JP5348312B2 - 車両 - Google Patents

車両 Download PDF

Info

Publication number
JP5348312B2
JP5348312B2 JP2012501600A JP2012501600A JP5348312B2 JP 5348312 B2 JP5348312 B2 JP 5348312B2 JP 2012501600 A JP2012501600 A JP 2012501600A JP 2012501600 A JP2012501600 A JP 2012501600A JP 5348312 B2 JP5348312 B2 JP 5348312B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
relay
charging
storage device
power storage
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012501600A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011104872A1 (ja
Inventor
義信 杉山
ワンリン アン
憲治 板垣
義和 片岡
直美 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of JPWO2011104872A1 publication Critical patent/JPWO2011104872A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5348312B2 publication Critical patent/JP5348312B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/19—Switching between serial connection and parallel connection of battery modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/14—Synchronous machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

この発明は、外部電源で内部の蓄電装置を充電可能な車両に関する。
特開平１０−１６４７０９号公報（特許文献１）には、バッテリの電力を変換して車両駆動用のモータに供給するインバータの入力線間に設けられたコンデンサを備えた車両において、平滑コンデンサの電荷を放電させるための放電リレーおよび放電抵抗を直流入力線間に設け、放電リレーをオンすることによって平滑コンデンサの電荷を放電抵抗で消費する技術が開示されている。
特開平１０−１６４７０９号公報 特開２００９−１０６０５４号公報 特開２００６−２２４７７２号公報
近年、外部電源の電力で車両内部のバッテリを充電する、いわゆるプラグイン車両の開発が進んでいる。プラグイン車両には、外部電源の交流電力をバッテリに充電可能な直流電力に変換する充電装置が備えられる。この充電装置の出力側には、一般的に、コンデンサが設けられている。外部電源からバッテリへの充電時には、充電装置のコンデンサに電荷が貯まる。したがって、充電が完了した時点で、充電装置のコンデンサには電荷が残った状態となる。この充電装置のコンデンサに残った電荷を放電させるために、新たな放電リレーや放電抵抗を設けるとコストアップに繋がる。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部電源で内部の蓄電装置を充電可能な車両において、追加部品を設けることなく、充電装置のコンデンサの電荷を放電することである。
この発明に係る車両は、外部電源との接続が可能である。この車両は、電力を消費する負荷と、第１リレーと、第２リレーと、第１リレーを介して負荷に接続され、分割して配置された複数の電池モジュールが第２リレーを介して直列に接続されて構成される第１蓄電装置と、負荷とは並列に第１蓄電装置に接続されるとともに第１リレーを介して負荷に接続されるコンデンサを含み、外部電源から供給される電力を第１蓄電装置に充電可能な電力に変換する充電装置と、少なくとも第１リレーおよび第２リレーを制御する制御装置とを備える。制御装置は、外部電源から第１蓄電装置への充電が完了した場合、第２リレーをオフすることで充電装置から第１蓄電装置への第１充電経路を遮断するとともに第１リレーをオンすることで充電装置から負荷への放電経路を確保することによって、コンデンサに残った電荷を負荷を通じて放電させる。
好ましくは、制御装置は、充電を行なう場合、第１リレーをオフすることで放電経路を遮断するとともに、第２リレーをオンすることで第１充電経路を確保する。
好ましくは、車両は、第３リレーをさらに備える。コンデンサは、第３リレーを介して第１蓄電装置に接続されるとともに第１リレーおよび第３リレーを介して負荷に接続される。制御装置は、充電を行なう場合、第１リレーをオフすることで放電経路を遮断するとともに、第２リレーおよび第３リレーをオンすることで第１充電経路を確保し、充電が完了した場合、第２リレーをオフすることで第１充電経路を遮断するとともに、第１リレーおよび第３リレーをオンすることで放電経路を確保する。
好ましくは、車両は、第４リレーと、第５リレーと、第４リレーを介して負荷に第１蓄電装置とは並列に接続されるとともに、第１リレー、第３リレーおよび第４リレーを介してコンデンサに接続され、かつ第５リレーを介してコンデンサに接続される第２蓄電装置とをさらに備える。制御装置は、充電を行なう場合、第１リレーおよび第４リレーをオフすることで放電経路を遮断するとともに、第２リレー、第３リレーおよび第５リレーをオンすることで第１充電経路および充電装置から第２蓄電装置への第２充電経路を確保し、充電が完了した場合、第２リレー、第４リレーおよび第５リレーをオフすることで第１充電経路および第２充電経路を遮断するとともに、第１リレーおよび第３リレーをオンすることで放電経路を確保する。
好ましくは、負荷は、第１蓄電装置の電力を車両の駆動力を発生する電動機を駆動するための電力に変換するための電力制御装置である。
本発明によれば、外部電源で内部の蓄電装置を充電可能な車両において、追加部品を設けることなく、充電装置のコンデンサの電荷を放電することができる。
この発明の実施例に従う車両の全体ブロック図である。 蓄電装置および充電器の詳細な構成図である。 ＥＣＵが充電モード時に行なう制御処理手順を示すフローチャートである。 充電器のコンデンサに残った電荷の放電経路を示す図（その１）である。 充電器のコンデンサに残った電荷の放電経路を示す図（その２）である。 充電器のコンデンサに残った電荷の放電経路を示す図（その３）である。
以下、本発明の実施例について、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返さない。
図１は、この発明の実施例に従う車両１の全体ブロック図である。図１を参照して、この車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０と、蓄電装置７０と、駆動輪８０とを備える。また、車両１は、充電ポート１１０と、充電器１２０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１５０とをさらに備える。
エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０に連結される。そして、この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機５０を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第１ＭＧ２０によって発電された電力は、ＰＣＵ６０により交流から直流に変換され、蓄電装置７０に蓄えられる。
第２ＭＧ３０は、蓄電装置７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は、減速機５０を介して駆動輪８０に伝達される。なお、図１では、駆動輪８０は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第２ＭＧ３０によって後輪を駆動してもよい。
なお、車両の制動時等には、減速機５０を介して駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。そして、第２ＭＧ３０により発電された電力は、蓄電装置７０に蓄えられる。
動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５０に連結される。
ＰＣＵ６０は、蓄電装置７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ１５０からの制御信号に基づいて制御されるコンバータおよびインバータを含む。コンバータは、蓄電装置７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、蓄電装置７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧して蓄電装置７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が発電した電力で蓄電装置７０が充電される。
なお、ＰＣＵ６０は、充電器１２０のコンデンサ１２２の放電回路としても機能する。この点については後に詳述する。
蓄電装置７０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が発電した電力で充電される他、後述のように、外部電源２１０から供給される電力でも充電される。なお、蓄電装置７０として、大容量のキャパシタも採用可能である。
充電ポート１１０は、外部電源２１０から受電するための電力インターフェースである。外部電源２１０から蓄電装置７０への充電時、充電ポート１１０には、外部電源２１０から車両へ電力を供給するための充電ケーブルのコネクタ２００が接続される。
充電器１２０は、充電ポート１１０および蓄電装置７０に電気的に接続される。そして、充電器１２０は、外部電源２１０から蓄電装置７０への充電が行なわれる充電モード時、ＥＣＵ１５０からの制御信号に基づいて、外部電源２１０から供給される電力を蓄電装置７０の電圧レベルに電圧変換し、蓄電装置７０を充電する。
ＥＣＵ１５０は、ＰＣＵ６０および充電器１２０を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をＰＣＵ６０および充電器１２０へ出力する。
図２は、図１に示した蓄電装置７０および充電器１２０の詳細な構成図である。
本実施例では、蓄電装置７０は、第１蓄電装置７１と、第２蓄電装置７２とを含む。第１蓄電装置７１および第２蓄電装置７２は、互いに並列にＰＣＵ６０に接続される。第１蓄電装置７１および第２蓄電装置７２は、いずれも複数の電池セルを直列に接続した組電池である。
第１蓄電装置７１は、第１モジュール７１Ａと第２モジュール７１Ｂとに分割されて配置される。第１モジュール７１Ａと第２モジュール７１Ｂとは、システムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢを介して直列に接続される。より具体的には、第１モジュール７１Ａの負極と第２モジュール７１Ｂの正極とがシステムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢを介して接続される。
第１蓄電装置７１は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を介してＰＣＵ６０に接続される。より具体的には、第１蓄電装置７１の正極（第１モジュール７１Ａの正極）がシステムメインリレーＳＭＲ１を介してＰＣＵ６０から延びる電力線ＰＬに接続される。第１蓄電装置７１の負極（第２モジュール７１Ｂの負極）がシステムメインリレーＳＭＲ２を介してＰＣＵ６０から延びる接地線ＧＬに接続される。
第２蓄電装置７２は、システムメインリレーＳＭＲ３，ＳＭＲ４を介してＰＣＵ６０に第１蓄電装置７１とは並列に接続されている。より具体的には、第２蓄電装置７２の正極がシステムメインリレーＳＭＲ３を介して電力線ＰＬに接続される。第２蓄電装置７２の負極がシステムメインリレーＳＭＲ４を介して接地線ＧＬに接続される。
充電器１２０は、電力変換部１２１と、コンデンサ１２２と、電圧センサ１２３とを含む。
電力変換部１２１は、ＥＣＵ１５０からの制御信号に基づいて、外部電源２１０から充電ポート１１０を経由して入力される交流電力を蓄電装置７０に充電可能な直流電力に変換して蓄電装置７０に出力する。
コンデンサ１２２は、充電器１２０の出力側に設けられる。より具体的には、コンデンサ１２２の正極は、電力変換部１２１と蓄電装置７０とを接続する電力線に接続される。コンデンサ１２２の負極は、電力変換部１２１と蓄電装置７０とを接続する接地線に接続される。コンデンサ１２２が電荷を蓄えたり放出したりすることによって、電力変換部１２１から蓄電装置７０に出力される電力が平滑化される。電圧センサ１２３は、コンデンサ１２２の端子間電圧Ｖｃを検出し、検出結果をＥＣＵ１５０に出力する。
充電器１２０のコンデンサ１２２は、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ２を介して第１蓄電装置７１に接続されるとともに、充電用リレーＣＲ３，ＣＲ４を介して第２蓄電装置７２に接続される。より具体的には、コンデンサ１２２の正極が充電用リレーＣＲ１を介して第１蓄電装置７１の正極（第１モジュール７１Ａの正極）とシステムメインリレーＳＭＲ１との間の点Ｐ１に接続される。コンデンサ１２２の負極が充電用リレーＣＲ２を介して第１蓄電装置７１の負極（第２モジュール７１Ｂの負極）とシステムメインリレーＳＭＲ２との間の点Ｇ１に接続される。また、コンデンサ１２２の正極が充電用リレーＣＲ３を介して第２蓄電装置７２の正極とシステムメインリレーＳＭＲ３との間の点Ｐ２に接続される。コンデンサ１２２の負極が充電用リレーＣＲ４を介して第２蓄電装置７２の負極とシステムメインリレーＳＭＲ４との間の点Ｇ２に接続される。したがって、コンデンサ１２２は、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ２およびシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を介してＰＣＵ６０に接続されるとともに、充電用リレーＣＲ３，ＣＲ４およびシステムメインリレーＳＭＲ３，ＳＭＲ４を介してＰＣＵ６０に接続される。
システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ４，ＳＭＲＡ，ＳＭＲＢ、充電用リレーＣＲ１〜ＣＲ４の各リレーのオンオフは、それぞれＥＣＵ１５０からの制御信号Ｓ１〜Ｓ４，ＳＡ，ＳＢ，Ｃ１〜Ｃ４によって制御される。
図３は、上述のＥＣＵ１５０が充電モード時に行なう制御処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえばユーザがコネクタ２００を充電ポート１１０に接続した場合に開始される。この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、基本的にはＥＣＵ１５０によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ１５０に設けられた電子回路等によるハードウェア処理によって実現されてもよい。
Ｓ１０にて、ＥＣＵ１５０は、充電用リレーＣＲ１〜ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢをオンするとともに、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ４をオフする。
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１５０は、外部電源２１０の電力を用いて蓄電装置７０を充電する。すなわち、ＥＣＵ１５０は、外部電源２１０から充電ポート１１０を経由して入力される交流電力を蓄電装置７０に充電可能な直流電力に変換して蓄電装置７０に出力するように、充電器１２０を制御する。
Ｓ３０にて、ＥＣＵ１５０は、外部電源２１０から蓄電装置７０への充電が完了したか否かを判断する。この判断は、たとえば第１蓄電装置７１および第２蓄電装置７２に蓄えられた電力量が目標値に達したか否かに基づいて行なわれる。
充電が完了していないと（Ｓ３０にてＮＯ）、処理はＳ１０に戻され、Ｓ１０およびＳ２０の処理が繰り返し実行される。
一方、充電が完了すると（Ｓ３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、Ｓ４０にて、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ２、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンするとともに、システムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢ、充電用リレーＣＲ３，ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲ３，ＳＭＲ４をオフする。
Ｓ５０にて、ＥＣＵ１５０は、コンデンサ１２２の端子間電圧Ｖｃが所定値Ｖ０よりも小さいか否かを判断する。コンデンサ１２２の端子間電圧Ｖｃが所定値Ｖ０よりも大きい場合（Ｓ５０にてＮＯ）、処理はＳ４０に戻される。コンデンサ１２２の端子間電圧Ｖｃが所定値Ｖ０よりも小さい場合（Ｓ４０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１５０は、充電モードを終了させる。なお、充電モードの終了後においては、各リレーはオフされる。その後、ユーザが車両１を走行させるために図示しないスタートスイッチを操作すると、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ４，ＳＭＲＡ，ＳＭＲＢがオンされ、蓄電装置７０とＰＣＵ６０とが接続される。
以上のような構造およびフローチャートに基づく各リレーの動作について説明する。充電モードにおいて、外部電源２１０から蓄電装置７０への充電が完了するまでは、充電用リレーＣＲ１〜ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢはオンされる（Ｓ１０）。これにより、蓄電装置７０と充電器１２０とが接続され、外部電源２１０から蓄電装置７０への充電経路（外部電源２１０から第１蓄電装置７１への充電経路および外部電源２１０から第２蓄電装置７２への充電経路）が確保される。この際、システムメインリレーＳＭＲ１〜ＳＭＲ４はオフされて蓄電装置７０とＰＣＵ６０との接続および充電器１２０とＰＣＵ６０との接続が遮断される。そのため、蓄電装置７０および充電器１２０からＰＣＵ６０への放電経路は遮断される。
ところで、充電中は、充電器１２０の出力側に設けられたコンデンサ１２２にも電荷が蓄えられる。したがって、充電が完了した時点で即座に充電用リレーＣＲ１〜ＣＲ４をオフすると、コンデンサ１２２に電荷が残ってしまう。
そこで、本実施例では、充電が完了した場合、即座に充電用リレーＣＲ１〜ＣＲ４をオフするのではなく、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ２、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンすることで、充電器１２０とＰＣＵ６０とを接続させる。これにより、充電器１２０のコンデンサ１２２からＰＣＵ６０への放電経路が確保される。
図４に、充電器１２０のコンデンサ１２２からＰＣＵ６０への放電経路を示す。図４に示すように、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ２、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンすることでコンデンサ１２２とＰＣＵ６０とが接続されるので、充電完了時にコンデンサ１２２に残った電荷がＰＣＵ６０を通じて放電されることになる。このように、ＰＣＵ６０がコンデンサ１２２の放電回路として機能するため、新たに専用の放電回路を設けることなくコンデンサ１２２に残った電荷を放電することができる。
この際、システムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢはオフされて第１蓄電装置７１の内部の通電経路が遮断される。これにより、コンデンサ１２２から第１蓄電装置７１への充電経路が遮断されることになる。また、充電用リレーＣＲ３，ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲ３，ＳＭＲ４はオフされてコンデンサ１２２から第２蓄電装置７２への充電経路も遮断される。そのため、充電完了後にコンデンサ１２２に残った電荷が第１蓄電装置７１および第２蓄電装置７２に充電されて過充電となることを防止することができる。
以上のように、本実施例に従う車両１は、外部電源２１０から蓄電装置７０への充電が完了した場合に、各リレーを制御することによって、充電器１２０から蓄電装置７０への充電経路を遮断するとともに充電器１２０からＰＣＵ６０への放電経路を確保する。これにより、充電器１２０の出力側に設けられたコンデンサ１２２に充電完了時に残った電荷を、充電完了後に、蓄電装置７０に供給することなくＰＣＵ６０を通じて放電させることができる。そのため、蓄電装置７０の過充電を防止しつつ、かつ新たに専用の放電回路を設けることなく、コンデンサ１２２に残った電荷を放電させることができる。
なお、本実施例は、たとえば以下のように変更することもできる。
本実施例では、第１蓄電装置７１および第２蓄電装置７２を備える車両１に本発明を適用したが、第１蓄電装置７１のみを備える車両に本発明を適用してもよい。
本実施例では、コンデンサ１２２に残った電荷をＰＣＵ６０を通じて放電させたが、既存の他の機器を通じて放電させてもよい。
本実施例では、図３のＳ４０の処理において、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ２、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオンし、システムメインリレーＳＭＲＡ，ＳＭＲＢ、充電用リレーＣＲ３，ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲ３，ＳＭＲ４をオフした。しかしながら、図３のＳ４０の処理における各リレーのオンオフの組合せは、充電器１２０から蓄電装置７０への充電経路を遮断するとともに充電器１２０からＰＣＵ６０への放電経路を確保することが可能な組合せであればよい。そのため、各リレーのオンオフの組合せをたとえば以下のように変更することができる。
図３のＳ４０の処理において、図５に示すように、充電用リレーＣＲ２，ＣＲ３、システムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３をオンし、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ４，ＳＭＲＡ，ＳＭＲＢをオフする。このような組合せによっても、蓄電装置７０の過充電を防止しつつ、コンデンサ１２２に残った電荷をＰＣＵ６０を通じて放電させることができる。
図３のＳ４０の処理において、図６に示すように、充電用リレーＣＲ１，ＣＲ４、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ４をオンし、充電用リレーＣＲ２，ＣＲ３、システムメインリレーＳＭＲ２，ＳＭＲ３，ＳＭＲＡ，ＳＭＲＢをオフする。このような組合せによっても、蓄電装置７０の過充電を防止しつつ、コンデンサ１２２に残った電荷をＰＣＵ６０を通じて放電させることができる。
今回開示された実施例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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、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 車両、１０ エンジン、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、６０ ＰＣＵ、７０ 蓄電装置、７１ 第１蓄電装置、７１Ａ 第１モジュール、７１Ｂ 第２モジュール、７２ 第２蓄電装置、８０ 駆動輪、１１０ 充電ポート、１２０ 充電器、１２１ 電力変換部、１２２ コンデンサ、１２３ 電圧センサ、１５０ ＥＣＵ、２００ コネクタ、２１０ 外部電源、ＣＲ１〜ＣＲ４ 充電用リレー、ＧＬ 接地線、ＰＬ 電力線、ＳＭＲ１〜ＳＭＲ４，ＳＭＲＡ，ＳＭＲＢ システムメインリレー。

Claims (3)

  1. 外部電源との接続が可能な車両であって、
    電力を消費する負荷と、
    第１リレーと、
    第２リレーと、
    第３リレーと、
    前記第１リレーを介して前記負荷に接続され、分割して配置された複数の電池モジュールが前記第２リレーを介して直列に接続されて構成される第１蓄電装置と、
    前記負荷とは並列に前記第１蓄電装置に接続されるコンデンサを含み、前記外部電源から供給される電力を前記第１蓄電装置に充電可能な電力に変換する充電装置とを備え、
    前記コンデンサは、前記第３リレーを介して前記第１蓄電装置に接続されるとともに前記第１リレーおよび前記第３リレーを介して前記負荷に接続され、
    前記車両は、前記第１リレー、前記第２リレーおよび前記第３リレーを制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、
    前記外部電源から前記第１蓄電装置への充電を行なう場合、前記第１リレーをオフすることで前記充電装置から前記負荷への放電経路を遮断するとともに、前記第２リレーおよび前記第３リレーをオンすることで前記充電装置から前記第１蓄電装置への第１充電経路を確保し、
    前記充電が完了した場合、前記第２リレーをオフすることで前記第１充電経路を遮断するとともに、前記第１リレーおよび前記第３リレーをオンすることで前記放電経路を確保することによって、前記コンデンサに残った電荷を前記負荷を通じて放電させる、車両。
  2. 前記車両は、
    第４リレーと、
    第５リレーと、
    前記第４リレーを介して前記負荷に前記第１蓄電装置とは並列に接続されるとともに、前記第１リレー、前記第３リレーおよび前記第４リレーを介して前記コンデンサに接続され、かつ前記第５リレーを介して前記コンデンサに接続される第２蓄電装置とをさらに備え、
    前記制御装置は、
    前記充電を行なう場合、前記第１リレーおよび前記第４リレーをオフすることで前記放電経路を遮断するとともに、前記第２リレー、前記第３リレーおよび前記第５リレーをオンすることで前記第１充電経路および前記充電装置から前記第２蓄電装置への第２充電経路を確保し、
    前記充電が完了した場合、前記第２リレー、前記第４リレーおよび前記第５リレーをオフすることで前記第１充電経路および前記第２充電経路を遮断するとともに、前記第１リレーおよび前記第３リレーをオンすることで前記放電経路を確保する、請求項１に記載の車両。
  3. 前記負荷は、前記第１蓄電装置の電力を前記車両の駆動力を発生する電動機を駆動するための電力に変換するための電力制御装置である、請求項１に記載の車両。
JP2012501600A 2010-02-26 2010-02-26 車両 Expired - Fee Related JP5348312B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/053129 WO2011104872A1 (ja) 2010-02-26 2010-02-26 車両

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011104872A1 JPWO2011104872A1 (ja) 2013-06-17
JP5348312B2 true JP5348312B2 (ja) 2013-11-20

Family

ID=44506315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012501600A Expired - Fee Related JP5348312B2 (ja) 2010-02-26 2010-02-26 車両

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8836272B2 (ja)
EP (1) EP2541724A4 (ja)
JP (1) JP5348312B2 (ja)
CN (1) CN102771029B (ja)
WO (1) WO2011104872A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013042244A1 (ja) * 2011-09-22 2013-03-28 トヨタ自動車株式会社 車両の電源システム
CN103828172A (zh) * 2011-09-22 2014-05-28 丰田自动车株式会社 车辆的电源系统
WO2013051103A1 (ja) * 2011-10-04 2013-04-11 トヨタ自動車株式会社 電動車両の電源システムおよびその制御方法
JP5704146B2 (ja) * 2012-10-22 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
DE102015202975A1 (de) * 2015-02-19 2016-08-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbesserte duale Akkumulatoranordnung
US10283973B2 (en) * 2016-04-11 2019-05-07 Microchip Technology Incorporated Balanced battery charging system
DE102016211387A1 (de) * 2016-06-24 2017-12-28 Siemens Aktiengesellschaft Ladevorrichtung
JP6779708B2 (ja) * 2016-08-25 2020-11-04 矢崎総業株式会社 急速充電装置
KR101907373B1 (ko) * 2016-11-16 2018-10-12 현대오트론 주식회사 과충전 방지 장치 및 방법
KR102485328B1 (ko) * 2016-12-09 2023-01-06 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 제어 장치
WO2018123391A1 (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 本田技研工業株式会社 電気回路、及び診断方法
JP6930306B2 (ja) * 2017-09-05 2021-09-01 トヨタ自動車株式会社 電動車両
DE102017221033A1 (de) 2017-11-24 2019-05-29 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Energiespeichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Energiespeichereinrichtung
JP7205489B2 (ja) * 2017-12-04 2023-01-17 株式会社Ｇｓユアサ 充電制御装置、蓄電装置、充電方法
DE102017222192A1 (de) * 2017-12-07 2019-06-13 Audi Ag HV-Batterieanordnung für ein Kraftfahrzeug, Bordnetz, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Steuern einer HV-Batterieanordnung
JP7006263B2 (ja) * 2017-12-27 2022-01-24 トヨタ自動車株式会社 充電装置
JP6977581B2 (ja) 2018-01-22 2021-12-08 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
DE102018000491A1 (de) * 2018-01-22 2018-07-12 Daimler Ag Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug
DE102018207008A1 (de) * 2018-05-07 2019-11-07 Audi Ag Energiesystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000116143A (ja) * 1998-10-05 2000-04-21 Toyota Motor Corp インバータ放電制御異常検出装置
JP2009131077A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
JP2009254169A (ja) * 2008-04-08 2009-10-29 Toyota Motor Corp 電力供給システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10164709A (ja) 1996-11-27 1998-06-19 Isuzu Motors Ltd 電源装置および電気自動車用電源装置
US7348760B2 (en) * 2000-09-21 2008-03-25 O2Micro International Limited Power management topologies
US7268521B1 (en) * 2003-09-26 2007-09-11 Ford Global Technologies, Llc Method and system for discharging a capacitive element in an electrically operable vehicle
JP4012885B2 (ja) * 2004-02-02 2007-11-21 コベルコ建機株式会社 作業機械の動力源装置
JP4135155B2 (ja) * 2004-07-02 2008-08-20 日産自動車株式会社 充電スタンド
CN2744044Y (zh) * 2004-10-09 2005-11-30 林孟标 48v电动车蓄电池双延时均衡充电转换器
JP2006224772A (ja) 2005-02-16 2006-08-31 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
KR100649570B1 (ko) * 2005-12-19 2006-11-27 삼성에스디아이 주식회사 전지 관리 시스템 및 방법과 전지 시스템
JP4501893B2 (ja) * 2006-04-24 2010-07-14 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよび車両
US20080246340A1 (en) * 2007-04-06 2008-10-09 Swisher Carl R Battery integrated power supply (BIPS)
US7692404B2 (en) * 2007-09-24 2010-04-06 Harris Technology, Llc Charging control in an electric vehicle
JP4305553B2 (ja) 2007-10-23 2009-07-29 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP2009130940A (ja) * 2007-11-19 2009-06-11 Toyota Motor Corp 電動車両、残留電荷の放電方法、およびその放電方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
US20100148583A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Kukunuri Sivamani Sudhakar Method and device for providing battery polarity protection for uninterruptible power supply
JP5141818B2 (ja) * 2009-04-27 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 充電コネクタおよび充電ケーブルユニット
US8478469B2 (en) * 2009-08-07 2013-07-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power source system for electric powered vehicle and control method therefor
TWI461312B (zh) * 2009-12-02 2014-11-21 Ind Tech Res Inst 充電／啟動系統與應用之電動車輛

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000116143A (ja) * 1998-10-05 2000-04-21 Toyota Motor Corp インバータ放電制御異常検出装置
JP2009131077A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Toyota Motor Corp 車両の電源装置
JP2009254169A (ja) * 2008-04-08 2009-10-29 Toyota Motor Corp 電力供給システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP2541724A4 (en) 2015-11-25
CN102771029A (zh) 2012-11-07
US8836272B2 (en) 2014-09-16
WO2011104872A1 (ja) 2011-09-01
CN102771029B (zh) 2014-08-06
JPWO2011104872A1 (ja) 2013-06-17
US20120313584A1 (en) 2012-12-13
EP2541724A1 (en) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5348312B2 (ja) 車両
US8742718B2 (en) Charging apparatus for vehicle
JP4984010B2 (ja) 車両の電源システムおよびそれを備える電動車両
US8427103B2 (en) Charging device for electric vehicle
CN103079869B (zh) 车辆用控制装置及车辆用控制方法
JP5267675B2 (ja) 車両の充電システムおよびそれを備える電動車両
KR101761539B1 (ko) 하이브리드 차량
JP5083152B2 (ja) 車両および二次電池の充電方法
US20110068740A1 (en) Power supply system for vehicle, electric vehicle having the same, and method of controlling power supply system for vehicle
JP2009247057A (ja) 電気自動車の制御装置
JP5316650B2 (ja) 車両、車両の通信システムおよび通信制御方法
JP2004320877A (ja) 駆動装置用の電力装置およびこれを備える自動車並びに電力装置の制御方法
JPWO2011086681A1 (ja) 電気駆動式車両
JP2010174775A (ja) 車両制御装置
US20160257296A1 (en) Controller for hybrid vehicle
KR20170025605A (ko) 친환경 자동차의 전력변환 제어방법
JP6036712B2 (ja) 車両の電源装置
US20180222326A1 (en) Vehicular power source device and method of controlling vehicular power source device
JP6322417B2 (ja) 電圧変動制御装置
US20210197792A1 (en) Vehicle travel control system, vehicle, and vehicle travel control method
JP6034734B2 (ja) 電力システム
JP2017121148A (ja) 車両用バッテリの充電装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130723

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130805

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees