JP5348330B2

JP5348330B2 - 電動車両の充電システムおよび充電制御方法

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Publication number: JP5348330B2
Application number: JP2012533398A
Authority: JP
Inventors: 義信杉山; 良二沖
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: US20140191720A1; EP2760104A1; WO2013042216A1; CN103119826A; JPWO2013042216A1

Description

この発明は、電動車両の充電システムおよび充電制御方法に関し、より特定的には、車両外部の電源からの電力による車載蓄電装置の充電制御に関する。

近年、環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車、燃料電池車などの電動車両が注目されている。これらの電動車両は、車両駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える蓄電装置とを搭載する。ハイブリッド車は、電動機に加えて内燃機関をさらに動力源として搭載した車両であり、燃料電池車は車両駆動用の直流電源として燃料電池を搭載した車両である。

このような電動車両において、車載蓄電装置を、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する）、たとえば一般家庭の電源から充電可能とした構成が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両の充電インレットとを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源によって蓄電装置を充電することができる。以下では、外部電源による車載蓄電装置の充電を、単に「外部充電」とも称する。

特開２０１０−９８８４５号公報（特許文献１）には、外部充電の際に漏電が発生した場合に対応するための制御が記載されている。具体的には、車載蓄電装置の外部充電中に漏電検出装置が漏電の可能性を検知した場合には、充電器を停止することが記載されている。

特開２０１０−９８８４５号公報

外部充電中には、充電される蓄電装置の浮遊容量に応じて漏電電流が変わる。浮遊容量は、外部充電時の環境条件によっても変化する。たとえば、高温下あるいは高湿度下では、充電時の浮遊容量が増大することによって、通常よりも漏電電流が増加する傾向にある。

一方、電動車両では、蓄電装置の蓄積エネルギによる走行距離を延ばすために、車載蓄電装置の大容量化が進められる。このような電動車両では、充電対象となる蓄電装置の浮遊容量が大型化することにより、外部充電時の漏電電流が大きくなる。

このような構成において、特許文献１に記載された制御を適用すると、外部充電中に漏電電流値に応じて充電が強制的に停止される頻度が高くなる虞がある。たとえば、高温・高湿度時に、浮遊容量の増加による漏電電流の増加によって、蓄電装置の充電機会を十分に確保できなくなる可能性がある。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、複数のバッテリユニットから構成される蓄電装置を外部充電する電動車両において、漏電電流に対する安全上の処置と充電機会の確保とを両立して、車載蓄電装置を適切に充電することである。

この発明のある局面では、車両駆動用電動機を搭載した電動車両の充電システムであって、車両駆動用電動機に供給する電力を蓄積するための蓄電装置と、第１および第２の電力線と、複数の開閉器と、検出器と、制御部とを備える。蓄電装置は、複数の蓄電ユニットを含むように構成される。第１および第２の電力線は、蓄電装置を充電するための充電電力を受けるように構成される。複数の開閉器は、第１および第２の電力線と複数の蓄電ユニットとの間の電気的な接続を切換えるように構成される。検出器は、蓄電装置の充電時における漏電電流を検出するように構成される。制御部は、蓄電装置の充電時に、検出器による漏電電流検出値に応じて、複数の蓄電ユニットのうちの第１および第２の電力線に接続される蓄電ユニットの個数を変更するように複数の開閉器を制御する。

好ましくは、制御部は、複数の蓄電ユニットのうちの第１の数の蓄電ユニットが第１および第２の電力線に対して電気的に接続された第１の状態での蓄電装置の充電時に漏電電流検出値が基準値を超えると、第１の数よりも小さい第２の数の蓄電ユニットが第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態となるように複数の開閉器を制御するとともに、第２の状態にて蓄電装置を充電する。

また好ましくは、制御部は、複数の蓄電ユニットの全てが第１および第２の電力線に対して電気的に接続された第１の状態での蓄電装置の充電時に漏電電流検出値が基準値を超えると、複数の蓄電ユニットのうちの一部が第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態となるように複数の開閉器を制御するとともに、第２の状態にて蓄電装置を充電する。

さらに好ましくは、制御部は、第１の状態において蓄電装置の充電電力を零にした後に、第１の状態から第２の状態に変化するように複数の開閉器を制御する。

また、さらに好ましくは、電動車両は、充電器をさらに備える。充電器は、電動車両の外部の電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換して第１および第２の電力線に出力するように構成される。複数の蓄電ユニットは、第１の状態において、第１および第２の電力線に対して並列に電気的に接続される。充電器の出力電圧は、第１および第２の状態で同等である。

あるいは、さらに好ましくは、電動車両は、充電器をさらに備える。充電器は、電動車両の外部の電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換して第１および第２の電力線に出力するように構成される。複数の蓄電ユニットは、第１の状態において、第１および第２の電力線に対して直列に電気的に接続される。第２の状態における充電器の出力電圧は、第１の状態における充電器の出力電圧よりも低い。

また好ましくは、電動車両は、充電器をさらに備える。充電器は、電動車両の外部の電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換して第１および第２の電力線に出力するように構成される。充電器は、非絶縁型の電力変換器によって構成される。

あるいは好ましくは、電動車両は、電力制御ユニットおよび充電器をさらに備える。電力制御ユニットは、電動車両の車両駆動用電動機と蓄電装置との間で電力変換を実行するように構成される。充電器は、電動車両の外部の電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換して第１および第２の電力線に出力するように構成される。充電器の少なくとも一部は、電力制御ユニットの回路を共用して構成される。

この発明の他の局面では、車両駆動用電動機と、車両駆動用電動機に供給する電力を蓄積するための蓄電装置とを搭載した電動車両の充電制御方法であって、蓄電装置は、複数の蓄電ユニットを含むように構成される。充電制御方法は、蓄電装置の充電時における漏電電流を検出するステップと、検出された漏電電流検出値に応じて、蓄電装置を充電するための充電電力が供給される第１および第２の電力線に接続される蓄電ユニットの個数を変更して蓄電装置を充電するステップとを備える。

好ましくは、検出するステップでは、複数の蓄電ユニットのうちの第１の数の蓄電ユニットが第１および第２の電力線に対して電気的に接続された第１の状態での充電時に漏電電流検出値が検出される。充電するステップでは、第１の状態での漏電電流検出値が基準値を超えると、第１の数よりも小さい第２の数の蓄電ユニットが第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態にて蓄電装置が充電される。

また好ましくは、検出するステップでは、複数の蓄電ユニットの全てが第１および第２の電力線に対して電気的に接続された第１の状態での充電時に漏電電流検出値が検出される。充電するステップでは、第１の状態での漏電電流検出値が基準値を超えると、複数の蓄電ユニットのうちの一部が第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態にて蓄電装置が充電される。

好ましくは、制御方法は、第１の状態から第２の状態に変化するように複数の蓄電ユニットと第１および第２の電力線との間の接続を切換える前に、蓄電装置の充電電力を零にするステップをさらに備える。

この発明によれば、複数のバッテリユニットから構成される蓄電装置を外部充電する電動車両において、漏電電流に対する安全上の処置と充電機会の確保とを両立して、車載蓄電装置を適切に充電することができる。

本発明の実施の形態による電動車両の充電システムの概略構成図である。図１に示した充電器の構成例を示す回路図である。電動車両の走行系の概略構成図である。図１に示した充電インレットおよび充電ケーブルの接続部分の概略構成図である。漏電検出回路の構成例を説明するための概略図である。本発明の実施の形態による電動車両の充電システムにおける外部充電の制御処理を説明する第１のフローチャートである。本発明の実施の形態による電動車両の充電システムにおける外部充電の制御処理を説明する第２のフローチャートである。本発明の実施の形態による電動車両の充電システムにおける外部充電の制御処理を説明する第３のフローチャートである。本発明の実施の形態の変形例による電動車両の充電システムにおける蓄電装置の構成例を示す概略図である。図９に示した蓄電装置の外部充電の制御処理を説明する第１のフローチャートである。図９に示した蓄電装置の外部充電の制御処理を説明する第２のフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本発明の実施の形態による電動車両の充電システムの構成を説明する概略構成図である。図１には、電動車両のうちの蓄電装置１００を外部充電するための構成が主に示されている。

図１を参照して、電動車両の充電システムは、制御装置５０と、蓄電装置１００と、充電インレット１８０と、充電器２００とを備える。

制御装置５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成される。ＥＣＵは、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

外部充電時には、充電インレット１８０は、充電ケーブル３００を介して、外部電源４０２の電源コンセント４００と電気的に接続される。具体的には、充電ケーブル３００のコネクタ３１０と電動車両の充電インレット１８０とが電気的に接続され、かつ、充電ケーブル３００のプラグ３２０が電源コンセント４００と電気的に接続されることにより、外部電源４０２からの電力が充電インレット１８０に供給される。

なお、本実施の形態では、外部電源４０２として系統交流電源を想定する、いわゆるプラグインタイプの電動車両を例に挙げて説明するが、本発明の適用はこのような場合に限定されるものではない。たとえば、外部電源は、太陽電池や家庭用蓄電池等の直流電力を供給する電源であってもよい。あるいは、電動車両は、充電ケーブル３００を用いることなく、電磁結合や磁場共鳴によって非接触で外部電源から電力の供給を受けるように構成されてもよい。すなわち、外部充電可能な電動車両全般に対して本発明の適用が可能である点について確認的に記載する。

充電インレット１８０は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎと電気的に接続される。外部充電時には、外部電源４０２からの電力は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに伝達される。

充電器２００は、外部電源４０２から電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに伝達された電力を、蓄電装置１００の充電電力に変換して、電力線ＰＬ１，ＰＬ２に出力する。

蓄電装置１００は、複数の蓄電ユニットＢＵ１，ＢＵ２を含む。蓄電ユニットＢＵ１，ＢＵ２は、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの再充電可能な二次電池によって構成される。以下では、蓄電ユニットＢＵ１，ＢＵ２をバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２とも称する。なお、二次電池以外の蓄電要素によって蓄電ユニットＢＵ１，ＢＵ２を構成することも可能である。

蓄電装置１００は、電力線ＢＬ１，ＢＬ２と電気的に接続される。電力線ＢＬ１およびバッテリユニットＢＵ１の正極端子の間には、リレーＳＭＲＢ１が電気的に接続される。同様に、バッテリユニットＢＵ１の負極端子と電力線ＢＬ２との間には、リレーＳＭＲＧ１が電気的に接続される。

なお、リレーＳＭＲＧ１と並列に、電流抑制用の制限抵抗を有するリレーＳＭＲＰ１が配置されることが好ましい。バッテリユニットＢＵ１の負極端子および電力線ＢＬ２を接続するためにリレーＳＭＲＢ１がオンされるべき期間のうちの初期においては、突入電流を抑制するために、リレーＳＭＲＢ１に代えてリレーＳＭＲＰ１がオンされる。すなわち、リレーＳＭＲＢ１のオン期間およびリレーＳＭＲＰ１のオン期間のいずれにおいても、バッテリユニットＢＵ１の負極端子が電力線ＢＬ２と電気的に接続される。したがって、以下では、リレーＳＭＲＢ１のオンおよびリレーＳＭＲＰ１のオンを区別することなく、両者のオンを包括して、単にリレーＳＭＲＢ１のオンと称することとする。

同様に、バッテリユニットＢＵ２に対しても、リレーＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ２が設けられる。好ましくは、リレーＳＭＲＧ２と並列に、突入電流抑制用のリレーＳＭＲＰ２が設けられる。リレーＳＭＲＢ２およびＳＭＲＰ２についても、両者のオンを包括して、単にリレーＳＭＲＢ２のオンと称することとする。

たとえば、バッテリユニットＢＵ１およびリレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＰ１は、同一のバッテリパック内に格納される。同様に、バッテリユニットＢＵ２およびリレーＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ２は、同一のバッテリパック内に格納される。

リレーＣＨＲ１は、電力線ＰＬ１およびＢＬ１の間に設けられる。リレーＣＨＲ２は、電力線ＰＬ２およびＢＬ２の間に設けられる。外部充電時には、リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２をオンすることにより、電力線ＢＬ１，ＢＬ２が電力線ＰＬ１，ＰＬ２と電気的に接続される。この結果、電力線ＢＬ１，ＢＬ２を介して電力線ＰＬ１，ＰＬ２と電気的に接続されているバッテリユニットＢＵ１および／またはＢＵ２が、充電器２００によって外部充電される。

これらリレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＰ１，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ２，ＣＨＲ１，ＣＨＲ２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２と複数のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２との間の電気的な接続を切換えるための「複数の開閉器」に対応する。各リレーのオンオフは、制御装置５０によって制御される。

各リレーは、代表的には、図示しない励磁回路による励磁電流の供給時に閉成（オン）する一方で、励磁電流の非供給時には開放（オフ）される電磁リレーにより構成される。ただし、通電経路の接続（オン）／遮断（オフ）を制御可能な開閉器であれば、任意の回路要素を当該リレーに代えて使用することができる。

図２は、充電器２００の構成例を説明する回路図である。
図２を参照して、充電器２００は、ＬＣフィルタ２１０と、ＡＣ／ＤＣ変換部２２０と、ＤＣ／ＤＣ変換部２２５と、平滑コンデンサＣａ，Ｃｂとを有する。

ＬＣフィルタ２１０は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに介挿接続されて、交流電圧（Ｖａｃ）の高調波成分を除去する。ＡＣ／ＤＣ変換部２２０は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎおよび電力線ＰＬ３，ＰＬ４の間に設けられる。電力線ＰＬ３，ＰＬ４には、平滑コンデンサＣａが接続される。ＤＣ／ＤＣ変換部２２５は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２と電力線ＰＬ３，ＰＬ４との間に設けられる。電力線ＰＬ１，ＰＬ２には、平滑コンデンサＣｂが接続される。

ＡＣ／ＤＣ変換部２２０は、電力用半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を含む。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に対しては、逆並列ダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ配置されている。本実施の形態では、電力用半導体スイッチング素子（以下、単に「スイッチング素子」とも称する）としては、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を例示する。ただし、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、あるいは、電力用バイポーラトランジスタ等、オンオフが制御可能な任意の素子を、適宜用いることが可能である。

スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎと電力線ＰＬ３，ＰＬ４との間に、フルブリッジ回路を構成する。フルブリッジ回路は、周知のように、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフ制御によって、双方向のＡＣ／ＤＣ電力変換を実行することができる。また、オンオフ制御におけるスイッチング素子のデューティ比制御によって、直流電圧（電流）あるいは交流電圧（電流）のレベルについても制御可能であることが知られている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフは、制御装置５０からの制御信号に応答して制御される。

ＤＣ／ＤＣ変換部２２５は、たとえば、非絶縁型のチョッパ回路によって構成される。ＤＣ／ＤＣ変換部２２５は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６とリアクトルＬ１とを有する。スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６にはそれぞれ逆並列ダイオードＤ５，Ｄ６が接続されている。ＤＣ／ＤＣ変換部２２５は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２と電力線ＰＬ３，ＰＬ４との間で双方向の直流電圧変換を実行できる。

外部充電時には、外部電源４０２からの交流電圧Ｖａｃが、ＬＣフィルタ２１０によって高調波成分を除去されて、ＡＣ／ＤＣ変換部２２０へ入力される。ＡＣ／ＤＣ変換部２２０は、交流電圧Ｖａｃを直流電圧Ｖ１に変換して、電力線ＰＬ３，ＰＬ４へ出力する。

ＤＣ／ＤＣ変換部２２５は、電力線ＰＬ３，ＰＬ４の直流電圧Ｖ１を、蓄電装置１００の充電電圧Ｖｄｃに変換して、電力線ＰＬ１，ＰＬ２に出力する。ＡＣ／ＤＣ変換部２２０およびＤＣ／ＤＣ変換部２２５によって、電力線ＰＬ１，ＰＬ２へ出力される充電電力を制御することができる。

図２の構成例では、充電器２００は、非絶縁型の電力変換回路として構成される。非絶縁型の電力変換回路は、絶縁トランスを含んで構成される絶縁型の電力変換回路と比較して、効率に優れる傾向にある。ただし、本発明の適用において、外部電源からの電力を蓄電装置の充電電力に変換可能であれば、充電器２００の回路構成は任意とすることができる。

図３は、電動車両の走行系の概略構成図である。
図３を参照して、電動車両は、電力制御ユニット１０と、車両駆動力を発生するモータジェネレータ２０と、動力伝達ギヤ３０と、駆動輪４０とを含む。

走行時には、蓄電装置１００は、電力制御ユニット１０と電気的に接続される。電力制御ユニット１０の入力側（蓄電装置１００側）において、蓄電装置１００と並列に平滑コンデンサＣ０が電気的に接続される。

電力制御ユニット１０は、蓄電装置１００からの電力を、モータジェネレータ２０を駆動制御するための電力に変換する。たとえば、モータジェネレータ２０は、中性点２１で接続される三相巻線を有する、永久磁石型の３相同期電動機で構成される。モータジェネレータ２０は、「車両駆動用電動機」に対応する。

電力制御ユニット１０は、昇圧コンバータ１５および三相インバータ１７を有する。
昇圧コンバータ１５は、蓄電装置１００の出力電圧と、電力線ＰＬ５，ＰＬ６の直流電圧との間で双方向の直流電圧変換を実行する。たとえば、昇圧コンバータ１５は、図２のＤＣ／ＤＣ変換部２２５と同様のチョッパ回路によって構成される。電力線ＰＬ５，ＰＬ６には、平滑コンデンサが接続される。

インバータ１７は、一般的な三相インバータによって構成される。インバータ１７は、電力線ＰＬ５，ＰＬ６の直流電圧を、モータジェネレータ２０の各相に印加される交流電圧に変換する。これにより、モータジェネレータ２０の出力トルクが制御される。

モータジェネレータ２０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギヤ３０を介して駆動輪４０に伝達される。これにより、電動車両は、蓄電装置１００からの供給電力を用いて発生された、モータジェネレータ２０の出力トルクによって走行することができる。特に、昇圧コンバータ１５を設けることにより、蓄電装置１００の出力電圧よりも振幅が大きい交流電圧を用いて、モータジェネレータ２０を駆動制御することができる。

モータジェネレータ２０は、電動車両の回生制動時には、駆動輪４０の回転力によって発電することができる。回生による発電電力は、電力制御ユニット１０によって、蓄電装置１００の充電電力に変換される。

なお、モータジェネレータ２０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ２０を協調的に動作させることによって、電動車両の必要な車両駆動力が発生される。この際には、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１００を充電することも可能である。このように、電動車両は、車両駆動用電動機を搭載する車両を包括的に示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車、燃料電池車等を含む。

図３に示したように、昇圧コンバータ１５は、図２に示したＤＣ／ＤＣ変換部２２５と同一の回路構成とすることができる。この場合には、図２の充電器２００のうちの、ＤＣ／ＤＣ変換部２２５については、走行系の回路の一部（昇圧コンバータ１５）と共用することが可能である。この場合には、外部充電時において、ＡＣ／ＤＣ変換部２２０の出力電圧Ｖ１が、電力線ＰＬ５，ＰＬ６へ伝達されるように、リレー（図示せず）を配置すればよい。

あるいは、特許文献１の図１４に示されるように、複数のモータジェネレータを搭載する電動車両では、２個のモータジェネレータの中性点に外部電源を接続する構成とすることによって、充電器２００の構成全体を、走行系の回路と共用することも可能である。このように、充電器２００および走行系の回路については、上記と同様の機能を発揮する限り、任意の回路構成を適用することが可能である。

再び図１を参照して、充電器２００によって蓄電装置１００の全体を充電する場合には、バッテリユニットＢＵ１の対地容量Ｃ１、バッテリユニットＢＵ２の対地容量Ｃ２、および電力線ＰＬ１，ＰＬ２の対地容量Ｃ３の和である（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）が、浮遊容量として充電経路に作用する。

外部充電時には、この浮遊容量を通じて漏電電流が流れる。したがって、電動車両の走行距離を延ばすために蓄電装置１００を大容量化すると、（Ｃ１＋Ｃ２）が大きくなるため、漏電電流も増加する。特許文献１にも記載されるように、漏電電流が所定の基準値を超えると、安全上の観点から外部充電は停止することが好ましい。なお、浮遊容量による漏電電流の増大は、非絶縁型の充電器を用いた場合に顕著になる傾向にある。

一方で、大容量の蓄電装置１００では漏電電流が比較的大きくなるため、環境条件等に左右されて、漏電電流が上記基準値に達する頻度が高くなることが懸念される。したがって、充電電流が基準値を超えたときに外部充電を完全に非実行とすると、蓄電装置１００の充電機会を確保することが困難となる虞がある。

したがって、本実施の形態による電動車両の充電システムでは、漏電電流の検出値に応じて、蓄電装置１００において充電対象となるバッテリユニットの個数を切換える制御を実行する。

まず、図４および図５を用いて、漏電電流の検出構成例について説明する。
図４は、充電インレット１８０と充電ケーブル３００との接続部分の概略構成図である。

図４を参照して、電動車両と外部電源４０２とを連結する充電ケーブル３００は、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）３３０とを含む。

コネクタ３１０は、電動車両に設けられた充電インレット１８０に接続可能に構成される。コネクタ３１０が充電インレット１８０に接続されると、それらの接続を示す信号ＰＩＳＷが信号線ＬＮ１を介して、制御装置５０に入力される。

信号線ＬＮ１は電極１８４に接続され、電極１８３は車両アース６０に接続される。コネクタ３１０が充電インレット１８０に接続されると、電極１８３，１８４が短絡することによって信号線ＬＮ１が車両アース６０に接続される。これにより、信号ＰＩＳＷの電位が接地電位となる。一方、コネクタ３１０が充電インレット１８０から外されると信号線ＬＮ１が電気的に開放される。したがって、信号ＰＩＳＷの電位に基づいて、制御装置５０は、コネクタ３１０および充電インレット１８０の接続の有無を検知することが可能である。

プラグ３２０は、たとえば家屋に設けられた電源コンセント４００に接続される。電源コンセント４００には、外部電源４０２から交流電力が供給される。

ＣＣＩＤ３３０は、外部電源４０２から電動車両へ充電電力を供給するための電力線対（電力線ＰＳＬｐ，ＰＳＬｎ）に介挿され、外部電源４０２から電動車両への電力伝送経路の接続／遮断を制御する。

ＣＣＩＤ３３０は、プラグ３２０が電源コンセント４００に接続されているとき、外部電源４０２から供給される電力によって動作して、パイロット信号ＣＰＬＴを発生する。パイロット信号ＣＰＬＴは、電極１８５に接続された信号線ＬＮ２を介して制御装置５０に入力される。ＣＣＩＤ３３０は、外部電源４０２から充電ケーブル３００を介して電動車両へ供給可能な定格電流に基づいて、パイロット信号ＣＰＬＴのデューティサイクルを設定する。したがって、制御装置５０は、パイロット信号ＣＰＬＴを受けることにより、上記の定格電流を把握できる。

ＡＣポート２３０は、充電インレット１８０と電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎとの間に接続されて、両者の間の電気的な接続／遮断を制御する。ＡＣポート２３０は、ＤＦＲ（Dead Front Relay）２３１と、電圧センサ２３５と、電流センサ２３６とを含む。

ＤＦＲ２３１は、制御装置５０からの制御信号によりオンオフ制御される。ＤＦＲ２３１をオフすると、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎを充電インレット１８０から電気的に切り離すことができる。一方で、ＤＦＲ２３１をオンすると、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎは充電インレット１８０と電気的に接続される。外部電源４０２による蓄電装置１００の充電時には、ＤＦＲ２３１は、制御装置５０によってオンされる。一方、電動車両が外部電源４０２と電気的に接続されていない場合には、ＤＦＲ２３１は、制御装置５０によってオフされる。

電圧センサ２３５は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎ間の電圧を検出する。また、電流センサ２３６は、充電インレット１８０から電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに流れる電流を検出する。

漏電検出回路２４０は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに接続されて、外部充電時の漏電電流を検出する。漏電検出回路２４０は、外部充電時には、検出した漏電電流値Ｉｌｋを制御装置５０へ送出する。制御装置５０は、漏電電流値Ｉｌｋに基づいて、漏電の可能性の有無を検出することができる。あるいは、漏電検出回路２４０は、漏電電流値Ｉｌｋが所定の基準値Ｉｔを超えたか否かを示す信号を、制御装置５０へ送出してもよい。

漏電検出回路２４０の構成は特に限定されるものではなく、たとえば図５に示す構成を採用することができる。

図５を参照して、漏電検出回路２４０は、絶縁抵抗計２４１と、接続部２４２と、集磁コア２４６と、コイル２４７と、電流検出部２４８とを含む。

絶縁抵抗計２４１は、蓄電装置１００の非充電時において、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎの各々が車両アース６０から絶縁されているかどうか、および、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎが互いに絶縁されているかどうかを検出し、その検出結果を制御装置５０に出力する。

接続部２４２は、絶縁抵抗計２４１を電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに接続したり、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎから切離したりするためのものである。なお、接続部２４２は、制御装置５０によって制御される。たとえば、接続部２４２は、充電ケーブル３００が電動車両に接続されている場合においてオフする一方で、充電ケーブル３００が電動車両に接続されている場合にオンする。

集磁コア２４６、コイル２４７および電流検出部２４８は、蓄電装置１００の外部充電時に用いられる。集磁コア２４６は、電力線ＡＣＬｐ，ＡＣＬｎに流れる電流に応じて周囲に発生する磁束を集磁する。コイル２４７は集磁コア２４６に巻回される。電流検出部２４８は、コイル２４７の両端と接続される。

漏電が発生した状態では、電力線ＡＣＬｐに流れる電流によって発生する磁束と電力線ＡＣＬｎに流れる電流によって発生する磁束との平衡状態が破綻し、集磁コア２４６に磁束が発生する。その発生した磁束に応じてコイル２４７の両端に電圧差が発生する。したがって、電流検出部２４８は、コイル２４７の両端の電圧差に基づいて、漏電電流値Ｉｌｋを出力する。あるいは、上述のように、電流検出部２４８は、漏電電流値Ｉｌｋが所定の基準値Ｉｔを超えたか否かを示す信号を出力してもよい。

次に、外部充電時に検出された漏電電流値に基づく、蓄電装置１００の充電制御について、図６〜図８のフローチャートを用いて説明する。以下に示す図６〜図８のフローチャートに従う一連の制御処理は、制御装置５０によって所定周期で実行される。なお、図６〜図８に示す各ステップの処理は、制御装置５０によるハードウェアおよび／またはソフトウェア処理によって実行されるものとする。

図６を参照して、制御装置５０は、ステップＳ１００により、外部充電の開始条件が成立しているかどうかを判定する。たとえば、充電ケーブル３００が正常に接続されており、かつ、ユーザによって外部充電が指示されている場合（予約された充電時間の到来を含む）に、ステップＳ１００はＹＥＳ判定とされる。充電開始条件の非成立時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以下のステップの実行を省略して処理は終了される。すなわち、外部充電は実行されない。

制御装置５０は、充電開始条件が成立すると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１１０により、通常充電を指示する。たとえば、通常充電では、蓄電装置１００の全体、すなわち、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２の両方が、充電対象とされて並列に外部充電される。以下では、ステップＳ１１０による通常の充電を「全体充電」とも称する。

全体充電では、リレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２およびリレーＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２をオンすることによって、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が電力線ＰＬ１，ＰＬ２に電気的に接続された状態で、充電器２００による外部充電が実行される。

制御装置５０は、ステップＳ１１５において、漏電検出回路２４０の検出値に基づいて、全体充電中の漏電電流値Ｉｌｋを取得する。さらに、制御装置５０は、ステップＳ１２０により、全体充電中の漏電電流値Ｉｌｋを基準値Ｉｔと比較する。基準値Ｉｔは、法規等による安全基準に対して一定のマージンを持たせるように予め決定される。

制御装置５０は、漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔよりも低い場合（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０による全体充電を継続しながら、ステップＳ１３０により、充電対象のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が満充電状態に達したか否かを判定する。そして、充電対象のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が満充電状態に達するまで（Ｓ１３０のＮＯ判定時）、ステップＳ１１０による全体充電が継続される。

制御装置５０は、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が満充電状態に達すると（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１４０により、外部充電を正常に終了する。

一方、制御装置５０は、全体充電中に漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔを超えたとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１２５により、全体充電での漏電を検出するとともに、図７のフローチャートに示す処理を引き続き実行する。

図７を参照して、制御装置５０は、ステップＳ２００により、充電停止指令を発生する。ステップＳ２００では、たとえば、充電器２００の出力電力（充電電力）が０に設定される。すなわち、リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２をオンに維持したままで、蓄電装置１００の充電電力が０になる。

制御装置５０は、ステップＳ２１０により、充電器２００からの電力出力が停止された状態で、リレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２およびリレーＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２をオフする。これにより、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２から一旦電気的に切り離された状態となる。

さらに、制御装置５０は、ステップＳ２２０により、一部のバッテリユニット（ここでは、バッテリユニットＢＵ１）を、充電対象に選択するとともに、その充電を準備する。なお、ステップＳ２２０における充電対象の選択は、所定の固定パターンに従ってもよく、そのときの状況に応じて適宜変更してもよい。

制御装置５０は、ステップＳ２３０では、充電対象となったバッテリユニットＢＵ１に対応するリレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＧ１をオンする。他方のバッテリユニットＢＵ２（非充電対象）に対応するリレーＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ２は、オフに維持される。これにより、バッテリユニットＢＵ１のみが電力線ＰＬ１，ＰＬ２に接続された状態となる。

制御装置５０は、ステップＳ２４０に処理を進めて、ステップＳ２００で選択されたバッテリユニットＢＵ１を充電対象とした分割充電指令を発生する。これにより、一部のバッテリユニットＢＵ１が電力線ＰＬ１，ＰＬ２に電気的に接続された状態で、充電器２００は、一部のバッテリユニットを充電するための充電電力を出力する。

制御装置５０は、ステップＳ２４５により、漏電検出回路２４０の検出値に基づいて、バッテリユニットＢＵ１の分割充電中における漏電電流値Ｉｌｋを取得する。さらに、制御装置５０は、ステップＳ２５０により、分割充電中の漏電電流値Ｉｌｋを基準値Ｉｔと比較する。

制御装置５０は、分割充電中に漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔを超えたとき（Ｓ２５０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２７０により、バッテリユニットＢＵ１の分割充電時における漏電を検出する。さらに、制御装置５０は、ステップＳ２８０に処理を進めて、ステップＳ２００と同様の充電停止指令を発生する。これにより、バッテリユニットＢＵ１の充電は、即座に停止される。

一方、制御装置５０は、漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔよりも低い場合（Ｓ２５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２４０による分割充電を継続しながら、ステップＳ２６０により、充電対象のバッテリユニットＢＵ１が満充電状態に達したか否かを判定する。そして、バッテリユニットＢＵ１が満充電状態に達するまで（Ｓ２６０のＮＯ判定時）、ステップＳ２４０による分割充電が継続される。

制御装置５０は、充電対象のバッテリユニットＢＵ１が満充電状態に達すると（Ｓ２６０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２８０に処理を進めて、ステップＳ２００と同様の充電停止指令を発生する。これにより、バッテリユニットＢＵ１の充電が完了した状態で、充電器２００からの電力出力が停止される。

制御装置５０は、ステップＳ２８０により充電器２００からの電力出力が停止された状態で、ステップＳ２９０により、バッテリユニットＢＵ１に対応するリレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＧ１をオフする。これにより、ステップＳ２９０の終了時には、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２の両方が電力線ＰＬ１，ＰＬ２から切り離された状態となる。さらに、制御装置５０は、図８のフローチャートに示す処理を実行する。

図８を参照して、制御装置５０は、ステップＳ３００により、充電されていない残りのバッテリユニットを新たな充電対象に選択する。図１の例では、２個のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２によって蓄電装置１００が構成されているので、ステップＳ３００による選択は、ステップＳ２２０（図７）での選択に連動して自動的に決まる。ここでは、バッテリユニットＢＵ２が充電対象に選択される。

さらに、制御装置５０は、図７のステップＳ２３０〜Ｓ２９０と同様のステップＳ３１０〜Ｓ３６０により、バッテリユニットＢＵ２を充電対象とした分割充電を実行する。すなわち、バッテリユニットＢＵ２の分割充電中に漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔを超えると（Ｓ３３０のＮＯ判定時）には、バッテリユニットＢＵ２の充電時における漏電が検出されるとともに（Ｓ３５０）して、バッテリユニットＢＵ２の充電は、即座に停止される（Ｓ３６０）。

ステップＳ３６０の終了時には、バッテリユニットＢＵ２の分割充電が、漏電検出による強制停止または、満充電による正常停止のいずれかによって終了している。さらに、制御装置５０は、ステップＳ３７０により、分割充電（ＢＵ２）でオンされていたリレーＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ２をオフする。これにより、全リレーがオフされるので、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２から電気的に切り離される。さらに、両方の分割充電が終了しているため、リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２についてもオフされる。

制御装置５０は、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２をそれぞれ充電対象とする分割充電が終了すると、ステップＳ３８０により、漏電検出に関する情報をユーザに通知する。たとえば、ステップＳ１２０、Ｓ２５０およびＳ３３０の少なくとも１つがＮＯ判定とされたときには、全体充電、分割充電（ＢＵ１）および分割充電（ＢＵ２）のいずれで漏電が検出されたを示す情報が、ダイアグコード等によって通知される。

ユーザは、ステップＳ３８０により、外部充電中の漏電検出の有無、ならびに、外部充電終了時において充電完了したバッテリユニットを示す情報を得ることができる。さらに、制御装置５０は、ステップＳ３９０により、外部充電を終了する。

なお、図７および図８のフローチャートでは、外部充電中に、電力線ＰＬ１，ＰＬ２とバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２との接続関係を変更するためにリレーをオンオフする際に（Ｓ２１０，Ｓ３２０）、充電を一旦停止する処理を実行する例を示した。機器保護上からは、充電を一旦停止することが好ましいが、リレーの定格電流に対して充電電流が大幅に小さい場合等、状況に応じてこのような処理を省略することも可能である。すなわち、外部充電中に、充電を継続したままで、リレーの開閉を制御して充電対象となるバッテリユニットを切換える処理を行なうことも可能である。

以上説明したように、本発明による電動車両の充電システムによれば、複数のバッテリユニットによって構成された蓄電装置の外部充電において、通常充電（全体充電）での漏電電流が大きい場合にも、外部充電そのものを強制的に終了することなく、充電対象とするバッテリユニットの個数を減らした分割充電によって外部充電を継続することができる。これにより、浮遊容量の増大に起因して漏電電流が増加している場合には、各バッテリユニットを順次充電することができる。

したがって、安全上の処置のために漏電電流が基準値よりも大きい状態での充電を回避した上で、各バッテリユニットの充電機会を確保することにより、蓄電装置１００を適切に外部充電することができる。

［実施の形態の変形例］
図１では、蓄電装置１００は、並列接続された複数のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２によって構成される例を説明した。以降では、複数のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が直列接続されて蓄電装置１００を構成する変形例について説明する。

図９に示す実施の形態の変形例による電動車両の充電システムの構成は、蓄電装置１００ならびに、蓄電装置１００および充電器２００の間のリレー配置を除く部分については、図１と同様である。したがって、以下では、図１と相違する構成部分のみを説明することとし、図１〜図８と共通している部分については説明を省略することとする。

図９を参照して、蓄電装置１００は、電力線ＢＬ１，ＢＬ２の間に、中間ノードＮｍを介して直列に電気的に接続されたバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２を有する。中間ノードＮｍは、バッテリユニットＢＵ１およびＢＵ２の電気的な接続点に相当する。

たとえば、バッテリユニットＢＵ１およびリレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＧ１は、同一のバッテリパック内に格納される。同様に、バッテリユニットＢＵ２およびリレーＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ２は、同一のバッテリパック内に格納される。

バッテリユニットＢＵ１の負極端子および中間ノードＮｍの間には、リレーＳＭＲＧ１が設けられる。同様に、バッテリユニットＢＵ２の正極端子および中間ノードＮｍの間には、リレーＳＭＲＢ２が設けられる。

バッテリユニットＢＵ１の正極端子は、電力線ＢＬ１と電気的に接続される。バッテリユニットＢＵ２の負極端子は、電力線ＢＬ２と電気的に接続される。

蓄電装置１００と走行系の回路（図３）との間の接続を制御するために、バッテリユニットＢＵ１の正極端子に対応してリレーＳＭＲＢ１が設けられる。同様に、バッテリユニットＢＵ２の正極端子に対応してリレーＳＭＲＢ２が設けられる。上述のように、リレーＳＭＲＢ２に対しては、突入電流抑制用のリレーＳＭＲＰ２を設けることが好ましい。

充電器２００および蓄電装置１００の間には、リレーＣＨＲ１〜ＣＨＲ３が設けられる。リレーＣＨＲ１は、電力線ＰＬ１および電力線ＢＬ１の間に設けられる。リレーＣＨＲ２は、電力線ＰＬ２および電力線ＢＬ２の間に設けられる。さらに、リレーＣＨＲ３は、電力線ＰＬ２および中間ノードＮｍの間に設けられる。

リレーＣＨＲ１〜ＣＨＲ３，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＢ２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２と複数のバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２との間の電気的な接続を切換えるための「複数の開閉器」に対応する。各リレーのオンオフは、制御装置５０によって制御される。

図９の構成例では、基本的には、電動車両の走行時には、リレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ２（ＳＭＲＰ２）がオンされることによって、バッテリユニットＢＵ１およびＢＵ２は、互いに直列接続された状態で走行系の回路（図３）に接続される。すなわち、直列接続されたバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２から、走行系の回路に電力が供給される。

したがって、蓄電装置１００の外部充電についても、基本的には、直列接続されたバッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２に対して、充電器２００から充電電力が供給される。すなわち、リレーＣＨＲ１，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＢ２，ＣＨＲ２をオンし、リレーＣＨＲ３をオフすることによって、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が充電器２００によって充電（全体充電）される。

一方で、リレーＣＨＲ２，ＳＭＲＢ２をオフするとともに、リレーＣＨＲ１，ＳＭＲＧ１に加えて、リレーＣＨＲ３をオンすることによって、バッテリユニットＢＵ１のみを充電器２００の充電対象とすることができる。すなわち、充電器２００は、バッテリユニットＢＵ１を分割充電することも可能である。

電動車両の走行時においても、リレーＳＭＲＢ１，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２（ＳＭＲＰ２）に加えて、リレーＣＨＲ２，ＣＨＲ３をオンするとともに、リレーＳＭＲＢ２，ＣＨＲ１をオフすることによって、バッテリユニットＢＵ１のみを走行系の回路と接続することも可能である。この場合には、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２を直列接続する場合と比較して、蓄電装置１００の出力電圧が半分になるが、図３に示した昇圧コンバータ１５による昇圧によって、モータジェネレータ２０を駆動制御することが可能となる。

次に、図１０および図１１を用いて、図９に示した蓄電装置の外部充電の制御処理について説明する。図１０，図１１のフローチャートに従う一連の制御処理は、制御装置５０によって所定周期で実行される。なお、図１０，図１１に示す各ステップの処理は、制御装置５０によるハードウェアおよび／またはソフトウェア処理によって実行されるものとする。

図１０を参照して、制御装置５０は、図６と同様のステップＳ１００により、外部充電の開始条件が成立しているかどうかを判定する。充電開始条件の非成立時（Ｓ１００のＮＯ判定時）には、以下のステップが実行されないので、外部充電は実行されない。

制御装置５０は、充電開始条件が成立すると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１１０♯により、通常充電を指示する。たとえば、通常充電では、蓄電装置１００全体、すなわち、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２の両方が、充電対象とされて直列に外部充電される。ステップＳ１１０♯による通常の充電についても全体充電とも称する。

ステップＳ１１０♯では、リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２およびリレーＳＭＲＧ１，ＳＭＲＢ２をオンすることによって、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が電力線ＰＬ１，ＰＬ２の間に直列に電気的に接続された状態で、外部充電が実行される。

制御装置５０は、図６と同様のステップＳ１１５，Ｓ１２０により、漏電検出回路２４０によって検出された全体充電中の漏電電流値Ｉｌｋを基準値Ｉｔと比較する。

制御装置５０は、漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔよりも低い場合（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が満充電状態に達するまで（Ｓ１３０のＮＯ判定時）、ステップＳ１１０♯による全体充電を継続する。制御装置５０は、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２が満充電状態に達すると（Ｓ１３０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１４０により、外部充電を正常に終了する。

一方、制御装置５０は、全体充電中に漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔを超えたとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、図６と同様のステップＳ１２５により、全体充電での漏電を検出するとともに、図１１のフローチャートに示す処理を引き続き実行する。

図１１を参照して、制御装置５０は、図７と同様のステップＳ２００により、充電停止指令を発生する。さらに、制御装置５０は、ステップＳ２１０♯により、充電器２００からの電力出力が停止された状態で、リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ２およびリレーＳＭＲＧ１，ＳＭＲＢ２をオフする。これにより、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２から一旦電気的に切り離された状態となる。

さらに、制御装置５０は、ステップＳ２２０により、一部のバッテリユニットＢＵ１を、充電対象に選択するとともに、その充電を準備する。図９の構成例では、バッテリユニットＢＵ２の分割充電はできないので、ステップＳ２２０では、バッテリユニットＢＵ１が固定的に選択される。

制御装置５０は、ステップＳ２３０♯では、充電対象となったバッテリユニットＢＵ１を電力線ＢＬ１およびＢＬ２の間に接続するために、リレーＣＨＲ１，ＣＨＲ３およびリレーＳＭＲＧ１をオンする一方で、リレーＳＭＲＢ２，ＣＨＲ２をオフする。

制御装置５０は、図７と同様のステップＳ２４０に処理を進めて、バッテリユニットＢＵ１を充電対象とした分割充電指令を発生する。これにより、バッテリユニットＢＵ１が電力線ＰＬ１，ＰＬ２に電気的に接続された状態で、充電器２００は、バッテリユニットＢＵ１のみを充電するための充電電力を出力する。

制御装置５０は、図７と同様のステップＳ２４０〜Ｓ２８０によりバッテリユニットＢＵ１を分割充電する。したがって、漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔよりも低い場合（Ｓ２５０のＹＥＳ判定時）には、バッテリユニットＢＵ１が満充電状態に達すると（Ｓ２６０のＹＥＳ判定時）、バッテリユニットＢＵ１の充電が停止される（Ｓ２８０）。

一方、制御装置５０は、分割充電中に漏電電流値Ｉｌｋが基準値Ｉｔを超えたとき（Ｓ２５０のＮＯ判定時）には、バッテリユニットＢＵ１の充電時における漏電を検出する（Ｓ２７０）とともに、バッテリユニットＢＵ１の充電を即座に停止する（Ｓ２８０）。

ステップＳ２８０の終了時には、バッテリユニットＢＵ１の分割充電が、漏電検出による強制停止または、満充電による正常停止のいずれかによって終了している。さらに、制御装置５０は、ステップＳ２９０♯により、分割充電でオンされていたリレーＣＨＲ１，ＣＨＲ３，ＳＭＲＧ１をオフする。これにより、全リレーがオフされるとともに、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２から電気的に切り離される。

制御装置５０は、バッテリユニットＢＵ１の分割充電が終了すると、図８と同様のステップＳ３８０により、漏電検出に関する情報をユーザに通知する。これにより、ユーザは、外部充電中の漏電検出の有無、および、外部充電終了時において充電完了したバッテリユニットを示す情報を得ることができる。さらに、制御装置５０は、ステップＳ３９０により、外部充電を終了する。

なお、図１０および図１１のフローチャートにおいても、ステップＳ２００の処理については、状況に応じて省略することも可能である。すなわち、外部充電中に、充電を継続したままで充電対象となるバッテリユニットを切換えるように、リレーを開閉する処理を行なってもよい。

本実施の形態の変形例のように、複数のバッテリユニットを直列接続した構成の蓄電装置に対しても同様に、通常の全体充電での漏電電流が大きい場合にも、一部のバッテリユニットを充電対象とする分割充電による外部充電を継続することができる。これにより、安全上の処置のために漏電電流が基準値よりも大きい状態での充電を回避した上で、バッテリユニットの充電機会を確保することにより、蓄電装置１００を適切に充電することができる。

なお、図９の構成例では、バッテリユニットＢＵ１のみを分割充電可能な構成例を説明したが、リレーＣＨＲ１〜ＣＨＲ３の配置を変更してバッテリユニットＢＵ２のみを分割充電可能な構成とすることも可能である。あるいは、図９の構成例に対して、電力線ＰＬ１と中間ノードＮｍとの間にリレーをさらに配置する構成とすることによって、バッテリユニットＢＵ１，ＢＵ２の両方を分割充電可能な構成とすることも可能である。

なお、本実施の形態およびその変形例では、説明の便宜上２個のバッテリユニットが並列あるいは直列に接続された構成の蓄電装置に対する外部充電を例示した。しかしながら、本発明の適用はこのような構成例に限定されるものではなく、３以上の複数個のバッテリユニットにより構成された蓄電装置の外部充電に対しても、本発明を適用することができる。すなわち、複数個のバッテリユニットの全部または一部を充電対象とした際の漏電電流値が基準値よりも大きい場合に、それよりも少ない個数のバッテリユニットを充電対象とする分割充電に移行して外部充電を実行することができる。このように、外部充電時の漏電電流値に応じて、充電対象となるバッテリユニットの個数を変更するように制御することによって、上述の効果を同様に享受することが可能となる。

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。

本発明は、車載蓄電装置を車両外部の電源からの電力によって充電するための電動車両の充電システムに利用することができる。

１０電力制御ユニット、１５昇圧コンバータ、１７インバータ、２０モータジェネレータ、２１中性点、３０動力伝達ギヤ、４０駆動輪、５０制御装置（ＥＣＵ）、６０車両アース、１００蓄電装置、１８０充電インレット、１８３〜１８５電極、２００充電器、２１０ＡＣフィルタ、２２０ＡＣ／ＤＣ変換部、２２５ＤＣ／ＤＣ変換部、２３０ＡＣポート、２３１ＤＦＲ、２３５電圧センサ、２３６電流センサ、２４０漏電検出回路、２４１絶縁抵抗計、２４２接続部、２４６集磁コア、２４７コイル、２４８電流検出部、３００充電ケーブル、３１０コネクタ、３２０プラグ、３３０ＣＣＩＤ、４００電源コンセント、４０２外部電源、ＡＣＬｎ，ＡＣＬｐ，ＢＬ１，ＢＬ２，ＰＬ１〜ＰＬ６，ＰＳＬｐ，ＰＳＬｎ電力線、ＢＵ１，ＢＵ２蓄電ユニット（バッテリユニット）、Ｃ０，Ｃａ，Ｃｂ平滑コンデンサ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３対地容量、ＣＨＲ１〜ＣＨＲ３，ＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ１，ＳＭＲＰ２リレー、ＣＰＬＴパイロット信号、Ｄ１〜Ｄ６逆並列ダイオード、Ｉｌｋ漏電電流値、Ｌ１リアクトル、ＬＮ１，ＬＮ２信号線、Ｎｍ中間ノード、ＰＩＳＷ信号、Ｑ１〜Ｑ６電力用半導体スイッチング素子、Ｖｄｃ充電電圧。

Claims

車両駆動用電動機（２０）を搭載した電動車両の充電システムであって、
複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）を含むように構成された、前記車両駆動用電動機に供給する電力を蓄積するための蓄電装置（１００）と、
前記蓄電装置を充電するための充電電力が供給される第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）と、
前記第１および第２の電力線と前記複数の蓄電ユニットとの間の電気的な接続を切換えるための複数の開閉器（ＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ１，ＳＭＲＰ２，ＣＨＲ１〜ＣＨＲ３）と、
前記蓄電装置の充電時における漏電電流を検出するための検出器（２４０）と、
前記蓄電装置の充電時に、前記検出器による漏電電流検出値（Ｉｌｋ）に応じて、前記複数の蓄電ユニットのうちの前記第１および第２の電力線に接続される蓄電ユニットの個数を変更するように前記複数の開閉器を制御するための制御部（５０）とを備える、電動車両の充電システム。
前記制御部（５０）は、前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）のうちの第１の数の蓄電ユニットが前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に対して電気的に接続された第１の状態での前記蓄電装置（１００）の充電時に前記漏電電流検出値（Ｉｌｋ）が基準値を超えると、前記第１の数よりも小さい第２の数の蓄電ユニットが前記第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態となるように前記複数の開閉器（ＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ１，ＳＭＲＰ２，ＣＨＲ１〜ＣＨＲ３）を制御するとともに、前記第２の状態にて前記蓄電装置を充電する、請求項１記載の電動車両の充電システム。
前記制御部（５０）は、前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）の全てが前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に対して電気的に接続された第１の状態での前記蓄電装置（１００）の充電時に前記漏電電流検出値（Ｉｌｋ）が基準値（Ｉｔ）を超えると、前記複数の蓄電ユニットのうちの一部が前記第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態となるように前記複数の開閉器（ＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ１，ＳＭＲＰ２，ＣＨＲ１〜ＣＨＲ３）を制御するとともに、前記第２の状態にて前記蓄電装置を充電する、請求項１記載の電動車両の充電システム。
前記制御部（５０）は、前記第１の状態において前記蓄電装置（１００）の充電電力を零にした後に、前記第１の状態から前記第２の状態に変化するように前記複数の開閉器（ＳＭＲＢ１，ＳＭＲＢ２，ＳＭＲＧ１，ＳＭＲＧ２，ＳＭＲＰ１，ＳＭＲＰ２，ＣＨＲ１〜ＣＨＲ３）を制御する、請求項２または３記載の電動車両の充電システム。
前記電動車両の外部の電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１００）の充電電力に変換して前記第１および第２の電力線に出力するための充電器（２００）をさらに備え、
前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）は、前記第１の状態において、前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に対して並列に電気的に接続され、
前記充電器の出力電圧は、前記第１および第２の状態で同等である、請求項２または３記載の電動車両の充電システム。
前記電動車両の外部の電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１００）の充電電力に変換して前記第１および第２の電力線に出力するための充電器（２００）をさらに備え、
前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）は、前記第１の状態において、前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に対して直列に電気的に接続され、
前記第２の状態における前記充電器の出力電圧は、前記第１の状態における前記充電器の出力電圧よりも低い、請求項２または３記載の電動車両の充電システム。
前記電動車両の外部の電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置（１００）の充電電力に変換して前記第１および第２の電力線に出力するための充電器（２００）をさらに備え、
前記充電器は、非絶縁型の電力変換器によって構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の充電システム。
前記電動車両の車両駆動用電動機（２０）と前記蓄電装置（１００）との間で電力変換を実行するための電力制御ユニット（１０）と、
前記電動車両の外部の電源（４０２）からの電力を前記蓄電装置の充電電力に変換して前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に出力するための充電器（２００）をさらに備え、
前記充電器の少なくとも一部は、前記電力制御ユニットの回路を共用して構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の充電システム。
車両駆動用電動機（２０）と、前記車両駆動用電動機に供給する電力を蓄積するための蓄電装置（１００）とを搭載した電動車両の充電制御方法であって、
前記蓄電装置は、複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）を含むように構成され、
前記充電制御方法は、
前記蓄電装置の充電時における漏電電流を検出するステップ（Ｓ１１５）と、
検出された漏電電流検出値（Ｉｌｋ）に応じて、前記蓄電装置を充電するための充電電力が供給される第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に接続される蓄電ユニットの個数を変更して前記蓄電装置を充電するステップ（Ｓ２３０，Ｓ２３０♯，Ｓ２４０，Ｓ３１０，Ｓ３２０）とを備える、電動車両の充電制御方法。
前記検出するステップ（Ｓ１１５）では、前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）のうちの第１の数の蓄電ユニットが前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に対して電気的に接続された第１の状態での充電時に前記漏電電流検出値（Ｉｌｋ）が検出され、
前記充電するステップ（Ｓ２３０，Ｓ２３０♯，Ｓ２４０，Ｓ３１０，Ｓ３２０）では、前記第１の状態での前記漏電電流検出値が基準値を超えると、前記第１の数よりも小さい第２の数の蓄電ユニットが前記第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態にて前記蓄電装置（１００）が充電される、請求項９記載の電動車両の充電制御方法。
前記検出するステップ（Ｓ１１５）では、前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）の全てが前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）に対して電気的に接続された第１の状態での充電時に前記漏電電流検出値（Ｉｌｋ）が検出され、
前記充電するステップ（Ｓ２３０，Ｓ２３０♯，Ｓ２４０，Ｓ３１０，Ｓ３２０）では、前記第１の状態での前記漏電電流検出値が基準値（Ｉｔ）を超えると、前記複数の蓄電ユニットのうちの一部が前記第１および第２の電力線に対して電気的に接続される第２の状態にて前記蓄電装置（１００）が充電される、請求項９記載の電動車両の充電制御方法。
前記第１の状態から前記第２の状態に変化するように前記複数の蓄電ユニット（ＢＵ１，ＢＵ２）と前記第１および第２の電力線（ＰＬ１，ＰＬ２）との間の接続を切換える前に、前記蓄電装置（１００）の充電電力を零にするステップ（Ｓ２００）をさらに備える、請求項１０または１１記載の電動車両の充電制御方法。