、GND连接。放电连接器100的单相3线式布线L10(即电压线L11、L12以及中性线L13)经由AC1、AC2以及GND连接到车辆200的单相3线式布线L20(即电压线L21、L22以及中性线L23)。在车辆200中,电压线L21、电压线L22、中性线L23分别与插口210的AC1、AC2、GND连接。插口210的AC1、AC2、GND分别相当于本公开所涉及的“第1输出端子”、“第2输出端子”、“地线端子”的一个例子。
插口210的AC1以及AC2的各个未被接地到车辆200的车体。即,电压线L21以及L22成为从车辆200的车体绝缘的状态(浮置状态)。在车辆200中,从车载逆变器(例如图2所示的AC逆变器221A以及221B)对电压线L21以及L22供给交流电力。而且,从车载逆变器供给到电压线L21以及L22的交流电力经由AC1以及AC2被传递到电压线L11以及L12。
在车辆200中,插口210的GND经由中性线L23与车辆200的车体连接。其中,在中性线L23中,设置有将插口210的GND与车辆200的车体之间的导通状态和绝缘状态进行切换的开关S20(接地开关)。开关S20由ECU250(图2)控制。在开关S20为闭合状态(导通状态)时,插口210的GND被接地到车体(车身接地)。而且,在开关S20成为打开状态(绝缘状态)时,插口210的GND从车体被电切离。在该实施方式中,作为开关S20,采用常闭型的开关。详细后述,插口210的GND通常被接地到车体,但在对具备后述1端子型插座的放电连接器进行放电之前从车体被电切离。但是,开关S20并非必须是常闭型的开关,开关S20也可以是常断型的开关。
在图7中,仅示出一个插座,但放电连接器100具备三个插座(图5所示的插座To1~To3)。在该实施方式中,与插口210连接的放电组件(例如放电连接器100)具备的插座的种类被分类为输出在插口210的AC1与AC2之间施加的交流电压的第1插座、输出在插口210的AC1与GND之间施加的交流电压的第2插座以及输出在插口210的AC2与GND之间施加的交流电压的第3插座。以下,有时将第1插座称为“2端子型插座”。而且,有时将第2插座以及第3插座总称为“1端子型插座”,与第1插座(2端子型插座)区分。放电组件具备1端子型插座意味着放电组件具备第2插座以及第3插座中的至少一方。
图8是示出放电连接器100以及车辆200中的单相3线式布线L10、L20的连接样式的图。与图2、图5以及图7一起参照图8,插口210的AC1以及GND分别经由电压线L21以及中性线L23连接到AC逆变器221A。插口210的AC2以及GND分别经由电压线L22以及中性线L23连接到AC逆变器221B。插口210的GND经由开关S20连接到车辆200的车体。
AC逆变器221A以及221B的各个构成为从蓄电池230(图2)接受直流电力的供给而向插口210侧输出交流电力。在插口210中的AC1与GND之间,从蓄电池230经由AC逆变器221A输出第1交流电力。在插口210中的AC2与GND之间,从蓄电池230经由AC逆变器221B输出第2交流电力。
从与第1端部P1连接的插口210向放电连接器100的第1端部P1输入电力(例如上述第1交流电力以及第2交流电力)。第1交流电力以及第2交流电力从插口210输入到第1端部P1,经由电压线L11、L12以及中性线L13传递到第2端部P2。第2端部P2经由电压线L11、L12以及中性线L13向插座To1~To3输出第1交流电力以及第2交流电力。在该实施方式中,第1交流电力在电压线L11与中性线L13之间施加AC100V的电压,第2交流电力在电压线L12与中性线L13之间施加AC100V的电压。关于放电连接器100,将与电压线L11、电压线L12、中性线L13电连接的插座端子(receptacle terminals)分别记载为“L1”、“L2”、“PE”。
如在图8中所示,插座To1具备L1(第1电压端子)、L2(第2电压端子)以及PE(地线端子)。插座To2具备一个L1(电压端子)和两个PE(地线端子)。插座To3具备一个L2(电压端子)和两个PE(地线端子)。在开关S20为闭合状态时,PE(中性线L13)成为与车辆200的车体相同的电位。
在该实施方式中,插座To1在L1以及L2之间输出AC200V。插座To2在L1以及PE之间输出AC100V。插座To3在L2以及PE之间输出AC100V。插座To1也可以是额定电压250V/额定电流20A的单相AC200V用插座。插座To2以及To3的各个也可以是额定电压125V/额定电流15A的单相AC100V用插座。插座To1~To3中的、插座To1与第1插座相应,插座To2与第2插座相应,插座To3与第3插座相应。放电连接器100具备一个2端子型插座和两个1端子型插座。
如上所述,能够通过单相3线式布线L10输出AC100V/AC200V。例如,如果图1所示的电气设备310的驱动电压是AC200V,则通过将电源线缆320连接到插座To1,能够驱动电气设备310。如果图1所示的电气设备310的驱动电压是AC100V,则通过将电源线缆320连接到插座To2或者To3,能够驱动电气设备310。另外,通过同时使用多个插座,还能够将驱动电压不同的多种电气设备驱动。
再次与图2以及图6一起参照图7,在车辆200中,在车体(地线)与信号线L24之间赋予基准电压,信号线L24与PISW连接。而且,PISW信号(PISW电位)经由信号线L24被输入到ECU250。在放电连接器100的第1端部P1和插口210电连接时,以使PISW和GND经由放电连接器100的电路(包括后述检测电路140)连接的方式,形成闭合电路(闭合系统)。由此,PISW的电位变化。即使放电连接器100不具有电源,也通过上述闭合电路生成PISW信号。ECU250能够根据PISW信号(PISW电位)判别连接器状态。
在放电连接器100中,与PISW连接的信号线L14经由检测电路140连接到中性线L13。检测电路140是用于判别放电连接器100是连接状态/嵌合状态/未嵌合状态中的哪一个状态的电路(Proximity detection电路)。检测电路140包括电气电阻R1、R2、R3以及开关S1、S2。信号线L14从PISW经由电气电阻R1分支为两个分支路L141以及L142,分支路L141以及L142合流而与中性线L13连接。电气电阻R2配置于分支路L141,电气电阻R3以及开关S1配置于分支路L142。电气电阻R2和电气电阻R3并联地配置。电气电阻R3和开关S1串联地配置。另外,开关S2针对电气电阻R3并联地配置。
开关S1、S2分别与放电连接器100的闩锁解除按钮111、放电开始开关112(图5以及图6)连动地开闭。开关S1在闩锁解除按钮111未被按压时成为闭合状态(导通状态),在闩锁解除按钮111被按压时成为打开状态(切断状态)。开关S2在放电开始开关112为OFF时成为闭合状态(导通状态),在放电开始开关112为ON时成为打开状态(切断状态)。在该实施方式中,在用户按压放电开始开关112的期间,放电开始开关112成为ON,在用户放开放电开始开关112时,放电开始开关112成为OFF。在用户对闩锁解除按钮111以及放电开始开关112中的哪一个都未操作时,开关S1以及S2这两方都成为闭合状态。即,开关S1以及S2的各个相当于常闭型的开关。
在开关S1、S2成为打开状态时,相比于开关S1、S2为闭合状态时,检测电路140的电阻值(合成电阻)上升,与其相伴地PISW的电位也上升。ECU250能够根据PISW信号(PISW电位),判别开关S1以及S2各自的状态(进而闩锁解除按钮111以及放电开始开关112各自的状态)。
在图5以及图6所示的放电连接器100中,闩锁解除按钮111作为用于停止从车辆200放电的开关发挥功能,放电开始开关112作为用于开始从车辆200放电的开关发挥功能。如果在连接器状态为连接状态时用户对放电开始开关112进行预定的操作,则车辆200(ECU250)辨识放电开始,开始放电。在该实施方式中,通过用户两次使放电开始开关112成为ON来开始放电。在放电中按压闩锁解除按钮111,连接器状态成为嵌合状态或者未嵌合状态时,车辆200(ECU250)辨识放电停止,停止放电。
图9是示出放电连接器100的起动(放电开始)以及停止(放电停止)的序列的时序图。在图9中,线D1表示PISW的电位,线D2表示从插口210输出到放电连接器100侧的交流电力。
与图5~图8一起参照图9,在用户一边按压闩锁解除按钮111一边将放电连接器100插入到插口210时,连接器状态从未嵌合状态成为嵌合状态,PISW的电位降低。之后,在用户放开闩锁解除按钮111时,连接器状态从嵌合状态成为连接状态,PISW的电位进一步降低。在从连接器状态成为连接状态起经过预定时间(例如500ms)时,放电开始开关112的操作成为有效。而且,在用户使放电开始开关112成为ON状态时,PISW的电位上升。之后,在用户使放电开始开关112返回到OFF状态时,PISW的电位也返回。如果在连接器状态为连接状态时,用户按照图9所示的顺序、即ON、OFF、ON、OFF的顺序操作放电开始开关112,则ECU250(图2)根据PISW的电位辨识放电开始,开始放电。为了抑制由于噪声引起的误动作,在与ON/OFF操作对应的电压持续预定时间(例如50ms~3000ms)的情况下ECU250中的放电开始开关112的辨识成为有效。
通过ECU250执行从车辆200的放电。在车辆200经由放电连接器100进行交流电力的供电的情况下,在放电开始前的期间Ts中将开关S20(图7)从闭合状态切换为打开状态。之后,ECU250以使上述第1交流电力以及第2交流电力从插口210输出到放电连接器100侧的方式,控制充放电装置220(图2)。在放电中,将SMR231(图2)控制为闭合状态,将开关S20控制为打开状态。从放电开始操作至放电开始为止的期间Ts是可任意设定的。ECU250也可以在期间Ts中执行预定的处理(例如如断线检查那样的放电前检查)。也可以在期间Ts中,将SMR231从打开状态切换为闭合状态。
在放电中闩锁解除按钮111被按压时,连接器状态从连接状态成为嵌合状态,PISW的电位上升。在连接器状态成为嵌合状态时,ECU250根据PISW的电位辨识放电停止,停止放电。从放电停止操作至放电停止为止的期间Te也可以是在规格“IEC61851-1”中规定的期间。
再次与图2以及图6一起参照图7,PISW信号(PISW电位)除了表示上述连接器状态以及开关状态以外,还表示与插口210电连接的放电连接器的需求电压值。详细而言,插口210构成为能够与多种放电连接器连接。在该实施方式中,除了图5~图9所示的放电连接器100以外,以下说明的放电连接器100A也能够连接到插口210。在放电连接器100和放电连接器100A中,需求电压值不同。放电连接器100的需求电压值是200V,放电连接器100A的需求电压值是100V。以下,将放电连接器100、放电连接器100A分别还称为“200V连接器”、“100V连接器”。
图10是用于说明100V连接器的图。以下,以与200V连接器的区别点为中心,说明100V连接器。
参照图10,放电连接器100A的外观与放电连接器100(图5)大致相同。但是,放电连接器100A具备的插座的数量是一个。放电连接器100A具备闩锁解除按钮111A和放电开始开关112A。放电连接器100A具有能够连接到插口210的第1端部P1A。另外,放电连接器100A在第2端部P2A具有插座To4。
在放电连接器100A中,用电压线L11A、电压线L12A以及地线L13A连接第1端部P1A和插座To4。电压线L11A、电压线L12A分别与第1端部P1A的AC1、AC2连接。地线L13A与第1端部P1A的GND连接。在该实施方式中,辨识到放电连接器100A与插口210连接的ECU250以在插口210的AC1以及AC2之间施加100V的交流电压的方式,控制AC逆变器221A以及221B。从与第1端部P1A连接的插口210向放电连接器100A的第1端部P1A输入单相交流电力。该单相交流电力在电压线L11A与电压线L12A之间施加AC100V的电压。
关于放电连接器100A,将与电压线L11A、电压线L12A电连接的插座端子分别记载为“L1”、“L2”。如在图10中所示,插座To4具备L1、L2以及地线端子。插座To4在L1以及L2之间输出100V的单相交流电力。插座To4与第1插座相应。放电连接器100A仅具有2端子型插座,不具有1端子型插座。在放电连接器100A连接到插口210时,插座To4的地线端子经由地线L13A电连接到插口210的GND。因此,在开关S20为闭合状态时,插座To4的地线端子被接地到车辆200的车体(车身接地)。但是,在2端子型插座中,向浮置状态的L1以及L2(电压线L11A以及L12A)输出交流电力(供电电力),所以即使地线端子被车身接地,来自车体的噪声也不易重叠到供电电力。
图11是示出100V连接器的概略性的电路结构的图。参照图11,以在放电连接器100A连接到插口210的状态下PISW和GND经由放电连接器100A的电路(包括检测电路140A)连接的方式,形成闭合电路。在车辆200中,在车体(地线)与PISW之间赋予基准电压。因此,即使放电连接器100A不具有电源,通过上述闭合电路生成PISW信号。另外,在放电连接器100A中,与PISW连接的信号线L14A经由检测电路140A连接到插座To4的地线端子。检测电路140A包括电气电阻R1A、R2A、R3A以及开关S1A、S2A。开关S1A、S2A分别与闩锁解除按钮111A、放电开始开关112A(参照图10)连动地开闭。信号线L14A从PISW经由电气电阻R1A分支为两个分支路L141A以及L142A,分支路L141A以及L142A合流而与地线L13A连接。检测电路140A具有基本上依照图7所示的检测电路140的结构,但以下的点与检测电路140不同。
在检测电路140和检测电路140A中,电阻值不同。如在图7中所示,在检测电路140中,电气电阻R1、R2、R3分别具有20Ω、460Ω、20Ω的电阻值。相对于此,检测电路140A中的电气电阻R1A、R2A、R3A如在图11中所示分别具有39Ω、430Ω、51Ω的电阻值。与后述电位图M2匹配地设定检测电路140以及140A各自中的各电阻值。另外,包含于检测电路140以及140A的各电气电阻被设定为与在规格“IEC61851-1:2010AnnexB”中规定的充电连接器内的电气电阻不同的电阻值。由此,ECU250能够根据PISW信号(PISW电位)判别充电连接器和放电连接器。
在检测电路140A中,开关S1A是常闭型的开关,开关S2A是常断型的开关。开关S2A在放电开始开关112A为ON时成为闭合状态,在放电开始开关112A为OFF时成为打开状态。
图12是示出100V连接器的起动(放电开始)以及停止(放电停止)的序列的时序图。在图12中,线D1A表示PISW的电位,线D2A表示从插口210输出到放电连接器100A侧的交流电力。
与图10以及图11一起参照图12,放电连接器100A的序列与图9所示的放电连接器100的序列基本上相同。但是,在用户使放电开始开关112A成为ON状态时,PISW的电位下降。在用户使放电开始开关112A返回到OFF状态时,PISW的电位也返回。如果在连接器状态为连接状态时,用户按照图12所示的顺序,即ON、OFF、ON、OFF的顺序操作放电开始开关112A,则ECU250(图2)根据PISW的电位辨识放电开始,开始放电。在车辆200经由放电连接器100A进行交流电力的供电的情况下,在放电开始之前不执行开关S20(图11)的切换。在放电中,将SMR231(图2)以及开关S20这两方控制为闭合状态。
图13是用于说明PISW信号(PISW电位)的图。参照图13,与PISW电位有关的电位图M1表示在充电规格“IEC61851-1”中规定的每个电位范围的判定值。在0~4.7V的范围中,针对电位范围1.359~1.639V、2.553~2.944V、4.301~4.567V,分别将如连接状态、嵌合状态、未嵌合状态那样的连接器状态定义为判定值。这些以外的电位范围未定义。
与PISW电位有关的电位图M2是在控制中使用的控制图,存储到图2所示的ECU250的存储装置253。在电位图M2中,针对每个电位范围,规定有放电连接器的连接器状态、开关状态以及需求电压值。在针对插口210电连接有放电连接器时,ECU250通过使用电位图M2,能够从PISW信号取得上述放电连接器的连接器状态、开关状态以及需求电压值。另外,ECU250能够根据PISW信号判断是否针对插口210电连接有放电连接器。
进而,ECU250根据PISW信号,取得与插口210连接的放电组件具备的插座的种类。在该实施方式中,放电组件(放电连接器)的需求电压值与放电组件具备的插座的种类对应。具体而言,与插口210连接的放电连接器的需求电压值为200V意味着与插口210连接的放电连接器为图5~图9所示的200V连接器,即与插口210连接的放电连接器将第1~第3插座各具备一个。另外,与插口210连接的放电连接器的需求电压值为100V意味着与插口210连接的放电连接器为图10~图12所示的100V连接器,即与插口210连接的放电连接器仅具备一个第1插座。因此,在电位图M2中,规定有需求电压值,但未规定有插座的种类。但是不限于此,在需求电压值和插座的种类未必对应的方式中,也可以以与放电组件的需求电压值独立地规定放电组件具备的插座的种类的方式,变更电位图M2(控制图)。
在电位图M2中,针对电位范围0.0~1.2V分配表示放电连接器是连接状态的电位范围(以下还称为“连接范围”)。针对电位范围1.2~2.0V分配在充电时使用的电位范围(充电范围)。针对电位范围2.0~3.5V分配表示放电连接器是嵌合状态的电位范围(以下还称为“嵌合范围”)。针对电位范围3.5~4.7V分配表示放电连接器是未嵌合状态的电位范围(以下还称为“未嵌合范围”)。
在电位图M2中,针对在充电规格“IEC61851-1”中未定义的电位范围0.0~1.2V分配连接范围。由此,ECU250易于判别充电连接器和放电连接器。连接范围被进一步分割为以下说明的三个电位范围(0.0~0.4V/0.4~0.7V/0.7~1.2V)。
针对电位范围0.0~0.4V分配表示与插口210连接的放电连接器的需求电压值是200V的电位范围(以下还称为“200V范围”)。PISW电位属于200V范围意味着与插口210连接的放电连接器是200V连接器。针对电位范围0.7~1.2V分配表示与插口210连接的放电连接器的需求电压值是100V的电位范围(以下还称为“100V范围”)。PISW电位属于100V范围意味着与插口210连接的放电连接器是100V连接器。在100V连接器(图11)和200V连接器(图7)中电阻值不同,从而各连接器连接到插口210时的PISW电位也不同。100V范围以及200V范围的各个除了表示与插口210连接的放电连接器的需求电压值以外,还表示该放电连接器的放电开始开关是OFF状态。
针对电位范围0.4~0.7V分配表示放电开始开关是ON状态的电位范围(以下还称为“放电开始范围”)。在200V连接器中与放电开始开关112连动的开关S2(图7)是常闭型的开关,所以在放电开始开关112从OFF状态成为ON状态时,PISW电位上升。在100V连接器中与放电开始开关112A连动的开关S2A(图11)是常断型的开关,所以在放电开始开关112A从OFF状态成为ON状态时,PISW电位下降。
图14是示出与由ECU250执行的放电开始相关的处理的流程图。在车辆200的停车中(其中除了充电中以及放电中以外),反复执行该流程图所示的处理。
与图1~图13一起参照图14,在S201中,ECU250使开关S20成为闭合状态(导通状态)。在接着的S101中,ECU250取得PISW信号(PISW电位)。在接着的S102中,ECU250根据PISW信号,判断是否对插口210连接了放电连接器。在连接器状态成为连接状态时,在S102中判断为“是”,处理进入到S103。在S103中,ECU250判断与插口210连接的放电连接器的需求电压值是100V和200V中的哪一个。
ECU250使用图13所示的电位图M2,从在S101中取得的PISW信号取得插口210的状态(例如连接器状态)和与插口210连接的放电连接器的信息(例如开关状态、需求电压值以及插座的种类)。ECU250能够根据PISW电位属于未嵌合范围、嵌合范围以及连接范围中的哪一个来判别连接器状态(未嵌合状态/嵌合状态/连接状态)。另外,ECU250能够根据PISW电位是否属于放电开始范围来判别是否由用户操作了放电开始开关。进而,ECU250能够根据PISW电位属于100V范围和200V范围中的哪一个来判别放电连接器的需求电压值(100V/200V)。另外,ECU250在PISW电位属于100V范围的情况下,判断为与插口210连接的放电连接器不具备1端子型插座,在PISW电位属于200V范围的情况下,判断为与插口210连接的放电连接器具备1端子型插座。这样,ECU250构成为在开关S20为导通状态时,根据来自插口210的PISW(检测端子)的电位信号来取得与插口210连接的放电连接器的需求电压值和与插口210连接的放电连接器具备的插座的种类。在开关S20为导通状态时,插口210的GND成为与车辆200的车体相同的电位,从而PISW信号稳定,易于使电位图M2和PISW信号对应。
在S103中判断为“200V”的情况下,处理进入到S111。在S103中判断为“200V”意味着与插口210连接的放电连接器具备第2插座以及第3插座中的至少一方。在S111中,ECU250判断是否由用户进行了AC200V放电开始操作(图9所示的ON、OFF、ON、OFF的顺序的放电开始开关操作)。而且,在由用户进行了AC200V放电开始操作时(在S111中“是”),ECU250在S202中使开关S20(参照图7以及图8)成为打开状态(绝缘状态)。接着,ECU250在S112中,将200V的单相交流电力从插口210输出到200V连接器侧。具体而言,以在图8所示的插口210的AC1以及AC2之间输出200V的单相交流电力的方式,ECU250控制AC逆变器221A以及221B。在该实施方式中,AC逆变器221A在AC1以及GND之间施加与需求电压值的二分之一相当的交流电压(AC100V),AC逆变器221B在AC2以及GND之间施加与需求电压值的二分之一相当的交流电压(AC100V)。由此,向200V连接器的插座To1、插座To2、插座To3分别输出200V、100V、100V的单相交流电力。如上所述,在车辆200经由200V连接器开始了交流电力的供电的情况下,ECU250在放电中也将开关S20维持为打开状态。而且,在放电结束时,ECU250使开关S20返回到闭合状态。
在S103中判断为“100V”的情况下,处理进入到S121。在S103中判断为“100V”意味着与插口210连接的放电连接器不具备第2插座以及第3插座中的任意一个。在S121中,ECU250判断是否由用户进行了AC100V放电开始操作(图12所示的ON、OFF、ON、OFF的顺序的放电开始开关操作)。而且,在由用户进行了AC100V放电开始操作时(在S121中“是”),ECU250在S122中将100V的单相交流电力从插口210输出到100V连接器侧。具体而言,ECU250以在图10所示的插口210的AC1以及AC2之间输出100V的单相交流电力的方式,控制AC逆变器221A以及221B。在该实施方式中,通过AC逆变器221A以及221B各自施加与需求电压值的二分之一相当的交流电压(AC50V),从而在AC1以及AC2之间施加AC100V。由此,向100V连接器的插座To4输出100V的单相交流电力。但是不限于此,ECU250也可以仅用AC逆变器221A在AC1以及AC2之间施加AC100V,使AC逆变器221B成为电压未施加的状态(导通状态)。如上所述,在车辆200经由100V连接器进行交流电力的供电的情况下,开关S20(参照图10以及图11)保持闭合状态而开始放电。而且,ECU250在放电中也将开关S20维持为闭合状态。
在上述S112或者S122中开始放电时,图14所示的一连串的处理结束。开始的放电在预定的放电停止条件成立时结束。在预定的放电停止条件成立的情况下,ECU250以使从插口210向放电连接器的放电停止的方式,控制AC逆变器221A以及221B。如上所述,在放电中连接器状态成为嵌合状态或者未嵌合状态时,上述放电停止条件成立。另外,即使在蓄电池230的SOC成为预定SOC值以下的情况下,上述放电停止条件也成立。但是不限于此,放电停止条件是可任意设定的。
如以上说明,该实施方式所涉及的供电方法包括:判断与车辆200具备的插口210连接的放电组件(放电连接器)是否具备第2插座以及第3插座中的至少一方(S103);以及在与插口210连接的放电组件具备第2插座以及第3插座中的至少一方的情况下(在S103中“200V”),在将插口210的GND从车辆200的车体电切离之后(S202),在插口210的AC1与GND之间和AC2与GND之间分别施加交流电压(S112)。
根据上述供电方法,能够在车辆200经由放电组件(包括放电连接器)进行交流电力的供电的情况下降低包含于供电电力的噪声。来自车辆200的交流电力从与蓄电池230绝缘、且非接地布线方式(浮置)的AC电源输出。
在图14所示的处理中,在与插口210连接的放电连接器不具备第2插座以及第3插座中的任意一个的情况下(在S103中“100V”),不驱动开关S20。由此,开关S20的劣化被抑制。但是不限于此,也可以在例如100V连接器代替第1插座而具有第2或者第3插座的方式中,即使在S103中判断为“100V”的情况下,也与在S103中判断为“200V”的情况同样地,在使开关S20成为打开状态(绝缘状态)之后,开始放电。
在放电连接器的判别中使用的控制图不限于图13所示的电位图M2。例如,ECU250也可以使用0.0~1.2V以外的电位范围,检测放电连接器的需求电压值。更具体而言,也可以对作为在充电规格“IEC61851-1”中未定义的电位范围的1.639~2.553V、2.944~4.301V以及4.567~4.700V中的任意一个分配包括100V范围、200V范围以及放电开始范围的连接范围。
在上述实施方式中,示出用单相3线式布线输出AC100V/AC200V的例子,但用单相3线式布线输出的电压可适当变更。例如,也可以用单相3线式布线输出AC110V/AC220V、AC115V/AC230V或者AC120V/AC240V。
200V连接器的结构不限于图5~图9所示的结构。例如,也可以省略插座To1~To3中的任意的一个或者两个。但是,省略了插座To2以及To3这两方的200V连接器不相应于具备第2插座以及第3插座中的至少一方的放电连接器。另外,也可以省略罩120。进而,放电开始开关112也能够省略。放电开始的触发可任意设定。例如,也可以在从连接器状态成为连接状态起经过预定时间时,开始放电。另外,也可以在用户操作设置于车辆的开关时,开始放电。
在车辆中,并非必须在插口210的地线端子(GND)与车体之间配置接地开关。也可以省略接地开关,使插口210的地线端子始终接地到车体。图15是示出变形例所涉及的车辆200A的结构的图。
参照图15,变形例所涉及的车辆200A具备插口210A、交流电源220A以及ECU250A。交流电源220A构成为在插口210A的AC1与AC2之间施加交流电压。交流电源220A经由电压线L21A以及L22A电连接到插口210A的AC1以及AC2。交流电源220A构成为包括车载电池(例如图2所示的电池230)和电力变换电路。交流电源220A的电力变换电路既可以是构成为可双向地变换电力的车载充电器(例如图4所示的充电器222),也可以是车载逆变器(例如图3所示的AC逆变器221)。
在变形例所涉及的车辆200A中,插口210A的GND经由地线L23A被接地到车体(车身接地)。插口210A构成为能够与放电连接器100B和放电连接器100C连接。放电连接器100B的需求电压值(第1电压)是100V,放电连接器100C的需求电压值(第2电压)是200V。即,放电连接器100B、100C分别相当于100V连接器、200V连接器。放电连接器100B以及100C各自作为放电组件发挥功能。放电连接器100B、100C分别相当于本公开所涉及的“第2放电连接器(第2放电组件)”、“第3放电连接器(第3放电组件)”的一个例子。
在图15中,仅示出AC1、AC2以及GND,但插口210A也与图7所示的插口210同样地具有PISW以及CPLT。另外,放电连接器100B以及100C各自具有与插口210的上述各端子(AC1、AC2、GND、PISW、CPLT)对应的端子。图16是示出放电连接器100C以及插口210A的概略性的电路结构的图。
参照图16,放电连接器100C的电路结构依照图7所示的放电连接器100的电路结构。以在对插口210A连接有放电连接器100C的状态下使PISW和GND经由放电连接器100C的电路(包括检测电路140)连接的方式,形成闭合电路。PISW(检测端子)的电位根据与插口210A连接的放电连接器的需求电压值而变化。PISW的电位信号被输入到车辆200A的ECU250A(图15)。在连接插口210A的GND和车体的地线L23A中未设置开关,插口210A的GND始终成为与车体相同的电位。PISW构成为判别插口210A的状态(连接器状态)。ECU250A(图15)构成为使用图13所示的电位图M2,从PISW信号(PISW电位)取得与连接到插口210A的放电连接器有关的连接器状态、需求电压值以及插座的种类。
此外,放电连接器100B的电路结构与图11所示的放电连接器100A的电路结构相同,所以省略图示。另外,ECU250A的硬件结构与图2所示的ECU250的结构相同。
与图16一起参照图15,放电连接器100B具备能够连接到插口210A的第1端部P1B和包括插座To5的第2端部P2B。插座To5输出在插口210A的AC1与AC2之间施加的交流电压。关于放电连接器100B,将与电压线L11B、电压线L12B电连接的插座端子分别记载为“L1”、“L2”。如在图15中所示,插座To5具备L1、L2以及地线端子。插座To5在L1以及L2之间输出100V的单相交流电力。插座To5与第1插座相应。放电连接器100B仅具有2端子型插座,不具有1端子型插座。
在放电连接器100B中,用电压线L11B、电压线L12B以及地线L13B连接第1端部P1B和插座To5。电压线L11B、电压线L12B分别与第1端部P1B的AC1、AC2连接。地线L13B与第1端部P1B的GND连接。在该变形例中,ECU250A根据PISW信号辨识放电连接器100B连接到插口210A,以在插口210A的AC1与AC2之间施加100V的交流电压的方式,控制交流电源220A的电力变换电路。
放电连接器100C具备能够连接到插口210A的第1端部P1C和包括插座To6的第2端部P2C。插座To6输出在插口210A的AC1与AC2之间施加的交流电压。关于放电连接器100C,将与电压线L11C、电压线L12C电连接的插座端子分别记载为“L1”、“L2”。如在图15中所示,插座To6具备L1、L2以及地线端子。插座To6在L1以及L2之间输出200V的单相交流电力。插座To6与第1插座相应。放电连接器100C仅具有2端子型插座,不具有1端子型插座。
在放电连接器100C中,用电压线L11C、电压线L12C以及地线L13C连接第1端部P1C和插座To6。电压线L11C、电压线L12C分别与第1端部P1C的AC1、AC2连接。地线L13C与第1端部P1B的GND连接。在该变形例中,ECU250A根据PISW信号辨识放电连接器100C连接到插口210A,以在插口210A的AC1与AC2之间施加200V的交流电压的方式,控制交流电源220A的电力变换电路。
ECU250A代替图14所示的处理,执行以下说明的图17所示的处理。图17是示出图14所示的处理的变形例的流程图。图17所示的处理除了省略S201以及S202(图14)以外,与图14所示的处理相同。
与图15以及图16一起参照图17,在对插口210A连接有放电连接器100B的情况下(在S103中“100V”),ECU250A在S121中以在插口210A的AC1与AC2之间施加与100V(第1电压)相当的交流电压的方式,控制交流电源220A的电力变换电路。另外,在对插口210A连接有放电连接器100C的情况下(在S103中“200V”),以在插口210A的AC1与AC2之间施加与200V(第2电压)相当的交流电压的方式,控制交流电源220A的电力变换电路。通过上述控制,对各放电连接器供给符合连接到插口210A的放电连接器的交流电力。
在上述变形例中,将第1电压设为100V,将第2电压设为200V。但是不限于此,第1电压以及第2电压可适当变更。第2电压是比第1电压高的电压即可。例如,也可以将第1电压/第2电压设为95V/190V、110V/220V、115V/230V、120V/240V、130V/260V、或者150V/300V。
在上述实施方式以及变形例中,放电连接器单体(例如放电连接器100、100A、100B、或者100C)作为放电组件发挥功能。但是,放电组件并非必须仅由放电连接器构成。图18是示出图5以及图6所示的放电组件(放电连接器)的变形例的图。
参照图18,放电组件500具备:放电连接器511;框体520,内置与放电连接器511电连接的电路;以及电缆512,连接放电连接器511和框体520。框体520相当于EVPS(ElectricVehicle Power System,电动汽车动力系统)的本体部。EVPS构成为控制车辆的充电以及放电。框体520也可以具备显示器。放电组件500构成为包括EVPS和充放电电缆组件。充放电电缆组件是连结车辆和EVPS的电缆组件,包括与车辆连结的充放电连接器。在图18所示的例子中,放电连接器511作为充放电连接器发挥功能。另外,电缆512作为充放电电缆发挥功能。
放电连接器511具有构成为能够与车辆200的插口210连接的放电组件500的第1端部P51。框体520具备插座箱530。插座箱530包括放电组件500的第2端部P52。在该变形例中,图7以及图8所示的电路(放电连接器100的电路)设置于放电连接器511、电缆512以及框体520的内部。图19是示出插座箱530的内部构造的图。
参照图19,插座箱530具备在关闭状态下覆盖第2端部P52并在打开状态下使第2端部P52露出的罩532。第2端部P52包括插座To7(第1插座)、插座To8(第2插座)以及插座To9(第3插座)。插座To7、To8、To9分别具有与图8所示的插座To1、To2、To3相同的端子构造。但是,插座To8和插座To9配置于相互分离的位置。罩532经由旋转机构533(例如铰链)安装于插座箱530的本体部531。在罩532中,设置有使线缆(例如图1所示的电源线缆320)插通的孔534。
在上述图18以及图19所示的变形例所涉及的放电组件500中,放电连接器511和框体520经由电缆512连接,所以易于将第1端部P51和第2端部P52配置于分离的位置。因此,与插座有关的配置的自由度变高。另外,能够将放电电路的一部分收容于框体520,所以易于使放电连接器511小型化。
在上述实施方式中,能够对车辆的插口连接2种电压(100V/200V)的放电连接器,但车辆的插口也可以能够连接到3种以上的电压的放电连接器。另外,在上述实施方式中,从车辆插口向放电连接器输出交流电力。但是不限于此,也可以从车辆插口向放电连接器供给直流电力,在放电连接器中进行DC/AC变换。在上述实施方式以及各变形例中,车辆不限于BEV,也可以是其他xEV(例如PHEV或者FCEV)。
上述各种变形例可以任意地组合来实施。例如,也可以将图16所示的电路(放电连接器100C的电路)设置于图18所示的放电连接器511、电缆512以及框体520的内部。
说明了本发明的实施方式,但应认为本次公开的实施方式在所有方面仅为例示而不是限制性的。本发明的范围通过权利要求表示,意图包括与权利要求均等的意义以及范围内的所有变更。

Claims (12)

1.一种车辆,具备蓄电装置、放电口、电力变换电路以及控制装置,其中,
所述电力变换电路构成为从所述蓄电装置接受直流电力的供给,向所述放电口侧输出电力,
所述放电口具有第1输出端子、第2输出端子以及地线端子,
所述第1输出端子以及所述第2输出端子的各个未被接地到所述车辆的车体,
所述控制装置构成为取得与所述放电口连接的放电连接器的需求电压值,
所述控制装置在对所述放电口连接有放电连接器的情况下,以在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加与该放电连接器的需求电压值相当的电压的方式,控制所述电力变换电路。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中,
所述车辆还具有切换所述地线端子与所述车体之间的导通状态和绝缘状态的开关。
3.根据权利要求2所述的车辆,其中,
所述放电口具有将表示具备与该放电口连接的放电连接器的放电组件的信息的电位信号输出到所述控制装置的检测端子,
以在对所述放电口连接放电连接器的状态下使所述检测端子和所述地线端子经由该放电连接器连接的方式,形成闭合电路,
所述控制装置构成为在所述开关为导通状态时,根据来自所述检测端子的电位信号,取得所述放电组件具备的放电连接器的需求电压值和所述放电组件具备的插座的种类,
所述插座的种类包括输出在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加的交流电压的第1插座、输出在所述第1输出端子与所述地线端子之间施加的交流电压的第2插座以及输出在所述第2输出端子与所述地线端子之间施加的交流电压的第3插座。
4.根据权利要求3所述的车辆,其中,
所述电力变换电路包括第1电力变换电路和第2电力变换电路,
所述第1电力变换电路构成为在所述第1输出端子与所述地线端子之间施加交流电压,
所述第2电力变换电路构成为在所述第2输出端子与所述地线端子之间施加交流电压,
所述控制装置在具备所述第2插座以及所述第3插座中的至少一方的放电组件的放电连接器连接到所述放电口的情况下,在使所述开关成为绝缘状态之后,以在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加与所述放电连接器的需求电压值相当的交流电压的方式,控制所述第1电力变换电路以及所述第2电力变换电路。
5.根据权利要求4所述的车辆,其中,
所述放电口构成为能够连接到第1放电组件的第1放电连接器,
所述第1放电连接器包括与第1电压线连接的第1输入端子、与第2电压线连接的第2输入端子以及与中性线连接的地线端子,
在所述第1放电连接器和所述放电口连接的状态下,所述第1放电连接器的所述第1输入端子、所述第2输入端子、所述地线端子分别与所述放电口的所述第1输出端子、所述第2输出端子、所述地线端子接触,
所述第1放电组件具有:
与所述第1插座相应的插座,具有与所述第1电压线连接的第1电压端子、与所述第2电压线连接的第2电压端子以及与所述中性线连接的地线端子;
与所述第2插座相应的插座,具有与所述第1电压线连接的电压端子和与所述中性线连接的地线端子;以及
与所述第3插座相应的插座,具有与所述第2电压线连接的电压端子和与所述中性线连接的地线端子,
所述控制装置在对所述放电口连接有所述第1放电组件的所述第1放电连接器的情况下,在使所述开关成为绝缘状态之后,以在所述第1输出端子与所述地线端子之间施加与所述第1放电连接器的需求电压值的二分之一相当的交流电压的方式,控制所述第1电力变换电路,并且,以在所述第2输出端子与所述地线端子之间施加与所述第1放电连接器的需求电压值的二分之一相当的交流电压的方式,控制所述第2电力变换电路。
6.根据权利要求1所述的车辆,其中,
所述放电口的所述地线端子被接地到所述车体,
所述放电口构成为能够与第2放电组件的第2放电连接器和第3放电组件的第3放电连接器的各个连接,
所述第2放电组件以及所述第3放电组件的各个具备输出在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加的电压的插座,
所述第2放电连接器的需求电压值是第1电压,
所述第3放电连接器的需求电压值是比所述第1电压高的第2电压,
在对所述放电口连接有所述第2放电组件的所述第2放电连接器的情况下,所述控制装置以在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加与所述第1电压相当的电压的方式,控制所述电力变换电路,
在对所述放电口连接有所述第3放电组件的所述第3放电连接器的情况下,所述控制装置以在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加与所述第2电压相当的电压的方式,控制所述电力变换电路。
7.根据权利要求6所述的车辆,其中,
所述第1电压是95V以上且150V以下,
所述第2电压是190V以上且300V以下。
8.根据权利要求6或者7所述的车辆,其中,
所述放电口具有根据与该放电口连接的放电连接器的需求电压值而电位发生变化的检测端子,
所述检测端子的电位信号被输入到所述控制装置。
9.根据权利要求8所述的车辆,其中,
所述检测端子构成为判别所述放电口的状态,
在由所述检测端子判别的状态中,包括未嵌合状态、嵌合状态以及连接状态,
所述未嵌合状态是所述放电口与放电连接器未电连接的状态,
所述嵌合状态是所述放电口与放电连接器电连接、并且所述放电连接器未被锁住的状态,
所述连接状态是所述放电口与放电连接器电连接、并且所述放电连接器被锁住的状态。
10.一种供电系统,包括:
车辆,具备放电口;以及
多种放电组件,构成为能够连接到所述放电口,其中,
所述多种放电组件的各个具备:
放电连接器,构成为能够连接到所述放电口;以及
插座,从所述放电连接器接受电力的供给而输出电压,
所述车辆还具备蓄电装置、电力变换电路以及控制装置,
所述放电口具有第1输出端子、第2输出端子以及地线端子,
所述第1输出端子以及所述第2输出端子的各个未被接地到所述车辆的车体,
所述控制装置构成为取得与所述放电口连接的放电连接器的需求电压值,
所述控制装置在对所述放电口连接有放电连接器的情况下,以在所述第1输出端子与所述第2输出端子之间施加与该放电连接器的需求电压值相当的电压的方式,控制所述电力变换电路。
11.一种供电方法,包括:
判断连接到车辆具备的放电口的放电组件是否具备输出在所述放电口的第1输出端子与第2输出端子之间施加的电压的第1插座、输出在所述放电口的所述第1输出端子与地线端子之间施加的电压的第2插座以及输出在所述放电口的所述第2输出端子与所述地线端子之间施加的电压的第3插座中的、所述第2插座以及所述第3插座中的至少一方;
在判断为连接到所述放电口的所述放电组件具备所述第2插座以及所述第3插座中的至少一方的情况下,将所述放电口的所述地线端子从所述车辆的车体电切离;以及
在将所述地线端子从所述车体电切离之后,在所述第1输出端子与所述地线端子之间和所述第2输出端子与所述地线端子之间的至少一方施加电压。
12.根据权利要求11所述的供电方法,其中,
在所述判断中,
在所述放电组件的需求电压值是预定范围内的情况下,判断为连接到所述放电口的所述放电组件具备所述第2插座以及所述第3插座中的至少一方。
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