电动车辆及其充电控制方法

专利名称：电动车辆及其充电控制方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆及其充电控制方法，更特定地涉及由车辆外部的电源对车载蓄电装置充电的充电系统及其控制。
背景技术：
在通过来自以二次电池为代表的蓄电装置的电力来驱动车辆驱动用电动机的电动汽车、混合动力汽车等电动车辆中，提出了通过车辆外部的电源(以下，简称为“外部电源”)对车载蓄电装置进行充电的结构。以下，将由外部电源进行的蓄电装置的充电也称为“外部充电”。例如，在日本特开平8-88908号公报(专利文献I)中，记载了从商用电源经由绝缘变压器对车载电池充电的结构。在专利文献I中，电池充电器共用控制车辆驱动用电动机的逆变器的部件而构成。·另外，在日本特开2009-274479号公报(专利文献2)中，作为用于从外部电源对车载蓄电装置充电的充电器，记载了包含绝缘变压器330的结构。进而，在日本特开2009-225587号公报(专利文献3)中，也记载了用于通过外部电源对搭载于电动车辆的主电池进行外部充电的结构。在专利文献3中，示出了用于从外部电源对主电池充电的通电路径、和行驶时在主电池与车辆驱动用电动机之间形成的通电路径独立的结构。现有技术文献专利文献I:日本特开平8-88908号公报专利文献2:日本特开2009-274479号公报专利文献3:日本特开2009-225587号公报

发明内容
发明要解决的问题在专利文献广3中，关于将来自外部电源的电力变换成车载蓄电装置的充电电力的充电器，例示了包含绝缘变压器的结构。若包含绝缘变压器来构成充电器，则能够切实地将车载电气设备从外部电源绝缘。特别是，在外部充电时，在产生通过继电器将车载蓄电装置与车载电气设备之间电连接的需要的情况下，从安全性方面考虑，能够确保在外部电源和车载电气设备之间切实地绝缘这一点有利。另一方面，由于发生绝缘变压器中的电力损失，因此在使用了包含绝缘变压器的充电器的情况下，担心外部充电的效率降低。本发明是为了解决这样的问题而完成的发明，本发明的目的在于，提供一种电动车辆，其在通过外部电源对车载蓄电装置充电时，能够根据状况选择性地适用确保绝缘性能的外部充电、和使效率优先的非绝缘的外部充电。用于解决问题的手段
本发明的一种方式，电动车辆具备蓄电装置，其用于蓄积相对于车辆驱动用电动机输入输出的电力；和充电器，其用于通过外部电源对蓄电装置充电。充电器包括第I电力变换路径，其经由绝缘机构，使外部电源与蓄电装置之间电绝缘而将来自外部电源的电力变换为蓄电装置的充电电力；第2电力变换路径，其绕开绝缘机构而将外部电源与蓄电装置之间电连接，将来自外部电源的电力变换为蓄电装置的充电电力；以及第I开关。绝缘机构构成为在使一次侧和二次侧电绝缘之后传递电能。第I开关设置成用于在外部充电时选择性地形成第I电力变换路径和第2电力变换路径中的一方。优选，电动车辆还具备电负载，其利用蓄电装置的电力进行工作；和第2开关，其连接在蓄电装置与电负载之间。充电器与第2开关的接通断开对应地执行第I电力变换路径和第2电力变换路径的选择。更优选，充电器控制第I开关，以使得在第2开关接通时选择第I电力变换路径， 而在第2开关断开时选择第2电力变换路径。优选，绝缘机构由通过电磁感应在一次侧与二次侧之间传递电能的绝缘变压器构成。更优选，充电器还包括第I电力变换器、第2电力变换器、第3电力变换器和平滑电感器。第I电力变换器构成为将来自外部电源的电力变换为直流电压并输出到第I电源配线与第I接地配线之间。第2电力变换器构成为在选择了第I电力变换路径时，将直流电压变换为交流电压并输出到绝缘变压器的一次侧。第3电力变换器构成为在选择了第I电力变换路径时，将绝缘变压器的二次侧的交流电压变换为蓄电装置的充电电压并输出到第2电源配线与第2接地配线之间。平滑电感器连接在第2电源配线与蓄电装置之间。第2电力变换器以及第3电力变换器各自构成为包含多个开关元件。第3电力变换器在选择了第2电力变换路径时停止工作。第2电力变换器在选择了第2电力变换路径时进行工作，以使得通过多个开关元件的一部分以及平滑电感器构成非绝缘型斩波电路，所述非绝缘型斩波电路将来自第I电力变换器的直流电压变换为蓄电装置的充电电压。更优选，第I开关具有第I开关元件、第2开关元件和第3开关元件。第I开关元件连接在绝缘变压器的一次侧与第2电源配线之间。第2开关元件连接在第I接地配线与第2接地配线之间。第3开关元件插入连接在绝缘变压器的一次侧的通电路径中。第I开关元件以及第2开关元件在选择了第I电力变换路径时断开，而在选择了第2电力变换路径时接通。第3开关元件在选择了第I电力变换路径时接通，而在选择了第2电力变换路径时断开。或者，更优选，第I开关具有第I开关元件、第2开关元件和第3开关元件。第I开关元件连接在绝缘变压器的一次侧的一方的配线与第2电源配线之间。第2开关元件连接在绝缘变压器的一次侧的另一方的配线与第2接地配线之间。第3开关元件插入连接在绝缘变压器的一次侧的通电路径中。第I开关元件以及第2开关元件在选择了第I电力变换路径时断开，而在选择了第2电力变换路径时接通。第3开关元件在选择了第I电力变换路径时接通，而在选择了第2电力变换路径时断开。并且，第2电力变换器在选择了第2电力变换路径时进行工作，以使得构成非绝缘型斩波电路、并且将第I接地配线和第2接地配线电连接。或者，更优选，充电器还包括第I电力变换器、第2电力变换器、第3电力变换器和平滑电感器。第I电力变换器构成为将来自外部电源的电力变换为与电压指令值相应的直流电压并输出到第I电源配线与第I接地配线之间。第2电力变换器构成为包含多个开关元件，以使在选择了第I电力变换路径时，将直流电压变换为交流电压并输出到绝缘变压器的一次侧。第3电力变换器构成为在选择了第I电力变换路径时，将绝缘变压器的二次侧的交流电压变换为蓄电装置的充电电压并输出到第2电源配线与第2接地配线之间。平滑电感器连接在第2电源配线与蓄电装置之间。第I开关在选择了第2电力变换路径时，将第I电源配线与第2电源配线之间、以及第I接地配线与第2接地配线之间电连接。第2电力变换器以及第3电力变换器在选择了第2电力变换路径时停止工作。并且，第I电力变换器的电压指令值在选择了第2电力变换路径时被设定成与蓄电装置的充电电压相当。特别是在这样的结构中，第I开关具有第I开关元件和第2开关元件。第I开关元件连接在第I电源配线与第2电源配线之间，在选择了第I电力变换路径时断开，而在选择了第2电力变换路径时接通。第2开关元件连接在第I接地配线与第2接地配线之间，在选择了第I电力变换路径时断开，而在选择了第2电力变换路径时接通。 或者，优选，绝缘机构包括电容器、第3开关和第4开关。第3开关设置在电容器的两极端子与一次侧之间。第4开关设置在电容器的两极端子与二次侧之间。更优选，充电器还包括第I电力变换器。第I电力变换器构成为将来自外部电源的电力变换为用于对蓄电装置充电的直流电力并输出到绝缘机构的一次侧。蓄电装置在外部充电时与绝缘机构的二次侧电连接。并且，第I开关被配置成绕开第3开关以及第4开关而将绝缘机构的一次侧和二次侧电连接。特别是在这样的结构中，第I开关被控制成在选择了第I电力变换路径时固定为断开，而在选择了第2电力变换路径时固定为接通。第3开关被控制成在选择了第I电力变换路径时与第4开关交替且互补地接通断开，而在选择了第2电力变换路径时固定为断开。第4开关被控制成在选择了第I电力变换路径时与第3开关交替且互补地接通断开，而在选择了第2电力变换路径时固定为断开。根据本发明的另一方式，是一种电动车辆的充电控制方法，电动车辆具备用于蓄积相对于车辆驱动用电动机输入输出的电力的蓄电装置、和用于通过外部电源对蓄电装置充电的充电器。充电器构成为通过控制第I开关来对从外部电源到蓄电装置的电力变换路径进行切换。控制方法包括选择步骤，根据电动车辆的状态来选择第I充电模式和第2充电模式中的一方，所述第I充电模式是用于使外部电源与蓄电装之间电绝缘而对蓄电装置充电的模式，所述第2充电模式是将外部电源与蓄电装置之间电连接而对蓄电装置充电的模式；在选择了第I充电模式时控制第I开关以使得形成第I电力变换路径的步骤，所述第I电力变换路径是经由绝缘机构将来自外部电源的电力变换为蓄电装置的充电电力的路径，所述绝缘机构构成为在使一次侧和二次侧电绝缘之后传递电能；以及在选择了第2充电模式时控制第I开关以使得形成第2电力变换路径的步骤，所述第2电力变换路径是绕开绝缘机构而将来自外部电源的电力变换为蓄电装置的充电电力的路径。优选，电动车辆还具备电负载，其利用蓄电装置的电力进行工作；和第2开关，其连接在蓄电装置与电负载之间。并且，在选择步骤中，与第2开关的接通断开对应地执行第I充电模式和第2充电模式的选择。或者优选，在选择步骤中，在第2开关接通时选择第I充电模式，而在第2开关断开时选择第2充电模式。发明的效果 根据本发明，在通过外部电源对电动车辆的车载蓄电装置充电时，能够根据状况选择性地适用确保绝缘性能的外部充电、和使效率优先的非绝缘的外部充电。


图1是表示本发明的实施方式I的电动车辆的电气系统结构的框图。图2是表示图I所示的AC-DC变换器(PFC电路)的构成例的电路图。图3是用于说明图2所示的PFC电路的工作的波形图。图4是用于说明本发明的实施方式I的电动车辆中的充电器的控制的流程图。图5是用于说明实施方式I的电动车辆中的充电器的外部充电时的工作的图表。图6是表示本发明的实施方式I的变形例的电动车辆的电气系统结构的框图。图7是表示本发明的实施方式2的电动车辆的电气系统结构的框图。图8是用于说明实施方式2的电动车辆中的充电器的外部充电时的工作的图表。图9是表不本发明的实施方式3的电动车辆的电气系统结构的框图。图10是用于说明实施方式3的电动车辆中的充电器的外部充电时的工作的波形图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对以下图中的相同或相当的部分标注相同的标号，原则上不重复其说明。(实施方式1)图1是表不本发明的实施方式I的电动车辆的电气系统结构的框图。参照图1，电动车辆5具备主电池10、电负载15、系统主继电器SMR1、SMR2、控制装置100。控制装置100设为示出控制电动车辆5的搭载设备的功能中的、与本实施方式相关的外部充电时的控制功能相关联的功能部分的控制装置。此外，控制装置100也可以构成为通过执行存储在未图示的内置存储器中的程序实现的预定的运算处理和/或由电子电路等硬件实现的预定的运算处理，实现上述功能。主电池10作为“蓄电装置”的代表例而示出，代表性地由锂离子电池、镍氢电池等二次电池构成。例如，主电池10的输出电压为200V左右。或者，也可以由双电荷层电容器、或者二次电池与电容器的组合等来构成“蓄电装置”。电负载15概括性地示出通过主电池10的电力进行工作的电气设备群。电负载15包括电力控制单元(P⑶)20、电动发电机30、D⑶C转换器60、辅机电池70、低电压系的辅机80、高电压系的辅机90。系统主继电器SMRl连接在主电池10的正极端子与电源配线151p之间。系统主继电器SMR2连接在主电池10的负极端子与接地配线151g之间。系统主继电器SMRl、SMR2的接通(on，闭合)/断开(off，开放)通过控制装置100来控制。系统主继电器SMRl、SMR2对应于“第2开关”。在电源配线151p与接地配线151g之间连接有平滑电容器CO。
P⑶20将传递到电源配线151p的主电池10的蓄积电力变换为用于驱动控制电动发电机30的电力。例如，电动发电机30由永磁体型的3相同步电动机构成，PCU20由三相逆变器构成。或者，关于PCU20，也可以由对来自主电池10的输出电压进行可变控制的转换器、和将转换器的输出电压变换为交流电压的三相逆变器的组合来构成。电动发电机30的输出转矩经由通过减速器和/或动力分配机构构成的动力传递齿轮40传递到驱动轮50，使电动车辆5行驶。电动发电机30在电动车辆5再生制动时，能够通过驱动轮50的旋转力进行发电。而且，该发电电力通过PCU20被变换为主电池10的充电电力，并被输出到电源配线151p与接地配线151g之间。
另外，在除了电动发电机30之外还搭载有发动机(未图示)的混合动力汽车中，通过使该发动机以及电动发电机30协调工作，来产生需要的电动车辆5的车辆驱动力。此时，也能够使用由发动机的旋转产生的发电电力，对主电池10充电。也就是说，电动车辆5概括性地示出搭载了车辆驱动力产生用的电动机的车辆，包括通过发动机以及电动机来产生车辆驱动力的混合动力汽车、没有搭载发动机的电动汽车、燃料电池车等。辅机90通过电源配线151p与接地配线151g之间的直流电压、即主电池10的输出电压来驱动。例如，辅机90包括用于驱动未图示的空调设备的压缩机的逆变器。D⑶C转换器60将电源配线151p与接地配线151g之间的直流电压、即主电池10的输出电压降压到辅机电池70的充电电压电平。DCDC转换器60由通常的开关调节器构成。辅机电池70例如由铅蓄电池构成，通过ECDC转换器60的输出电压充电。辅机电池70的电压比主电池10的输出电压低，为例如12V左右。辅机80通过D⑶C转换器60的输出电压以及/或者辅机电池70的输出电压来驱动。例如，辅机80包括音频设备、导航设备、照明设备(危险预警灯、室内灯、头灯等)等。进而，辅机80包括电动动力转向机构、电动油泵、电子控制用的小型马达等直接用于车辆行驶的行驶系统辅机。另外，关于以控制装置100为首的未图示的各E⑶(Electronic ControlUnit :电子控制单元)，也通过辅机电池70的输出电压进行工作。系统主继电器SMRl、SMR2，在电动车辆5的车辆行驶时接通，以通过主电池10的电力使包括电动发电机30以及辅机80、90的电负载15工作。电动车辆5，除了作为用于车辆行驶的通常结构的行驶系统以外，还具备为了主电池10 (蓄电装置)的外部充电的充电系统。具体而言，电动车辆5，作为充电系统还具备充电继电器CHR1、CHR2、充电连接器105以及充电器200。充电连接器105构成为能够与充电电缆410的充电连接器405连接。外部电源400代表性地由系统电源构成。在外部充电时，外部电源400与充电电缆410的未图示的充电插头连接，进而充电电缆410的充电连接器405与电动车辆5的充电连接器105连接。由此，来自外部电源400的电力被供给到电动车辆5的充电连接器105。充电连接器105构成为具有在与外部电源400电连接时将该连接的情况通知给控制装置100的功能。充电继电器CHRl、CHR2连接在充电器200与主电池10之间。充电器200包括AC-DC变换器210、DC_AC变换器250、绝缘变压器260、AC_DC变换器270、平滑电感器LI以及平滑电容器Cl。
AC-DC变换器210将传递到充电连接器105的外部电源输出到之间。优选，AC-DC变换器210的输出电压vdc根据来自控制装置100的控制指令来控制。另外，AC-DC变换器210优选作为用于改善AC-DC变换的功率因数的PFC (Power Factor Correction :功率因数修正)电路而设置。关于AC-DC变换器210的详细的构成例，稍后进行说明。DC-AC变换器250具有由电力用半导体开关元件Qf Q4构成的全桥电路。本实施方式中，作为电力用半导体开关元件(以下，也简称为“开关元件”)，例示了 IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管),但也可以使用电力用M0S(Metal OxideSemiconductor，金属氧化物半导体)晶体管或者电力用双极性晶体管等能够进行接通断开控制的任意的开关元件。对开关元件Qf Q4分别配置反向并联二极管Df D4。DC-AC变换器250将直流电压vdc变换为交流电压，并输出到与绝缘变压器260的一次侧连接的配线154、155之间。以下，关于DC-AC变换器250，也称为逆变器(inverter)250。绝缘变压器260具有与配线154以及155连接的一次侧和与配线156以及157连 接的二次侧。众所周知，绝缘变压器260在使一次侧和二次侧电绝缘之后通过电磁感应在一次侧与二次侧之间传递电能。也就是说，绝缘变压器260构成“绝缘机构”。AC-DC变换器270具有由开关元件Q5 Q8构成的全桥电路。在开关元件Q5、8上分别连接有反向并联二极管D5 D8。AC-DC变换器270将配线156、157间的交流电压变换为与主电池10的充电电压相当的直流电压Vb，并输出到电源配线153p与接地配线153g之间。以下，关于AC-DC变换器270，也称为转换器(converter) 270。平滑电感器LI连接在电源配线153p与主电池10的正极端子之间。平滑电容器Cl电连接在电源配线153p与接地配线153g之间。也就是说，通过平滑电容器Cl以及平滑电感器LI，可从主电池10的充电电压以及充电电流除去高频成分。在充电器200设置有继电器RL1 RL3。继电器RL1 RL3的接通断开由控制装置100控制。继电器RLf RL3被配置成下面进行详细说明的对“绝缘型充电模式”下的电力变换路径和“非绝缘型充电模式”下的电力变换路径的切换进行控制。也就是说，继电器RLf RL3构成“第I开关”。另外，继电器RLl对应于“第I开关元件”，继电器RL2对应于“第2开关元件”，继电器RL3对应于“第3开关元件”。图I的构成例中，继电器RLl电连接在绝缘变压器260的一次侧的配线154与电源配线153p之间。继电器RL2电连接在逆变器250的接地配线152g与转换器270的接地配线153g之间。继电器RL3插入连接在与DC-AC变换器250电连接的绝缘变压器260的一次侧的通电路径(配线154、155)上。图I中，AC-DC变换器(PFC电路)210对应于“第I电力变换器”，逆变器250对应于“第2电力变换器”，转换器270对应于“第3电力变换器”。另外，电源配线152p对应于“第I电源配线”，电源配线153p对应于“第2电源配线”，接地配线152g对应于“第I接地配线”，接地配线153g对应于“第2接地配线”。进而，绝缘型充电模式对应于“第I充电模式”，非绝缘型充电模式对应于“第2充电模式”。图2是表示AC-DC变换器210的优选的构成例的电路图。如图2所示，AC-DC变换器210作为用于改善来自外部电源400的电源电压以及电源电流的功率因数的PFC电路210而设置。
参照图2，PFC电路210包括由二极管桥构成的整流器212、电感器L2、开关元件Q9以及反向并联二极管D9、二极管D10、平滑电容器C2。整流器212对来自外部电源400的电源电压vac进行整流并输出。电感器L2连接在整流器212的正侧输出节点与节点NI之间。整流器212的负侧输出节点与接地配线152g连接。开关元件Q9电连接在节点NI与接地配线152g之间。对开关元件Q9设置反向并联二极管D9。二极管DlO在节点NI与电源配线152p之间以从节点NI向电源配线152p的方向为顺方向而连接。平滑电容器C2连接在电源配线152p与接地配线152g之间。接着，使用图3对PFC电路210的工作进行说明。参照图3，来自外部电源400的电源电压vac是预定频率(以下，称为“电源频率”)的交流电压。PFC电路210中，电感器L2的电流iL在开关元件Q9的导通期间增加而在开 关元件Q9的截止期间减小。因此，通过基于用于检测电流iL的未图示的电流传感器的输出对开关元件Q9的导通截止进行控制，能够使电感器L2的电流iL与目标电流iL* 一致。在此，当将目标电流iL*设定为与电源电压vac同相位的交流电流的绝对值时，能够控制电流iL以使其成为与电源电流iac以及电源电压vac同相位。由此，由电源电流iac以及电源电压vac之积所示的瞬时电力VA—直是正值，因此作为瞬时电力VA的平均值的有效电力增大。也就是说，能够使从外部电源400供给的电力的功率因数接近I。平滑电容器C2通过经由二极管DlO供给的电流来充电。另外，从平滑电容器C2放电的电流向逆变器250供给而用于主电池10的充电。通过该充放电，平滑电容器C2的电压即直流电压vdc以电源频率的2倍的频率变动。在此，电流iL的积分值与向平滑电容器C2供给的电荷相当，因此能够根据目标电流iL*的大小(振幅)iLA，控制电源配线152p的直流电压vdc。也就是说，PFC电路210伴随由开关元件Q9的导通截止进行的电流iL的控制，能够根据电压指令值vdc*控制直流电压vdc。具体而言，优选，在直流电压vdc比电压指令值vdc*高时使直流电压减小，而在直流电压vdc比电压指令值vdc*低时增加目标电流iL* (振幅iLA)并将直流电压设定得比电源电压vac的峰值高(例如，30(T400V左右)。再次参照图1，电动车辆5，在车辆行驶时接通系统主继电器SMRl以及SMR2而断开充电继电器CHRl、CHR2。因此，使用主电池10的电力，能够使包含电负载15的行驶系统的各设备工作。另一方面，在车辆行驶时，通过断开充电继电器CHRl、CHR2，能够将包含充电器200的充电系统从主电池10以及行驶系统完全切断。此外，用于开始车辆行驶的条件，包括充电电缆410没有与充电连接器105连接，因此在车辆行驶时，可保证处于在充电连接器105上没有连接充电电缆410的状态。与此相对，在外部充电时，通过接通充电继电器CHRl、CHR2，能够通过来自充电器200的电力对主电池10充电。另一方面，即使在车辆非行驶时，除外部充电时以外，充电继电器CHR1、CHR2也被断开。系统主继电器SMR1、SMR2根据车辆状态，具体而言根据对用户操作进行响应的行驶系统中的电力消耗的状态，被接通或者断开。控制装置100，即使在外部充电时，也根据用户操作或者辅机80、90的工作状态(或者消耗电力)，接通系统主继电器SMR1、SMR2。例如，在要求空调设备等高电压系的辅机90工作，或者低电压系的辅机80的消耗电力增大时，系统主继电器SMR1、SMR2被接通。
图4是用于说明本发明的实施方式I的电动车辆5中的充电器的控制的流程图。图4所示的流程图在电动车辆5非行驶时以预定周期执行。参照图4，控制装置100通过步骤SlOO确认是否处于外部充电中。步骤SlOO中，在充电连接器105上正常连接了充电电缆410、且主电池10的充电没有完成时判定为“是”。另一方面，在没有连接充电电缆410时、或者即使连接了充电电缆410但由于用户指示或根据主电池10的充电状态不执行外部充电的情况下，步骤SlOO中判定为“否”。控制装置100，在没有进行外部充电时(S100中判定为否时)，断开充电继电器CHRU CHR2，并且通过步骤S150断开充电器200的继电器RL1 RL3。由此，向主电池10传递来自外部电源400的电力的路径被切断，因此主电池10没有被充电。控制装置100，在外部充电时(SlOO中判定为是时)，接通充电继电器CHRl、CHR2，·并且将处理推进到步骤S110。控制装置100通过步骤SllO选择外部充电的充电模式。具体而言，判定是否处于需要绝缘型充电的车辆状态。代表性地，步骤SllO的判定，与外部充电中的系统主继电器SMRl、SMR2的接通断开对应地执行。如上所述，关于是否需要接通系统主继电器SMRl、SMR2，例如，能够基于用户对辅机80、90的工作指示和/或辅机80、90中的消耗电力，进行判定。具体而言，控制装置100，在需要接通系统主继电器SMR1、SMR2时，使步骤SllO判定为“是”，选择绝缘型充电模式(步骤S120)。另一方面，控制装置100，在系统主继电器SMR1、SMR2被断开时，使步骤SllO判定为“否”，选择非绝缘型充电模式(步骤S130)。控制装置100，在选择了绝缘型充电模式时，通过步骤S122断开继电器RLl、RL2而通过步骤S124接通继电器RL3。另一方面，控制装置100，在选择了非绝缘型充电模式时，通过步骤S132接通继电器RL1、RL2而通过步骤S134断开继电器RL3。参照图5以及图1，说明绝缘型充电模式下的充电器200的工作。在绝缘型充电模式下，逆变器250通过开关元件Qf Q4的导通截止控制，将来自AC-DC变换器(PFC电路)210的直流电压vdc变换为交流电压，并输出到与绝缘变压器260的一次侧连接的配线154、155之间。由于继电器RL1、RL2被断开，因此逆变器250与转换器270之间被电切断。另一方面，因为继电器RL3被接通，所以逆变器250输出到绝缘变压器260的一次侧的交流电压被传递到与绝缘变压器260的二次侧连接的配线156、157之间。转换器270通过开关元件Q5 Q8的导通截止控制，将输出到绝缘变压器260的二次侧(配线156、157)的交流电压变换为直流电压并输出到电源配线153p。控制开关元件Q5 Q8的导通截止，以使得经由平滑电感器LI向主电池10输入的直流电流或直流电压跟随控制指令值。如此,在绝缘型充电模式下,充电器200通过经由确保电绝缘来传递电能的绝缘变压器的电力变换路径，将来自外部电源400的电力变换为主电池10的充电电力。其结果，因为能够在外部电源400从主电池10电绝缘之后执行外部充电，所以即使系统主继电器SMR1、SMR2被接通，也能够在电负载15与外部电源400之间切实地确保绝缘。接着，说明非绝缘型充电模式下的充电器200的工作。在非绝缘型充电模式下，因为继电器RL1、RL2被接通，所以逆变器250绕开转换器270的开关元件Q5 Q8，与电源配线153p和接地配线153g电连接。而且，转换器270停止。也就是说，开关元件Q5 Q8被固定为截止。进而，因为继电器RL3被断开，所以绝缘变压器260的一次侧的通电路径被切断。因此，不执行由绝缘变压器260进行的电能传递。进而，充电器200进行工作，以使得通过构成逆变器250的开关元件Ql Q4中的经由继电器RLl与平滑电感器LI连接的开关元件(图I中Q3、Q4)、和平滑电感器LI构成非绝缘型斩波电路。也就是说，开关元件Qf Q4中的没有与平滑电感器LI连接的开关元件(图I中Q1、Q2)被固定为截止。充电器200，通过使开关元件Q3为上臂、使开关元件Q4为下臂的非绝缘型斩波电路，将来自AC-DC变换器(PFC电路)210的直流电压vdc变换为主电池10的充电电压(Vb电平)。例如，按照预定的开关周期使开关元件Q3和Q4互补地导通截止，并且控制它们的导通截止比(占空比)，由此能够控制直流电压vdc与主电池10的充电电压之间的电压变换比。
如此，在非绝缘型充电模式中，充电器200，通过绕开绝缘变压器260而将外部电源400与主电池10之间电连接的电力变换路径，将来自外部电源400的电力变换为主电池10的充电电力。其结果，能够不产生绝缘变压器260中的损失，以比绝缘型充电模式高的效率执行外部充电。特别地，通过系统主继电器SMR1、SMR2的断开，在可确保主电池10与电负载15之间的绝缘的情况下，通过应用非绝缘型充电模式，能够在确保电负载15与外部电源400之间的绝缘之后，提高外部充电的效率。此外，如上所述，直流电压vdc被设定得比主电池10的电压高，充电器200作为降压斩波器进行工作。如此，在实施方式I的电动车辆中，能够选择性地适用通过经由绝缘变压器260(绝缘机构)的电力变换路径确保了绝缘性能的外部充电(绝缘型充电模式)、和通过绕开绝缘变压器260 (绝缘机构)的电力变换路径来使高效率优先的外部充电(非绝缘型充电模式)。特别地，通过与控制主电池10与电负载15之间的电连接的系统主继电器SMR1、SMR2的接通断开连动，对绝缘型充电模式和非绝缘型充电模式进行切换，能够在确保了车载电气设备(电负载15)与外部电源400之间的绝缘之后,执行高效率的外部充电。此外，在图6的结构中，继电器RLl也能够变形成连接在电源配线153p与配线155之间。在该情况下，通过平滑电感器LI和开关元件Q3、Q4，能够构成非绝缘型充电模式下的非绝缘型斩波电路。(实施方式I的变形例)图6是表示本发明的实施方式I的变形例的电动车辆的电气系统结构的框图。将图6与图I相比，在实施方式I的变形例的电动车辆5中，充电器200中的继电器RL2的配置与图I的结构(实施方式I)不同。继电器RLl与图I的结构同样地，连接在绝缘变压器260的一次侧的一方的配线(图6中配线154)与电源配线153p之间。与此相对，继电器RL2连接在绝缘变压器260的一次侧的另一方的配线(图6中配线155)与接地配线153g之间。此外，继电器RL3与图I的结构同样地，插入连接在绝缘变压器260的一次侧的通电路径上。关于图6的其他部分的结构，与实施方式I (图I)同样，因此不重复详细说明。
在实施方式I的变形例的电动车辆5中，绝缘型充电模式以及非绝缘型充电模式各自下的继电器RLf RL3、逆变器250以及转换器270的工作，基本上与实施方式I (图5)同样。也就是说，在绝缘型充电模式下，通过继电器RL1、RL2被断开、继电器RL3被接通，形成与图I中的绝缘型充电模式同样的电力变换路径。由此，使用外部电源400的电力对主电池10充电。在非绝缘型充电模式下，与实施方式I同样地，继电器RL3被断开而继电器RLl、RL2被接通。进而，在逆变器250中，经由继电器RL2，接地配线152g与153g之间的开关元件(图6的例子中Q2)被固定为接通。由此，与图I中的绝缘型充电模式同样地，形成与图I中的非绝缘型充电模式同样的、包含由平滑电感器LI以及上下臂的开关元件(图6的例子中Q3、Q4)构成的非绝缘型斩波电路的电力变换路径。也就是说，通过绕开绝缘变压器260而将外部电源400与主电池10之间电连接的电力变换路径，使用外部电源400的电力对主电池10充电。 因此，在实施方式I的变形例(图6)的电动车辆5中，也能够起到与实施方式I的电动车辆同样的效果。此外，在实施方式I (图I)及其变形例(图6)的结构中，在非绝缘型充电模式下，也能通过非绝缘型斩波电路确保从AC-DC变换器210的输出电压vdc向主电池10的充电电压的电压变换功能。因此，在保证来自外部电源400的电压峰值比主电池10的充电电压高的情况下，不一定需要AC-DC变换器210的输出电压(直流电压vdc)的控制。也就是说，即使以通过二极管整流等简单执行AC-DC变换的方式构成AC-DC变换器210，也能够实现非绝缘型充电模式的外部充电。另外，在图6的结构中，也能够变形成将继电器RLl连接在电源配线153p与配线155之间，并且将继电器RL2连接在接地配线153g与配线154之间。(实施方式2)图7是表示本发明的实施方式2的电动车辆的电气系统结构的框图。将图7与图I相比，实施方式2的电动车辆5，与图I所示的实施方式I的电动车辆相比，充电器200中的继电器的配置不同。具体而言，在实施方式2的电动车辆5中，省略了继电器RL3的配置。进而，继电器RLl连接在电源配线152p与电源配线153p之间，另一方面，继电器RL2连接在接地配线152g与接地配线153g之间。关于图7的其他部分的结构，与实施方式I (图I)同样，因此不重复详细说明。在实施方式2的电动车辆中，也与图4的步骤S110-S130同样地执行绝缘型充电模式和非绝缘型充电模式的选择。图8中，示出了实施方式2的电动车辆中的充电器200的外部充电时(绝缘型充电模式/非绝缘型充电模式)的工作。参照图7以及图8，在绝缘型充电模式下，继电器RLl以及RL2被断开。也就是说，在实施方式2的电动车辆中，在应用图4所示的充电器控制时，步骤S122、S124中继电器RLl以及RL2被断开。由此，在绝缘型充电模式下，通过形成与图I中的绝缘型充电模式同样的电力变换路径，使用外部电源400的电力对主电池10充电。也就是说，AC-DC变换器(PFC电路)210、逆变器250以及转换器270，与实施方式I中的绝缘型充电模式同样地进行工作。与此相对，在非绝缘型充电模式下，继电器RLl以及RL2被接通。也就是说，在实施方式2的电动车辆中，在应用图4所示的充电器控制时，通过步骤S132、S134，继电器RLl以及RL2被接通。而且，在非绝缘型充电模式下，逆变器250以及转换器270的工作停止。也就是说，开关元件Ql Q8都被固定为断开。因此，不能确保从AC-DC变换器(PFC电路)210的输出电压(直流电压vdc)向主电池10的充电电压的电压变换功能。也就是说，将来自AC-DC变换器(PFC电路)210的输出经由继电器RL1、RL2直接设为主电池10的充电电压以及充电电流。因此，在非绝缘型充电模式下，需要将AC-DC变换器210的输出电压vdc控制为与主电池10的充电电压相当的电压电平。也就是说，电压指令值vdc*被设定成与充电电压(Vb)同等。或者，需要将AC-DC变换器210的输出电流控制为适于主电池10的充电的电流。关于这样的电流控制，能够通过图2以及图3中说明的PFC电路210中的电流iL的控 制来实现。如此，实施方式2的电动车辆5，与实施方式I的电动车辆相比，取代不具备对AC-DC变换器210的输出电压的电压变换功能，不必使逆变器250以及转换器270的全部开关元件QfQS进行开关动作，能够执行非绝缘型充电模式下的外部充电。其结果，可期待非绝缘型充电模式下的外部充电的效率比实施方式I中的该效率高。另一方面，在系统主继电器SMRl、SMR2被接通而电负载15与主电池10连接的情况下等，想要确保从外部电源400绝缘的情况下，与实施方式I同样地，通过使继电器RU、RL2断开而选择绝缘型充电模式，能够确保外部电源400与电负载15之间的绝缘。此外，从上述的说明可知，在实施方式2的电动车辆5中，AC-DC变换器210需要具有输出电压(或输出电流)的控制功能，因此无法如实施方式I中说明的那样仅由二极管整流器构成。(实施方式3)在实施方式I及其变形例以及实施方式2中，作为充电器200的绝缘机构示出了绝缘变压器260。在实施方式3中，说明由绝缘变压器以外构成的绝缘机构的构成例。图9是表示本发明的实施方式3的电动车辆的电气系统结构的框图。将图9与图I相比，实施方式3的电动车辆5与图I所示的实施方式I的电动车辆相比，不同之处在于取代充电器200而具备充电器200#。充电器200#以外的结构与实施方式I同样，因此不重复详细说明。参照图9，充电器200#包括AC-DC变换器210、供给泵电路260#、继电器RLl、RL2。充电器200#中，继电器RLl、RL2构成“第I开关”。AC-DC变换器(PFC电路)210将传递到充电连接器105的来自外部电源400的交流电力变换为直流电力(直流电压vdc)并输出到电源配线152p以及接地配线152g。供给泵电路260#的一次侧与电源配线152p和接地配线152g连接。供给泵电路260#的二次侧与电源配线153p和接地配线153g连接。电源配线153p以及接地配线153g经由充电继电器CHR1、CHR2与主电池10的正极端子和负极端子分别电连接。供给泵电路260#包括电容器Cp ;设置在一次侧的继电器CRla、CRlb ;设置在二次侧的继电器CR2a、CR2b。在供给泵电路260#的一次侧，继电器CRla连接在电容器Cp的正极端子与电源配线152p之间，继电器CRlb连接在电容器Cp的负极端子与接地配线152g之间。也就是说，继电器CRla、CRlb对应于“第3开关”。同样地，在供给泵电路260#的二次侧，继电器CR2a连接在电容器Cp的正极端子与电源配线153p之间，继电器CR2b连接在电容器Cp的负极端子与接地配线153g之间。也就是说，继电器CR2a、CR2b对应于“第4开关”。继电器RLl在电源配线152p与153p之间以形成绕开继电器CRla、CR2a的通电路径的方式连接。同样地，继电器RL2在接地配线152g与153g之间以形成绕开继电器CRlb、CR2b的通电路径的方式连接。此外，虽然省略了图示，但在图9的结构中，继电器CRla、CRlb、CR2a、CR2b、继电器RU RL2、系统主继电器SMR1、SMR2以及充电继电器CHR1、CHR2的接通(闭合)以及断开(开·放)由控制装置100 (图I)来控制。图10是说明实施方式3的电动车辆中的充电器的外部充电时的工作、具体而言是图9所示的多个继电器的接通断开工作的波形图。参照图10，在从时刻t0到tl之间，选择了绝缘型充电模式，在时刻t2以后选择了非绝缘型充电模式。在选择了绝缘型充电模式时，继电器CRla、CRlb和继电器CR2a、CR2b彼此交替且互补地被接通断开。其结果，交替地设置继电器CRla、CRlb的接通期间和继电器CR2a、CR2b的接通期间。另一方面，继电器RL1、RL2被固定为断开。在继电器CRla、CRlb的接通期间，通过AC-DC变换器210的输出电压vdc对电容器Cp充电。此时，电容器Cp与电源配线153p以及接地配线153g (供给泵电路260#的二次侧)之间被电切断。另一方面，在继电器CR2a、CR2b的接通期间，通过充电到电容器Cp的电力，对主电池10充电。此时，电容器Cp与电源配线152p以及接地配线152g (供给泵电路260#的一次侧)之间被电切断。其结果，供给泵电路260#能够在使供给泵电路260#的一次侧(电源配线152p以及接地配线152g)和二次侧(电源配线153p以及接地配线153g)电绝缘之后，从一次侧向二次侧传递电能。也就是说，供给泵电路260#构成“绝缘机构”。因此，在绝缘型充电模式下，充电器200#能够形成通过经由供给泵电路260#使外部电源400和主电池10之间电绝缘的电力变换路径。其结果。在外部电源400从主电池10电绝缘的状态下，能够执行主电池10的外部充电。因此，即使系统主继电器SMR1、SMR2被接通，也能够在电负载15与外部电源400之间切实地确保绝缘。与此相对，在时刻t2以后的非绝缘型充电模式下，继电器CRla、CR2a以及继电器CRlb、CR2b被固定为断开。另一方面，继电器RL1、RL2被固定为接通。因此，在非绝缘型充电模式下，充电器200#通过绕开供给泵电路260#而将外部电源400与主电池10之间电连接的电力变换路径，将来自外部电源400的电力变换为主电池10的充电电力。在供给泵电路260#中，在绝缘型充电模式下，伴随各继电器CRla、CR2a、CRlb、CR2b的接通断开，产生开关损失。然而，在非绝缘型充电模式下，由于供给泵电路260#被绕开，因此通过使各继电器CRla、CR2a、CRlb、CR2b固定为断开，可不产生这样的开关损失。也就是说，在非绝缘型充电模式下，不产生供给泵电路260# (绝缘机构)中的损失，能够以比绝缘型充电模式高的效率执行外部充电。特别地，通过系统主继电器SMRl、SMR2的断开，确保了主电池10与电负载15之间的绝缘的情况下，通过应用非绝缘型充电模式，能够在确保了电负载15与外部电源400之间的绝缘之后提高外部充电的效率。此外，实施方式3的充电器200#不是具备从AC-DC变换器(PFC电路)210的输出电压(直流电压vdc)向主电池10的充电电压的电压变换功能的结构。因此,在绝缘型充电模式以及非绝缘型充电模式各模式下，需要将AC-DC变换电路(PFC电路)210的输出电压vdc控制为与主电池10的充电电压相当的电压电平。也就是说，将电压指令值vdc*设定成与充电电压(Vb)同等。 另外，在非绝缘型充电模式下，因为将从AC-DC变换器(PFC电路)210的输出经由继电器RL1、RL2直接设为主电池10的充电电压以及充电电流，因此需要与实施方式2同样地对AC-DC变换器210进行控制。如此，在实施方式3的电动车辆5中，通过应用供给泵电路260#作为“绝缘机构”，能够与实施方式I及其变形例以及实施方式2同样地，分开使用绝缘型充电模式和非绝缘型充电模式。也就是说，在实施方式3的电动车辆5中，能够选择性地适用通过经由供给泵电路260# (绝缘机构)的电力变换路径确保绝缘性能的外部充电(绝缘型充电模式)、和通过绕开绝缘变压器260 (绝缘机构)的电力变换路径使高效率优先的外部充电(非绝缘型充电模式)。此外，对实施方式3的电动车辆5，也能够适用图4所示的充电器控制。具体而言，选择绝缘型充电模式和非绝缘型充电模式的步骤S11(TS130与图4共用。进而，进行如下变更处理即可在步骤S122、S124中断开继电器RLl以及RL2，并且在步骤S132、S134中，接通继电器RLl以及RL2。因此，通过与控制主电池10与电负载15之间的电连接的系统主继电器SMRl、SMR2的接通断开连动，对绝缘型充电模式和非绝缘型充电模式进行切换，能够在确保了车载电气设备(电负载15)与外部电源400之间的绝缘之后,执行闻效率的外部充电。此外，在实施方式I及其变形例以及实施方式2中，充电器200的结构，特别是AC-DC变换器210、逆变器250以及转换器270的结构，确认性地地为其并不限定于图1、2、6、7中的例示。例如，AC-DC变换器210只要是能够将来自外部电源400的电源电压vac变换为直流电压的电力变换器，能够适用与图2的例示不同的电路结构。另外，关于逆变器250以及转换器270，也只要是能够在形成经由绝缘变压器260的电力变换路径时进行同等的DC-AC变换以及AC-DC变换(绝缘型充电模式)、且在形成绕开绝缘变压器260的电力变换路径时使用平滑电感器LI构成非绝缘型的直流电压变换器，能够适用与图I等的例示不同的电路结构。应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。
产业上的可利用性本发明能够适用于搭载可通过车辆外部的电源进行充电的车载蓄电装置的混合动力汽车、没有搭载发动机的电动汽车、燃料电池车等电动车辆。符号的说明5电动车辆；10主电池；15电负载；30电动发电机；40动力传递齿轮；50驱动轮；60D⑶C转换器；70辅机电池；80辅机(高电压系)；90辅机(低电压系)；100控制装置(EOT)；105、405充电连接器；151g、152g、153g接地配线;151p、152p、153p电源配线；154 157配线(绝缘变压器)-,200,200#充电器；210AC-DC变换器(PFC电路)；212整流器；250DC_AC变换器(逆变器)；260#供给泵电路；260绝缘变压器；270AC-DC变换器(转换器)；400外部电源；410充电电缆；C0、Cl、C2平滑电容器；CHR1、CHR2充电继电器；CRla、CRlb继电器(第3开关);CR2a、CR2b继电器(第4开关);Cp电容器；D1 D9反向并联二极管；D10 二极管；L1平滑电感器；L2电感器；Q1 Q9电力用半导体开关元件；RL1 RL3继电器(第I开关)；SMR1、SMR2系统主继电器(第2开关)；Vb直流电压(主电池)；iL*目标电流；iL电流；iLA振幅(目标电 流)；iac电源电流；vac电源电压；vdc电压指令值；vdc直流电压。
权利要求
1.一种电动车辆,具备 蓄电装置(10),其用于蓄积相对于车辆驱动用电动机(MG)输入输出的电力；和 充电器(200、200# )，其用于通过外部电源(400 )对所述蓄电装置充电， 所述充电器包括 第I电力变换路径，其经由绝缘机构(260、260#)，使所述外部电源与所述蓄电装置之间电绝缘而将来自所述外部电源的电力变换为所述蓄电装置的充电电力，所述绝缘机构(260,260#)构成为在使一次侧(154、155/152p、152g)和二次侧(156、157/153p、153g)电绝缘之后传递电能； 第2电力变换路径，其绕开所述绝缘机构而将所述外部电源与所述蓄电装置之间电连接，将来自所述外部电源的电力变换为所述蓄电装置的充电电力；以及 第I开关(RL1-RL3)，其用于在外部充电时选择性地形成所述第I电力变换路径和所述第2电力变换路径中的一方。
2.根据权利要求I所述的电动车辆，还具备 电负载(15)，其利用所述蓄电装置(10)的电力进行工作；和 第2开关(SMRl、SMR2)，其连接在所述蓄电装置与所述电负载之间， 所述充电器(20)与所述第2开关的接通断开对应地执行所述第I电力变换路径和所述第2电力变换路径的选择。
3.根据权利要求2所述的电动车辆，其中， 所述充电器(20)控制所述第I开关，以使得在所述第2开关接通时选择所述第I电力变换路径，而在所述第2开关断开时选择所述第2电力变换路径。
4.根据权利要求I 3中的任一项所述的电动车辆，其中， 所述绝缘机构由通过电磁感应在所述一次侧与所述二次侧之间传递电能的绝缘变压器(260)构成。
5.根据权利要求4所述的电动车辆，其中， 所述充电器(200)还包括 第I电力变换器(210)，其用于将来自所述外部电源的电力变换为直流电压(vdc)并输出到第I电源配线(152p)与第I接地配线(152g)之间； 第2电力变换器(250)，其用于在选择了所述第I电力变换路径时，将所述直流电压变换为交流电压并输出到所述绝缘变压器(260)的所述一次侧(154、155)； 第3电力变换器(270)，其用于在选择了所述第I电力变换路径时，将所述绝缘变压器的所述二次侧(156、157)的交流电压变换为所述蓄电装置的充电电压并输出到第2电源配线(153p)与第2接地配线(153g)之间；以及 平滑电感器(LI)，其连接在所述第2电源配线与所述蓄电装置(10)之间， 所述第2电力变换器以及所述第3电力变换器各自构成为包含多个开关元件， 所述第3电力变换器在选择了所述第2电力变换路径时停止工作， 所述第2电力变换器在选择了所述第2电力变换路径时进行工作，以使得通过所述多个开关元件的一部分以及所述平滑电感器构成非绝缘型斩波电路，所述非绝缘型斩波电路将来自所述第I电力变换器的所述直流电压(vdc)变换为所述蓄电装置的充电电压。
6.根据权利要求5所述的电动车辆，其中，所述第I开关具有 第I开关元件(RL1)，其连接在所述绝缘变压器的所述一次侧(154、155)与所述第2电源配线(153p)之间； 第2开关元件(RL2)，其连接在所述第I接地配线(152g)与所述第2接地配线(153g)之间；以及 第3开关元件(RL3)，其插入连接在所述绝缘变压器的所述一次侧(154、155)的通电路径中， 所述第I开关元件以及所述第2开关元件在选择了所述第I电力变换路径时断开，而在选择了所述第2电力变换路径时接通， 所述第3开关元件在选择了所述第I电力变换路径时接通，而在选择了所述第2电力变换路径时断开。
7.根据权利要求5所述的电动车辆，其中， 所述第I开关具有 第I开关元件(RL1)，其连接在所述绝缘变压器的所述一次侧的一方的配线(154)与所述第2电源配线(153p)之间； 第2开关元件(RL2)，其连接在所述绝缘变压器的所述一次侧的另一方的配线(155)与所述第2接地配线(153g)之间；以及 第3开关元件(RL3)，其插入连接在所述绝缘变压器的所述一次侧的通电路径中，所述第I开关元件以及所述第2开关元件在选择了所述第I电力变换路径时断开，而在选择了所述第2电力变换路径时接通， 所述第3开关元件在选择了所述第I电力变换路径时接通，而在选择了所述第2电力变换路径时断开， 所述第2电力变换器在选择了所述第2电力变换路径时进行工作，以使得构成所述非绝缘型斩波电路、并且将所述第I接地配线(152g)和所述第2接地配线(153g)电连接。
8.根据权利要求4所述的电动车辆，其中， 所述充电器(200)还包括第I电力变换器(210)，其用于将来自所述外部电源的电力变换为与电压指令值(vdc*)相应的直流电压(vdc)并输出到第I电源配线(152p)与第I接地配线(152g)之间；第2电力变换器(250)，其构成为包含多个开关元件，用于在选择了所述第I电力变换路径时，将所述直流电压变换为交流电压并输出到所述绝缘变压器(260)的所述一次侧(154,155)； 第3电力变换器(270)，其用于在选择了所述第I电力变换路径时，将所述绝缘变压器的所述二次侧(156、157)的交流电压变换为所述蓄电装置的充电电压并输出到第2电源配线(153p)与第2接地配线(153g)之间；以及 平滑电感器(LI)，其连接在所述第2电源配线与所述蓄电装置(10)之间， 所述第I开关在选择了所述第2电力变换路径时，将所述第I电源配线与所述第2电源配线之间、以及所述第I接地配线与所述第2接地配线之间电连接， 所述第2电力变换器以及所述第3电力变换器在选择了所述第2电力变换路径时停止工作，所述第I电力变换器的所述电压指令值(Vdc*)在选择了所述第2电力变换路径时被设定成与所述蓄电装置的充电电压相当。
9.根据权利要求8所述的电动车辆，其中， 所述第I开关具有 第I开关元件(RL1)，其连接在所述第I电源配线(152p)与所述第2电源配线(153p)之间，在选择了所述第I电力变换路径时断开，而在选择了所述第2电力变换路径时接通；和 第2开关元件(RL2)，其连接在所述第I接地配线(152g)与所述第2接地配线(153g)之间，在选择了所述第I电力变换路径时断开，而在选择了所述第2电力变换路径时接通。
10.根据权利要求I 3中的任一项所述的电动车辆，其中， 所述绝缘机构(260#)包括 电容器(Cp)； 第3开关(CRla、CRlb)，其设置在所述电容器的两极端子与所述一次侧之间；以及 第4开关(CR2a、CR2b)，其设置在所述电容器的所述两极端子与所述二次侧之间。
11.根据权利要求10所述的电动车辆，其中， 所述充电器(200#)还包括第I电力变换器(210)，该第I电力变换器(210)构成为将来自所述外部电源的电力变换为用于对所述蓄电装置充电的直流电力并输出到所述绝缘机构的一次侧， 所述蓄电装置(10)在所述外部充电时与所述绝缘机构的所述二次侧电连接， 所述第I开关(RL1、RL2)被配置成绕开所述第3开关(CRla、CRlb)以及所述第4开关(CR2a、CR2b)而将所述绝缘机构的所述一次侧和所述二次侧电连接。
12.根据权利要求11所述的电动车辆，其中， 所述第I开关(RL1、RL2)被控制成在选择了所述第I电力变换路径时固定为断开，而在选择了所述第2电力变换路径时固定为接通， 所述第3开关(CRla、CRlb)被控制成在选择了所述第I电力变换路径时与所述第4开关交替且互补地接通断开，而在选择了所述第2电力变换路径时固定为断开， 所述第4开关(CR2a、CR2b)被控制成在选择了所述第I电力变换路径时与所述第3开关交替且互补地接通断开，而在选择了所述第2电力变换路径时固定为断开。
13.—种电动车辆的充电控制方法，所述电动车辆具备用于蓄积相对于车辆驱动用电动机(MG)输入输出的电力的蓄电装置(10)、和用于通过外部电源(400)对所述蓄电装置充电的充电器(200)， 所述充电器构成为通过控制第I开关(RL1-RL3)来对从所述外部电源到所述蓄电装置的电力变换路径进行切换， 所述充电控制方法包括 选择步骤(SI 10-S130)，根据所述电动车辆的状态来选择第I充电模式和第2充电模式中的一方，所述第I充电模式是用于使所述外部电源与所述蓄电装之间电绝缘而对所述蓄电装置充电的模式，所述第2充电模式是将所述外部电源与所述蓄电装置之间电连接而对所述蓄电装置充电的模式； 在选择了所述第I充电模式时控制所述第I开关以使得形成第I电力变换路径的步骤(S122、S124)，所述第I电力变换路径是经由绝缘机构(260、260#)将来自所述外部电源的电力变换为所述蓄电装置的充电电力的路径，所述绝缘机构(260、260#)构成为在使一次侧和二次侧电绝缘之后传递电能；以及 在选择了所述第2充电模式时控制所述第I开关以使得形成第2电力变换路径的步骤(S132、S134)，所述第2电力变换路径是绕开所述绝缘机构而将来自所述外部电源的电力变换为所述蓄电装置的充电电力的路径。
14.根据权利要求13所述的电动车辆的充电控制方法，其中 所述电动车辆还具备 电负载(15)，其利用所述蓄电装置(10)的电力进行工作；和 第2开关(SMRl、SMR2)，其连接在所述蓄电装置与所述电负载之间， 所述选择步骤(S110-S130)中，与所述第2开关的接通断开对应地执行所述第I充电模式和所述第2充电模式的选择。
15.根据权利要求14所述的电动车辆的充电控制方法，其中 所述选择步骤(S110-S130)中，在所述第2开关接通时选择所述第I充电模式，而在所述第2开关断开时选择所述第2充电模式。
全文摘要
在使第1以及第2继电器(RL1、RL2)断开并使继电器(RL3)接通时，充电器(200)通过经由绝缘变压器(260)使外部电源(400)与主电池(10)之间电绝缘的电力变换路径，对主电池(10)进行充电。另一方面，在使第1以及第2继电器(RL1、RL2)接通并使第3继电器(RL3)断开时，充电器(200)通过绕开绝缘变压器(260)而将外部电源(400)与主电池(10)之间电连接的电力变换路径，对主电池(10)进行充电。其结果，充电器(200)通过继电器(RL1~RL3)的接通断开控制，能够选择性地适用通过绝缘变压器(260)确保绝缘性能的外部充电、和绕开绝缘变压器(260)而使高效率优先的外部充电。
文档编号B60L11/18GK102892615SQ201080066720
公开日2013年1月23日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者洪远龄 申请人:丰田自动车株式会社