專利名稱：電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法，更特定地涉及搭載了可以通過車輛外部的電源充電的蓄電裝置的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
作為構(gòu)成為能夠使用來自以二次電池為代表的車載蓄電裝置的電力，來驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛，已知有電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛、或燃料電池車輛。電動(dòng)車輛中， 公開了通過車輛外部的電源(以下，也簡(jiǎn)稱為“外部電源”)，對(duì)車載蓄電裝置充電的結(jié)構(gòu)。 另外，以下，將由外部電源實(shí)現(xiàn)的蓄電裝置的充電也簡(jiǎn)稱為“外部充電”。例如，日本特開2009-027774號(hào)公報(bào)中，作為能夠外部充電的車輛，記載了如下結(jié)構(gòu)，其中包含能夠從車輛外部充電的電池Bl ；對(duì)電池Bl的電壓進(jìn)行降壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器 33 ；通過DC/DC轉(zhuǎn)換器33的輸出而被充電的電池B3 ；和接受從電池B3電力供給的輔機(jī)(輔助設(shè)備)負(fù)載35。特別地，在專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，在車輛運(yùn)行時(shí)連續(xù)運(yùn)行DC/DC轉(zhuǎn)換器33，另一方面，在外部充電時(shí)，對(duì)應(yīng)于電池B3的輸出電壓，間歇運(yùn)行DC/DC轉(zhuǎn)換器33。如此，外部充電時(shí)的充電效率得以改善。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2009-027774號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在專利文獻(xiàn)1的結(jié)構(gòu)中，即使在外部充電時(shí)，也共用在車輛運(yùn)行時(shí)使用的比較大容量的DC/DC轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))的電壓(電池B3的充電電壓)。因此，即使是進(jìn)行間歇運(yùn)行，也因?yàn)镈C/DC轉(zhuǎn)換器的電力損失比較大，在外部充電時(shí)的提高效率上存在界限。另一方面，兼顧充電效率的提高，需要采用能保證確實(shí)地電力供給的結(jié)構(gòu)， 使得即使在外部充電時(shí)低電壓系統(tǒng)設(shè)備的工作也不產(chǎn)生故障。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)1中，是如此的結(jié)構(gòu)在外部充電時(shí)，也因?yàn)橄蛩鯠C/DC轉(zhuǎn)換器供給電力，主電池即電池Bl的電壓也被施加到升壓轉(zhuǎn)換器和/或變換器的高電壓系統(tǒng)電路群。如此，在不進(jìn)行車輛行駛的外部充電時(shí)，也由于向高電壓系統(tǒng)電路群施加主電池的電壓，存在設(shè)備的耐久壽命降低的擔(dān)憂。本發(fā)明是為了解決如此的問題點(diǎn)而完成的，本發(fā)明的目的在于在能夠通過外部電源充電的電動(dòng)車輛中，在外部充電時(shí)確實(shí)地供給低電壓系統(tǒng)的電力、同時(shí)提高充電效率， 并且防止外部充電導(dǎo)致的設(shè)備的耐久壽命降低。用于解決問題的技術(shù)方案按照本發(fā)明的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，是構(gòu)成為能夠通過車輛外部的外部電源充電的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，包含能夠再充電的主蓄電裝置以及副蓄電裝置、充電器、電力控制單元、第一通斷器以及第二通斷器、多個(gè)輔機(jī)負(fù)載、第一電壓轉(zhuǎn)換器以及第二電壓轉(zhuǎn)換器、和控制裝置。充電器構(gòu)成為在通過所述外部電源對(duì)主蓄電裝置充電的外部充電時(shí)，將來自外部電源的供給電力變換為主蓄電裝置的充電電力。電力控制單元構(gòu)成為通過主蓄電裝置與電動(dòng)機(jī)之間的電力變換，驅(qū)動(dòng)控制車輛驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生用的電動(dòng)機(jī)。第一通斷器連接在主蓄電裝置與電力控制單元之間。第二通斷器與第一通斷器并聯(lián)地連接在充電器和主蓄電裝置之間。多個(gè)輔機(jī)負(fù)載構(gòu)成為通過來自與副蓄電裝置連接的電源配線的輔機(jī)系統(tǒng)電力的供給動(dòng)作。第一電壓轉(zhuǎn)換器構(gòu)成為將主蓄電裝置的輸出電壓轉(zhuǎn)換為副蓄電裝置的輸出電壓水平，向電源配線輸出。第二電壓轉(zhuǎn)換器構(gòu)成為將充電器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為副蓄電裝置的輸出電壓水平，并且，其輸出容量比第一電壓轉(zhuǎn)換器小?？刂蒲b置通過來自副蓄電裝置的電力供給動(dòng)作，用于控制第一通斷器以及第二通斷器的接通以及斷開，和第一電壓轉(zhuǎn)換器以及第二電壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作以及停止。并且，控制裝置構(gòu)成為在外部充電開始時(shí)，斷開第一通斷器另一方面接通第二通斷器，并且，停止第一電壓轉(zhuǎn)換器另一方面使第二電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作、 且在外部充電的執(zhí)行過程中判斷為輔機(jī)系統(tǒng)電力不足的情況下，使第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作。按照本發(fā)明的電源系統(tǒng)的控制方法，是構(gòu)成為能夠通過車輛外部的外部電源充電的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，電源系統(tǒng)包含所述主蓄電裝置以及副蓄電裝置、所述充電器、所述電力控制單元、所述第一通斷器以及第二通斷器、所述多個(gè)輔機(jī)負(fù)載、所述第一電壓轉(zhuǎn)換器以及第二電壓轉(zhuǎn)換器、和所述控制裝置。并且，控制方法包含在外部充電開始時(shí)確認(rèn)第一通斷器斷開的步驟；確認(rèn)為第一通斷器的斷開后，接通第二通斷器并且啟動(dòng)第二電壓轉(zhuǎn)換器的步驟；在第二通斷器接通后通過充電器的輸出對(duì)主蓄電裝置進(jìn)行外部充電的步驟；以及在外部充電過程中判斷為輔機(jī)系統(tǒng)電力不足的情況下，使第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的步驟。根據(jù)所述電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)及其控制方法，在外部充電時(shí)，因?yàn)橥Ｖ沟谝浑妷恨D(zhuǎn)換器(主DC/DC轉(zhuǎn)換器)，另一方面，通過小容量的第二電壓轉(zhuǎn)換器(副DC/DC轉(zhuǎn)換器) 供給輔機(jī)系統(tǒng)電力，所以能夠提高外部充電的效率。進(jìn)一步，在第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸出不夠輔機(jī)電力的情況下，能夠使第一電壓轉(zhuǎn)換器工作，因此能夠確實(shí)地使控制裝置以及輔機(jī)負(fù)載動(dòng)作。進(jìn)一步，通過在外部充電時(shí)斷開第一通斷器，能夠避免向電力控制單元等的后端電路設(shè)備不必要地施加高電壓(主蓄電裝置的輸出電壓)。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)防止外部充電導(dǎo)致的設(shè)備的耐久壽命降低。如此，能夠在外部充電時(shí)確實(shí)地供給低電壓系統(tǒng)的電力同時(shí)提高充電效率，并且實(shí)現(xiàn)防止外部充電導(dǎo)致的設(shè)備的耐久壽命降低。優(yōu)選，控制裝置構(gòu)成為在外部充電執(zhí)行過程中第一電壓轉(zhuǎn)換器正在動(dòng)作的狀態(tài)下，判斷為消除了輔機(jī)系統(tǒng)電力不足的情況下，再次停止第一電壓轉(zhuǎn)換器，通過第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸出供給輔機(jī)系統(tǒng)電力?；蛘?，控制方法還包含如下步驟在外部充電執(zhí)行過程中第一電壓轉(zhuǎn)換器正在動(dòng)作的狀態(tài)下，判斷為消除了輔機(jī)系統(tǒng)電力不足的情況下，再次停止第一電壓轉(zhuǎn)換器。如此，因?yàn)槟軌驅(qū)⑼獠砍潆姇r(shí)的第一電壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作抑制為最低限度，所以能夠進(jìn)一步提高外部充電的效率。另外，優(yōu)選，第一通斷器設(shè)置在與電力控制單元連接的主電源配線和主蓄電裝置之間，第一電壓轉(zhuǎn)換器電連接到主電源配線與電源配線之間。并且，控制裝置構(gòu)成為在外部充電的執(zhí)行過程中使第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作時(shí)，一起接通第一通斷器。
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如此，即使是在外部充電開始時(shí)沒有將主蓄電裝置的輸出電壓施加到第一電壓轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也能夠在外部充電時(shí)確實(shí)地供給低電壓系統(tǒng)的電力同時(shí)提高充電效率， 并且防止外部充電導(dǎo)致的設(shè)備的耐久壽命降低。進(jìn)一步優(yōu)選，控制裝置構(gòu)成為在電動(dòng)車輛運(yùn)行停止時(shí)，副蓄電裝置的輸出比預(yù)定的下限水平低時(shí)，通過接通第一通斷器并且使第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作，由此由主蓄電裝置的電力對(duì)副蓄電裝置充電。或者，控制方法還還包含如下步驟在電動(dòng)車輛運(yùn)行停止時(shí)，副蓄電裝置的輸出比預(yù)定的下限水平低時(shí)，通過接通第一通斷器并且使第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作， 由此由主蓄電裝置的電力對(duì)副蓄電裝置充電。如此，即使是在外部充電開始時(shí)不能使用主蓄電裝置的輸出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也能夠在車輛運(yùn)行停止中控制副蓄電裝置的充電，使得在外部充電的開始處理中確保必要的下限水平的輸出。另外，優(yōu)選，多個(gè)輔機(jī)負(fù)載包含經(jīng)由第三通斷器電連接到電源配線的第一輔機(jī)負(fù)載；以及不經(jīng)由第三通斷器電連接到電源配線的第二輔機(jī)負(fù)載。并且，控制裝置在外部充電時(shí)斷開第三通斷器。如此，因?yàn)橄拗屏送獠砍潆姇r(shí)的輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))電力的供給目的地，所以能夠進(jìn)一步降低第二電壓轉(zhuǎn)換器(副DC/DC轉(zhuǎn)換器)的輸出容量。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步提高外部充電的效率?；蛘邇?yōu)選，控制裝置或者動(dòng)作步驟，在外部充電執(zhí)行過程中電源配線的電壓變得比預(yù)定電壓低時(shí)，判斷為輔機(jī)系統(tǒng)電力不足。特別是，預(yù)定電壓對(duì)應(yīng)于保證多個(gè)輔機(jī)負(fù)載以及控制裝置的動(dòng)作的下限電壓而確定。如此，能夠確實(shí)地供給低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的電力，使得由于輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))的電源電壓低下導(dǎo)致的輔機(jī)(特別是ECU)的動(dòng)作中不產(chǎn)生故障。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠在可通過外部電源充電的電動(dòng)車輛中，在外部充電時(shí)確實(shí)地供給低電壓系統(tǒng)的電力同時(shí)提高充電效率，并且防止外部充電導(dǎo)致的設(shè)備的耐久壽命降低。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源系統(tǒng)中外部充電時(shí)的輔機(jī)系統(tǒng)電力供給控制的框圖。圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源系統(tǒng)中外部充電時(shí)的控制處理步驟的流程圖。圖4是說明輔機(jī)系統(tǒng)電力供給判定的第一例的流程圖。圖5是說明輔機(jī)系統(tǒng)電力供給判定的第二例的流程圖。圖6是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源系統(tǒng)中車輛運(yùn)行停止中的輔機(jī)電池的充電控制的流程圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。并且，對(duì)以下圖中的相同或者相當(dāng)?shù)牟糠指揭酝环?hào)，在原則上不再重復(fù)其說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。參照?qǐng)D1，電動(dòng)車輛100包含主電池10、電力控制單元(PCU :Power Control Unit) 20、電動(dòng)發(fā)電機(jī) 30、動(dòng)力傳送齒輪 40、驅(qū)動(dòng)輪 50,ECU (Electronic Control Unit) 80。主電池10表示為“蓄電裝置”的一個(gè)例子，代表性的是由鋰離子電池和/或鎳氫電池等的二次電池構(gòu)成。例如，主電池10的輸出電壓為200V左右。或者也可以由雙電荷層電容、或者由二次電池和電容的組合構(gòu)成蓄電裝置。P⑶20將主電池10的蓄積電力變換為用于驅(qū)動(dòng)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)30的電力。例如， 電動(dòng)發(fā)電機(jī)30由永磁體型的三相同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，并且，PCU20構(gòu)成為包含變換器26。電動(dòng)發(fā)電機(jī)30的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由由減速器和/或動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)構(gòu)成的動(dòng)力傳送齒輪40傳送到驅(qū)動(dòng)輪，使電動(dòng)車輛100行駛。電動(dòng)發(fā)電機(jī)30能夠在電動(dòng)車輛100的再生制動(dòng)動(dòng)作時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)輪50的旋轉(zhuǎn)力發(fā)電。然后，此發(fā)電電力通過PCU20變換為主電池10的充電電力。另外，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)30之外還搭載有發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的混合動(dòng)力車輛中，通過使此發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)30協(xié)調(diào)工作，產(chǎn)生必要的電動(dòng)車輛100的車輛驅(qū)動(dòng)力。此時(shí)， 也能夠使用發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)電電力，對(duì)主電池10進(jìn)行充電。也就是說，電動(dòng)車輛100是表示搭載了車輛驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生用的電動(dòng)機(jī)的車輛，包含由發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的混合動(dòng)力車，沒有搭載發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛，燃料電池車等。通過從圖示的電動(dòng)車輛100的結(jié)構(gòu)，除去電動(dòng)發(fā)電機(jī)30、動(dòng)力傳送齒輪40以及驅(qū)動(dòng)輪50得到的部分，構(gòu)成“電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)”。以下，詳細(xì)說明電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。電力控制單元(P⑶)20包含轉(zhuǎn)換器CNV、平滑電容C0、變換器26。轉(zhuǎn)換器CNV構(gòu)成為在電源配線153p的直流電壓VL、和電源配線154p的直流電壓 VH之間進(jìn)行直流電壓變換。電源配線153p以及接地配線153g分別經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器SMRl以及SMR2，與主電池10的正極端子以及負(fù)極端子分別電連接。平滑電容CO連接到電源配線154p來平滑直流電壓。同樣地，平滑電容Cl連接到電源配線153p來平滑直流電壓VL。轉(zhuǎn)換器CNV，如圖1所示，構(gòu)成為包含電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件(以下，也簡(jiǎn)稱為“開關(guān)元件”)Ql、Q2、電抗器Ll和平滑電容Cl的斬波電路。因?yàn)樵陂_關(guān)元件Ql、Q2分別逆并聯(lián)連接有二極管，所以轉(zhuǎn)換器CNV能夠在電源配線153p以及電源配線154p之間進(jìn)行雙方向的電壓變換?；蛘撸材軌蚴罐D(zhuǎn)換器CNV工作，使得將上臂元件即開關(guān)元件Ql固定為導(dǎo)通(0N)，另一方面，將下臂元件即開關(guān)元件Q2固定為斷開(0FF)，使電源配線154p以及電源配線153p的電壓相同(VH = VL)。變換器沈是一般的三相變換器，所以關(guān)于詳細(xì)的電路結(jié)構(gòu)省略圖示。例如，變換器26構(gòu)成為在各相配置上臂元件以及下臂元件，并且各相的上下臂元件的連接點(diǎn)與電動(dòng)發(fā)電機(jī)30的對(duì)應(yīng)相的定子線圈繞組連接。電動(dòng)車輛100行駛時(shí)，變換器沈通過由E⑶80對(duì)各開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通斷開控制， 將電源配線154p的直流電壓變換為三相交流電壓并將其向電動(dòng)發(fā)電機(jī)30供給?；蛘?，在電動(dòng)車輛100再生制動(dòng)動(dòng)作時(shí)，變換器沈通過E⑶80對(duì)各個(gè)開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通斷開控制， 使得將來自電動(dòng)發(fā)電機(jī)30的交流電壓變換為直流電壓，并將其向電源配線154p輸出。ECU80由內(nèi)置了未圖示的CPU (Central Processing Unit)以及存儲(chǔ)器的電子控制單元構(gòu)成，構(gòu)成為基于存儲(chǔ)到此存儲(chǔ)器的圖以及程序，進(jìn)行使用了各傳感器的檢測(cè)值的運(yùn)算處理。或者，也可以構(gòu)成為E⑶80的至少一部分由電子電路等的硬件執(zhí)行預(yù)定的數(shù)值、 邏輯運(yùn)算處理。ECU80概括的表示為具有電動(dòng)車輛100的車輛行駛時(shí)以及外部充電時(shí)的控制功能的單元。E⑶80通過由電源配線156p供給低電壓系統(tǒng)的電源電壓而工作。并且，本實(shí)施方式中，“車輛行駛時(shí)”是表示通過點(diǎn)火開關(guān)的操作電動(dòng)車輛100成為能夠行駛的狀態(tài)。也就是說，關(guān)于車速=0的狀態(tài)，也包含于“車輛行駛時(shí)”。另一方面，主電池10的外部充電，在車輛行駛時(shí)不進(jìn)行。電動(dòng)車輛100的電源系統(tǒng)，作為低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包含主 DC/DC轉(zhuǎn)換器60、輔機(jī)電池70、電源配線155p、電源配線156p、和繼電器RL3。輔機(jī)電池70 連接到電源配線155p以及接地配線155g。輔機(jī)電池70與主電池10同樣地，表示為“蓄電裝置”的一個(gè)例子。例如，輔機(jī)電池70由鉛蓄電池構(gòu)成。輔機(jī)電池70的輸出電壓相當(dāng)于低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs。此電源電壓Vs的額定值比主電池10的輸出電壓低，是例如12V 左右ο主DC/DC轉(zhuǎn)換器60構(gòu)成為對(duì)與主電池10的輸出電壓相當(dāng)?shù)闹绷麟妷篤L進(jìn)行降壓，將其變換為低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs、即輔機(jī)電池70的輸出電壓水平的直流電壓。主 DC/DC轉(zhuǎn)換器60代表性地是包含半導(dǎo)體開關(guān)元件(未圖示)的開關(guān)調(diào)整器(regulator)， 能夠適用公知的任意的電路結(jié)構(gòu)。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出側(cè)和電源配線155p連接。主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸入側(cè)和電源配線153p以及接地配線153g連接。但是，主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸入側(cè)，即使不經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2直接和主電池10的正極以及負(fù)極連接，也能夠根據(jù)主電池10 的輸出來產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs。在電源配線155p以及電源配線156p之間，電連接有繼電器RL3。繼電器RL3是控制對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成設(shè)備的給電的繼電器，基本上，在電動(dòng)車輛的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)(例如， IG接通時(shí))接通。也就是說，車輛行駛時(shí)，繼電器RL3為接通狀態(tài)。進(jìn)一步，即使在IG開關(guān)為斷開，繼電器RL3在外部充電時(shí)也接通。在電源配線155p上連接即使在IG斷開時(shí)也工作的低電壓系統(tǒng)的輔機(jī)負(fù)載群95。 輔機(jī)負(fù)載群95包含例如音響設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、照明設(shè)備(危險(xiǎn)信號(hào)燈、室內(nèi)燈、頭燈等) 等。這些輔機(jī)負(fù)載群分別在車輛運(yùn)行中以及外部充電時(shí)，通過根據(jù)使用者操作而工作，從而消耗電力。在電源配線156p除了 E⑶30還連接有在IG接通時(shí)工作的低電壓系統(tǒng)的輔機(jī)負(fù)載群90。輔機(jī)負(fù)載群90的一部分，即使在外部充電時(shí)也工作而消耗電力。并且，圖1中雖然作為不同要素記載，但是關(guān)于充電器110、主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以及副DC/DC轉(zhuǎn)換器115，在電源供給系統(tǒng)上的分類中可包含于輔機(jī)負(fù)載群90。另外，在電源配線153p以及接地配線153g連接有將主電池10的輸出電壓作為電源而工作的高壓輔機(jī)98。高壓輔機(jī)98例如包含空調(diào)用變換器(A/C變換器)。
進(jìn)一步，電動(dòng)車輛100的電源系統(tǒng)，作為用于主電池10的外部充電的結(jié)構(gòu)，包含充電連接器105、充電器110、副DC/DC轉(zhuǎn)換器115、和繼電器RL1、RL2。充電連接器105通過在與外部電源400連接的狀態(tài)下與充電電纜的充電插頭410 連接，從而與外部電源400電連接。此外，在充電電纜內(nèi)置有用于切斷外部電源400的充電路徑的繼電器405。一般來說，外部電源400由商用交流電源構(gòu)成。此外，代替圖1所示的結(jié)構(gòu)，也可以是使外部電源400和電動(dòng)車輛100非接觸而使其電磁耦合來供給電力的結(jié)構(gòu)，具體的是在外部電源側(cè)設(shè)置初級(jí)線圈，并且在車輛側(cè)設(shè)置次級(jí)線圈，利用初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的相互感應(yīng)，從外部電源400向電動(dòng)車輛100供給電力。即使在進(jìn)行如此的外部充電的情況下，對(duì)來自外部電源400的供給電力進(jìn)行變換的充電器110以后的結(jié)構(gòu)也能夠共用。電源配線151電連接充電連接器105與充電器110之間。充電器110將向電源配線151傳送的，來自外部電源400的交流電壓，變換為用于向主電池10充電的直流電壓。變換后的直流電壓被輸出到電源配線152p以及接地配線152g之間。充電器110通過輸出電壓和/或輸出電流的反饋控制，按照外部充電時(shí)的充電指令，對(duì)主電池10充電。此充電指令對(duì)應(yīng)于主電池10的狀態(tài)，例如SOCGtate Of Charge)和/或溫度而設(shè)定。繼電器RLl電連接到電源配線152p以及主電池10的正極之間。繼電器RL2電連接到接地配線152g以及主電池10的負(fù)極之間。畐Ij DC/DC轉(zhuǎn)換器115將由充電器110變換來的直流電壓(主電池10的充電電壓) 變換為低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的電源電壓Vs、即輔機(jī)電池70的輸出電壓水平的直流電壓。畐O DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出被供給到電源配線155p。畐O DC/DC轉(zhuǎn)換器115也可以與充電器110 —體構(gòu)成。副DC/DC轉(zhuǎn)換器115與主DC/DC轉(zhuǎn)換器60同樣地，由包含半導(dǎo)體開關(guān)元件(未圖示)的開關(guān)調(diào)整器構(gòu)成，能夠適用公知的任意的電路結(jié)構(gòu)。繼電器RLl RL3以及系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2各自，代表性地由在未圖示的勵(lì)磁電路的勵(lì)磁電流的供給時(shí)接通(ON)，另一方面在勵(lì)磁電流的非供給時(shí)斷開(OFF)的電磁繼電器構(gòu)成。但是，只要是能夠控制通電路徑的導(dǎo)通(ON)/切斷(OFF)的通斷器，能夠使用任意的電路要素作為該繼電器或者系統(tǒng)主繼電器。另外，關(guān)于對(duì)應(yīng)于外部充電結(jié)構(gòu)而設(shè)置的繼電器RL1、RL2，也稱為“外部充電繼電器”。E⑶80生成用于控制系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2以及繼電器RLl RL3的接通斷開的，控制指令SMUSM2以及SLl SL3。應(yīng)答控制指令SMUSM2以及SLl SL3的每個(gè)，將輔機(jī)電池70作為電源，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)主繼電器或者繼電器的勵(lì)磁電流。然后，說明車輛行駛時(shí)以及外部充電時(shí)各自的電源系統(tǒng)的工作。車輛行駛時(shí)，接通系統(tǒng)主繼電器SMRl、SMR2，另一方面，斷開外部充電繼電器RLl、 RL2。另外，繼電器RL3對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火開關(guān)的接通(IG接通)而接通。如此，來自主電池10的輸出電壓，經(jīng)由接通狀態(tài)的系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2傳送到電源配線153p以及接地配線153g。也就是說，和主電池10電連接的電源配線153p上的電力，由rcU20用于電動(dòng)發(fā)電機(jī)30的驅(qū)動(dòng)控制。進(jìn)一步，通過斷開狀態(tài)的外部充電器RL1、 RL2，以充電器110為首的外部充電結(jié)構(gòu)從主電池10以及電源配線153p以及接地配線153g 電切斷。其結(jié)果，使用主電池10的電力來使電動(dòng)車輛100行駛，另一方面，能夠保護(hù)以充電
10器110為首的用于外部充電的電路群。低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))中，在車輛行駛時(shí)，停止副DC/DC轉(zhuǎn)換器115，另一方面， 使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60工作，從主電池10的輸出電壓產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs。通過接通繼電器RL3，也向E⑶80以及輔機(jī)負(fù)載群90供給電源電壓Vs。另外，主DC/DC轉(zhuǎn)換器 60的電力容量(額定輸出)，設(shè)置為能夠包含車輛行駛時(shí)的輔機(jī)負(fù)載群90、95的消耗電力。與此相對(duì)，在外部充電時(shí)，接通外部充電繼電器RLl、RL2，另一方面，斷開系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2。如此，經(jīng)由接通狀態(tài)的外部充電繼電器RL1、RL2，通過由充電器110對(duì)來自外部電源400的輸出電壓進(jìn)行變換得到的直流電壓，對(duì)主電池10充電。另外，通過斷開狀態(tài)的系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2，將電源配線153p以及接地配線 153g從充電器110以及主電池10電切斷。如此，因?yàn)椴幌蛞訮⑶20為首的高壓系統(tǒng)設(shè)備施加主電池10的輸出電壓(直流電壓VL)，所以能夠防止高電壓系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)成部件的耐久壽命由于外部充電而降低。低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))中，在外部充電時(shí)，使副DC/DC轉(zhuǎn)換器115工作，另一方面，基本上停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60。也就是說，在主DC/DC轉(zhuǎn)換器60中將開關(guān)元件固定為斷開OFF，由此成為不產(chǎn)生隨著電力變換的電力損失的狀態(tài)。在外部充電時(shí)，與點(diǎn)火開關(guān)的操作獨(dú)立地接通繼電器RL3。如此，即使是外部充電時(shí)，也能夠由輔機(jī)電池70以及/或者副DC/DC轉(zhuǎn)換器115，向E⑶80以及輔機(jī)負(fù)載群90，95 供給電源電壓Vs。副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的電力容量(額定輸出)，設(shè)計(jì)為能夠涵蓋在外部充電時(shí)的輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))通常的消耗電力。也就是說，外部充電時(shí)使用的副DC/DC轉(zhuǎn)換器 115的輸出容量(例如，額定電流為10 IOOmA級(jí)別)，與需要供給車輛行駛時(shí)的ECU80以及輔機(jī)負(fù)載群90、95的消耗電力的主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的輸出容量(例如，額定電流為100A 級(jí)別)比較，能夠抑制得更低。也就是說，副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的消耗電力大幅低于主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的消耗電力。如此，在外部充電時(shí)，通過停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，另一方面由副DC/DC轉(zhuǎn)換器115產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)的電源電壓Vs，能夠提高外部充電效率。但是，因?yàn)槿缟纤鰧⒏盌C/DC轉(zhuǎn)換器115的電力容量設(shè)定得較低，所以考慮由于輔機(jī)負(fù)載群90以及/或者輔機(jī)負(fù)載群95的使用狀況，副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出電力不足的情況。因此，本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中，執(zhí)行以下說明的輔機(jī)系統(tǒng)的電力供
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口 ο圖2是說明本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)中外部充電時(shí)的輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))電力供給控制的框圖。參照?qǐng)D2，控制電路85按照控制指令SDC，控制副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的工作以及停止。進(jìn)一步，控制電路85生成指示主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的工作以及停止的控制指令MDC以及指示系統(tǒng)主繼電器SMRl、SMR2的接通斷開的控制指令SMl、SM2?？刂齐娐?5相當(dāng)于由 ECU80實(shí)現(xiàn)的、控制外部充電時(shí)的低電壓系統(tǒng)的電力供給的功能單元。副DC/DC轉(zhuǎn)換器115在工作時(shí)輸出與低電壓系統(tǒng)的電源電壓相當(dāng)?shù)念~定電壓。例如，副DC/DC轉(zhuǎn)換器115通過控制開關(guān)元件的占空比來使輸出電流Idcs變化，以使得維持額定電壓的輸出。輸出電流Idcs在副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的額定容量(電力、電流)的范圍內(nèi)變化。也就是說，在即使是通過對(duì)應(yīng)于額定容量的最大輸出電流Imax也不能涵蓋低電壓輔機(jī)系統(tǒng)的消耗電力(以下，也簡(jiǎn)稱為輔機(jī)系統(tǒng)電力)時(shí)，為了通過來自輔機(jī)電池70的電力來供給輔機(jī)負(fù)載群90、95的消耗電力，輔機(jī)電池70的SOC降低，由此其輸出電壓(即電源電壓Vs)也降低。特別地，當(dāng)電源電壓Vs比保證E⑶80等工作的下限電壓低時(shí)，存在電源系統(tǒng)不能正常工作的擔(dān)心。控制電路85在外部充電開始時(shí)，由控制指令MDC指示主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的停止， 并且斷開系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2。并且，在外部充電中，在判斷為副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出不夠輔機(jī)負(fù)載群90、95 的消耗電力時(shí)，控制電路85通過控制指令MDC，使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60工作。此時(shí)，可以由主 DC/DC轉(zhuǎn)換器60和副DC/DC轉(zhuǎn)換器115兩者產(chǎn)生向輔機(jī)負(fù)載群90，95的供給電力，也可以僅由主DC/DC轉(zhuǎn)換器60產(chǎn)生輔機(jī)電力。如此，能夠使用主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，向輔機(jī)負(fù)載群90、95供給比副DC/DC轉(zhuǎn)換器 115更大的電力。進(jìn)一步，圖1的結(jié)構(gòu)例子中，為了連接在主DC/DC轉(zhuǎn)換器60與主電池10 之間，控制電路85需要通過控制指令SMl、SM2接通系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2。如上所述，當(dāng)副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出不足時(shí)，電源電壓Vs降低，因此控制電路 85在電源電壓Vs比預(yù)定的下限電壓Vmin低時(shí)，能夠判斷為副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出不足。此下限電壓Vmin，如上所述，能夠?qū)?yīng)于保證E⑶80等工作的下限電壓而確定?？刂齐娐?5也可以在電源電壓Vs以外，通過將輔機(jī)電池70的SOC和判定值比較， 判定副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出是否不足。關(guān)于輔機(jī)電池70的S0C，能夠基于通常的電池 SOC的計(jì)算方法，例如，基于由未圖示的電流傳感器檢測(cè)出的充放電電流的累計(jì)值、或者由未圖示的電壓傳感器檢測(cè)出的開路電壓來求得。或者，控制電路85也可以基于輔機(jī)負(fù)載群 90、95的工作狀態(tài)(例如，各設(shè)備的開關(guān))，判定副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出是否不足。例如，也可以在外部充電時(shí)不必使用的設(shè)備、且消耗電力比較大的特定的輔機(jī)負(fù)載(例如，頭燈等)工作時(shí)，判斷為副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出不足。圖3是說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電源系統(tǒng)中外部充電時(shí)的控制處理步驟的流程圖。此外，從圖3開始的以下說明的流程圖的各個(gè)步驟，雖然基本上由ECU80進(jìn)行的軟件處理來實(shí)現(xiàn)，但也可以由硬件處理來實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D3，E⑶80通過步驟S100，判定外部充電開始條件是否成立。例如，在充電連接器105經(jīng)由正常安裝的充電電纜(充電插頭410)和外部電源400電連接，并且在外部充電通過使用者進(jìn)行開關(guān)操作、或者基于時(shí)間等的自動(dòng)設(shè)定而被要求時(shí)，步驟SlOO被判定為是(YSE)，開始外部充電。在步驟SlOO的否(NO)判定時(shí)，不進(jìn)行以下的處理。當(dāng)開始外部充電時(shí)(S100被判定為是時(shí))，E⑶80通過步驟S105，確認(rèn)系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2接通。如果在系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2接通ON的情況下，ECU80通過控制指令SMI、SM2，確實(shí)地使系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2斷開。為了開始外部充電，E⑶80通過步驟S110，接通外部充電繼電器RLl、RL2以及繼電器RL3，并且使副DC/DC轉(zhuǎn)換器115工作。進(jìn)一步，ECU80維持主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的停止以及系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2的斷開。當(dāng)完成步驟SlOO SllO的開始處理時(shí)，ECU80通過步驟S120，使用充電器110，通過來自外部電源400的電力對(duì)主電池10充電。然后，E⑶80在外部充電中，通過步驟S130執(zhí)行輔機(jī)系統(tǒng)的電力供給判定。圖4中示出圖3的步驟S130進(jìn)行的輔機(jī)系統(tǒng)電力供給判定的詳細(xì)內(nèi)容。參照?qǐng)D4，E⑶80通過步驟S131，判定在外部充電開始時(shí)停止的主DC/DC轉(zhuǎn)換器 60是否處于工作中。然后，若主DC/DC轉(zhuǎn)換器60處于工作中(步驟131被判定為是時(shí))， ECU80維持現(xiàn)在的狀態(tài)，即使用主DC/DC轉(zhuǎn)換器60產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的電源電壓。E⑶80在主DC/DC轉(zhuǎn)換器60停止時(shí)(步驟131被判定為否時(shí))，通過步驟S132， 判定從副DC/DC轉(zhuǎn)換器115供給的輔機(jī)系統(tǒng)電力是否不足。然后，在輔機(jī)系統(tǒng)電力不足時(shí) (步驟S132被判定為是時(shí))，E⑶80通過步驟S133，使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60工作。在圖1的構(gòu)成例中，隨之接通系統(tǒng)主繼電器SMRl、SMR2。如此，使用主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，優(yōu)選通過副 DC/DC轉(zhuǎn)換器115以及主DC/DC轉(zhuǎn)換器60兩者，產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的電源電壓， 因此能夠確保E⑶80以及輔機(jī)負(fù)載群90、95必要的工作電力。另一方面，在輔機(jī)系統(tǒng)電力沒有不足時(shí)(步驟133被判定為否時(shí))，E⑶80通過步驟S134，維持主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的停止?fàn)顟B(tài)。也就是說，步驟S132的判定，能夠與圖3所示的控制電路85生成控制指令MDC同樣地進(jìn)行?；蛘撸鐖D5所示，也可以對(duì)圖4的流程圖追加步驟S136作為主DC/DC轉(zhuǎn)換器60
一旦工作之后的處理。E⑶80在步驟S131被判定為是時(shí)，也就是說，主DC/DC轉(zhuǎn)換器60處于工作中時(shí)， 通過步驟S136，判定是否通過主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的使用，消除了輔機(jī)系統(tǒng)電力的不足。例如，在電源電壓Vs和/或輔機(jī)電池70的SOC超過預(yù)定值而得以恢復(fù)時(shí)，步驟S136被判定為是，否則被判定為否。然后，E⑶80在步驟S136被判定為是時(shí)，處理進(jìn)入步驟S134，再次停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60。進(jìn)一步，也斷開系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2。如此，再次通過副DC/DC轉(zhuǎn)換器115產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)(輔機(jī)系統(tǒng))的電源電壓。如此，因?yàn)槟軌蜃畹拖薅鹊匾种仆獠砍潆姇r(shí)的主 DC/DC轉(zhuǎn)換器60的工作期間，所以能夠進(jìn)一步提高外部充電的效率。此外，通過步驟S134 再次停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60時(shí)，在下一次執(zhí)行步驟S130時(shí)，步驟S130被判定為否。另一方面，E⑶80在步驟S136被判定為否時(shí)，處理進(jìn)入步驟S133，維持主DC/DC轉(zhuǎn)換器60的工作。如此，為了消除電力不足，使用主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，優(yōu)選通過主DC/DC轉(zhuǎn)換器60以及副DC/DC轉(zhuǎn)換器115兩者，產(chǎn)生低電壓系統(tǒng)的電源電壓。根據(jù)如上所述的圖4或者圖5的流程圖，通過低電壓系統(tǒng)電力供給判定(S130)，為了提高外部充電時(shí)的效率，基本上，能夠使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60停止而通過小容量的副DC/DC 轉(zhuǎn)換器115，供給輔機(jī)系統(tǒng)電力。進(jìn)一步，在通過副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出不能確保E⑶80 以及輔機(jī)負(fù)載群90、95的消耗電力的情況下，通過使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60工作，能夠使需要工作的E⑶80以及輔機(jī)負(fù)載群90，95正常工作。再次參照?qǐng)D3，ECU80按照步驟S130的低電壓系統(tǒng)電力供給判定來供給輔機(jī)系統(tǒng)電力，同時(shí)進(jìn)行主電池10的外部充電(S120)。在外部充電中，ECU80以一定周期通過步驟 S130，判定主電池10的充電是否完成。例如，基于主電池10的SOC和/或充電電力量、充電時(shí)間等，能夠執(zhí)行步驟S140的判定。然后，因?yàn)樵谕瓿沙潆娭暗钠陂g步驟S140被判定為否，所以反復(fù)執(zhí)行步驟
13S120、S130。也就是說，在按照輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))的電力消耗狀況來適當(dāng)控制主DC/ DC轉(zhuǎn)換器60的停止以及工作之后，能夠產(chǎn)生外部充電時(shí)的低電壓系統(tǒng)的電源電壓。另一方面，當(dāng)充電完成時(shí)(S140被判定為是時(shí))，E⑶80通過步驟S150，執(zhí)行外部充電的結(jié)束處理。在外部充結(jié)束處理中，例如，斷開處于接通狀態(tài)的外部充電繼電器RL1、RL2 和/或繼電器405(充電電纜)。如此，根據(jù)本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，在外部充電時(shí)，停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60，另一方面，通過副DC/DC轉(zhuǎn)換器115供給輔機(jī)系統(tǒng)電力，因此能夠提高外部充電效率。 進(jìn)一步，在副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的輸出容量不夠輔機(jī)系統(tǒng)電力的情況下，能夠使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60工作，因此能夠?qū)崿F(xiàn)外部充電效率的提高，同時(shí)確實(shí)地使E⑶80以及輔機(jī)負(fù)載群90、 95工作。另外，在外部充電時(shí)，基本上斷開系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2，因此能夠避免對(duì)不需要工作的PCU20等后端的電路設(shè)備施加高電壓(主電池10的輸出電壓)。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)防止由于外部充電導(dǎo)致的設(shè)備的耐久壽命降低。此外，本實(shí)施方式的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)(圖1)中，在主電池10以及主DC/DC轉(zhuǎn)換器60之間，連接有系統(tǒng)主繼電器SMRl、SMR2。如此，在外部充電開始時(shí)，在不能通過主DC/ DC轉(zhuǎn)換器60供給電源電壓的狀態(tài)下，需要進(jìn)行繼電器控制(至少外部充電繼電器RLl、RL2 或者系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2接通)。因此，需要將輔機(jī)電池70的輸出確保為比能夠供給繼電器的勵(lì)磁電流的下限水平高。如此，在車輛運(yùn)行結(jié)束后，即在可以進(jìn)行外部充電的期間，優(yōu)選E⑶80按每一預(yù)定周期執(zhí)行用于輔機(jī)電池70的充電控制的、按照?qǐng)D6所示的流程圖的控制處理。參照?qǐng)D6，E⑶80通過步驟S200，在車輛運(yùn)行停止中，例如以預(yù)定周期判定點(diǎn)火開關(guān)是否斷開?；旧?，在車輛運(yùn)行停止時(shí)、即點(diǎn)火開關(guān)斷開操作時(shí)，系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2 被斷開，并且主DC/DC轉(zhuǎn)換器60停止。E⑶80在車輛運(yùn)行停止中，(S200被判定為是時(shí))，確認(rèn)步驟SllO中的輔機(jī)電池70 的輸出是否低于下限水平。例如，基于輔機(jī)電池70的SOC或者電源電壓Vs，執(zhí)行步驟S210 的判定。此下限水平能夠?qū)?yīng)于可得到用于接通外部充電繼電器RL1、RL2或者系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2的輸出(例如，勵(lì)磁電流的產(chǎn)生)的輸出水平而確定。在輔機(jī)電池70的輸出低時(shí)(S210被判定為是時(shí))，E⑶80通過步驟S220，接通系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2，并且通過使主DC/DC轉(zhuǎn)換器60工作，對(duì)主電池10的輸出電壓進(jìn)行降壓，從而對(duì)輔機(jī)電池70充電。如此，控制充電狀態(tài)，以使得即使在車輛運(yùn)行停止中也將輔機(jī)電池70的輸出確保為所述下限水平。另一方面，E⑶80在S210被判定為否時(shí)，通過步驟S230，斷開系統(tǒng)主繼電器SMRl、 SMR2，并且停止主DC/DC轉(zhuǎn)換器60。通過圖6所示的輔機(jī)電池充電控制，在將外部充電開始時(shí)從主電池10切斷主DC/ DC轉(zhuǎn)換器60作為基本的結(jié)構(gòu)中，也能夠確實(shí)地確保外部充電開始處理時(shí)必要的輔機(jī)電池 70的輸出。(電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變形例)圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。在圖7所示的變形例的電源系統(tǒng)中，除了圖1所示的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在還包含繼電器RL4這一點(diǎn)上不同。并且，圖1所示的E⑶80以及輔機(jī)負(fù)載群90被分類為不經(jīng)由繼電器RL4而連接到電源配線156p的E⑶ 輔機(jī)負(fù)載群81 ；和經(jīng)由繼電器RL4連接到電源配線156p的E⑶·輔機(jī)負(fù)載群82。繼電器RL4在車輛行駛時(shí)接通，另一方面，在外部充電時(shí)斷開。如此，E⑶·輔機(jī)負(fù)載群81由ECU以及輔機(jī)負(fù)載群90中的外部充電時(shí)所使用的設(shè)備群構(gòu)成。另一方面，E⑶ 輔機(jī)負(fù)載群82由外部充電時(shí)不使用的E⑶以及輔機(jī)負(fù)載構(gòu)成。 也就是說，在圖1的E⑶80中的至少對(duì)應(yīng)于控制電路85 (圖2)的部分，需要包含于E⑶·輔機(jī)負(fù)載群82。圖7的電源系統(tǒng)的其他部分的結(jié)構(gòu)以及工作，與圖1的電源系統(tǒng)同樣，因此不再重復(fù)詳細(xì)的說明。圖7的變形例的電源系統(tǒng)中，因?yàn)橥獠砍潆姇r(shí)的低電壓系統(tǒng)的電源電壓的供給目的地被限制，所以能夠降低外部充電時(shí)的ECU以及輔機(jī)的消耗電力，并且能夠進(jìn)一步減小副DC/DC轉(zhuǎn)換器115的容量。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步提高外部充電時(shí)的效率。此外，在圖1以及圖7的結(jié)構(gòu)中，主電池10對(duì)應(yīng)于“主蓄電裝置”，輔機(jī)電池70對(duì)應(yīng)于“副蓄電裝置”。另外，主DC/DC轉(zhuǎn)換器60對(duì)應(yīng)于“第一電壓轉(zhuǎn)換器”，副DC/DC轉(zhuǎn)換器 115對(duì)應(yīng)于“第二電壓轉(zhuǎn)換器”。進(jìn)一步，系統(tǒng)主繼電器SMR1、SMR2對(duì)應(yīng)于“第一通斷器”，外部充電繼電器RL1、RL2對(duì)應(yīng)于“第二通斷器”。另外，電源配線155p對(duì)應(yīng)于供給輔機(jī)電力的 “電源配線”，電源配線153p以及接地配線153g對(duì)應(yīng)于“主電源配線”，E⑶80對(duì)應(yīng)于“控制
； ε 且。進(jìn)一步，圖7的結(jié)構(gòu)中，繼電器RL4對(duì)應(yīng)于“第三通斷器”，E⑶·輔機(jī)負(fù)載群81對(duì)應(yīng)于“第一輔機(jī)負(fù)載”，ECU ·輔機(jī)負(fù)載群82對(duì)應(yīng)于“第二輔機(jī)負(fù)載”。另外，在本實(shí)施方式及其變形例中，電源配線153p以后(負(fù)載側(cè))的結(jié)構(gòu)，并不限定為圖示的結(jié)構(gòu)。例如，關(guān)于P⑶20的結(jié)構(gòu)，也可以是省略轉(zhuǎn)換器CNV，將主電池10的輸出電壓直接作為變換器26的直流側(cè)電壓。進(jìn)一步，關(guān)于電源系統(tǒng)的負(fù)載，也能夠是包含產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的結(jié)構(gòu)的任意的結(jié)構(gòu)。也就是說，本發(fā)明能夠共通地適用于包含沒有搭載發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛以及燃料電池車輛、以及搭載了發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力車輛，并搭載能夠外部充電的蓄電裝置、構(gòu)成為能夠通過該蓄電裝置的電力而驅(qū)動(dòng)的車輪驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生用的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛。應(yīng)該認(rèn)為，本次所公開的實(shí)施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內(nèi)容。 本發(fā)明的范圍不是由上述的說明而是由權(quán)利要求表示，包括與權(quán)利要求等同的意思以及范圍內(nèi)的所有的變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠適用于搭載了能夠通過車輛外部的電源進(jìn)行充電的蓄電裝置的電動(dòng)車輛。符號(hào)的說明10主電池，20 P⑶，沈變換器，30電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，40動(dòng)力傳送齒輪，50驅(qū)動(dòng)輪，60主 DC/DC轉(zhuǎn)換器，70輔機(jī)電池，80 ECU，81、82 ECU ·輔機(jī)負(fù)載群，85控制電路，90、95輔機(jī)負(fù)載群，98高壓輔機(jī)，100電動(dòng)車輛，105充電連接器，110充電器，115副DC/DC轉(zhuǎn)換器，151、 152p、153p、154p、155p、156p 電源配線，152g、153g、155g 接地配線，400 外部電源，405 繼電器，410充電插頭，CO、Cl平滑電容，CNV轉(zhuǎn)換器，Idcs輸出電流，Ll電抗器，MDC控制指令(主DC/DC轉(zhuǎn)換器)，Q1、Q2電力用半導(dǎo)體開關(guān)元件，RLU RL2外部充電繼電器，RL3、RL4繼電器(低電壓系統(tǒng))，SMI、SM2控制指令(系統(tǒng)主繼電器)，SDC控制指令(副DC/DC轉(zhuǎn)換器)，SMR1、SMR2系統(tǒng)主繼電器，VH、VL直流電壓，Vs電源電壓(低電壓系統(tǒng))。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，是構(gòu)成為能夠通過車輛外部的外部電源(400)充電的電動(dòng)車輛(100)的電源系統(tǒng)，包含能夠再充電的主蓄電裝置(10)以及副蓄電裝置(70)；構(gòu)成為在通過所述外部電源對(duì)所述主蓄電裝置充電的外部充電時(shí)，將來自所述外部電源的供給電力變換為所述主蓄電裝置的充電電力的充電器(110)；構(gòu)成為通過所述主蓄電裝置與所述電動(dòng)機(jī)之間的電力變換，驅(qū)動(dòng)控制車輛驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生用的電動(dòng)機(jī)(30)的電力控制單元00)；連接在所述主蓄電裝置與所述電力控制單元之間的第一通斷器(SMR1，SMR2)， 與所述第一通斷器并聯(lián)地連接在所述充電器和所述主蓄電裝置之間的第二通斷器 (RLl，RL2)，構(gòu)成為通過來自與所述副蓄電裝置連接的電源配線(155p)的輔助設(shè)備系統(tǒng)電力的供給動(dòng)作的多個(gè)輔助設(shè)備負(fù)載(90，95/81，82，95)；構(gòu)成為將所述主蓄電裝置的輸出電壓轉(zhuǎn)換為所述副蓄電裝置的輸出電壓水平，向所述電源配線輸出的第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)；構(gòu)成為將所述充電器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為所述副蓄電裝置的輸出電壓水平，向所述電源配線輸出的、輸出容量比所述第一電壓轉(zhuǎn)換器小的第二電壓轉(zhuǎn)換器(115)；以及通過來自所述副蓄電裝置的電力供給動(dòng)作，用于控制所述第一通斷器以及所述第二通斷器的接通以及斷開，和所述第一電壓轉(zhuǎn)換器以及所述第二電壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作以及停止的控制裝置，所述控制裝置，構(gòu)成為在所述外部充電開始時(shí)，斷開所述第一通斷器另一方面接通所述第二通斷器，并且，停止所述第一電壓轉(zhuǎn)換器另一方面使所述第二電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作、且在所述外部充電的執(zhí)行過程中判斷為所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力不足的情況下，使所述第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述控制裝置(80)，構(gòu)成為在所述外部充電執(zhí)行過程中所述第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)正在動(dòng)作的狀態(tài)下，判斷為消除了所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力不足的情況下，再次停止所述第一電壓轉(zhuǎn)換器，通過所述第二電壓轉(zhuǎn)換器的輸出供給所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述第一通斷器(SMR1，SMR2)，設(shè)置在與所述電力控制單元00)連接的主電源配線 (153p，153g)和所述主蓄電裝置(10)之間，所述第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)，電連接到所述主電源配線與所述電源配線(155p)之間， 所述控制裝置(80)，構(gòu)成為在所述外部充電的執(zhí)行過程中使所述第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作時(shí)，一起接通所述第一通斷器。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述控制裝置(80)，構(gòu)成為所述電動(dòng)車輛運(yùn)行停止時(shí)，所述副蓄電裝置(70)的輸出比預(yù)定的下限水平低時(shí)，通過接通所述第一通斷器(SMR1，SMR2)并且使所述第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)動(dòng)作，由此由所述主蓄電裝置(10)的電力對(duì)所述副蓄電裝置充電。
5.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，其中， 所述多個(gè)輔助設(shè)備負(fù)載，包含經(jīng)由第三通斷器(RL4)電連接到所述電源配線(155p)的第一輔助設(shè)備負(fù)載(81)；以及不經(jīng)由所述第三通斷器電連接到所述電源配線的第二輔助設(shè)備負(fù)載(82)， 所述控制裝置(80)，在所述外部充電時(shí)斷開所述第三通斷器。
6.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述控制裝置(80)，在所述外部充電執(zhí)行過程中所述電源配線(155p)的電壓(Vs)變得比預(yù)定電壓(Vmin)低時(shí)，判斷為所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力不足。
7.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定電壓(Vmin)，對(duì)應(yīng)于保證所述多個(gè)輔助設(shè)備負(fù)載(81，82，95)以及所述控制裝置(80)的動(dòng)作的下限電壓確定。
8.一種電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，是構(gòu)成為能夠通過車輛外部的外部電源 (400)充電的電動(dòng)車輛(100)的電源系統(tǒng)的控制方法，所述電源系統(tǒng)包含能夠再充電的主蓄電裝置(10)以及副蓄電裝置(70)；構(gòu)成為在通過所述外部電源對(duì)所述主蓄電裝置充電的外部充電時(shí)，將來自所述外部電源的供給電力變換為所述主蓄電裝置的充電電力的充電器(110)；構(gòu)成為通過所述主蓄電裝置與所述電動(dòng)機(jī)之間的電力變換，驅(qū)動(dòng)控制車輛驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生用的電動(dòng)機(jī)的電力控制單元00)；連接在所述主蓄電裝置與所述電力控制單元之間的第一通斷器(SMR1，SMR2)； 與所述第一通斷器并聯(lián)地連接在所述充電器和所述主蓄電裝置之間的第二通斷器 (RLl，RL2)；構(gòu)成為通過來自與所述副蓄電裝置連接的電源配線(155p)的輔助設(shè)備系統(tǒng)電力的供給動(dòng)作的多個(gè)輔助設(shè)備負(fù)載(90，95/81，82，95)；構(gòu)成為將所述主蓄電裝置的輸出電壓轉(zhuǎn)換為所述副蓄電裝置的輸出電壓水平，向所述電源配線輸出的第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)；以及構(gòu)成為將所述充電器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為所述副蓄電裝置的輸出電壓水平，向所述電源配線輸出的、輸出容量比所述第一電壓轉(zhuǎn)換器小的第二電壓轉(zhuǎn)換器(115)， 所述控制方法，包含在所述外部充電開始時(shí)確認(rèn)所述第一通斷器斷開的步驟(S105)； 確認(rèn)為所述第一通斷器的斷開后，接通所述第二通斷器并且啟動(dòng)所述第二電壓轉(zhuǎn)換器的步驟(SllO)；在所述第二通斷器接通后通過所述充電器的輸出對(duì)所述主蓄電裝置進(jìn)行外部充電的步驟(S120)；以及在所述外部充電過程中判斷為所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力不足的情況下，使所述第一電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的步驟(S133)。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，還包含在所述外部充電執(zhí)行過程中所述第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)正在動(dòng)作的狀態(tài)下， 判斷為消除了所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力不足的情況下，再次停止所述第一電壓轉(zhuǎn)換器的步驟 (S134)。
10.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述第一通斷器(SMR1，SMR2)，設(shè)置在與所述電力控制單元00)連接的主電源配線 (153p，153g)和所述主蓄電裝置(10)之間，所述第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)，電連接到所述主電源配線與所述電源配線(155p)之間， 所述控制方法，還包含所述電動(dòng)車輛運(yùn)行停止時(shí)，所述副蓄電裝置(70)的輸出比預(yù)定的下限水平低時(shí)，通過接通所述第一通斷器(SMR1，SMR2)并且使所述第一電壓轉(zhuǎn)換器(60)動(dòng)作，由此由所述主蓄電裝置(10)的電力對(duì)所述副蓄電裝置充電的步驟(S200-S220)。
11.如權(quán)利要求8 10中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述動(dòng)作的步驟(S133)，在所述外部充電執(zhí)行過程中所述電源配線(155p)的電壓 (Vs)變得比預(yù)定電壓(Vmin)低時(shí)，判斷為所述輔助設(shè)備系統(tǒng)電力不足。
12.如權(quán)利要求11所述的電動(dòng)車輛的電源系統(tǒng)的控制方法，其中，所述預(yù)定電壓(Vmin)對(duì)應(yīng)于保證所述多個(gè)輔助設(shè)備負(fù)載(81，82，％)以及所述控制裝置(80)的動(dòng)作的下限電壓確定。
全文摘要
在外部電源時(shí)接通外部充電繼電器(RL1、RL2)，另一方面斷開系統(tǒng)主繼電器(SMR1、SMR2)。如此，不對(duì)PCU(20)施加主電池(10)的輸出電壓，能夠通過來自外部電源(400)的電力，對(duì)主電池(10)進(jìn)行充電。在外部充電時(shí)，輔機(jī)系統(tǒng)(低電壓系統(tǒng))的電源電壓(Vs)，基本上，使車輛行駛時(shí)所使用的大容量的主DC/DC轉(zhuǎn)換器(60)停止而通過小容量的副DC/DC轉(zhuǎn)換器(115)來產(chǎn)生。進(jìn)一步，在通過副DC/DC轉(zhuǎn)換器(115)的輸出不夠輔機(jī)系統(tǒng)的消耗電力的情況下，ECU(80)使主DC/DC轉(zhuǎn)換器(60)工作，因此能夠?qū)崿F(xiàn)外部充電的效率提高，同時(shí)確實(shí)地使ECU(80)以及輔機(jī)負(fù)載群(90、95)工作。
文檔編號(hào)B60L11/18GK102470769SQ20098016081
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者植尾大輔, 益田智員 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社