CN117811123A - 蓄电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够根据充电设备的电压状态高效地充电的蓄电系统。其具备：能够切换电压状态的第一蓄电池；通过从第一蓄电池供给的电力进行驱动的三相马达；连接在第一蓄电池与三相马达的电力供给电路上的逆变器；连接在电力供给电路上的直流供电电路；从正极侧的直流供电电路分支并与三相马达的中性点连接的分支电路；一端与负极侧的电力供给电路连接、另一端与正极侧的电力供给电路、或分支电路连接的平滑电容器；经由转换器电路而与电力供给电路连接的DC‑DC转换器；以及与DC‑DC转换器连接的低电压的第二蓄电池。

Description

蓄电系统

技术领域

本发明涉及一种蓄电系统。

背景技术

近年来，为了能够确保更多人获得合适、可靠、可持续且先进的能源，一直在进行与搭载有助于提高能源效率的二次电池的移动体中的充供电相关的研究开发。

关于搭载二次电池的移动体中的充供电，在充电站等的充电设备存在对应400V级和对应800V级这两种。在移动体仅与对应400V级的充电设备对应时，无法通过对应800V级的充电设备享受到对应800V级的充电设备的快速充电性能。

在移动体兼容与400V级和对应800V级的充电设备对应时，一般而言，在通过对应400V级的充电设备进行充电时，通过变压器升压至800V来进行充电，在通过对应800V级的充电设备进行充电时，通过变压器降压至400V来进行充电。但是，在充电时通过充电用的变压器会导致效率的恶化。

相对于此，还已知一种移动体，其通过切换蓄电池模块的连接方式，不需要使用充电用的变压器，在对应400V级的充电设备和对应800V级的充电设备中均可充电(例如，专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-080474号公报

专利文献2：日本特开2020-150618号公报

发明内容

发明要解决的课题

另一方面，在移动体中使用的辅助设备也存在以400V级驱动的辅助设备和以800V级驱动的辅助设备这两种。在切换蓄电池模块的连接方式的移动体中，在通过对应800V级的充电设备进行充电的期间驱动400V级的辅助设备的情况、或者在通过对应400V级的充电设备进行充电的期间驱动800V级的辅助设备的情况等下，一般通过辅助设备用的变压器进行电压变换。然而，辅助设备用的变压器价格昂贵，会增加制造成本。

本发明提供一种能够根据充电设备的电压状态高效地进行充电并且能够抑制制造成本的蓄电系统。

用于解决课题的方案

本发明的蓄电系统具备：

第一蓄电池，其具备第一蓄电部、第二蓄电部、以及能够切换第一电压状态与第二电压状态的第一开关部，所述第一电压状态是所述第一蓄电部与所述第二蓄电部串联连接且能够以第一电压充电的状态，所述第二电压状态是所述第一蓄电部与所述第二蓄电部并联连接且能够以第二电压充电的状态；

三相马达，其在中性点连接三相的线圈，并由从所述第一蓄电池供给的电力进行驱动；

逆变器，其连接在所述第一蓄电池与所述三相马达的电力传输路径上；

直流供电电路，其和位于所述逆变器与所述第一蓄电池的电力传输路径上的连接部连接；

分支电路，其从正极侧的所述直流供电电路分支，并与所述中性点连接；

电容器，其一端与将所述逆变器和所述第一蓄电池连接的负极侧电力供给电路连接，另一端与将所述逆变器和所述第一蓄电池连接的正极侧电力供给电路、或所述分支电路连接；

预充电电路，其位于所述逆变器与所述第一蓄电池的电力传输路径上，并连接在所述逆变器与所述直流供电电路的所述连接部之间；

转换器，其与所述预充电电路连接；以及

第二蓄电池，其与所述转换器连接，且电压比所述第一电压和所述第二电压低。

发明效果

根据本发明，能够根据充电设备的电压状态高效地进行充电，并且能够抑制制造成本。

附图说明

图1是表示第一实施方式的蓄电系统1的结构的图。

图2是表示第一蓄电池2的第一电压状态(800V起动)的图。

图3是表示第一蓄电池2的第二电压状态(400V起动)的图。

图4是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶时的电流的流动的图。

图5是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压(800V)充电时的电流的流动的图。

图6是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压(400V)充电时的电流的流动的图。

图7是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶时的工作序列的图。

图8是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压(800V)充电时的工作序列的图。

图9是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压(400V)充电时的工作序列的图。

图10是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆的结构的图。

图11是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶时的电流的流动的图。

图12是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压(800V)充电时的电流的流动的图。

图13是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压(400V)充电时的电流的流动的图。

图14是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶时的工作序列的图。

图15是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压(800V)充电时的工作序列的图。

图16是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压(400V)充电时的工作序列的图。

附图标记说明：

1 蓄电系统

2 第一蓄电池

21 第一蓄电部

22 第二蓄电部

3 三相马达

31 中性点

32U、32V、32W 线圈

4 辅助设备

5 逆变器

6 DC-DC转换器

7 第二蓄电池

10 控制部

111P、111N 连接部

11P、11N 电力供给电路(电力传输路径)

12P、12N 辅助设备驱动电路

13P、13N 直流供电电路

14 分支电路

15P、15N 转换器电路(预充电电路)

M/C_A 第一接触器(第三开关部)

S/C_A 第二接触器(第一开关部)

S/C_B 第三接触器(第一开关部)

S/C_C 第四接触器(第一开关部)

VS/C 第七接触器(第三开关部)

QC/C_C 第十接触器(第二开关部)

C1 第一平滑电容器(第一电容器)

C2 第二平滑电容器(第二电容器)

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式的蓄电系统进行说明。

【第一实施方式】

图1所示的第一实施方式的蓄电系统1搭载在电动机动车等电动车辆上。搭载有蓄电系统1的电动车辆与400V级和800V级的充电设备对应，不仅能够以400V和800V的充电电压对第一蓄电池2进行快速充电，还能够以800V的基电压有效地驱动三相马达3和辅助设备4。

具体而言，如图1所示，蓄电系统1具备第一蓄电池2、三相马达3、辅助设备4、逆变器5(PDU)、DC-DC转换器6、第二蓄电池7、第一平滑电容器C1、第二平滑电容器C2、转换器电路15P、15N、电力供给电路11P、11N、辅助设备驱动电路12P、12N、直流供电电路13P、13N、分支电路14和控制部10。

如图1至图3所示，第一蓄电池2具备第一蓄电部21、第二蓄电部22、第一至第四接触器M/C_A、S/C_A、S/C_B、S/C_C、电流传感器IS和电流断路器FUSE。

第一蓄电部21和第二蓄电部22分别为能够进行400V的充放电的蓄电池模块。

第一接触器M/C_A配置在第一蓄电池2的正极侧的端部，作为接通/断开与第一蓄电池2的外部(电力供给电路11P)的连接的主开关发挥作用。

第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C切换第一蓄电部21与第二蓄电部22的连接状态。例如，如图2所示，当将第二接触器S/C_A设为接通、将第三接触器S/C_B和第四接触器S/C_C设为断开时，第一蓄电池2成为第一蓄电部21与第二蓄电部22串联连接的第一电压状态(800V起动)，能够进行800V下的充放电。此外，如图3所示，当将第二接触器S/C_A设为断开、将第三接触器S/C_B和第四接触器S/C_C设为接通时，第一蓄电池2成为第一蓄电部21与第二蓄电部22并联连接的第二电压状态(400V起动)，能够进行400V下的充放电。另外，起动是包含搭载有蓄电系统1的电动车辆行驶时的驱动和电动车辆停车时的充电的概念。第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C是能够切换第一电压状态(800V起动)与第二电压状态(400V起动)的第一开关部的一个例子。

电流传感器IS配置在第一接触器M/C_A与蓄电部21、22之间，并测定电流。

电流断路器FUSE配置在第一蓄电池2的负极侧的端部，在发生异常时切断第一蓄电池2与外部(电力供给电路11N)的连接。在本实施方式的蓄电系统1中，由能够根据电信号有意切断电流的热熔断器构成电流断路器FUSE，在发生异常时(车辆的碰撞、第一蓄电池2内的短路等)，使电流断路器FUSE进行切断动作，并且将第一蓄电池2内的所有接触器断开(打开)。

这样，在发生异常时，不仅可以在第一蓄电池2的正负两端侧切断与外部的连接，而且在第一电压状态(800V起动)和第二电压状态(400V起动)中的任一状态下，都能够通过将电路上存在的多个接触器设为断开，从而在接触器的熔敷发生时也可靠地切断电路。此外，通过使电流断路器FUSE为热熔断器，不需要在第一蓄电池2的负极侧的端部配置的接触器，可以减少部件数量和成本。

三相马达3具备一端侧在中性点31连接的三相的线圈32U、32V、32W，通过经由逆变器5从第一蓄电池2供给的电力而旋转驱动。本实施方式的三相马达3具备与线圈32U、32V、32W的另一端侧连接的U相端子33U、V相端子33V和W相端子33W、以及与中性点31连接的中性点端子34。U相端子33U、V相端子33V和W相端子33W与逆变器5连接，中性点端子34与分支电路14连接。

逆变器5通过多个开关元件的切换，将从第一蓄电池2供给的直流电力转换为三相交流电力而旋转驱动三相马达3。此外，逆变器5在从分支电路14向三相马达3的中性点31供给直流电流(400V)时，通过多个开关元件的切换，可以作为利用线圈32U、32V、32W对直流电流进行升压(800V)的升压电路发挥作用。即，卷绕在定子铁心上的线圈32U、32V、32W被用作变压器。逆变器5无论栅极的接通/断开均允许电流从三相马达3一侧向第一蓄电池一侧流动，仅在栅极接通时允许电流从第一蓄电池一侧向三相马达3一侧流动。

辅助设备4是能够通过来自第一蓄电池2和外部电源的直流电力进行驱动的高电压驱动车载设备，例如包含空调用的电动压缩机、加热器等。辅助设备4经由后述的辅助设备驱动电路12P、12N、第七接触器VS/C和电力供给电路11P、11N而与第一蓄电池2连接。第七接触器VS/C是第三开关部的一个例子。本实施方式的辅助设备4在基电压的800V下运行。

DC-DC转换器6是能够对从一侧输入的电力进行降压且能够对从另一侧输入的电力进行升压的双向DC-DC转换器。在DC-DC转换器6的一侧经由转换器电路15P、15N连接有电力供给电路11P、11N，在DC-DC转换器6的另一侧连接有电压比第一蓄电池2低(12V)的第二蓄电池7。DC-DC转换器6对来自第一蓄电池2或外部电源的直流电力进行降压而对第二蓄电池7进行充电。此外，在电动车辆的行驶开始时或开始进行800V充电时，DC-DC转换器6将来自第二蓄电池7的直流电力升压至第一电压(800V)而对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。此外，在开始进行400V充电时，DC-DC转换器6将来自第二蓄电池7的直流电力升压至第二电压(400V)而对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。另外，在DC-DC转换器6设置有未图示的电流计。在第二蓄电池7连接有未图示的低电压驱动车载设备。

电力供给电路11P、11N由正负一对构成，连接第一蓄电池2和逆变器5(三相马达3)。在电力供给电路11P、11N设置有与直流供电电路13P、13N连接的连接部111P、111N，在比连接部111P、111N靠逆变器5一侧的位置设置有与辅助设备驱动电路12P、12N(辅助设备4)和转换器电路15P、15N(DC-DC转换器6)连接的连接部112P、112N。此外，在正极侧的电力供给电路11P设置有在与辅助设备驱动电路12P和转换器电路15P连接的连接部112P和直流供电电路13P的连接部111P之间接通/断开电路的第七接触器VS/C。此外，在电力供给电路11P、11N的逆变器5一侧，在正极侧的电力供给电路11P与负极侧的电力供给电路11N之间设置有第一电压传感器V_PIN。

在电力供给电路11P、11N的逆变器5一侧，第一平滑电容器C1设置在正极侧的电力供给电路11P与负极侧的电力供给电路11N之间。此外，第二平滑电容器C2设置在负极侧的电力供给电路11N与分支电路14之间。

直流供电电路13P、13N由正负一对构成，在一端部设置有能够连接充电设备等外部电源的充电端子131P、131N，另一端部经由连接部111P、111N而与电力供给电路11P、11N连接。在直流供电电路13P、13N设置有接通/断开各个电路的第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B，在比第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B靠连接部111P、111N一侧的位置设置有第二电压传感器V_BAT，在比第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B靠充电端子131P、131N一侧的位置设置有第三电压传感器V_QC。

分支电路14在正极侧的直流供电电路13P中在比第八接触器Q/C_A、第二电压传感器V_BAT靠连接部111P一侧的位置处分支，并与三相马达3的中性点31(中性点端子34)连接。在分支电路14的中间部设置有接通/断开电路的第十接触器QC/C_C。第十接触器QC/C_C是第二开关部的一个例子。

控制部10例如是车辆ECU，控制蓄电系统1的驱动和充电。更具体而言，控制部10进行第一至第四接触器M/C_A、S/C_A、S/C_B、S/C_C、第七至第十接触器VS/C、QC/C_A、QC/C_B、QC/C_C的接通/断开控制及其熔敷检测、DC-DC转换器6和逆变器5的控制。

接下来，参照图4至图9对蓄电系统1的运行进行说明。

图4是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶(800V驱动)时的电流的流动的图，图7是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶(800V驱动)时的工作序列的图。

当对电动车辆的点火开关IG进行接通操作时，控制部10首先将第一接触器M/C_A和第七接触器VS/C设为接通，检查第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C中的某一个发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C未发生熔敷时，控制部10通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第一电压(800V)，对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。控制部10在第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2的预充电完成后，将第二接触器S/C_A设为接通而使第一蓄电池2内的电路连接为第一电压状态(800V起动)后，使DC-DC转换器6的升压动作停止。由此，电动车辆能够行驶。此时，辅助设备4经由辅助设备驱动电路12P、12N而与电力供给电路11P、11N连接，由从蓄电池2供给的第一电压(800V)驱动。

另一方面，当对点火开关IG进行断开操作时，控制部10首先将第一接触器M/C_A设为断开，检查第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值未因第一和第二平滑电容器C1、C2的放电而降低的情况下，控制部10判断为第一接触器M/C_A发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第一接触器M/C_A未发生熔敷的情况下，控制部10在第一和第二平滑电容器C1、C2的放电完成后，将第二接触器S/C_A和第七接触器VS/C设为断开。进而然后，控制部10通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第一电压(800V)并使第一平滑电容器C1再次充电，检查第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第七接触器VS/C发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第七接触器VS/C未发生熔敷的情况下，控制部10停止DC-DC转换器6的升压动作，结束行驶时的工作序列。

图5是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压充电(800V充电)时的电流的流动的图，图8是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压充电(800V充电)时的工作序列的图。

当充电插头连接到充电端子131P、131N时，控制部10在与充电设备之间进行CAN通信来识别充电电压。在充电电压为第一电压(800V)的情况下，控制部10首先将第一接触器M/C_A和第七接触器VS/C设为接通，检查第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C中的某一个发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C未发生熔敷的情况下，控制部10通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第一电压(800V)，对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。控制部10在第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2的预充电完成后，将第二接触器S/C_A设为接通而使第一蓄电池2内的电路连接为第一电压状态(800V)后，停止DC-DC转换器6的升压动作。由此，第一蓄电池2成为能够开始以第一电压(800V)进行充电的状态。

之后，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为接通，开始以第一电压(800V)对第一蓄电池2进行充电。此时，辅助设备4经由辅助设备驱动电路12P、12N和第七接触器VS/C而与直流供电电路13P、13N连接，由从充电设备供给的第一电压(800V)驱动。

另一方面，当判断为输入了充电停止信号时，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为断开，检查第三电压传感器V_QC的检测电压值。在第三电压传感器V_QC的检测电压值未降低的情况下，控制部10判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B未发生熔敷的情况下，控制部10将第一接触器M/C_A设为断开，检查第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值未因第一和第二平滑电容器C1、C2的放电而降低的情况下，控制部10判断为第一接触器M/C_A发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第一接触器M/C_A未发生熔敷的情况下，控制部10在第一和第二平滑电容器C1、C2的放电完成后，将第二接触器S/C_A和第七接触器VS/C设为断开。进而然后，控制部10通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第一电压(800V)并使第一平滑电容器C1再次充电，检查第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第七接触器VS/C发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第七接触器VS/C未发生熔敷的情况下，控制部10停止DC-DC转换器6的升压动作，结束进行第一电压(800V)充电时的工作序列。

图6是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压充电(400V充电)时的电流的流动的图，图9是表示搭载有第一实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压充电(400V充电)时的工作序列的图。

当充电插头连接到充电端子131P、131N时，控制部10在与充电设备之间进行CAN通信来识别充电电压。在充电电压为第二电压(400V)的情况下，控制部10首先将第一接触器M/C_A、第七接触器VS/C和第十接触器QC/C_C设为接通，检查第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C中的某一个发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C未发生熔敷的情况下，控制部10通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第二电压(400V)，对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。控制部10在第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2的预充电完成后，将第三接触器S/C_B和第四接触器S/C_C设为接通而使第一蓄电池2内的电路连接为第二电压状态(400V)后，停止DC-DC转换器6的升压动作，并且将第七接触器VS/C设为断开。此外，控制部10在将第七接触器VS/C设为断开后，开始基于三相马达3和逆变器5的升压动作，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值未上升的情况下，控制部10判断为第七接触器VS/C发生熔敷，进行异常通知。此处，若无异常，则第一蓄电池2成为能够开始以第二电压(400V)进行充电的状态。

之后，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为接通，开始以第二电压(400V)对第一蓄电池2进行充电。此时，经由分支电路14而与直流供电电路13P、13N连接的三相马达3和逆变器5将从充电设备供给的第二电压(400V)升压至第一电压(800V)，驱动辅助设备4。

另一方面，当判断为输入了充电停止信号时，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为断开，检查第三电压传感器V_QC的检测电压值。在第三电压传感器V_QC的检测电压值未降低的情况下，控制部10判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B未发生熔敷的情况下，控制部10停止基于三相马达3和逆变器5的升压后，将第一接触器M/C_A设为断开，检查第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN和第二电压传感器V_BAT的检测电压值未因第一和第二平滑电容器C1、C2的放电而降低的情况下，控制部10判断为第一接触器M/C_A发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第一接触器M/C_A未发生熔敷的情况下，控制部10在第一和第二平滑电容器C1、C2的放电完成后，将第三接触器S/C_B、第四接触器S/C_C和第十接触器QC/C_C设为断开。此外，在此之后，控制部10通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第二电压(400V)并使第一平滑电容器C1再次充电，检查第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第七接触器VS/C发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第七接触器VS/C未发生熔敷的情况下，控制部10将逆变器5的栅极设为接通，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值降低的情况下，控制部10判断为第十接触器QC/C_C发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第十接触器QC/C_C未发生熔敷的情况下，控制部10停止DC-DC转换器6的升压动作，结束进行第二电压(400V)充电时的工作序列。

这样，无论充电电压是第一电压(800V)还是第二电压(400V)，都可以通过DC-DC转换器6对第二蓄电池7的电力进行升压来对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电，由此使用对第一蓄电池2的电力进行降压并向第二蓄电池7供给的DC-DC转换器6来对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。

此外，如上所述，在充电电压为第一电压(800V)的情况和充电电压为第二电压(400V)的情况下，通过改变对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电时的升压电压，可以根据充电电压适当地对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。

【第二实施方式】

接下来，参照图10至图16对第二实施方式的蓄电系统1进行说明。其中，对于与第一实施方式共通的结构，有时通过使用与第一实施方式相同的附图标记，引用第一实施方式的说明。

在前述的第一实施方式的蓄电系统1中，将作为充电用的主开关的第八接触器QC/C_A与作为蓄电池2的主开关的第一接触器M/C_A串联连接，但在第二实施方式的蓄电系统1中，如图10所示，将第八接触器QC/C_A与第一接触器M/C_A并联连接。

通过这样的第二实施方式的蓄电系统1，也能够得到与第一实施方式的蓄电系统1同等的效果。此外，在第二实施方式的蓄电系统1中，在第二电压(400V)的充电中，可以通过第一接触器M/C_A将以第二电压(400V)进行充电的蓄电池2与由三相马达3和逆变器5升压得到的第一电压(800V)分隔开，因此不需要相当于第一实施方式的第七接触器VS/C的开关部件。

此外，在第二实施方式的蓄电系统1中，假定将第八接触器QC/C_A、第九接触器QC/C_B、第二电压传感器V_BAT和第三电压传感器V_QC配置在蓄电池2内、并将分支电路14从蓄电池2内引出，因此在蓄电池2内比分支电路14的分支附近位置靠逆变器5一侧的位置设置有用于在发生异常时切断与蓄电池外部的连接的第十一接触器QC/C_D。

在第二实施方式中，第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C是第一开关部的一个例子，第十接触器QC/C_C是第二开关部的一个例子，这点与第一实施方式相同，但第一接触器M/C_A是第三开关部的一个例子，这点与第一实施方式不同。

此外，在第二实施方式的蓄电系统1中，也是在电动车辆的行驶开始时或开始进行800V充电时，DC-DC转换器6将来自第二蓄电池7的直流电力升压至第一电压(800V)而对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。此外，在开始进行400V充电时，DC-DC转换器6将来自第二蓄电池7的直流电力升压至第二电压(400V)而对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。

接下来，参照图11至图16对第二实施方式的蓄电系统1的运行进行说明。

图11是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶(800V驱动)时的电流的流动的图，图14是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆行驶(800V驱动)时的工作序列的图。

当对电动车辆的点火开关IG进行接通操作时，控制部10首先检查第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C中的某一个发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C未发生熔敷的情况下，控制部10将第二接触器S/C_A设为接通而使第一蓄电池2内的电路连接为第一电压状态(800V起动)后，通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第一电压(800V)，对第一平滑电容器C1进行预充电。控制部10在第一平滑电容器C1的预充电完成后，将第一接触器M/C_A设为接通后，停止DC-DC转换器6的升压动作。由此，电动车辆能够行驶。此时，辅助设备4经由辅助设备驱动电路12P、12N而与电力供给电路11P、11N连接，由从蓄电池2供给的第一电压(800V)驱动。

另一方面，当对点火开关IG进行断开操作时，控制部10首先将第一接触器M/C_A设为断开，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值未因第一平滑电容器C1的放电而降低的情况下，控制部10判断为第一接触器M/C_A发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第一接触器M/C_A未发生熔敷的情况下，控制部10在第一平滑电容器C1的放电完成后，将第二接触器S/C_A设为断开，结束行驶时的工作序列。

图12是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压充电(800V充电)时的电流的流动的图，图15是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第一电压充电(800V充电)时的工作序列的图。

当充电插头连接到充电端子131P、131N时，控制部10在与充电设备之间进行CAN通信来识别充电电压，并且检查第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C中的某一个发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C未发生熔敷，且充电电压为第一电压(800V)的情况下，控制部10将第二接触器S/C_A设为接通而使第一蓄电池2内的电路连接为第一电压状态(800V起动)后，通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第一电压(800V)，对第一平滑电容器C1进行预充电。控制部10在第一平滑电容器C1的预充电完成后，将第一接触器M/C_A设为接通后，停止DC-DC转换器6的升压动作。由此，第一蓄电池2成为能够开始以第一电压(800V)进行充电的状态。

之后，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为接通，开始以第一电压(800V)对第一蓄电池2进行充电。此时，辅助设备4经由辅助设备驱动电路12P、12N和第一接触器M/C_A而与直流供电电路13P、13N连接，由从充电设备供给的第一电压(800V)驱动。

另一方面，当判断为输入了充电停止信号时，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为断开，检查第三电压传感器V_QC的检测电压值。在第三电压传感器V_QC的检测电压值未降低的情况下，控制部10判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B未发生熔敷的情况下，控制部10将第一接触器M/C_A设为断开，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值未因第一平滑电容器C1的放电而降低的情况下，控制部10判断为第一接触器M/C_A发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第一接触器M/C_A未发生熔敷的情况下，控制部10在第一平滑电容器C1的放电完成后，将第二接触器S/C_A设为断开，结束进行第一电压(800V)充电时的工作序列。

图13是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压充电(400V充电)时的电流的流动的图，图16是表示搭载有第二实施方式的蓄电系统1的电动车辆进行第二电压充电(400V充电)时的工作序列的图。

当充电插头连接到充电端子131P、131N时，控制部10在与充电设备之间进行CAN通信来识别充电电压，并且检查第二电压传感器V_BAT的检测电压值。在第二电压传感器V_BAT的检测电压值上升的情况下，控制部10判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C中的某一个发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第二至第四接触器S/C_A、S/C_B、S/C_C未发生熔敷，且充电电压为第二电压(400V)的情况下，控制部10将第一接触器M/C_A、第十接触器QC/C_C和第十一接触器QC/C_D设为接通后，通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第二电压(400V)，对第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2进行预充电。在第一平滑电容器C1和第二平滑电容器C2的预充电完成后，控制部10将第三接触器S/C_B和第四接触器S/C_C设为接通而使第一蓄电池2内的电路连接为第二电压状态(400V)后，停止DC-DC转换器6的升压动作。此外，控制部10将第一接触器M/C_A设为断开后，开始基于三相马达3和逆变器5的升压动作。由此，第一蓄电池2成为能够开始以第二电压(400V)进行充电的状态。

之后，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为接通，开始以第二电压(400V)对第一蓄电池2进行充电。此时，经由分支电路14而与直流供电电路13P、13N连接的三相马达3和逆变器5将从充电设备供给的第二电压(400V)升压至第一电压(800V)，驱动辅助设备4。

另一方面，当判断为输入了充电停止信号时，控制部10将第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B设为断开，检查第三电压传感器V_QC的检测电压值。在第三电压传感器V_QC的检测电压值未降低的情况下，控制部10判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第八接触器QC/C_A和第九接触器QC/C_B未发生熔敷的情况下，控制部10停止基于三相马达3和逆变器5的升压后，将第十一接触器QC/C_D设为断开，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值未因第一和第二平滑电容器C1、C2的放电而降低的情况下，控制部10判断为第十一接触器QC/C_D发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第十一接触器QC/C_D未发生熔敷的情况下，控制部10在第一和第二平滑电容器C1、C2的放电完成之后，将第十接触器QC/C_C设为断开后，通过DC-DC转换器6的升压动作，将第二蓄电池7的电力升压至第二电压(400V)，再次对第一平滑电容器C1进行预充电。控制部10在第一平滑电容器C1的预充电完成后，停止DC-DC转换器6的升压动作后，将第一接触器M/C_A设为接通，并且将逆变器5的栅极设为接通，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值随着逆变器5的栅极接通而发生变化的情况下，控制部10判断为第十接触器QC/C_C发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第十接触器QC/C_C未发生熔敷的情况下，控制部10将第一接触器M/C_A设为断开，检查第一电压传感器V_PIN的检测电压值。在第一电压传感器V_PIN的检测电压值未因第一平滑电容器C1的放电而降低的情况下，控制部10判断为第一接触器M/C_A发生熔敷，进行异常通知。

在判断为第一接触器M/C_A未发生熔敷的情况下，控制部10将第三接触器S/C_B和第四接触器S/C_C设为断开，结束进行第二电压(400V)充电时的工作序列。

以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然不限定于这样的例子。本领域技术人员应当理解，在技术方案所记载的范围内，显然能够想到各种变更例或修正例，这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以将上述实施方式中的各构成要素任意地组合。

例如，在上述实施方式中，例示了控制部10在与充电设备之间进行CAN通信的情况，但通信方式不限于CAN通信，可以采用任意的通信方式。

本说明书中至少记载有以下事项。另外，在括号内，示出了在上述的实施方式中对应的构成要素等，但并不限定于此。

(1)一种蓄电系统，其具备：第一蓄电池(第一蓄电池2)，其具备第一蓄电部(第一蓄电部21)、第二蓄电部(第二蓄电部22)、以及能够切换第一电压状态与第二电压状态的第一开关部(第二接触器S/C A、第三接触器S/C B、第四接触器S/C C)，所述第一电压状态是所述第一蓄电部与所述第二蓄电部串联连接且能够以第一电压(800V)充电的状态，所述第二电压状态是所述第一蓄电部与所述第二蓄电部并联连接且能够以第二电压(400V)充电的状态；

三相马达(三相马达3)，其在中性点(中性点31)连接三相的线圈(线圈32U、32V、32W)，并由从所述第一蓄电池供给的电力进行驱动；

逆变器(逆变器5)，其连接在所述第一蓄电池与所述三相马达的电力传输路径(电力供给电路11P、11N)上；

直流供电电路(直流供电电路13P、13N)，其和位于所述逆变器与所述第一蓄电池的电力传输路径上的连接部(连接部111P、111N)连接；

分支电路(分支电路14)，其从正极侧的所述直流供电电路分支，并与所述中性点连接；

电容器(第一平滑电容器C1、第二平滑电容器C2)，其一端与将所述逆变器和所述第一蓄电池连接的负极侧电力供给电路(负极侧的电力供给电路11N)连接，另一端与将所述逆变器和所述第一蓄电池连接的正极侧电力供给电路(正极侧的电力供给电路11P)、或所述分支电路连接；

预充电电路(转换器电路15P、15N)，其位于所述逆变器与所述第一蓄电池的电力传输路径上，并连接在所述逆变器与所述直流供电电路的所述连接部之间；

转换器(DC-DC转换器6)，其与所述预充电电路连接；以及

第二蓄电池(第二蓄电池7)，其与所述转换器连接，且电压比所述第一电压和所述第二电压低。

根据(1)，无论是外部的充电设备以第一电压进行充电的系统，还是以第二电压进行充电的系统，都可以通过由第一开关部切换第一蓄电部与第二蓄电部的连接形态，根据充电设备的电压状态适当地进行充电。即，在充电时可以不通过变压器而进行充电，因此可以避免变压器引起的效率恶化，并且不需要充电用的变压器。

此外，与位于逆变器和蓄电池的电力传输路径上的连接部连接的正极侧的直流供电电路具有与三相马达的中性点连接的分支电路，因此可以使用三相马达和逆变器进行电压变换。由此，即使在充电设备的电压状态与辅助设备等的工作电压不同的情况下，也不需要专用的变压器，能够抑制制造成本。

而且，可以通过第二蓄电池的电力对电容器进行预充电。

(2)根据(1)所述的蓄电系统，其中，

所述转换器是双向转换器。

根据(2)，可以通过第二蓄电池的电力对电容器进行预充电，并且可以通过第一蓄电池的电力对第二蓄电池进行充电。

(3)根据(1)所述的蓄电系统，其中，

所述电容器包含：

第一电容器(第一平滑电容器C1)，其一端与所述负极侧电力供给电路连接，另一端与所述正极侧电力供给电路连接；以及

第二电容器(第二平滑电容器C2)，其一端与所述负极侧电力供给电路连接，另一端与所述分支电路连接。

根据(3)，无论是处于第一电压状态还是处于第二电压状态，都可以抑制浪涌电流。此外，无论是处于第一电压状态还是处于第二电压状态，都可以通过转换器由第二蓄电池的电力对电容器进行预充电。

(4)根据(1)所述的蓄电系统，其中，

所述蓄电系统具备控制所述第一开关部、所述逆变器和所述转换器的控制部(控制部10)，

所述控制部根据所述直流供电电路的充电电压来切换所述第一开关部，并且变更所述转换器的升压电压。

根据(4)，可以根据直流供电电路的充电电压通过转换器调整为适当的电压。

(5)根据(4)所述的蓄电系统，其中，

所述控制部进行如下控制：

在所述直流供电电路的所述充电电压为所述第一电压的情况下，将所述转换器的升压电压设为所述第一电压，通过所述预充电电路对所述电容器进行预充电后，控制所述第一开关部将所述第一蓄电池切换为所述第一电压状态，

在所述直流供电电路的所述充电电压为所述第二电压的情况下，将所述转换器的升压电压设为所述第二电压，通过所述预充电电路对所述电容器进行预充电后，控制所述第一开关部将所述第一蓄电池切换为所述第二电压状态。

根据(5)，可以根据直流供电电路的充电电压通过转换器调整为适当的电压，对电容器进行预充电。

(6)根据(1)所述的蓄电系统，其中，

所述分支电路经由第二开关部(第十接触器QC/C_C)而与所述中性点连接。

根据(6)，在不通过三相马达进行电压变换的情况下，即，不将三相马达的线圈用作变压器的情况下，可以切断向中性点的连接。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的蓄电系统，其中，

所述的蓄电系统具备：

辅助设备(辅助设备4)，其能够通过来自所述第二蓄电池和外部电源的直流电力进行驱动；以及

辅助设备驱动电路(辅助设备驱动电路12P、12N)，其连接在所述逆变器与所述连接部的电力传输路径上，并向所述辅助设备供给电力，

所述辅助设备在所述第一电压下运行。

根据(7)，在行驶时和以第一电压充电时不需要进行电压变换。

(8)根据(7)所述的蓄电系统，其中，

所述蓄电系统具备控制所述第一开关部、所述逆变器和所述转换器的控制部(控制部10)，

在所述直流供电电路的充电电压为第二电压的情况下，所述控制部在预充电之后，通过所述逆变器将从所述分支电路向所述三相马达供给的电压升压至所述第一电压。

根据(8)，可以使用三相马达和逆变器进行电压变换，因此不需要辅助设备用的变压器。

(9)根据(7)所述的蓄电系统，其中，

所述辅助设备经由第三开关部(第一实施方式的第七接触器VS/C、第二实施方式的第一接触器M/C A)而与所述第一蓄电池连接。

根据(9)，在通过三相马达进行电压变换的情况下，即，在将三相马达的线圈用作变压器的情况下，可以将处于第一电压的部分与处于第二电压的部分通过第三开关部隔开。

Claims (9)

1.一种蓄电系统，其中，

所述蓄电系统具备：

第一蓄电池，其具备第一蓄电部、第二蓄电部、以及能够切换第一电压状态与第二电压状态的第一开关部，所述第一电压状态是所述第一蓄电部与所述第二蓄电部串联连接且能够以第一电压充电的状态，所述第二电压状态是所述第一蓄电部与所述第二蓄电部并联连接且能够以第二电压充电的状态；

三相马达，其在中性点连接三相的线圈，并由从所述第一蓄电池供给的电力进行驱动；

逆变器，其连接在所述第一蓄电池与所述三相马达的电力传输路径上；

直流供电电路，其和位于所述逆变器与所述第一蓄电池的电力传输路径上的连接部连接；

分支电路，其从正极侧的所述直流供电电路分支，并与所述中性点连接；

电容器，其一端与将所述逆变器和所述第一蓄电池连接的负极侧电力供给电路连接，另一端与将所述逆变器和所述第一蓄电池连接的正极侧电力供给电路、或所述分支电路连接；

预充电电路，其位于所述逆变器与所述第一蓄电池的电力传输路径上，并连接在所述逆变器与所述直流供电电路的所述连接部之间；

转换器，其与所述预充电电路连接；以及

第二蓄电池，其与所述转换器连接，且电压比所述第一电压和所述第二电压低。

2.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，

所述转换器是双向转换器。

3.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，

所述电容器包含：

第一电容器，其一端与所述负极侧电力供给电路连接，另一端与所述正极侧电力供给电路连接；以及

第二电容器，其一端与所述负极侧电力供给电路连接，另一端与所述分支电路连接。

4.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，

所述蓄电系统具备控制所述第一开关部、所述逆变器和所述转换器的控制部，

所述控制部根据所述直流供电电路的充电电压来切换所述第一开关部，并且变更所述转换器的升压电压。

5.根据权利要求4所述的蓄电系统，其中，

所述控制部进行如下控制：

在所述直流供电电路的所述充电电压为所述第一电压的情况下，将所述转换器的升压电压设为所述第一电压，通过所述预充电电路对所述电容器进行预充电后，控制所述第一开关部将所述第一蓄电池切换为所述第一电压状态，

在所述直流供电电路的所述充电电压为所述第二电压的情况下，将所述转换器的升压电压设为所述第二电压，通过所述预充电电路对所述电容器进行预充电后，控制所述第一开关部将所述第一蓄电池切换为所述第二电压状态。

6.根据权利要求1所述的蓄电系统，其中，

所述分支电路经由第二开关部而与所述中性点连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄电系统，其中，

所述蓄电系统具备：

辅助设备，其能够通过来自所述第二蓄电池和外部电源的直流电力进行驱动；以及

辅助设备驱动电路，其连接在所述逆变器与所述连接部的电力传输路径上，并向所述辅助设备供给电力，

所述辅助设备在所述第一电压下运行。

8.根据权利要求7所述的蓄电系统，其中，

所述蓄电系统具备控制所述第一开关部、所述逆变器和所述转换器的控制部，

在所述直流供电电路的充电电压为第二电压的情况下，所述控制部在预充电之后，通过所述逆变器将从所述分支电路向所述三相马达供给的电压升压至所述第一电压。

9.根据权利要求7所述的蓄电系统，其中，

所述辅助设备经由第三开关部而与所述第一蓄电池连接。