JP2021013241A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】充電経路が閾温度以上に発熱した場合に、充電経路のさらなる発熱を抑制しつつ、蓄電装置の充電に要する時間が長くなることを抑制することである。【解決手段】ＥＣＵは、第１温度センサの検出値が第１閾温度以上である場合には（Ｓ３０１においてＹＥＳ）、電流指令値を低下させてＤＣ充電スタンドから供給される電力の電圧を上昇させる（Ｓ３０７）。そして、ＥＣＵは、上昇させた電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを作動させて降圧し、蓄電装置を充電する（Ｓ３０９）。ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータの降圧比が使用範囲の上限に達した場合には、蓄電装置を第２状態（並列接続）にする（Ｓ３１７）。【選択図】図４

Description

本開示は、車両外部の電源から供給される電力を受けて車載の蓄電装置を充電できるように構成された車両に関する。

特開２０１９−４７６７７号公報（特許文献１）には、車両外部の電源（充電スタンド）から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電する直流充電が可能に構成された車両が開示されている。この車両は、蓄電装置に含まれる複数のバッテリの接続状態を切り替えることができる充電回路を備えている。車両は、充電スタンドの仕様（出力可能電圧）に応じて、充電回路を制御してバッテリの接続状態を切り替える。

特開２０１９−４７６７７号公報

近年、大容量化する車載の蓄電装置の充電に要する充電時間の増加を抑制あるいは短縮するために、充電スタンドから供給される直流電力（充電電力）の大電力化が進められている。充電電力の大電力化に伴なって、直流充電において、車両のインレットから蓄電装置までの経路（以下「充電経路」とも称する）に流れる電流も大きくなり得る。

充電経路に含まれる各構成（電力線や部品等）が直流充電における最大定格の電流に耐えうる仕様となっていても、各構成の劣化状態や充電時の外気温等の外部環境によっては、たとえば、充電経路の温度が各構成の仕様上の上限である上限温度を超過して発熱してしまう可能性がある。その対策として、たとえば、上限温度よりも低い温度に閾温度を設定し、充電経路の温度が閾温度を超えた場合に、発熱を抑制するために充電電力を抑制したり、充電を停止する措置をとることが考えられる。しかしながら、上記の対策では、充電時間が長くなってしまう可能性がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電経路が閾温度以上に発熱した場合に、充電経路のさらなる発熱を抑制しつつ、蓄電装置の充電に要する時間が長くなることを抑制することである。

この開示に係る車両は、車両外部の電源からインレットに供給される直流電力を受けて充電されるように構成された蓄電装置と、インレットと蓄電装置との間に設けられ、インレットに供給された直流電力の電圧を降圧可能に構成されたコンバータと、インレットを含む、インレットとコンバータとの間の経路の温度を検出する温度検出手段と、蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備える。蓄電装置は、複数の蓄電体と、複数の蓄電体を並列に接続する第１状態と、複数の蓄電体を直列に接続する第２状態とを切り替え可能に構成されたリレーとを含む。制御装置は、電源から所定の電力が供給されるように、電源に指令値を送信する。制御装置は、温度が閾温度以上である場合、指令値を変更することにより電源から供給される電力の電圧を上昇させるとともに、コンバータを作動させて上記上昇させた電圧を蓄電装置の電圧に応じた電圧に降圧し、コンバータの降圧比が閾値に達し、かつ、温度が閾温度以上である場合には、リレーを第１状態から第２状態に切り替える。

上記構成によれば、充電経路（インレットと蓄電装置との間の経路）のうちの、インレットとコンバータとの間の経路（以下「第１充電経路」とも称する）の温度が閾温度以上となると、車両は、電源（充電スタンド）から供給される所定の電力の電圧が上昇するように指令値を変更する。充電スタンドからは所定の電力が供給されるところ、所定の電力の電圧を上昇させることにより、第１充電経路に流れる電流が小さくなる。このとき、充電スタンドからインレットに印加される電圧は、蓄電装置の電圧に対して過度に大きくなっている可能性があるため、車両は、コンバータを作動させて上記上昇した電圧を蓄電装置の電圧に応じた適切な電圧に降圧する。第１充電経路に流れる電流を減少させることによって、閾温度以上に発熱した第１充電経路のさらなる発熱を抑制することができる。そのため、所定の電力（充電電力）を抑制したり、充電を停止することなく、充電を継続することができるので、充電時間が長くなることを抑制することができる。そして、上昇させた電圧をコンバータにより蓄電装置の電圧に応じた適切な電圧に降圧することにより、蓄電装置を適切に充電することができる。また、充電スタンドから供給される電力を概ね一定に保つことができるため、コンバータでの損失は生じるものの、充電電力を低下させる場合に比べて、充電時間を短くすることができる。

また、コンバータの降圧比が閾値に達した場合には、充電スタンドに対して、それ以上所定の電力の電圧を上昇させる指令を出力することは望ましくない。閾値は、たとえば、コンバータの仕様で定められる使用範囲に基づいて設定される値である。コンバータの降圧比が閾値に達した場合において、未だ第１充電経路の温度が閾温度以上である場合には、リレーを第１状態から第２状態に切り替えて、蓄電装置の蓄電体が直列に接続されるようにする。これによって、蓄電装置の電圧が上昇するので、コンバータの降圧比を使用範囲内にしつつも、さらに所定の電力の電圧を上昇させる指令を出力できるようになる。これによって、第１充電経路に流れる電流を小さくできるので、第１充電経路の温度上昇を抑制して、充電時間が長くなることを抑制することができる。

本開示によれば、充電経路が閾温度以上に発熱した場合に、充電経路のさらなる発熱を抑制しつつ、蓄電装置の充電に要する時間が長くなることを抑制することができる。

実施の形態１に係る車両および直流（ＤＣ）充電スタンドの構成例を示すブロック図である。 ＤＣ充電に関する処理の手順を示すフローチャートである。 マップの一例を説明するための図である。 ＥＣＵで実行される第１処理の手順を示すフローチャートである。 ＥＣＵで実行される第２処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る車両およびＤＣ充電スタンドの構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る車両のＥＣＵで実行される第１処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜全体構成＞
図１は、実施の形態１に係る車両１および直流（ＤＣ：Direct Current）充電スタンド２００の構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係る車両１は、電気自動車である。なお、車両１は、ＤＣ充電スタンド２００から供給される直流電力を受けて車載の蓄電装置を充電するＤＣ充電が可能であればよく、電気自動車に限られるものではない。車両１は、たとえばプラグインハイブリッド自動車または燃料電池自動車であってもよい。

ＤＣ充電スタンド２００は、充電ケーブル２１０を介して車両１に直流電力を供給するための充電設備である。ＤＣ充電が行なわれる際には、充電ケーブル２１０の先端に設けられた充電コネクタ２２０が車両１（後述のインレット５０）に接続される。

図１を参照して、車両１は、蓄電装置１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」とも称する）２０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する）３０と、モータジェネレータ３５と、駆動輪４０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。さらに、車両１は、ＤＣ充電を行なうための構成として、インレット５０と、充電リレー６０と、通信装置７０とを備える。

蓄電装置１０は、車両１の駆動電源（すなわち動力源）として車両１に搭載される。蓄電装置１０は、２個の組電池１１，１２と、切替リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３とを含む。組電池１１および組電池１２は、積層された複数の電池を含んで構成される。電池は、たとえば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有する電池であってもよいし、固体電解質を有する電池（全固体電池）であってもよい。

なお、実施の形態１においては、蓄電装置１０には２個の組電池１１，１２が含まれる例について説明するが、蓄電装置１０に含まれる組電池の数は２個に限られない。蓄電装置１０に含まれる組電池の数は３個以上であってもよい。また、組電池は、複数の電池が積層されていることに限られるものではなく、１個の電池から構成されてもよい。また、組電池１１，１２として、大容量のキャパシタも採用可能である。

切替リレーＲ１は、蓄電装置１０の正極端子と、組電池１１の正極端子との間に設けられている。切替リレーＲ２は、蓄電装置１０の負極端子と、組電池１２の負極端子との間に設けられている。切替リレーＲ３は、ノードＮ１とノードＮ２との間に設けられている。ノードＮ１は、切替リレーＲ１と組電池１１の正極端子との間に設けられている。ノードＮ２は、切替リレーＲ２と組電池１２の負極端子との間に設けられている。なお、切替リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、または、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）等のトランジスタや機械式リレー等が用いられる。

切替リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、それぞれが個別に開放／閉成状態を制御可能に構成されている。切替リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、閉成状態と開放状態とを切り替える。

蓄電装置１０は、切替リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ３の開放／閉成状態を制御することによって、２個の組電池１１，１２が並列に接続された第１状態と、２個の組電池１１，１２が直列に接続された第２状態とを切り替え可能に構成されている。

第１状態は、切替リレーＲ１，Ｒ２を閉成状態にし、かつ、切替リレーＲ３を開放状態にすることにより形成される。第２状態は、切替リレーＲ１，Ｒ２を開放状態にし、かつ、切替リレーＲ３を閉成状態にすることにより形成される。なお、蓄電装置１０は、第１状態がデフォルトの状態となっている。

ＳＭＲ２０は、蓄電装置１０と電力線ＰＬ，ＮＬとの間に電気的に接続される。ＳＭＲ２０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、閉成状態と開放状態とを切り替える。より詳細には、ＳＭＲ２０は、ＳＭＲ２１およびＳＭＲ２２を含む。ＳＭＲ２１の一端は蓄電装置１０の正極端子に電気的に接続され、他端は電力線ＰＬに電気的に接続される。ＳＭＲ２２の一端は蓄電装置１０の負極端子に電気的に接続され、他端は電力線ＮＬに電気的に接続される。

ＰＣＵ３０は、蓄電装置１０から電力を受けてモータジェネレータ３５を駆動するための電力変換装置を総括して示したものである。ＰＣＵ３０は、電力線ＰＬ，ＮＬに電気的に接続され、ＥＣＵ１００によって制御される。ＰＣＵ３０は、たとえばモータジェネレータ３５を駆動するためのインバータや、蓄電装置１０から出力される電力を昇圧してインバータへ供給するコンバータ等を含む。

モータジェネレータ３５は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ３５のロータは、動力伝達ギヤ（図示せず）を介して駆動輪４０に機械的に接続される。モータジェネレータ３５は、ＰＣＵ３０からの交流電力を受けることにより、車両１を走行させるための運動エネルギーを生成する。モータジェネレータ３５によって生成された運動エネルギーは、動力伝達ギヤに伝達される。一方で、車両１を減速させるときや、車両１を停止させるときには、モータジェネレータ３５は、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。モータジェネレータ３５で生成された交流電力は、ＰＣＵ３０によって直流電力に変換されて蓄電装置１０に供給される。これにより、回生電力を蓄電装置１０に蓄えることができる。このように、モータジェネレータ３５は、蓄電装置１０との間での電力の授受（すなわち、蓄電装置１０の充放電）を伴なって、車両１の駆動力または制動力を発生するように構成される。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、メモリ１００ｂおよび入出力バッファ（図示せず）を含み、センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

ＥＣＵ１００のメモリ１００ｂには、蓄電装置１０の充電時において、蓄電装置１０に印加可能な電圧の下限である充電下限電圧、および、蓄電装置１０に印加可能な電圧の上限である充電上限電圧等の蓄電装置１０に関する情報が予め記憶されている。充電下限電圧および充電上限電圧は、蓄電装置１０の仕様等によって定められる。

ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０のＳＯＣ（State Of Charge）を算出可能に構成される。ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。

インレット５０は、ＤＣ充電スタンド２００の充電ケーブル２１０の先端に設けられた充電コネクタ２２０が接続可能に構成される。充電ケーブル２１０には、電力線Ｌ１，Ｌ２および通信信号線Ｌ３が含まれる。インレット５０に充電コネクタ２２０が接続されると、車両１の電力線ＣＰＬ，ＣＮＬおよび通信信号線ＳＬが、充電ケーブル２１０の電力線Ｌ１，Ｌ２および通信信号線Ｌ３とそれぞれ接続される。

電力線ＣＰＬ，ＣＮＬは、インレット５０と充電リレー６０とを接続する。充電リレー６０は、蓄電装置１０とインレット５０との電気的な接続／遮断を行なうためのリレーである。充電リレー６０は、電力線ＰＬ，ＮＬと、インレット５０との間に電気的に接続される。充電リレー６０およびＳＭＲ２０がともに閉成状態となると、ＤＣ充電スタンド２００からの電力が蓄電装置１０へ供給され、蓄電装置１０が充電される（ＤＣ充電）。充電リレー６０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に従って、閉成状態と開放状態とを切り替える。

通信装置７０は、通信信号線ＳＬを介してＤＣ充電スタンド２００と通信可能に構成される。車両１とＤＣ充電スタンド２００との間における通信は、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルに従う通信（以下「ＣＡＮ通信」とも称する）で行なわれる。なお、車両１とＤＣ充電スタンド２００との間における通信は、ＣＡＮ通信に限定されるものではなく、たとえば、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）で行なうようにしてもよい。

＜ＤＣ充電＞
図２を参照しながらＤＣ充電の概要について説明する。図２は、ＤＣ充電に関する処理の手順を示すフローチャートである。図２のフローチャートに示される処理は、車両１のＥＣＵ１００およびＤＣ充電スタンド２００で実行される。このフローチャートの処理は、インレット５０に充電コネクタ２２０が接続された状態において、たとえばＤＣ充電スタンド２００に対して充電開始操作が行なわれることによって開始される。充電開始操作は、たとえばＤＣ充電スタンド２００に設けられた充電開始ボタン（図示せず）を押す操作である。図２に示すフローチャートの各ステップ（以下ステップを「Ｓ」と略す）は、ＥＣＵ１００およびＤＣ充電スタンド２００によるソフトウェア処理によって実現される場合について説明するが、その一部あるいは全部がＥＣＵ１００および／またはＤＣ充電スタンド２００内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

インレット５０に充電コネクタ２２０が接続された状態において、充電開始操作が行なわれると、ＤＣ充電スタンド２００は、充電開始信号を車両１に送信する（Ｓ１）。充電開始信号は、通信信号線Ｌ３，ＳＬを介してＤＣ充電スタンド２００から車両１に送信されてもよいし、別途設けられる信号線（図示せず）を介してＤＣ充電スタンド２００から車両１に送信されてもよい。

車両１のＥＣＵ１００は、充電開始信号を受信すると、充電開始操作がされたことを検出し、ＤＣ充電スタンド２００との間でＣＡＮ通信を開始する（Ｓ１０，Ｓ３）。

ＣＡＮ通信が開始されると、車両１とＤＣ充電スタンド２００との間で充電開始前の情報交換処理が実行される（Ｓ２０，Ｓ５）。具体的には、車両１のＥＣＵ１００は、充電下限電圧、充電上限電圧、現在の蓄電装置１０のＳＯＣおよび現在の蓄電装置１０の電圧等を含む電池情報をＤＣ充電スタンド２００に送信する。充電上限電圧および充電下限電圧としては、蓄電装置１０を第１状態（並列接続）にした場合のものと、蓄電装置１０を第２状態（直列接続）にした場合のものとの両方が含まれる。また、車両１のＥＣＵ１００は、電池情報に加えて、要求充電電力（所定の電力）をＤＣ充電スタンド２００に送信する。

電池情報および要求充電電力を受けて、ＤＣ充電スタンド２００は、電池情報および要求充電電力と自身の仕様とを比較し、車両１の蓄電装置１０を充電可能であるか、および、要求充電電力を出力可能であるかを確認した後（適合性を判定した後）に、ＤＣ充電スタンド２００の出力可能電圧範囲および出力可能電流範囲等を含むスタンド情報を車両１に送信する。上記において、ＤＣ充電スタンド２００は、蓄電装置１０の状態が第１状態および第２状態のいずれであっても充電可能であることを含めて確認する。

そして、情報交換処理の後、車両１およびＤＣ充電スタンド２００において所定の充電準備（たとえば絶縁診断等）が完了すると、ＤＣ充電が開始される（Ｓ３０，Ｓ７）。ＤＣ充電スタンド２００は、要求充電電力に応じた充電電力（所定の電力）を車両１に供給する。ＤＣ充電の実行中には、車両１のＥＣＵ１００は、通信装置７０を介してＤＣ充電スタンド２００に所定の間隔で電流指令値を送信する。ＤＣ充電スタンド２００は、車両１から受信した電流指令値に対応した電流を出力する。なお、車両１のＥＣＵ１００は、ＤＣ充電の実行中において、電流指令値に代えて、あるいは加えて、電圧指令値をＤＣ充電スタンド２００に送信してもよい。

車両１は、たとえば蓄電装置１０のＳＯＣが所定ＳＯＣに到達すると、ＤＣ充電が完了したと判断して、充電停止指令をＤＣ充電スタンド２００に送信する（Ｓ４０）。ＤＣ充電スタンド２００は、充電停止指令を受信すると、ＤＣ充電を終了する（Ｓ９）。なお、車両１は、予め充電時間が設定されている場合には、ＤＣ充電を開始してから当該時間が到来したことをもって充電停止指令を送信してもよい。

＜第１処理および第２処理＞
ここで、ＤＣ充電においては、ＤＣ充電スタンド２００から車両１に供給される充電電力（所定の電力）が比較的大きな電力であるため、車両１のインレット５０から蓄電装置１０までの経路（充電経路）には大きな電流が流れ得る。

充電経路に含まれる各構成（たとえば、インレット５０、充電リレー６０、ＳＭＲ２０および電力線ＰＬ，ＮＬ，ＣＰＬ，ＣＮＬ等）は、車両１が許容するＤＣ充電における最大定格の電流に耐えうる仕様となっているが、各構成の劣化状態や充電時の外気温等の外部環境によっては、たとえば、充電経路の温度が充電経路に含まれる各構成の仕様上の上限である上限温度を超過して発熱してしまう可能性がある。充電経路の温度が上限温度を超過しないようにするための対策として、たとえば、上限温度よりも低い温度に閾温度を設定し、充電経路の温度が閾温度を超えた場合に、それ以上の発熱を抑制するために充電電力抑制したり、充電を停止する措置をとることが考えられるが、当該対策では充電時間が長くなってしまう可能性がある。

そこで、実施の形態１に係る車両１は、充電経路にＤＣ／ＤＣコンバータ８０（図１参照）をさらに備える。車両１は、インレット５０とＤＣ／ＤＣコンバータ８０との間の充電経路（第１充電経路）、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０と蓄電装置１０との間の充電経路（以下「第２充電経路」とも称する）の温度をそれぞれ監視する。そして、第１充電経路または／および第２充電経路の温度が、それぞれに設定された閾温度を超えた場合に、第１充電経路または／および第２充電経路の温度上昇を抑制するための処理（第１処理，第２処理）を実行する。第１処理および第２処理について順次説明する。

＜＜第１処理＞＞
第１処理は、ＤＣ充電スタンド２００から供給される充電電力の電圧を増加させて、第１充電経路に流れる電流を減少させる処理である。第１処理は、第１充電経路の温度が第１閾温度を超えた場合に実行される。第１閾温度は、上限温度よりも低い温度であり、第１充電経路の温度が上限温度に達しないようにするために設定される閾値である。なお、第１充電経路の温度には、たとえば、第１充電経路に含まれる各構成のいずれかの温度を代表的に用いることができる。実施の形態１における第１充電経路の温度は、後述の第１温度センサ９０によって検出される温度である。

再び図１を参照して、第１処理を実行するための構成として、車両１は、上述のＤＣ／ＤＣコンバータ８０と、第１温度センサ９０とをさらに備える。

ＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、充電リレー６０と電力線ＰＬ，ＮＬとの間に電気的に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、ＤＣ充電スタンド２００から供給される直流電力を降圧して蓄電装置１０に出力する。

第１温度センサ９０は、第１充電経路の温度を検出し、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。具体的には、実施の形態１に係る第１温度センサ９０は、電力線ＣＰＬ，ＣＮＬの温度を検出するように構成される。すなわち、実施の形態１においては、電力線ＣＰＬ，ＣＮＬの温度が第１充電経路の温度として用いられる。なお、第１温度センサ９０は、電力線ＣＰＬ，ＣＮＬに代えて、あるいは加えて、充電リレー６０または／およびインレット５０の温度を検出するように構成されてもよい。

第１充電経路の温度が第１閾温度以上となった場合には、ＥＣＵ１００は、通信装置７０を介して、電流指令値を低下させる指令をＤＣ充電スタンド２００に出力する。ＤＣ充電スタンド２００は、所定の電力を車両１に供給するところ、電流指令値の低下に伴なって、車両１に供給する充電電力の電圧を上昇させるとともに、電流を減少させる。これによって、第１充電経路に流れる電流が減少する。

電流指令値を低下させたことによって、ＤＣ充電スタンド２００からインレット５０に印加される電圧は、蓄電装置１０の電圧に対して過度に大きくなっている可能性がある。そのため、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を作動させて上昇した電圧を蓄電装置１０の電圧に応じた適切な電圧に降圧する。

上記のように、ＤＣ充電スタンド２００から供給される充電電力の電圧を上昇させることにより、ＤＣ充電スタンド２００からの充電電力を概ね一定に保ったまま（すなわち充電電力を低下させることなく）、第１充電経路に流れる電流を減少させることができる。第１充電経路に流れる電流を減少させることによって、第１閾温度以上に発熱した第１充電経路のさらなる発熱を抑制することができる。第１充電経路のさらなる発熱を抑制することができれば、第１充電経路の温度が上限温度を超過することを抑制できるので、ＤＣ充電を停止したりする処理を実行しなくてもよい。ゆえに、充電時間が長くなることを抑制することができる。

そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を作動させて、上昇させた電圧を蓄電装置１０の電圧に応じた適切な電圧に降圧することにより、蓄電装置１０に過度に大きな電圧を印加することなく、蓄電装置１０を適切に充電することができる。また、ＤＣ充電スタンド２００から供給される充電電力を概ね一定に保つことができるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０での損失は生じるものの、充電電力を低下させる場合に比べても、充電時間が長くなることを抑制することができる。

第１充電経路の温度が第１閾温度以上となった場合に、電流指令値をどの程度低下させるかは、予め実験等によって定められたマップに基づいて決定される。図３は、マップの一例を説明するための図である。このマップは、ＥＣＵ１００のメモリ１００ｂに記憶されている。

図３を参照して、図３の横軸には第１温度センサ９０の検出値（第１充電経路の温度）が示され、縦軸には電流指令値が示されている。図３から認識し得るように、第１充電経路の温度が第１閾温度以上となると、温度の増加に伴って電流指令値の上限値が減少する。実施の形態１においては、基本的には、電流指令値として、電流指令値の上限値が出力されていることを想定する。すなわち、第１充電経路の温度が第１閾温度以上となった場合には、マップに従って電流指令値の上限値が低下することにより、電流指令値が低下する。当該マップは、図３に示されるように、第１充電経路の温度が第１閾温度以上となった場合に、温度の上昇に伴なって、順次上限値を減少させる。そのため、当該マップに従って電流指令値が制御されることにより、急峻な制限（上限値の低下）がかかることを抑制して、制御の安定化を図ることができる。なお、電流指令値として、電流指令値の上限値が出力されるわけではない場合も想定されるが、この場合には、図３に示すマップに代えて、第１閾温度以上の温度と、電流指令値との関係を示すマップを用いればよい。

電流指令値を低下させるに伴なって、ＤＣ充電スタンド２００から供給される充電電力の電圧が上昇するわけであるが、当該上昇した電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ８０で蓄電装置１０の電圧に応じた電圧に降圧するにあたり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比を考慮することが必要である。ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比には、使用範囲が定められている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比が使用範囲を超える場合には、適切な降圧ができない可能性がある。なお、使用範囲は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を構成するスイッチング素子の応答速度および／またはスイッチングによる損失等に基づいて決定される。

電流指令値を低下させるに伴なって（電圧が上昇するに伴なって）、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比が使用範囲の上限に近づくことになる。すなわち、充電電力の電圧が上昇するに伴なって、降圧比が大きくなり、降圧比の使用範囲の上限に近づく。

ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比が使用範囲の上限に到達した場合に、未だ第１充電経路の温度が第１温度以上である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比をさらに上昇させるのではなく、蓄電装置１０を第１状態から第２状態に切り替える。すなわち、組電池１１，１２の接続状態を並列接続から直列接続に切り替える。これによって、蓄電装置１０の電圧が上昇するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比を小さくすることができる。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比を使用範囲内にしつつも、さらに充電電力の電圧を上昇させる指令を出力できるようになる。これによって、第１充電経路に流れる電流を小さくできるので、第１充電経路の温度上昇を抑制して、充電時間が長くなることを抑制することができる。

＜＜第２処理＞＞
第２処理は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０から蓄電装置１０に供給される電力の電圧を増加させて、第２充電経路に流れる電流を減少させる処理である。第２処理は、第２充電経路の温度が第２閾温度を超えた場合に実行される。なお、第２充電経路の温度には、たとえば、第２充電経路に含まれる各構成のいずれかの温度を代表的に用いることができる。実施の形態１における第２充電経路の温度は、後述の第２温度センサ９５によって検出される温度である。第１閾温度と第２閾温度とは、同じ値にすることもできるし、異なる値にすることもできる。第１閾温度と第２閾温度とは、各構成の温度特性等に基づいて適切に設定することができる。

再び図１を参照して、第２処理を実行するための構成として、車両１は、第２温度センサ９５をさらに備える。

第２温度センサ９５は、第２充電経路の温度を検出し、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。具体的には、実施の形態１に係る第２温度センサ９５は、電力線ＰＬ，ＮＬの温度を検出するように構成される。すなわち、実施の形態１においては、電力線ＰＬ，ＮＬの温度が第２充電経路の温度として用いられる。なお、第２温度センサ９５は、電力線ＰＬ，ＮＬに代えて、あるいは加えて、ＳＭＲ２０の温度を検出するように構成されてもよい。

第２充電経路の温度が第２温度以上となった場合には、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０を第１状態から第２状態に切り替える。これによって、蓄電装置１０の電圧が上昇するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０から蓄電装置１０に供給される電力の電圧を上昇させることができる。ゆえに、第２充電経路に流れる電流を小さくすることができる。第２充電経路に流れる電流を小さくすることによって、第２閾温度以上に発熱した第２充電経路のさらなる発熱を抑制することができる。第２充電経路のさらなる発熱を抑制することができれば、第２充電経路が上限温度を超過することを抑制できるので、ＤＣ充電を停止したりする処理を実行しなくてもよい。ゆえに、充電時間が長くなることを抑制することができる。

＜ＥＣＵで実行される処理：第１処理＞
図４は、ＥＣＵ１００で実行される第１処理の手順を示すフローチャートである。図４および後述の図５のフローチャートの処理は、ＤＣ充電中（たとえばＤＣ充電開始とともに）にＥＣＵ１００により実行される。

ＥＣＵ１００は、第１温度センサ９０によって検出された第１充電経路の温度を監視する（Ｓ３０１）。第１充電経路の温度が第１閾温度未満である場合には（Ｓ３０１においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を停止させて（Ｓ３０３）、ＤＣ充電を継続する。第１充電経路の温度が第１閾温度未満であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を作動させる必要がないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を停止させて、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０が作動することによる損失を低減させる。

第１充電経路の温度が第１閾温度以上となった場合（Ｓ３０１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、メモリ１００ｂからマップを読み出す（Ｓ３０５）。そして、ＥＣＵ１００は、第１充電経路の温度をマップに照合させて電流指令値を決定し、決定した電流指令値をＤＣ充電スタンド２００に送信する（Ｓ３０７）。電流指令値を受けたＤＣ充電スタンド２００は、電流指令値に基づいて、車両１に供給する充電電力の電圧および電流を制御する。

ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を作動させて、ＤＣ充電スタンド２００から供給された充電電力の電圧を蓄電装置１０の電圧に応じた適切な電圧に降圧する（Ｓ３０９）。

次いで、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０９におけるＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比が使用範囲の上限に達したか否かを判定する（Ｓ３１１）。ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比が使用範囲の上限に達していない場合には（Ｓ３１１においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をリターンに移す。

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比が使用範囲の上限に達した場合には（Ｓ３１１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０が第１状態であるか否かを判定する（Ｓ３１３）。すなわち、ＥＣＵ１００は、組電池１１，１２が並列接続されているか否かを判定する。

蓄電装置１０が第１状態である場合には（Ｓ３１３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電スタンド２００に充電停止指令を送信する（Ｓ３１５）。ＤＣ充電スタンド２００は、車両１から充電停止指令を受信すると、車両１への電力の供給を停止する。

ＤＣ充電スタンド２００からの電力の供給が停止すると、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０を第１状態から第２状態に切り替える（Ｓ３１７）。すなわち、ＥＣＵ１００は、組電池１１，１２を並列接続から直列接続に切り替える。

ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０を第２状態に切り替えると、ＤＣ充電スタンド２００に充電再開指令を送信する（Ｓ３１９）。ＤＣ充電スタンド２００は、車両１から充電再開指令を受信すると、車両１への電力の供給を再開する。ＤＣ充電スタンド２００は、充電再開指令とともに、あるいは充電再開指令の後に車両１から送られてくる電流指令値に基づいて、車両１に電力を供給する。

Ｓ３１３において、蓄電装置１０が第１状態でない場合には（Ｓ３１３においてＮＯ）、すなわち、すでに組電池１１，１２が直列接続されている場合には、これ以上ＤＣ充電スタンド２００からの充電電力の電圧を上昇させることは望ましくない。そのため、ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電スタンド２００に充電停止指令を送信し、ＤＣ充電を停止させる（Ｓ３２１）。これによって、第１充電経路の温度が上限温度を超えてしまうことを抑制する。なお、Ｓ３２１において、ＤＣ充電を停止させるのではなく、充電電力を低下させることも可能である。充電電力を低下させる場合には、現在の蓄電装置１０の電圧と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比の上限とに基づいて定まる、インレット５０への最大入力電圧を維持しながら、電流指令値を低下させる。上記の最大入力電圧は、より詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の降圧比を上限にしたときに、現在の蓄電装置１０の電圧に応じた電圧に降圧可能な電圧である。

＜ＥＣＵで実行される処理：第２処理＞
図５は、ＥＣＵ１００で実行される第２処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、第２温度センサ９５によって検出された第２充電経路の温度を監視する（Ｓ３５１）。第２充電経路の温度が第２閾温度未満である場合には（Ｓ３５１においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をリターンに移す。

第２充電経路の温度が第２閾温度以上である場合には（Ｓ３５１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０が第１状態であるか否かを判定する（Ｓ３５３）。

蓄電装置１０が第１状態である場合には（Ｓ３５３においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電スタンド２００に充電停止指令を送信する（Ｓ３５５）。ＤＣ充電スタンド２００は、車両１から充電停止指令を受信すると、車両１への電力の供給を停止する。

ＤＣ充電スタンド２００からの電力の供給が停止すると、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０を第１状態から第２状態に切り替える（Ｓ３５７）。

ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０を第２状態に切り替えると、ＤＣ充電スタンド２００に充電再開指令を送信する（Ｓ３５９）。ＤＣ充電スタンド２００は、車両１から充電再開指令を受信すると、車両１への電力の供給を開始する。ＤＣ充電スタンド２００は、充電再開指令とともに、あるいは充電再開指令の後に車両１から送られてくる電流指令値に基づいて、車両１に電力を供給する。

蓄電装置１０を第２状態にすることによって、蓄電装置１０の電圧が上昇するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０から蓄電装置１０に供給される電力の電圧を上昇させることができる。そのため、第２充電経路に流れる電流を小さくすることができる。第２充電経路に流れる電流を小さくすることによって、第２閾温度以上に発熱した第２充電経路のさらなる発熱を抑制することができる。

Ｓ３５３において、蓄電装置１０が第１状態でない場合には（Ｓ３５３においてＮＯ）、すなわち、すでに組電池１１，１２が直列接続されている場合には、ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電スタンド２００に充電停止指令を送信し、ＤＣ充電を停止させる（Ｓ３６１）。これによって、第２充電経路の温度が上限温度を超えてしまうことを抑制する。

以上のように、実施の形態１においては、充電経路にＤＣ／ＤＣコンバータ８０を設ける。そして、第１充電経路の温度および第２充電経路の温度を監視する。第１充電経路の温度が第１閾温度を超えた場合に第１処理を実行する。第２充電経路の温度が第２閾温度を超えた場合に第２処理を実行する。

第１処理および第２処理が実行されることによって、充電電力を概ね一定に保ったまま、第１充電経路および第２充電経路（すなわち充電経路）の温度が上限温度を超過することを抑制することができる。そのため、充電経路の発熱を抑制するために、充電電力を低下させたり、ＤＣ充電を停止させたりするような処理を実行しなくてもよいので、充電時間が長くなることを抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の作動を要しない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を停止させた。実施の形態２では、充電経路において、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を迂回する手段を設ける例について説明する。

図６は、実施の形態２に係る車両１ＡおよびＤＣ充電スタンド２００の構成例を示すブロック図である。車両１Ａは、実施の形態１に係る車両１に比べてリレー１５０をさらに備える。その他の構成については、車両１と同様であるため、ここでは繰り返し説明しない。

リレー１５０は、充電リレー６０とＤＣ／ＤＣコンバータ８０との間に電気的に接続される。リレー１５０は、いわゆるトランスファ接点リレーであり、３つの接点ａ，ｂ，ｃを含む。リレー１５０は、接点ａと接点ｂとが接続された第１接続状態、および、接点ａと接点ｃとが接続された第２接続状態を切り替え可能に構成される。接点ａは、充電リレー６０と電気的に接続されている。接点ｂは、電力線ＰＬ，ＮＬに電気的に接続されている。接点ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０と電気的に接続されている。

リレー１５０を第１接続状態にすることにより、ＤＣ充電において、ＤＣ充電スタンド２００からインレット５０に供給された充電電力をＤＣ／ＤＣコンバータ８０を迂回して蓄電装置１０に供給するようにすることができる。

一方、リレー１５０を第２接続状態にすることにより、ＤＣ充電において、ＤＣ充電スタンド２００からインレット５０に供給された充電電力をＤＣ／ＤＣコンバータ８０を経由して蓄電装置１０に供給するようにすることができる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ８０の作動を要しない場合には、リレー１５０を第１接続状態にしてＤＣ／ＤＣコンバータ８０を迂回することによって、ＤＣ充電における、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を経由することによる損失を低減させることができる。

図７は、実施の形態２に係る車両１のＥＣＵ１００で実行される第１処理の手順を示すフローチャートである。図７のフローチャートの処理は、図４のフローチャートの処理に対して、Ｓ３０３をＳ３８１に変更し、Ｓ３８２を追加したものである。その他の処理については、図４のフローチャートの処理と同様であるため、同一の番号を付し、その説明は繰り返さない。

第１充電経路の温度が第１閾温度未満である場合には（Ｓ３０１においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、リレー１５０を第１接続状態にしてＤＣ／ＤＣコンバータ８０を迂回させる（Ｓ３８１）。第１充電経路の温度が第１閾温度未満であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を作動させる必要がないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を迂回させて、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を経由することによる損失を低減させる。

第１充電経路の温度が第１閾温度以上となった場合（Ｓ３０１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、リレー１５０を第２接続状態にしてＤＣ／ＤＣコンバータ８０を経由させる（Ｓ３８１）。そして、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０５以降の処理を実行する。

以上のように、実施の形態２に係る車両１Ａにおいても、実施の形態１と同様に、第１充電経路の温度が第１閾温度以上に発熱した場合に、第１処理を実行して第１充電経路のさらなる発熱を抑制することができる。そのため、充電電力を抑制したり、ＤＣ充電を停止させたりしなくてもよいので、蓄電装置１０の充電に要する時間が長くなることを抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ 車両、１０ 蓄電装置、１１，１２ 組電池、２０，２１，２２ ＳＭＲ、３０ ＰＣＵ、３５ モータジェネレータ、４０ 駆動輪、５０ インレット、６０ 充電リレー、７０ 通信装置、８０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、９０ 第１温度センサ、９５ 第２温度センサ、１００ ＥＣＵ、１００ａ ＣＰＵ、１００ｂ メモリ、１５０ リレー、２００ ＤＣ充電スタンド、２１０ 充電ケーブル、２２０ 充電コネクタ、ＣＬ，Ｌ３，ＳＬ 通信信号線、ＣＮＬ，ＣＰＬ，Ｌ１，Ｌ２，ＮＬ，ＰＬ 電力線、Ｎ１，Ｎ２ ノード、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 切替リレー。

Claims (1)

1. 車両外部の電源からインレットに供給される直流電力を受けて充電されるように構成された蓄電装置と、
   前記インレットと前記蓄電装置との間に設けられ、前記インレットに供給された直流電力の電圧を降圧可能に構成されたコンバータと、
   前記インレットを含む、前記インレットと前記コンバータとの間の経路の温度を検出する温度検出手段と、
   前記蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備え、
   前記蓄電装置は、
   複数の蓄電体と、
   前記複数の蓄電体を並列に接続する第１状態と、前記複数の蓄電体を直列に接続する第２状態とを切り替え可能に構成されたリレーとを含み、
   前記制御装置は、前記電源から所定の電力が供給されるように、前記電源に指令値を送信し、
   前記制御装置は、
   前記温度が閾温度以上である場合、前記指令値を変更することにより前記電源から供給される前記所定の電力の電圧を上昇させるとともに、前記コンバータを作動させて前記上昇させた電圧を前記蓄電装置の電圧に応じた電圧に降圧し、
   前記コンバータの降圧比が閾値に達し、かつ、前記温度が前記閾温度以上である場合には、前記リレーを前記第１状態から前記第２状態に切り替える、車両。