CN116941159A - 开闭装置、开闭系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种开闭装置，是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置，包括：电输送路径，将连接器与蓄电池连接；半导体继电器，设置于电输送路径；开闭器，设置于电输送路径；第一传感器，测定流过半导体继电器的电流或半导体继电器的电压；以及控制部，控制半导体继电器的开闭，开闭器由来自外部的控制信号控制，控制部基于控制信号和第一传感器的测定值来控制半导体继电器。

Description

开闭装置、开闭系统及控制方法

技术领域

本公开涉及开闭装置、开闭系统及控制方法。

背景技术

搭载于插电式混合动力车(以下，称为PHEV(Plug-in Hybrid ElectricVehicle))或电动汽车(以下，称为EV(Electric Vehicle))的二次电池通过外部电源进行充电。在专利文献1中公开了一种即使充电线短路也能够防止短路电流的产生的电动车辆的充电系统。具体而言，参照图1，电动车辆12的充电系统包括车辆侧连接器30、充电线开闭器28p及28n、车辆侧充电线46p及46n、以及行驶用电池24。另外，充电系统包括：车辆侧电压传感器38，设置于车辆侧充电线46p及46n间；以及充电器侧电压传感器66，设置于将直流电源60及充电器侧连接器62电连接(以下，简称为连接)的充电器侧充电线72p及72n间。充电系统进一步包括二极管32、绕过二极管32的旁路线48、配置于旁路线48的旁路线开闭器34及电阻元件36、以及电子控制装置(ECU(Electronic Control Unit))40。

充电系统在充电线产生了短路的情况下，能够通过二极管32防止从行驶用电池24向快速充电器14的逆流电流(短路电流)。另外，充电系统能够在开始充电之前判定有无绝缘故障(短路等)。在进行快速充电的情况下，车辆侧连接器30与充电器侧连接器62连接，对充电线开闭器28p及28n、以及旁路线开闭器34输出关闭指令。此时，在由车辆侧电压传感器38及充电器侧电压传感器66检测到的电压之差超过规定的阈值的情况下，电子控制装置40判定为在充电线开闭器28p或28n、旁路线48或电阻元件36中可能存在绝缘故障(短路等)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-228060号公报

发明内容

本公开的一方面所涉及的开闭装置是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置，包括：电输送路径，将连接器与蓄电池连接；半导体继电器，设置于电输送路径；开闭器，设置于电输送路径；传感器，测定流过半导体继电器的电流或半导体继电器的电压；以及控制部，控制半导体继电器的开闭，开闭器由来自外部的控制信号控制，控制部基于控制信号和传感器的测定值来控制半导体继电器。

本公开的另一方面所涉及的开闭系统包括上述的开闭装置、以及向开闭装置输入控制信号的开闭器控制部。

本公开的又一方面所涉及的控制方法是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置的控制方法，开闭装置包括：电输送路径，将连接器与蓄电池连接；半导体继电器，设置于电输送路径；以及开闭器，设置于电输送路径，该控制方法包括：第一控制步骤，根据控制信号控制开闭器；测定步骤，测定流过半导体继电器的电流或半导体继电器的电压；以及第二控制步骤，基于控制信号和通过测定步骤得到的测定值来控制半导体继电器。

附图说明

图1是示出能够防止短路电流的现有的充电系统的框图。

图2是示出本公开的第一实施方式所涉及的开闭装置的结构的框图。

图3是示出半导体继电器中使用的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)的结构的截面图。

图4是示出在图3所示的MOSFET中以源极电压为基准向漏极施加负电压时的电压-电流特性的图表。

图5是示出在图2所示的结构中对蓄电池进行充电时的动作的流程图。

图6是示出图2所示的开闭装置的动作的时序图。

图7是示出减小了阈值的情况下的效果的时序图。

图8是示出本公开的第二实施方式所涉及的开闭装置的结构的框图。

图9是示出图8所示的开闭装置的动作(短路产生)的时序图。

图10是示出图8所示的开闭装置的动作(短路的误检测)的时序图。

图11是示出本公开的第三实施方式所涉及的开闭装置的结构的框图。

图12是示出图11所示的开闭装置的故障判定部的动作的流程图。

图13是示出图11所示的开闭装置的动作(正常状态)的时序图。

图14是示出图11所示的开闭装置的动作(半导体继电器的接通固定状态)的时序图。

图15是示出图11所示的开闭装置的动作(半导体继电器的断开固定状态)的时序图。

图16是示出变形例所涉及的开闭装置的结构的框图。

具体实施方式

[本公开要解决的技术问题]

在专利文献1所记载的充电系统中，在行驶用电池24快速充电时，大电流流过二极管32。因此，导通电阻值比较大的二极管32的发热量大，需要追加用于冷却二极管32的机构，存在为此花费费用的问题。另外，除了充电线开闭器28p及28n的开闭控制之外，在开始快速充电之前，为了确认蓄电池的电压，需要对旁路线开闭器34进行接通断开控制，还存在用于快速充电的控制复杂的问题。

因此，本公开的目的在于提供不需要特别的冷却机构，不使用于快速充电的控制复杂化，就能够切断短路电流的开闭装置、开闭系统及控制方法。

[本公开的效果]

根据本公开，能够提供不需要特别的冷却机构，不使用于快速充电的控制复杂化，就能够切断短路电流的开闭装置、开闭系统及控制方法。

[本公开的实施方式的说明]

列出本公开的实施方式的内容进行说明。也可以将以下记载的实施方式的至少一部分任意组合。

(1)本公开的第一方面所涉及的开闭装置是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置，包括：电输送路径，将连接器与蓄电池连接；半导体继电器，设置于电输送路径；开闭器，设置于电输送路径；第一传感器，测定流过半导体继电器的电流或半导体继电器的电压；以及控制部，控制半导体继电器的开闭，开闭器由来自外部的控制信号控制，控制部基于控制信号和第一传感器的测定值来控制半导体继电器。由此，在电输送路径产生了短路的情况下，能够迅速地将电输送路径切断(开路)，能够防止短路电流从蓄电池流出。另外，由于半导体继电器的导通电阻比较小，因此不需要如经由二极管供给充电电流的结构那样设置特别的冷却机构。

(2)优选控制部包括基于第一传感器的测定值来判定有无电输送路径的短路的判定部，基于控制信号和判定部的判定结果来控制半导体继电器的开闭。由此，能够不变更设置于充电线(电输送路径)的开闭器的控制，而在通常时按照控制信号控制半导体继电器，在短路产生时将半导体继电器断开，来切断电输送路径。

(3)更优选第一传感器包括电压传感器，电压传感器测定半导体继电器的输入端子及输出端子间的电压，判定部基于由电压传感器测定的电压来判定有无电输送路径的短路。由此，能够迅速地检测电输送路径的短路。另外，如果使用半导体继电器的单向电压(是发生短路电流的电压差，在充电电流流过的状态下为零)来判定有无电输送路径的短路，则能够将断开半导体继电器(电输送路径的切断状态)的阈值设定为比充电电流小，在产生短路的情况下能够迅速地将半导体继电器断开，防止短路电流流过。

(4)进一步优选控制部接受由判定部判定为电输送路径短路后，不考虑控制信号而进行半导体继电器的开闭控制。由此，能够迅速地将半导体继电器断开，防止短路电流流过。由于即使将半导体继电器断开，也不会影响设置于充电线的开闭器的状态，因此能够将开闭器维持在关闭状态。因此，在短路判定是误判定的情况下，能够迅速地再次开始充电。

(5)优选半导体继电器的开闭控制是打开半导体继电器的切断控制。由此，能够迅速地防止短路电流流过。

(6)更优选开闭装置进一步包括复位部，该复位部接受由判定部判定为电输送路径短路后，输出复位信号，控制部接受复位信号被输入后，进行关闭半导体继电器的控制，在规定时间内执行多次切断控制之后，维持打开半导体继电器的状态。由此，能够更准确地检测短路产生，在误检测的情况下，能够维持快速充电。

(7)进一步优选在电输送路径未短路的状态下，控制部进行与开闭器的开闭同步地控制半导体继电器的开闭的同步控制。由此，无需变更设置于充电线的开闭器的控制，就能够进行以往那样的充电控制。

(8)优选同步控制是不考虑第一传感器的测定值而基于控制信号使半导体继电器开闭的控制。由此，在未产生短路的状况下，能够进行以往那样的开闭器的控制。

(9)更优选开闭装置进一步包括：第二传感器，测定开闭器与半导体继电器的连接节点的电压值；以及故障判定部，根据由第二传感器检测到的电压值来判定半导体继电器有无故障，故障判定部根据控制信号及电压值来判定半导体继电器有无故障。由此，在半导体继电器故障的情况下，即使指示了快速充电，也能够不执行快速充电。因此，在半导体继电器维持在接通状态的故障状态(接通固定)下，能够防止短路电流的产生，在半导体继电器维持在断开状态的故障状态(断开固定)下，能够防止由于快速充电的执行而导致体二极管异常发热。

(10)本公开的第二方面所涉及的开闭系统包括上述的开闭装置、以及向开闭装置输入控制信号的开闭器控制部。由此，在电输送路径产生了短路的情况下，能够迅速地将电输送路径切断(开路)，能够防止短路电流从蓄电池流出。另外，由于半导体继电器的导通电阻比较小，因此不需要如经由二极管供给充电电流的结构那样设置特别的冷却机构。

(11)本公开的第二方面所涉及的控制方法是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置的控制方法，开闭装置包括：电输送路径，将连接器与蓄电池连接；半导体继电器，设置于电输送路径；以及开闭器，设置于电输送路径，该控制方法包括：第一控制步骤，根据控制信号控制开闭器；测定步骤，测定流过半导体继电器的电流或半导体继电器的电压；以及第二控制步骤，基于控制信号和通过测定步骤得到的测定值来控制半导体继电器。由此，在产生了短路的情况下，能够迅速地将电输送路径切断(开路)，能够防止短路电流从蓄电池流出。

[本公开的实施方式的详情]

在以下的实施方式中，对相同的部件标注相同的附图标记。它们的名称及功能也相同。因此，不重复对它们的详细说明。

(第一实施方式)

(结构)

参照图2，本公开的第一实施方式所涉及的开闭装置100包括控制部102、半导体继电器104、第一传感器106、开闭部108、以及电输送路径114a及114b。开闭装置100与外部ECU120、连接器122、蓄电池124及传感器126—起搭载于车辆140。开闭装置100配置于用于将充电器200连接于车辆140而对蓄电池124进行充电的电输送路径。车辆140是PHEV或EV。

控制部102包括判定部110及驱动部112。判定部110具有运算功能。如后所述，判定部110基于规定的阈值Vth进行将半导体继电器104断开(开路)的控制。具体而言，判定部110将从第一传感器106输入的信号(后述的单向电压V0)与阈值Vth进行比较，并输出与其结果相应的控制信号S1。即，如果V0≤Vth，则判定部110输出低电平(以下，称为L电平)的控制信号S1，如果V0>Vth，则输出高电平(以下，称为H电平)的控制信号S1。判定部110能够由一个或多个处理电路来实现。判定部110能够由比较简单的结构的运算元件(ASIC、FPGA等IC芯片)来实现。判定部110也可以由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、微型计算机(以下，称为微机)等来实现。

阈值Vth例如预先存储在控制部102内部的存储器(未图示)中即可。需要说明的是，阈值Vth是电压，但在指定切断电流的情况下，使用半导体继电器104的导通电阻(R)，计算与切断电流(Ith)对应的电压值(Ith×R)，并将该电压值设为阈值Vth即可。

阈值Vth需要设定为后述的半导体继电器104不受损伤的范围的值。在通过充电器200对蓄电池124进行快速充电的情况下，在充电过程中流过半导体继电器104的电流I是大电流的充电电流(例如，200A)。因此，为了使半导体继电器104不受损伤，优选将阈值Vth设定为即使在电输送路径短路的情况下，超过充电电流(200A)的短路电流也不会流过。例如，将半导体继电器104的导通电阻与200A的积以下的值设为阈值Vth即可。

驱动部112是用于驱动半导体继电器104的电路，被输入判定部110的输出信号(控制信号S1)，生成与控制信号S1和从后述的外部ECU120输入的控制信号S2相应的驱动信号Vg，并输出到半导体继电器104。具体而言，如果控制信号S1为L电平，则将与控制信号S2相同电平的信号作为驱动信号Vg输出。如果控制信号S1为H电平，则与控制信号S2的电平无关地，将反转了控制信号S1的电平(即L电平)的信号作为驱动信号Vg输出。驱动信号Vg被用作控制半导体继电器104的开闭的信号(栅极电压)。

半导体继电器104是包括具有开关功能的半导体元件的继电器。半导体继电器104配置于将连接器122的多个端子中的一个端子(第一端子)与蓄电池124的正极端子连接的电输送路径114a。这里，半导体继电器104是能够流过大电流的N型的MOSFET(以下，称为N-MOSFET)。半导体继电器104的源极S与开闭部108连接，漏极D与蓄电池124的正极端子连接，栅极G与驱动部112的输出端子连接。半导体继电器104包括通常的MOSFET在结构上所具有的二极管116。由于半导体继电器104是N-MOSFET，因此二极管116的阳极(N-MOSFET的主体)与源极S连接，阴极与漏极D连接。如后所述，在蓄电池124被充电时，半导体继电器104的源极S是充电电流的输入端子，漏极D是充电电流的输出端子。

参照图3，具体地示出承担半导体继电器104的开闭功能的N-MOSFET。向N-MOSFET(例如，SiC的N-MOSFET)的源极施加正电压，以源极电压为基准向漏极施加负电压。以源极电压为基准向栅极施加正电压。在这种状态下，如图3中的实线箭头所示，经由沟道(在P型层中形成于栅极下的反型层)，从源极向漏极流过电流(以下，也称为漏极电流)。由于源极电压比漏极电压高，因此处于向体二极管施加了正向电压的状态，电流(参照虚线的箭头)也经由体二极管流过，但经由电阻小的沟道流过的电流是支配性的。

参照图4，若使栅极电压VG从0增大到V1(>0)、V2(>V1)，则表示在恒定的栅极电压VG之下的漏极电压VD及漏极电流ID的变化的图表(电压-电流特性)如点线(VG＝0)至实线所示那样变化。在图4中，横轴(右方向是正方向)表示以源极电压VS为基准的漏极电压VD，纵轴(上方向是正方向)表示以从源极流向漏极的方向为正的漏极电流ID。在图4的图表中，将右上所示的点O设为原点((VD,ID)＝(0,0))，示出了VD≤0、ID≤0的区域中的漏极的电压-电流特性。在VG＝0的情况下，不经由沟道流过电流，因此VG＝0的图表表示体二极管的电压-电流特性。

第一传感器106检测半导体继电器104的源极S及漏极D间的电压。这里，第一传感器106检测源极S的电压Vs和漏极D的电压Vd，并考虑流过半导体继电器104的电流方向而生成与检测值相应的单向电压V0。具体而言，如果Vd≥Vs，则单向电压V0为V0＝Vd-Vs，如果Vd<Vs，则为V0＝0。即，单向电压V0是以源极电压为基准的漏极电压，意味着产生从半导体继电器104的漏极D朝向源极S的电流(短路电流)时的电压。在产生从半导体继电器104的源极S朝向漏极D的电流(充电电流)时，单向电压V0为0。如上所述，单向电压V0被从第一传感器106输入到判定部110。

开闭部108包括第一开闭器108a及第二开闭器108b。第一开闭器108a配置于将连接器122的多个端子中的第一端子与蓄电池124的正极端子连接的电输送路径114a。连接器122具有与后述的连接器210结合的形态。例如，如果连接器210是插头，则连接器122是插座。第二开闭器108b配置于将连接器122的多个端子中的与第一端子不同的第二端子与蓄电池124的负极端子连接的电输送路径114b。更具体而言，第一开闭器108a配置于连接器122的第一端子与半导体继电器104的源极S之间。第一开闭器108a及第二开闭器108b在关闭状态下连接蓄电池124及连接器122，在打开状态下使蓄电池124及连接器122的连接开路。第一开闭器108a及第二开闭器108b例如是具有电磁铁和机械触点的电磁开闭器。第一开闭器108a及第二开闭器108b的开闭由来自外部ECU120的控制信号S2控制。

如上所述，外部ECU120将用于控制第一开闭器108a及第二开闭器108b的开闭的控制信号S2输出到第一开闭器108a及第二开闭器108b和驱动部112。即，外部ECU120作为控制开闭装置100所包括的第一开闭器108a及第二开闭器108b的开闭器控制部发挥功能。外部ECU120例如由CPU或微机等来实现。外部ECU120通过执行规定的程序来执行后述的处理。外部ECU120所执行的程序存储在外部ECU120内部或外部ECU120外部的非易失性存储装置中。

蓄电池124是可充放电的高电压(例如，约300V)的二次电池。蓄电池124向车辆140(PHEV或EV)的驱动机构(电机等)供给用于其运转的电力。

传感器126以规定的时间间隔、或者在接受到来自外部的指示的定时，测定电输送路径114a及114b间的电压。传感器126接受来自外部的请求，将测定值传输到请求源。例如，与快速充电相关的外部ECU120在开始快速充电之前，获取传感器126的测定值，来确认蓄电池124的充电状态。在快速充电过程中，传感器126的测定值被用于监视蓄电池124的充电状况。传感器126的测定值也可以经由连接器122及连接器210，通过后述的通信线128发送到充电器200。

充电器200包括直流电源202、传感器204、控制部206、电输送路径208a及208b、以及连接器210。控制部206经由通信线128从搭载于车辆140的外部ECU120接受充电开始及充电停止的指示。通过连接器210安装于连接器122而使车辆140内的布线与充电器200内的布线连接，从而形成通信线128。直流电源202接受到控制部206的控制，输出用于对蓄电池124进行充电的电力(直流)。

直流电源202的正极端子与电输送路径208a连接，负极端子与电输送路径208b连接。电输送路径208a及208b与连接器210连接。连接器210例如是插头，电输送路径208a及208b例如作为将充电器200的主体与连接器210连接的电缆实现。电输送路径208a与连接器210的多个端子中的一个端子(以下，称为第三端子)连接，电输送路径208b与连接器210的多个端子中的与第三端子不同的第四端子连接。通过连接器210安装于连接器122，上述的连接器122的第一端子及第二端子分别与连接器210的第三端子及第四端子连接。因此，直流电源202的输出电力经由配置于电输送路径114a及114b的第一开闭器108a及第二开闭器108b、以及半导体继电器104输送到蓄电池124。

传感器204测定电输送路径208a及208b间的电压。控制部206将传感器204的测定值适当地用于直流电源202的控制。控制部206也可以经由通信线128将传感器204的测定值发送到外部ECU120。

(充电时的动作)

参照图5及图6，对充电时的开闭装置100的动作进行说明。图5所示的处理接受到车辆140停止(停车且驱动机构停止的状态)、连接器210安装于连接器122、并进行了对操作装置(未图示)指示快速充电的操作而开始。图5所示的处理通过包括开闭装置100在内的、构成图2所示的车辆140及充电器200的各部件的协作来实现。

图6所示的波形从上至下表示从外部ECU120输出的控制信号S2、开闭部108的状态、驱动信号Vg(半导体继电器104的栅极电压)、半导体继电器104的状态、单向电压V0、从判定部110输出的控制信号S1、以及流过半导体继电器104的电流I。横轴表示所有波形共用的时间t。电流I是漏极电流，从半导体继电器104的源极S朝向漏极D的方向(从充电器200朝向蓄电池124的方向)为正。在I>0的情况下，电流I是用于对蓄电池124进行充电的充电电流。在I<0的情况下，电流I是从蓄电池124输出的短路电流。

在0≤t<t1期间，车辆140停止，控制信号S2为L电平，开闭部108处于打开状态。此时，单向电压V0为0，从判定部110输出的控制信号S1为L电平，如上所述，驱动部112输出与控制信号S2的电平相同电平的信号(L电平)。因此，半导体继电器104断开(停止状态)。

在t＝t1时，若如上所述指示了快速充电，则在步骤300中，将开闭部108设为关闭状态，使半导体继电器104接通。然后，控制转移到步骤302。具体而言，外部ECU120输出H电平的控制信号S2，在稍微延迟之后，开闭部108成为关闭状态。控制信号S2在输入到开闭部108的同时也输入到驱动部112。此时，从第一传感器106输出的单向电压V0为0，从判定部110输出的控制信号S1为L电平。因此，如上所述，驱动部112输出与控制信号S2的电平相同电平的驱动信号Vg(H电平)。需要说明的是，驱动信号Vg的电平(H电平或L电平)以源极S的电压为基准。由于开闭部108是机械式的，因此如图6所示，半导体继电器104接通的定时比开闭部108成为关闭状态的定时早。

在步骤302中，开始用于对蓄电池124进行快速充电的充电电流的供给。然后，控制转移到步骤304。具体而言，外部ECU120经由通信线128对充电器200的控制部206指示充电电流的供给，继而，充电器200从直流电源202输出电力。如上所述，如果通过步骤300开闭部108成为关闭状态，则向半导体继电器104的源极S施加来自直流电源202的正电压。由于从蓄电池124向半导体继电器104的漏极D施加正电压，因此如果直流电源202的正电压比蓄电池124的正电压高(即，如果以源极电压为基准的漏极电压Vd为负(Vd<0))，则驱动信号Vg变为H电平，由此半导体继电器104接通而成为驱动状态。因此，通过从直流电源202供给电力，从而在半导体继电器104中从源极S向漏极D流过正的电流I(在图6中，I＝I0)。由此，蓄电池124被充电(由充电器200进行的快速充电)。此时，在电流I中也包括经由二极管116流过的电流，但流过电阻更小的沟道部分的电流是支配性的。

在步骤304中，生成单向电压V0。具体而言，第一传感器106检测半导体继电器104的输入端子(源极S)及输出端子(漏极D)间的电压差，并根据电压差，如上所述生成单向电压V0并输出。然后，控制转移到步骤306。

在步骤306中，判定有无电输送路径的短路。具体而言，判定部110通过判定从第一传感器106输出的单向电压V0是否为阈值Vth以上，来判定电输送路径是否产生了短路。判定部110若判定为V0≥Vth(短路产生)，则如上所述，输出H电平的控制信号S1。若判定为V0≥Vth，则控制转移到步骤312，否则控制转移到步骤308。

若未产生短路，则在步骤308中，外部ECU120判定是否结束快速充电。在判定为结束的情况下，控制转移到步骤310，否则，控制返回到步骤304。例如，在蓄电池124充满电的情况下、或者在操作装置被操作而进行了结束的指示的情况下，判定为结束快速充电。

在步骤310中，将开闭部108设为打开状态，将半导体继电器104断开。具体而言，外部ECU120输出L电平的控制信号S2。然后，本程序结束。由此，开闭部108成为打开状态，半导体继电器104断开。因此，如果未产生短路，未判定为结束充电，则重复执行步骤304～308，维持快速充电状态。

在通过步骤306判定为短路产生的情况下，在步骤312中，将半导体继电器断开。具体而言，如上所述，若从判定部110输入了H电平的控制信号S1，则驱动部112与从外部ECU120输出的控制信号S2的电平无关地，输出L电平的驱动信号Vg。由此，半导体继电器104迅速地断开，能够防止短路电流流过。然后，本程序结束。

图6示出了在t1<t<t2时，执行快速充电(重复步骤304、306及308)，在t＝t2时，判定为结束快速充电(步骤308的判定结果为“是”)。在t＝t2时，如果从外部ECU120输出的控制信号S2为L电平(参照步骤310)，则在稍微延迟之后，开闭部108成为打开状态。此时，从第一传感器106输出的单向电压V0为0，从判定部110输出的控制信号S1为L电平。因此，如上所述，驱动部112输出与控制信号S2的电平相同电平的驱动信号Vg(L电平)，半导体继电器104断开(停止状态)。由于开闭部108是机械式的，因此如图6所示，半导体继电器104断开的定时比开闭部108成为关闭状态的定时早。即，在向半导体继电器104的源极S施加了来自直流电源202的正电压，从蓄电池124向半导体继电器104的漏极D施加了正电压的状态下，驱动信号Vg变为L电平。由此，电流I变为零。

然后，在t＝t3时，若再次指示了快速充电，则从外部ECU120输出的控制信号S2变为H电平(参照步骤300)。由此，关于t＝t1，如上所述，开闭部108成为关闭状态，半导体继电器104接通(驱动状态)，流过电流I(I＝I0)而蓄电池124被充电。

在蓄电池124的充电过程中，在t＝t4时，假设电输送路径产生了短路(步骤306的判定结果为“是”)。通过短路，执行步骤312。即，半导体继电器104的源极电压降低，电流I减少(流过沟道的电流减少)。若半导体继电器104的源极电压进一步降低，变得比漏极电压低，则流过半导体继电器104的沟道的电流的方向反转(电流I从正变化为负)。此时，从第一传感器106输出的单向电压V0变得比0大(参照图6中的t＝t5的定时)。然后，由于半导体继电器104的源极电压降低，从第一传感器106输出的单向电压V0进一步增大。如果从第一传感器106输入的单向电压V0为阈值Vth以上，则判定部110使控制信号S1从L电平变化为H电平。由此，驱动部112与从外部ECU120输入的控制信号S2无关地，输出使控制信号S1的电平(H电平)反转后的电平(L电平)的驱动信号Vg。由此，半导体继电器104断开，沟道电流不再流过。漏极电压>源极电压的状态是对体二极管施加了反向偏压的状态，因此电流不经由体二极管流过。即，成为充电线(电输送路径)被切断的状态。需要说明的是，在这种状态下，开闭部108保持关闭状态。

根据以上，配置于车辆140的开闭装置100在从半导体继电器104到充电器200侧(半导体继电器104的左侧)的电输送路径中产生了短路的情况下，通过将半导体继电器104断开(开路)而迅速地切断电输送路径，能够防止短路电流从蓄电池124流出。另外，由于能够与开闭部108的状态无关地切断电输送路径，因此即使在检测到短路的情况下，也能够维持开闭部108的状态。因此，在电输送路径的短路为误检测的情况下，仅通过使半导体继电器104接通，就能够迅速地再次开始快速充电。

由于半导体继电器104的导通电阻比较小，因此在蓄电池124的快速充电过程中，即使大的充电电流流过半导体继电器104，发热量也少。因此，不需要在如专利文献1所公开的那样经由二极管流过充电电流的情况下所需的冷却装置，能够抑制费用的增大。另外，在短路产生时，由于在大的短路电流流过之前就能够迅速地切断电输送路径，因此开闭部108能够采用低耐压产品，能够降低整体的成本。

另外，在蓄电池124充电时，使开闭部108的控制与半导体继电器104的控制同步。即，在半导体继电器104的控制中直接使用开闭部108的控制信号(来自外部ECU120的控制信号S2)。由此，在未产生短路的状况下，不需要单独控制半导体继电器104，如以往那样进行开闭器的控制即可，控制系统简单。

另外，通过在有无短路的检测中使用单向电压V0，能够将断开半导体继电器104的阈值Vth设定为比由于充电电流而在半导体继电器104的两端子间(源极-漏极间)产生的电压差小的值。例如，在不考虑电流方向(即漏极电压的正负)而根据半导体继电器104的两端子间的电压差的绝对值来判定有无短路的情况下，为了在快速充电时使半导体继电器104不断开，需要将阈值(绝对值)设定为比快速充电时的半导体继电器104的两端间的电压大的值。

与此相对，通过使用单向电压V0，能够任意设定阈值Vth。例如，能够将比快速充电时的半导体继电器104的两端子间的电压差小的值设定为阈值Vth。参照图7，对使用比上述阈值Vth(>0)小的、正的阈值Vth1(Vth>Vth1>0)的情况进行说明。

在图7中，与图6同样地，示出了驱动信号Vg、半导体继电器104的状态、单向电压V0、控制信号S1及电流I。在图7中，用虚线表示阈值为Vth的情况下的波形(与图6相同的波形)。在图7中，到短路产生为止(到t＝t4为止)，波形与图6相同。

如上所述，在t＝t4之后，电流I减少，在t＝t5时，变为I＝0，然后，变为I<0、V0>0。在V0<Vth1期间，判定部110依然输出L电平的控制信号S1。若单向电压V0进一步增大、判定部110判定为V0≥Vth1，则判定部110输出H电平的控制信号S1。由此，驱动部112与控制信号S2的电平无关地，输出反转了控制信号S1的电平(L电平)的驱动信号Vg，半导体继电器104断开。其结果，电流I变为0。此时，由于阈值Vth1是比阈值Vth小的值，因此在比t＝t6靠前的t＝t7的定时，半导体继电器104断开，电流I变为0。即，通过设定更小的阈值，能够更迅速地切断电输送路径，防止短路电流。

在上述中，对在检测到短路的情况下，将半导体继电器104断开，而开闭部108维持关闭状态的情况进行了说明，但并不限定于此。在产生了短路的情况下，也可以将开闭部108设为打开状态。例如，也可以在判定部110与外部ECU120之间设置信号线，在判定部110输出控制信号S1时(短路产生)，从判定部110向外部ECU120传输规定的信号。由此，接收到该规定的信号的外部ECU120能够将控制信号S2设为L电平，将开闭部108设为打开状态。

(第二实施方式)

在第一实施方式中，若检测到短路，则迅速地将半导体继电器断开，但有可能发生误检测。第二实施方式与第一实施方式同样地具有切断短路电流的功能，还能够应对短路的误检测。

(结构)

参照图8，本公开的第二实施方式所涉及的开闭装置400包括控制部402、半导体继电器104、第一传感器106、开闭部108、以及电输送路径114a及114b。开闭装置400与外部ECU120、连接器122、蓄电池124及传感器126—起搭载于车辆140。开闭装置400配置于用于将充电器200连接于车辆140而对蓄电池124进行充电的电输送路径。

控制部402包括判定部410、复位部412及驱动部420。驱动部420包括第一驱动部422及第二驱动部424。开闭装置400在图2所示的开闭装置100中，分别用控制部402及第一传感器406代替控制部102及第一传感器106，控制部402在图2所示的控制部102中，分别用判定部410及驱动部420代替判定部110及驱动部112，追加了复位部412。在图8中，标注了与图2相同的附图标记的构成要素具有与图2的构成要素相同的功能，并同样地构成。以下，不重复进行重复说明，主要对开闭装置400与开闭装置100不同的点进行说明。

判定部410除了与判定部110相同的功能之外，还具有根据从后述的复位部412输入的复位信号S3而使所输出的控制信号S1的电平变化的功能。在第一实施方式中(参照图2)，判定部110使用从第一传感器106输入的单向电压V0来判定有无短路产生，而判定部410使用从后述的第一传感器406输入的电流的测定值(电流值I0)来判定有无短路产生。具体而言，判定部410将电流值I0与负的阈值Ith(<0)进行比较，并输出与其结果相应的控制信号S1。例如，如果I0>Ith，则判定部410输出L电平的控制信号S1，而如果I0≤Ith，则判定部410输出H电平的控制信号S1。

判定部410在以H电平输出控制信号S1时，在规定时间Δt1期间，等待复位信号S3(例如H电平)的输入。若输入了复位信号S3，则将控制信号S1设为L电平。如果未输入复位信号S3，则将控制信号S1维持在H电平。如后所述，在产生了短路的情况下，第一传感器406重复输出复位信号S3。判定部410在短时间内使控制信号S1从L电平变化为H电平例如三次时，即使输入了复位信号，也将控制信号S1维持在H电平，并输出诊断信号S4(例如H电平)。诊断信号S4被输入到外部ECU120。

如果自从判定部410输出的控制信号S1变为H电平时起经过了规定的时间Δt2(Δt2<Δt1)，则复位部412输出复位信号S3(H电平)。时间的经过可以通过在复位部412的内部设置钟表来判定，也可以使用从外部(钟表等)获取的时刻信息来判定。另外，也可以使用复位部412的动作时钟。

第一传感器406与第一传感器106同样地检测半导体继电器104的源极S及漏极D间的电压。第一传感器406与第一传感器106不同，根据检测到的源极S的电压Vs及漏极D的电压Vd，计算流过104的电流值I0。第一传感器406将电流值I0输入到判定部410。由此，如上所述，第一传感器406输出与将电流值I0与阈值Ith进行比较的结果相应的电平的控制信号S1。

第一驱动部422是用于驱动半导体继电器104的电路，具有与驱动部112相同的功能。第一驱动部422被从判定部410输入控制信号S1，生成与控制信号S1和从外部ECU120输入的控制信号S2相应的驱动信号Vg，并输出到半导体继电器104。如果控制信号S1为L电平，则将与控制信号S2相同电平的信号作为驱动信号Vg输出。如果控制信号S1为H电平，则与控制信号S2的电平无关地，将反转了控制信号S1的电平(即L电平)的信号作为驱动信号Vg输出。驱动信号Vg被用作控制半导体继电器104的开闭的信号(栅极电压)。

第二驱动部424是用于驱动构成开闭部108的第一开闭器108a及第二开闭器108b的电路。第二驱动部424根据来自外部ECU120的控制信号S2，控制第一开闭器108a及第二开闭器108b的开闭。

(短路产生时的动作)

参照图9，对在产生了短路的情况下对其进行检测时的动作进行说明。图9所示的波形从上至下表示流过半导体继电器104的电流I、从外部ECU120输出的控制信号S2、驱动信号Vg、从判定部410输出的控制信号S1、复位信号S3及诊断信号S4。驱动信号Vg表示半导体继电器104的状态(接通或断开)。横轴表示所有波形共用的时间t。电流I是漏极电流，从半导体继电器104的源极S朝向漏极D的方向(从充电器200朝向蓄电池124的方向)为正。在I>0的情况下，电流I是用于对蓄电池124进行充电的充电电流。在I<0的情况下，电流I是从蓄电池124输出的短路电流。

在0≤t<t1期间，车辆140停止，控制信号S2为L电平，开闭部108处于打开状态。此时，电流值I0为0，从判定部410输出的控制信号S1为L电平，如上所述，第一驱动部422输出与控制信号S2的电平相同电平的信号(L电平)。因此，半导体继电器104断开(停止状态)。

在t＝t1时，若指示了快速充电，则外部ECU120输出H电平的控制信号S2，开闭部108接受到第二驱动部424的控制而成为关闭状态。控制信号S2也被输入到第一驱动部422。此时，从第一传感器106输出的电流值I0为0，从判定部410输出的控制信号S1为L电平。因此，如上所述，第一驱动部422输出与控制信号S2的电平相同电平的驱动信号Vg(H电平)。由此，半导体继电器104接通，在t1<t<t2时，执行快速充电。

在蓄电池124的充电过程中，在t＝t3时，假设电输送路径产生了短路。由此，半导体继电器104的源极电压降低，电流I减少。因此，从第一传感器406输入到判定部410的电流值I0减少。若半导体继电器104的源极电压进一步降低，变得比漏极电压低，则流过半导体继电器104的沟道的电流的方向反转(电流I从正变化为负)，进一步减少。因此，从第一传感器406输入到判定部410的电流值I0变为负，进一步减少。如果电流值I0变为负的阈值Ith以下(I0≤Ith)，则判定部410将控制信号S1从L电平变化为H电平(以下，也称为切断控制)。由此，第一驱动部422与从外部ECU120输入的控制信号S2无关地，输出使控制信号S1的电平(H电平)反转后的电平(L电平)的驱动信号Vg。因此，半导体继电器104断开，沟道电流不再流过。漏极电压>源极电压的状态是对体二极管施加了反向偏压的状态，因此电流不经由体二极管流过。即，成为充电线(电输送路径)被切断的状态。需要说明的是，在这种状态下，控制信号S2保持H电平，开闭部108保持关闭状态。

判定部410在输出H电平的控制信号S1之后，在时间Δt1期间，等待复位信号S3的输入。若从判定部410输出的控制信号S1变为H电平，则复位部412测定自控制信号S1变为H电平时起的经过时间，如果经过时间Δt2，则输出复位信号S3(H电平)。继而，判定部410进行切断控制(使控制信号S1从H电平变化为L电平)。由此，驱动信号Vg变为H电平，半导体继电器104接通，电流I开始流过，但由于产生了短路，因此电流I是短路电流，在短时间之后，在t＝t4时成为与t＝t3相同的状态。即，控制信号S1变为H电平，驱动信号Vg变为L电平，半导体继电器104断开。

在t4<t≤t5时，重复上述t3<t≤t4时的动作。其结果，判定部410将控制信号S1在t＝t3、t4及t5时共三次设为H电平(三次切断控制)。然后，判定部410即使被输入了复位信号，也将控制信号S1维持在H电平，在t＝t6时输出诊断信号S4(H电平)。诊断信号S4被输入到外部ECU120，外部ECU120将控制信号S2设为L电平。由此，第二驱动部424将第一开闭器108a及第二开闭器108b设为打开状态。

(短路误检测时的动作)

参照图10，对短路产生的检测为误检测的情况下的动作进行说明。图10所示的各波形的含义与图9相同，横轴的含义也相同。

在0≤t<t2时，开闭装置400的动作与图9相同。在t1≤t<t2期间，执行快速充电。

在蓄电池124的充电过程中，在t＝t2时，假设由于某些原因误检测到短路产生。例如，尽管实际上未产生短路，且充电电流正常流过，但若从第一传感器406输出的电流值I0变为阈值Ith以下(I0≤Ith)，则判定部410使控制信号S1从L电平变化为H电平。由此，驱动电压Vg变为L电平，半导体继电器104断开。另外，判定部410在输出H电平的控制信号S1之后，在等待复位信号S3的输入的时间Δt1期间，从第一传感器406输出复位信号S3。

若输入了复位信号S3，则在t＝t3时，判定部410使控制信号S1返回到L电平。由此，驱动信号Vg变为H电平，半导体继电器104接通。判定部410在输出H电平的控制信号S1之后，在时间Δt1期间等待复位信号S3的输入，但实际上未产生短路而是误检测，短路电流未流过(I0>Ith)，因此不输出复位信号S3。因此，然后继续快速充电，例如，如果在t＝t4时蓄电池124充满电，则外部ECU120将控制信号S2设为L电平，半导体继电器104断开。由此，快速充电结束。

根据以上，配置于车辆140的开闭装置400在从半导体继电器104到充电器200侧(半导体继电器104的左侧)的电输送路径中实际上产生了短路的情况下，通过将半导体继电器104断开(开路)而迅速地切断电输送路径，能够防止短路电流从蓄电池124流出。判定部410在执行三次切断控制(将控制信号S1设为H电平三次)之后，判定为短路产生，从而能够更准确地检测短路产生。另外，在短路产生的检测为误检测的情况下，能够不停止快速充电而继续。

在上述中，对判定部410在执行了三次切断控制时判定为短路产生的情况进行了说明，但并不限定于此。为了避免误检测，在规定的短时间内执行两次以上的切断控制即可，也可以在进行四次以上的切断控制之后，判定为短路产生。

在上述中，对第一传感器406测定半导体继电器104的电流值的情况进行了说明，但并不限定于此。也可以与第一实施方式的第一传感器106同样地测定电压，并输出单向电压V0。在这种情况下，判定部410与判定部110同样地将单向电压V0与阈值Vth进行比较，来判定有无短路产生。

(第三实施方式)

在第二实施方式中，应对了短路的误检测，但半导体继电器自身也可能故障。第三实施方式除了与第二实施方式同样地能够切断短路电流并应对短路的误检测之外，还能够检测半导体继电器的故障。

(结构)

参照图11，本公开的第三实施方式所涉及的开闭装置600包括控制部602、半导体继电器104、第一传感器106、开闭部108、以及电输送路径114a及114b。开闭装置600与外部ECU120、连接器122、蓄电池124及传感器126—起搭载于车辆140。开闭装置600配置于用于将充电器200连接于车辆140而对蓄电池124进行充电的电输送路径。

控制部602包括判定部410、复位部412、驱动部420、第二传感器604及故障判定部606。驱动部420包括第一驱动部422及第二驱动部424。开闭装置600在图8所示的开闭装置400中，用控制部602代替控制部402。控制部602在图8所示的控制部402中，追加了第二传感器604及故障判定部606。在图11中，标注了与图8相同的附图标记的构成要素具有与图8的构成要素相同的功能，并同样地构成。以下，不重复进行重复说明，主要对开闭装置600与开闭装置400不同的点进行说明。

第二传感器604检测开闭部108与半导体继电器104的连接节点的电压，并将检测结果(电压值V1)输出到故障判定部606。具体而言，第二传感器604测定配置于电输送路径114a上的第一开闭器108a及半导体继电器104(源极S)的连接节点、与电输送路径114b上的第二开闭器108b及蓄电池124(负极端子)的连接节点之间的电压。

故障判定部606根据从外部ECU120输入的控制信号S2和从第二传感器604输入的电压值V1，来判定半导体继电器104有无故障、以及故障的种类。具体而言，故障判定部606在控制信号S2为L电平的情况下，如果电压值V1为小于规定的阈值Vth2(V1<Vth2)的L电平，则判定为半导体继电器104正常，如果电压值V1为阈值Vth2以上(V1≥Vth2)的H电平，则判定为半导体继电器104故障。故障判定部606将该故障的种类判定为尽管驱动信号Vg为L电平却接通的故障(以下，称为接通固定)。另一方面，故障判定部606在控制信号S2为H电平的情况下，如果电压值V1为H电平，则判定为半导体继电器104正常，如果电压值V1为L电平(V1<Vth2)，则判定为半导体继电器104故障。故障判定部606将该故障的种类判定为尽管驱动信号Vg为H电平却断开的故障状态(以下，称为断开固定)。阈值Vth2例如为蓄电池124的电压的1/2。

故障判定部606能够由比较简单的结构的运算元件(ASIC、FPGA等IC芯片)来实现。故障判定部606也可以由CPU、微机等来实现。图12示出故障判定部606的动作的一例。需要说明的是，充电器200接受来自车辆140侧的指示，开始及停止电力的输出。具体而言，控制部206若经由通信线128从外部ECU120接收到充电开始的指示，则使直流电源202放电，若接收到充电停止的指示，则使放电停止。

在步骤500中，故障判定部606判定从外部ECU120输入的控制信号S2是否为H电平。在判定为H电平的情况下，控制转移到步骤502。否则，控制转移到步骤504。

在步骤502中，故障判定部606判定从第二传感器604输入的电压值V1是否为阈值Vth2以上。在判定为阈值Vth2以上的情况下(半导体继电器104正常)，控制转移到步骤508。否则，即如果V1<Vth2(半导体继电器104为断开固定状态)，则控制转移到步骤506。

在步骤504中，故障判定部606与步骤502同样地判定电压值V1是否为阈值Vth2以上。在判定为阈值Vth以上的情况下(半导体继电器104为接通固定状态)，控制转移到步骤506。否则(半导体继电器104正常)，控制转移到步骤508。

在步骤506中，故障判定部606将输出到外部ECU120的诊断信号S4设为H电平。然后，控制转移到步骤508。

在步骤508中，故障判定部606判定是否接受到了结束的指示。在判定为接受到了结束的指示的情况下，故障判定部606停止动作。否则，控制返回到步骤500。故障判定部606例如在140的操作装置被操作而进行了电源断开的指示的情况下，判定为接受到了结束的指示。

根据以上，故障判定部606根据控制信号S2及电压值V1，判定半导体继电器104有无故障及其种类，在有故障的情况下，将H电平的诊断信号S4输出到外部ECU120。在半导体继电器104发生接通固定的情况下，会产生短路，即使开闭装置600检测到该情况，也无法切断短路电流。另外，在半导体继电器104发生断开固定的情况下，在快速充电时半导体继电器104的体二极管被通电，有可能出现预期以上的发热。因此，优选能够检测接通固定及断开固定的状态。

如上所述，故障判定部606在判定为半导体继电器104处于故障状态的情况下，将诊断信号S4输出到外部ECU120。外部ECU120即使接受到快速充电的指示而输出H电平的控制信号S2，也不会对控制部206指示充电开始。外部ECU120也可以将控制信号S2设为L电平。另外，外部ECU120如果输出L电平的控制信号S2，则即使接受到快速充电的指示，也不将控制信号S2设为H电平，而维持在L电平。在任一情况下，外部ECU120都可以提示警告。

(正常动作)

参照图13，对半导体继电器正常的情况下的快速充电时的动作进行说明。图13所示的波形从上至下表示流过半导体继电器104的电流I、充电电压(充电器200的输出电压)、从外部ECU120输出的控制信号S2、半导体继电器104的状态、从第二传感器604输出的电压值V1、以及诊断信号S4。横轴表示所有波形共用的时间t。这里，假设未产生短路。在半导体继电器104正常的情况下，半导体继电器104的接通断开状态由驱动信号Vg的电平决定，但在半导体继电器104故障时，半导体继电器104的接通断开状态与驱动信号Vg的电平不直接相关。需要说明的是，在产生了短路的情况下，开闭装置600与开闭装置400同样地进行动作(参照图9及图10)。

在t＝t1时，若指示了快速充电，则外部ECU120输出H电平的控制信号S2，开闭部108接受到第二驱动部424的控制而成为关闭状态。控制信号S2也被输入到第一驱动部422。在该阶段，外部ECU120尚未对控制部206指示充电开始，因此未从充电器200输出充电电压，从第一传感器106输出的电流值I0为0，从判定部410输出的控制信号S1为L电平。因此，第一驱动部422输出与控制信号S2的电平相同电平的驱动信号Vg(H电平)。由此，半导体继电器104接通，由第二传感器604检测电池124的电压，从第二传感器604输出的电压值V1变为H电平。因此，诊断信号S4维持在L电平，在时刻t2，外部ECU120对充电器200的控制部206指示充电开始。由此，从充电器200供给电压Vch，在t2<t<t3时，执行快速充电。

然后，如果快速充电继续，在t＝t3时蓄电池124充满电，则外部ECU120对控制部206指示充电停止，将控制信号S2设为L电平。由此，充电电压变为零，半导体继电器104断开，快速充电结束。

(接通固定状态下的动作)

参照图14，对半导体继电器104成为接通固定状态的情况下的快速充电时的动作进行说明。图14所示的各波形的含义与图13相同，横轴的含义也相同。这里，假设为未执行快速充电的状态。

在t＝t1时，在由于某些原因半导体继电器104成为接通固定状态的情况下，向第一开闭器108a及半导体继电器104的连接节点施加蓄电池124的电压(正极端子的电压)。因此，从第二传感器604输出的电压值V1变为H电平。继而，由于控制信号S2为L电平，因此故障判定部606在规定的时间Δt3期间，判定来自第二传感器604的电压值V1是否维持在H电平。由于即使经过了时间Δt3，电压值V1也为H电平，因此在t＝t2时，故障判定部606将诊断信号S4设定为H电平。继而，外部ECU120将控制信号S2维持在L电平(即使接受到快速充电的指示，也不将控制信号S2设为H电平)。因此，能够防止在半导体继电器104为接通固定状态时执行快速充电。外部ECU120能够提示半导体继电器104为接通固定状态。

(断开固定状态下的动作)

参照图15，对在半导体继电器为断开固定状态的情况下指示了快速充电时的动作进行说明。图15所示的各波形的含义与图13相同，横轴的含义也相同。

在t＝t1时，假设由于某些原因半导体继电器104成为断开固定状态。此时也执行图12所示的处理，但未进行快速充电，由于控制信号S2及电压值V1均为L电平，因此未检测到故障(断开固定)。在t＝t2时，若指示了快速充电，则外部ECU120将控制信号S2设为H电平。由此，驱动电压Vg变为H电平，但半导体继电器104为断开固定状态，外部ECU120尚未对控制部206指示充电开始，因此未输出充电电压。因此，从第二传感器604输出的电压值V1保持L电平。故障判定部606在控制信号S2变为H电平之后，在时间Δt3期间，判定来自第二传感器604的电压值V1是否维持在L电平。由于即使经过了时间Δt3，电压值V1也不会变为H电平而保持L电平，因此在t＝t3时，故障判定部606将诊断信号S4设定为H电平。继而，虽然外部ECU120接受到了快速充电的指示，但不对充电器200的控制部206指示充电开始。另外，在t＝t4时，外部ECU120使控制信号S2从H电平返回到L电平。外部ECU120能够提示半导体继电器104为断开固定状态。

如上所述，如果半导体继电器104为故障状态，则即使指示了快速充电，开闭装置600也能够防止执行快速充电。因此，在半导体继电器104发生断开固定的情况下，能够避免在快速充电时半导体继电器104的体二极管被通电而出现预期以上的发热。另外，在半导体继电器104发生接通固定的情况下，能够提示该情况，因此能够迅速地对半导体继电器104进行更换修理。因此，能够避免在半导体继电器104为接通固定状态时产生短路，即使开闭装置600检测到该短路，也无法切断短路电流的问题的产生。

需要说明的是，如果半导体继电器104正常，则开闭装置600与开闭装置400同样地进行动作。即，在产生了短路的情况下，通过将半导体继电器104断开(开路)而迅速地切断电输送路径，能够防止短路电流从蓄电池124流出。另外，在短路产生的检测为误检测的情况下，能够不停止快速充电而继续。

在上述中，对第二传感器604及故障判定部606包括在控制部602中的情况进行了说明，但并不限定于此。第二传感器604及故障判定部606也可以配置于控制部602的外部。

在上述中，对外部ECU120对充电器200的控制部206指示快速充电的开始及停止的情况进行了说明，但并不限定于此。如果连接器210及连接器122连接，且第一开闭器108a接通，则控制部206能够通过连接器210的引脚中的与第一开闭器108a连接的规定的引脚，来检测与电压值V1对应的电压值。因此，控制部206也可以根据连接器210的规定的引脚的电压，来判定电力的供给开始及停止。这样一来，如果故障判定部606未检测到半导体继电器104的故障，且尽管半导体继电器104接通，但规定的引脚的电压仍保持为零(无法检测到蓄电池124的电压的状态)，则能够判定为开闭部108故障。

(变形例)

在第三实施方式中，在半导体继电器104产生了故障的情况下，从故障判定部606向外部ECU120输出H电平的诊断信号S4，但并不限定于此。变形例所涉及的开闭装置从故障判定部606向外部ECU120输出H电平的诊断信号S4，并且将开闭部108设为打开状态。参照图16，变形例所涉及的开闭装置700是在图12所示的开闭装置600中，如虚线所示，追加了从故障判定部606向第二驱动部424的信号线。开闭装置700的除此以外的结构与开闭装置600相同。

开闭装置700的故障判定部606在输出诊断信号S4的情况下，例如将H电平的控制信号S5输出到第二驱动部424。继而，第二驱动部424与控制信号S2的电平无关地将开闭部108控制为打开状态。由此，若检测到在半导体继电器104中产生了故障，则能够迅速地将开闭部108设为打开状态。因此，能够避免由于半导体继电器104故障而导致在产生短路的情况下无法切断短路电流的问题。

在上述中，对控制信号S2为H电平的情况下开闭部108成为关闭状态的情况进行了说明，但并不限定于此。将开闭部108设为打开状态的控制信号S2的电平与将开闭部108设为关闭状态的控制信号S2的电平不同即可。例如，也可以构成为在控制信号S2为L电平的情况下开闭部108成为关闭状态。在这种情况下，驱动部112在控制信号S1为L电平的状态(未产生短路的状态)下，将反转了所输入的控制信号S2(L电平)后的电平的驱动信号Vg(H电平)输出到半导体继电器104的栅极G即可。

在上述中，对如果V0≥Vth，则判定部110输出H电平的控制信号S1，如果V0<Vth，则输出L电平的控制信号S1的情况进行了说明，但并不限定于此。只要构成为根据是否为V0≥Vth而以不同的电平输出控制信号S1即可。例如，也可以如果V0≥Vth，则判定部110输出L电平的控制信号S1，如果V0<Vth，则输出H电平的控制信号S1。在这种情况下，如果控制信号S1为H电平，则驱动部112输出与所输入的控制信号S2的电平相同电平(或反转了控制信号S2后的电平)的驱动信号Vg，如果控制信号S1为L电平，则输出与控制信号S1相同电平的驱动信号Vg(L电平)即可。由此，在电输送路径短路时，能够将半导体继电器104的栅极G设为L电平，切断电输送路径。需要说明的是，判定部410根据将电流值I0与阈值Ith进行比较的结果而输出控制信号Sl的处理也是同样的。只要构成为根据是否为I0≤Ith而以不同的电平输出控制信号S1即可。

在上述中，对将半导体继电器104配置于蓄电池124(正极端子)与第一开闭器108a之间的情况进行了说明，但并不限定于此。也可以将半导体继电器104配置于蓄电池124与第二开闭器108b之间。在这种情况下，只要将半导体继电器104的漏极D连接于第二开闭器108b，将源极S连接于蓄电池124的负极端子即可。

在上述中，对在半导体继电器104中使用N-MOSFET的情况进行了说明，但并不限定于此。在半导体继电器104中也可以使用P型的MOSFET(以下，称为P-MOSFET)。在这种情况下，例如，将半导体继电器(P-MOSFET)的源极S连接于蓄电池124的正极端子，将漏极D连接于第一开闭器108a，并以源极S的电压为基准，向栅极G施加负的电压。需要说明的是，关于形成于P-MOSFET的体二极管，从漏极朝向源极的方向(从第一开闭器108a朝向蓄电池124的正极端子的方向)为正方向。因此，与在半导体继电器104中使用N-MOSFET的情况同样地，即使电输送路径产生短路，也能够防止短路电流。

在上述中，对使用MOSFET构成半导体继电器的情况进行了说明，但并不限定于此。只要是接受来自外部的控制而作为开关发挥功能、导通电阻小、断开时作为二极管发挥功能的元件即可。例如，也可以是使用了晶闸管、双向晶闸管等的半导体继电器。另外，也可以是接受来自外部的控制而作为开关发挥功能，由导通电阻小的元件与二极管并联连接而成的半导体继电器。通过将这样构成的半导体继电器以二极管的阳极与充电器侧连接、二极管的阴极与蓄电池侧连接的方式配置于输电线，在电输送路径产生短路的情况下能够防止短路电流。

以上，通过对实施方式进行说明而对本公开进行了说明，但上述实施方式只是示例，本公开并不仅限于上述实施方式。本公开的范围在参考发明的详细说明的记载的基础上，由权利要求书的各权利要求表示，包括与这里记载的语句等同的含义及范围内的所有变更。

附图标记说明

12 电动车辆

14 快速充电器

24 行驶用电池

28n、28p充电线开闭器

30 车载侧连接器

32、116 二极管

34 旁路线开闭器

36 电阻元件

38 车辆侧电压传感器

40 电子控制装置

46n、46p车辆侧充电线

48 旁路线

60、202 直流电源

62 充电器侧连接器

66 充电器侧电压传感器

72n、72p充电器侧充电线

100、400、600、700开闭装置

102、206、402、602控制部

104 半导体继电器

106、406 第一传感器

108 开闭部

108a 第一开闭器

108b 第二开闭器

110、410 判定部

112、420 驱动部

114a、114b、208a、208b电输送路径

120外部ECU

122、210 连接器

124 蓄电池

126、204 传感器

128 通信线

140 车辆

200 充电器

300、302、304、306、308、310、312、500、502、504、506、508步骤412 复位部

422 第一驱动部

424 第二驱动部

604 第二传感器

606 故障判定部

D 漏极

G 栅极

I 电流

I0 电流值

ID 漏极电流

V0 单向电压

V1 电压值

VD 漏极电压

VG 栅极电压

Vg 驱动信号

S 源极

S1、S2、S5控制信号

S3 复位信号

S4 诊断信号

Δt1、Δt2、Δt3时间。

Claims (11)

1.一种开闭装置，是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置，所述开闭装置包括：

电输送路径，将所述连接器与所述蓄电池连接；

半导体继电器，设置于所述电输送路径；

开闭器，设置于所述电输送路径；

第一传感器，测定流过所述半导体继电器的电流或所述半导体继电器的电压；以及

控制部，控制所述半导体继电器的开闭，

所述开闭器由来自外部的控制信号控制，

所述控制部基于所述控制信号和所述第一传感器的测定值来控制所述半导体继电器。

2.根据权利要求1所述的开闭装置，其中，

所述控制部包括基于所述第一传感器的所述测定值来判定有无所述电输送路径的短路的判定部，

所述控制部基于所述控制信号和所述判定部的判定结果来控制所述半导体继电器的开闭。

3.根据权利要求2所述的开闭装置，其中，

所述第一传感器包括电压传感器，

所述电压传感器测定所述半导体继电器的输入端子及输出端子间的电压，

所述判定部基于由所述电压传感器测定的所述电压来判定有无所述电输送路径的短路。

4.根据权利要求2或3所述的开闭装置，其中，

所述控制部接受由所述判定部判定为所述电输送路径短路后，不考虑所述控制信号而进行所述半导体继电器的开闭控制。

5.根据权利要求4所述的开闭装置，其中，

所述半导体继电器的所述开闭控制是打开所述半导体继电器的切断控制。

6.根据权利要求5所述的开闭装置，其中，

所述开闭装置进一步包括复位部，所述复位部接受由所述判定部判定为所述电输送路径短路后，输出复位信号，

所述控制部接受所述复位信号被输入后，进行关闭所述半导体继电器的控制，在规定时间内多次执行所述切断控制之后，维持打开所述半导体继电器的状态。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的开闭装置，其中，

在所述电输送路径未短路的状态下，所述控制部进行与所述开闭器的开闭同步地控制所述半导体继电器的开闭的同步控制。

8.根据权利要求7所述的开闭装置，其中，

所述同步控制是不考虑所述第一传感器的所述测定值而基于所述控制信号使所述半导体继电器开闭的控制。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的开闭装置，其中，所述开闭装置进一步包括：

第二传感器，测定所述开闭器与所述半导体继电器的连接节点的电压值；以及

故障判定部，根据由所述第二传感器检测到的电压值来判定所述半导体继电器有无故障，

所述故障判定部根据所述控制信号及所述电压值来判定所述半导体继电器有无故障。

10.一种开闭系统，包括：

权利要求1至9中任一项所述的开闭装置；以及

开闭器控制部，向所述开闭装置输入所述控制信号。

11.一种控制方法，是搭载于车辆、且配置于与直流电源连接的连接器与蓄电池之间的开闭装置的控制方法，

所述开闭装置包括：

电输送路径，将所述连接器与所述蓄电池连接；

半导体继电器，设置于所述电输送路径；以及

开闭器，设置于所述电输送路径，

所述控制方法包括：

第一控制步骤，根据控制信号控制所述开闭器；

测定步骤，测定流过所述半导体继电器的电流或所述半导体继电器的电压；以及

第二控制步骤，基于所述控制信号和通过所述测定步骤得到的测定值来控制所述半导体继电器。