蓄电装置的充电装置以及充电方法

专利名称：蓄电装置的充电装置以及充电方法
技术领域：
本发明涉及通过从车辆外部的电源供给的电力对搭载于车辆的蓄电装置充电的技术。
背景技术：
近年来，已知能够通过从车辆外部的电源供给的电力(以下也称为“外部电力”)对搭载于车辆的蓄电装置充电(以下也称为“外部充电”)的车辆。这样的车辆也被称为插电式车辆，通常搭载有将从外部供给的交流转换成直流并将其输出到蓄电装置的充电器。在例如专利文献I (日本特开平8-107607号公报)中公开了这样的充电器的电路结构。专利文献I中公开的充电器具备包含逆变器电路的电力变换装置、开关桥、二极管桥。该充电器通过电力变换装置的开关工作将从车辆外部输入来的交流变换为直流同时 进行功率因数调整，在通过开关桥的开关工作将从电力变换装置输入来的直流变换为高频交流之后，由二极管桥再次将其变换为直流并输出到电池。这样的充电方式，通过2个阶段(2级)进行伴随开关工作的功率因数调整以及向高频交流的变换，因此也称为2级充电。现有技术文献专利文献I :日本特开平8-107607号公报专利文献2 日本特开2009-274479号公报

发明内容
发明要解决的问题然而，外部充电的方式，除了上述的2级充电以外，还存在被称为I级充电的方式，所述I级充电通过I个阶段(I级)进行伴随开关工作的功率因数调整以及向高频交流的变换这双方。I级充电与2级充电相比，开关损失小而高效，但是另一方面具有输出电流的变动幅度大的特征，由于其影响而使充电完成判定的精度低。另一方面，由2级充电实现的充电，效率较低，但是另一方面具有输出电流的变动幅度较小的特征，充电完成判定的精度较闻。如专利文献I所公开的那样，在作为充电器的电路结构而采用了 2级充电用的电路的情况下，与采用了 I级充电用的电路的情况相比，具有充电效率低这样的问题。本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在通过从车辆外部的电源供给的电力对搭载于车辆的蓄电装置进行充电的情况下，进行考虑了充电效率的充电。用于解决问题的手段本发明涉及的充电装置是搭载于车辆的蓄电装置的充电装置，具备受电部，其接受从车辆外部的电源供给的电力；和充电器，其对从受电部输入来的电力进行变换，将变换后的电力输出到蓄电装置。充电器具备具备第一开关电路的第一变换部；与第一变换部连接并具备第二开关电路的第二变换部；以及切换部，其用于将充电器的电路结构切换成第一充电电路和第二充电电路中的任一方，所述第一充电电路是用于进行使第一开关电路不工作而使第二开关电路工作的第一充电的电路，所述第二充电电路是用于进行使第一开关电路和第二开关电路这双方工作的第二充电的电路。
优选，充电装置还具备控制充电器的控制装置。控制装置基于蓄电装置的蓄电量将充电器的电路结构切换成第一充电电路和第二充电电路中的任一方。优选，在蓄电量小于阈值的情况下，控制装置控制切换部以形成第一充电电路、并且控制第一开关电路和第二开关电路以进行第一充电，在蓄电量大于阈值的情况下，控制装置控制切换部以形成第二充电电路、并且控制第一开关电路和第二开关电路以进行第二充电。优选，阈值被设定为比充电时的蓄电量的目标值低预定值的值。优选，在第二充电中，控制装置基于蓄电装置的两端电压算出蓄电量，判定所算出的蓄电量是否达到目标值。优选，充电器包括用于将由第一变换部变换后的电力供给到第二变换部的正极线以及负极线。切换部包括电容器切换部，该电容器切换部在形成第二充电电路时被切换成在正极线和负极线之间连接电容器的状态，在形成第一充电电路时被切换成在正极线和负极线之间不连接电容器的状态。优选，切换部包括第一电感器切换部，其在形成第二充电电路时被切换成在受电部与第一变换部之间连接第一电感器电路的状态，在形成第一充电电路时被切换成在受电部与第一变换部之间不连接第一电感器电路的状态；和第二电感器切换部，其在形成第一充电电路时被切换成在第一变换部与第二变换部之间连接第二电感器电路的状态，在形成第二充电电路时被切换成在第一变换部与第二变换部之间不连接第二电感器电路的状态。本发明的另一方式涉及的充电方法，是搭载于车辆的蓄电装置的充电方法。车辆具备受电部，其接受从车辆外部的电源供给的电力；和充电器，其对从受电部输入来的电力进行变换，将变换后的电力输出到蓄电装置。充电器具备具备第一开关电路的第一变换部；与第一变换部连接并具备第二开关电路的第二变换部；以及切换部，其用于将充电器的电路结构切换成第一充电电路和第二充电电路中的任一方，所述第一充电电路是用于进行使第一开关电路不工作而使第二开关电路工作的第一充电的电路，所述第二充电电路是用于进行使第一开关电路和第二开关电路这双方工作的第二充电的电路。充电方法包括判断是否开始通过电源的电力对蓄电装置充电的外部充电的步骤；和在开始外部充电的情况下控制充电器的步骤。控制充电器的步骤包括如下步骤基于蓄电装置的蓄电量将充电器的电路结构切换成第一充电电路和第二充电电路中的任一方。优选，控制充电器的步骤包括在蓄电量小于阈值的情况下，控制切换部以形成第一充电电路、并且控制第一开关电路和第二开关电路以进行第一充电的步骤；和在蓄电量大于阈值的情况下，控制切换部以形成第二充电电路、并且控制第一开关电路和第二开关电路以进行第二充电的步骤。优选，阈值被设定为比充电时的蓄电量的目标值低预定值的值。优选，充电方法还包括如下步骤在第二充电中，基于蓄电装置的两端电压算出蓄电量，判定所算出的蓄电量是否达到目标值。发明的效果
根据本发明，在通过从车辆外部的电源供给的电力对搭载于车辆的蓄电装置充电的情况下，能够进行考虑了充电效率的充电。


图I是车辆的整体框图。图2是充电器的详细结构图。图3是表示进行I级充电时的充电器的电路结构的图。图4是表示进行2级充电时的充电器的电路结构的图。图5是ECU的功能框图。 图6是表示E⑶的处理流程的图。 图7是表示进行外部充电时的SOC以及充电方式的时间变化的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号，不重复其说明。图I是本发明的实施例的车辆I的整体框图。车辆I是所谓的插电式混合动力车辆。参照图I，该车辆I具备发动机10、第IMG (MotorGenerator :电动发电机)20、第2MG30、动力分配装置40、减速器50、马达驱动装置60、蓄电装置70、驱动轮80。另外，车辆I还具备充电口 110、充电器300、ECU (Electronic Control Unit :电子控制单元)400。发动机10、第1MG20以及第2MG30与动力分配装置40联结。而且，该车辆I通过从发动机10以及第2MG30中的至少一方输出的驱动力来行驶。发动机10产生的动力由动力分配装置40分配到2条路径。即，一条是经由减速器50向驱动轮80传递的路径，另一条是向第1MG20传递的路径。第1MG20以及第2MG30是交流电动机，例如是三相交流同步电动机。第1MG20以及第2MG30由马达驱动装置60来驱动。第1MG20使用由动力分配装置40分配来的发动机10的动力来进行发电。由第1MG20发电产生的电力通过马达驱动装置60从交流变换成直流而蓄积于蓄电装置70。第2MG30使用蓄积于蓄电装置70的电力以及由第1MG20发电产生的电力中的至少一方来产生驱动力。而且，第2MG30的驱动力经由减速器50传递至驱动轮80。此外，图I中，驱动轮80被图示为前轮，但也可以通过第2MG30驱动后轮而代替前轮，也可以一起驱动前轮和后轮。此外，在车辆制动时等，经由减速器50通过驱动轮80驱动第2MG30，第2MG30作为发电机进行工作。由此，第2MG30也作为将车辆的动能转换成电力的再生制动器发挥功能。而且，由第2MG30发电产生的电力被蓄积于蓄电装置70。动力分配装置40由包括太阳轮、小齿轮、行星架、齿圈的行星齿轮组构成。小齿轮与太阳轮以及齿圈啮合。行星架支撑小齿轮以能够自转，并且与发动机10的曲轴联结。太阳轮与第1MG20的旋转轴联结。齿圈与第2MG30的旋转轴以及减速器50联结。马达驱动装置60从蓄电装置70接受电力，基于来自E⑶400的控制信号来驱动第1MG20以及第2MG30。另外，马达驱动装置60基于来自E⑶400的控制信号，将由第1MG20以及/或者第2MG30发电产生的交流电力变换成直流电力并输出到蓄电装置70。蓄电装置70是可再充电的直流电源，例如包括镍氢和/或锂离子等的二次电池。蓄电装置70的电压为例如200V左右。在蓄电装置70中，除了由第1MG20以及第2MG30发电产生的电力以外，如后所述，还蓄积由从外部电源210供给的电力。此外，作为蓄电装置70，也可以采用大容量的电容器。充电口 110是用于从外部电源210接受电力的电力接口。在从外部电源210向蓄电装置70充电时，在充电口 110上连接有用于将外部电源210的电力(以下，称为“外部电力”)向车辆供给的充电电缆的连接器200。 充电器300与充电口 110以及蓄电装置70电连接。而且，充电器300基于来自ECU400的控制信号，将外部电力变换成能够对蓄电装置70充电的电力并输出到蓄电装置70。由此，进行通过外部电力的蓄电装置70的充电(以下，称为“外部充电”)。E⑶400生成用于驱动马达驱动装置60以及充电器300的控制信号，将该生成的控制信号向马达驱动装置60以及充电器300输出。图2是图I所示的充电器300的详细结构图。充电器300包括变换部310、320、340、绝缘变压器330、继电器RE。这些电路串联连接在充电口 110与蓄电装置70之间。即，来自充电口 110的外部电力被输入变换部310，变换部310的输出被输入变换部320，变换部320的输出经由绝缘变压器330被输入变换部340，变换部340的输出经由继电器RE被输入蓄电装置70。变换部310包括二极管D1 D4和开关元件Q1、Q2。二极管Dl和二极管D2串联连接并设置于正极线PLl与负极线NLl之间。二极管D3和二极管D4串联连接并设置于正极线PLl与负极线NLl之间。二极管Df D4的顺向都是从负极线NLl向正极线PLl的方向。在二极管Dl、D3上分别并联连接有开关元件Ql、Q2。各开关元件Ql、Q2的开关工作(导通截止工作)由来自E⑶400的控制信号SQl控制。变换部310将从充电口 110输入的外部电力(交流电力)整流(变换)成直流电力并向变换部320输出。变换部320包括二极管D5 D8和开关元件Q3 Q6。二极管D5和二极管D6串联连接并设置于正极线PLl与负极线NLl之间。二极管D7和二极管D8串联连接并设置于正极线PLl与负极线NLl之间。二极管D5 D8的顺向都是从负极线NLl向正极线PLl的方向。在二极管D5 D8上分别并联连接有开关元件Q3、6。各开关元件Q3 Q6的开关工作由来自E⑶400的控制信号SQ2控制。变换部320将从变换部310输入的直流电力变换成高频的交流电力并输出到绝缘变压器330。绝缘变压器330包括由磁性材料构成的芯和卷绕于芯的一次线圈以及二次线圈。一次线圈和二次线圈分别连接于变换部320、340，彼此电绝缘。而且，绝缘变压器330将从变换部320接受的交流电力的电压变换成与一次线圈以及二次线圈的匝数比相应的电压电平并输出到变换部340。变换部340具备二极管D9 D12。二极管D9和二极管DlO串联连接并设置于正极线PL2与负极线NL2之间。二极管Dll和二极管D12串联连接并设置于正极线PL2与负极线NL2之间。二极管D9 D12的顺向都是从负极线NL2向正极线PL2的方向。
变换部340将从绝缘变压器330输入的交流电力整流(变换)成直流电力并输出到蓄电装置70。由此，蓄电装置70由外部电力充电。此外，在正极线PL2上设置有以从变换部340向蓄电装置70的正极的方向为顺向的二极管D13。另外，在正极线PL2与负极线NL2之间设置有电容器C3。继电器RE设置在变换部340与蓄电装置70之间，基于来自E⑶400的控制信号SEl而接通断开。在进行外部充电的情况下，继电器RE被控制为接通状态。此外，在蓄电装置70中流动的电流lb、蓄电装置70的两端的电压Vb分别由电流传感器71、电压传感器72检测。电流Ib、电压Vb的检测结果被输入ECU400。进而，充电器300具备切换部350、360、370、380、390。切换部350设置在充电口 110与变换部310之间。切换部350构成为包括开关SW1、SW2、电感器(线圈)L1、L2。通过由来自ECU400的控制信号SI控制开关SW1、SW2，切换 部350被控制成第I状态和第2状态中的任一状态。在切换部350被控制成第I状态的情况下，充电口 110和变换部310不经由电感器L1、L2而直接连接。另一方面，在切换部350被控制成第2状态的情况下，充电口 110和变换部310经由电感器LI、L2而连接。具体而言，在二极管Dl、D2的中间点与充电口 110之间连接有电感器LI，在二极管D3、D4的中间点与充电口 110之间连接有电感器L2。切换部360设置在变换部310与变换部320之间的正极线PLl上。切换部350构成为包括开关SW3、电感器L3。通过由来自E⑶400的控制信号S2控制开关SW3，切换部360被控制成第I状态和第2状态中的任一状态。切换部360被控制成第I状态的情况下，变换部310和变换部320经由电感器L3而连接。另一方面，在切换部360被控制成第2状态的情况下，变换部310和变换部320不经由电感器L3而直接连接。切换部370设置在正极线PLl与负极线NLl之间。切换部370构成为包括继电器R1、电容器Cl。通过由来自E⑶400的控制信号S3控制继电器Rl，切换部370被控制成第I状态和第2状态中的任一状态。在切换部370被控制成第I状态的情况下(继电器Rl被控制成断开状态的情况下)，在正极线PLl与负极线NLl之间没有连接电容器Cl。另一方面，在切换部370被控制成第2状态的情况下(继电器Rl被控制成接通状态的情况下)，在正极线PLl与负极线NLl之间连接有电容器Cl。切换部380设置在变换部320与绝缘变压器330之间。切换部380构成为包括开关SW4、电容器C2。通过由来自E⑶400的控制信号S4控制开关SW4，切换部380被控制成第I状态和第2状态中的任一状态。在切换部380被控制成第I状态的情况下，在变换部320与绝缘变压器330的一次线圈之间连接有电容器C2。另一方面，在切换部380被控制成第2状态的情况下，在变换部320与绝缘变压器330的一次线圈之间没有连接电容器C2。切换部390设置在变换部340与二极管D13之间的正极线PL2上。切换部390构成为包括开关SW5、电感器L4。通过由来自E⑶400的控制信号S5控制开关SW5，切换部390被控制成第I状态和第2状态中的任一状态。在切换部390被控制成第I状态的情况下，变换部340和二极管D13不经由电感器L4而直接连接。另一方面，在切换部390被控制成第2状态的情况下，变换部340和二极管D13经由电感器L3而连接。在本实施例的充电器300中，具备上述那样的切换部350、360、370、380、390，由此能够在不进行变换部310中的开关工作而进行变换部320中的开关工作来进行外部充电的方式(以下，称为“I级充电”)、和进行变换部310以及变换部320这双方中的开关工作来进行外部充电的方式(以下，称为“2级充电”)之间切换外部充电的方式。图3是表示进行I级充电时的充电器300的电路结构(以下，也称为“I级充电电路”)的图。I级充电电路通过使上述的切换部350、360、370、380、390分别为第I状态、且使变换部310的开关 元件Ql、Q2停止在截止状态而形成。在I级充电电路中，输入充电口 110的外部电力(交流电力)在由变换部310整流成直流电力之后，经由设置于正极线PLl上的电感器L3输入变换部320。通过变换部320中的开关工作，将输入变换部320的直流电力变换成高频的交流电力，并且进行输入功率因数(输入电流波形相对于输入电压波形的相位偏移)的调整。由变换部320变换后的交流电力经由电容器C2输入到绝缘变压器330。输入绝缘变压器330的交流电力，在由绝缘变压器330进行变压之后，被输入变换部340而再次整流成直流电力，然后，被输出到蓄电装置70。如此，在I级充电电路中，通过变换部320这I个阶段(I级)进行伴随开关工作的功率因数调整以及向高频交流的变换这双方。图4是进行2级充电时的充电器300的电路结构(以下，也称为“2级充电电路”)的图。2级充电电路通过使上述的切换部350、360、370、380、390分别为第2状态而形成。在2级充电电路中，在充电口 110与变换部310之间设置有电感器LI、L2。输入充电口 110的外部电力通过变换部310变换成直流电力，并且通过变换部310中的开关工作进行输入功率因数的调整。由变换部310变换后的直流电力，经由正极线PLl以及负极线NLl输入变换部320。正极线PLl以及负极线NLl之间的电力变动由电容器Cl进行了平滑。输入变换部320的直流电力，通过变换部320中的开关工作变换成高频的交流电力。由变换部320变换后的高频的交流电力，在由绝缘变压器330进行了变压之后，输入变换部340而再次整流成直流电力，然后，经由电感器L4输出到蓄电装置70。如此，在2级充电电路中，分别通过变换部310、320这2个阶段(2级)进行伴随开关工作的功率因数调整以及向高频交流的变换。即，在通过变换部310中的开关工作进行了功率因数调整之后，通过变换部320中的开关工作进行向高频交流的变换。当比较I级充电和2级充电时，具有以下的不同点。I级充电中仅在变换部320 (I级)中进行开关工作，与此相对，2级充电中在变换部310、320 (2级)中进行开关工作。因此，I级充电与2级充电相比，由开关工作引起的损失低、充电效率高。反过来，由于在I级充电电路中不包括电容器Cl，因此I级充电与2级充电相比，外部充电时的蓄电装置70的两端的电压Vb的变动幅度大。其主要原因之一是在蓄电装置70中流动的电流Ib的脉动幅度(变动幅度)增大。即，无论哪种充电方式都在电流Ib中包括由于伴随开关工作而因开关工作产生的脉动成分，但在I级充电电路中没有设置在2级充电电路中设置的电容器Cl，相应地在I级充电时与2级充电时相比电流Ib的脉动幅度增大。通常，由于蓄电装置70具有内部电阻，因此与电流Ib的变动相应地蓄电装置70的两端的电压Vb的变动也增大。因此，电流Ib的脉动幅度越大则电压Vb的变动幅度也越大。由于其影响，I级充电与2级充电相比，担心会使后述的充电完成判定处理的精度恶化。
换言之，2级充电与I级充电相比，充电效率低，但另一方面电压Vb的变动幅度小，能使后述的充电完成判定处理的精度提高。如此，本实施例的充电器300具备能够进行I级充电电路和2级充电电路的切换的切换部350、360、370、380、390。而且，ECU400根据切换条件是否成立控制切换部350、360、370、380、390来进行充电电路的切换。以下，对E⑶400根据蓄电装置70的充电状态(State Of Charge,以下称为“S0C”)来进行充电电路的切换的情况进行说明。此外，本实施例中，将SOC由蓄电量相对于蓄电装置70的满充电容量的比例(单位百分比)来表示。图5是进行外部充电时的E⑶400的功能框图。图5所示的各功能框单元，可以通过电子电路等的硬件来实现，也可以通过执行程序等的软件来实现。E⑶400包括判断部410和充电控制部420。首先，判断部410判断充电要求标记F是否为有效(ON)状态。充电要求标记F是如下参数在用户将连接器200连接于充电口 110的情况下、和/或到了由定时器等预先设定的充电开始时刻的情况等下被从无效(OFF)状态切换成有效(ON)状态。 在充电要求标记F为有效状态的情况下，判断部410使用预先存储有电压Vb与SOC的对应关系的Vb-SOC映射(未图示)来算出与电压Vb的检测值(电压传感器72的输出值)对应的SOC，判断所算出的SOC是否大于阈值SOCl。在此，阈值SOCl被设定成比外部充电完成时的SOC的目标值(以下称为“充电目标值SOCtag”)稍微(例如百分之几左右)低的值。即，阈值SOCl被设定成相当接近充电目标值SOCtag的值。因此，在“S0C大于阈值S0C1”的情况下，SOC已相当靠近充电目标值SOCtag，可要求开始后述的充电完成判定处理以及其精度。在SOC大于阈值SOCl的情况下，判断部410进而使用上述的Vb-SOC映射来算出与电压Vb的检测值对应的S0C，判断所算出的SOC是否为充电目标值SOCtag以上。该判断是用于判定SOC是否达到充电目标值SOCtag、即是否使外部充电完成的处理。本实施例中，将该判定处理称为“充电完成判定处理”。此外，虽然充电目标值SOCtag也可以设定成100% (蓄电装置70为满充电状态时的S0C)，但为了防止蓄电装置70的劣化，希望将其设定成比100%稍低的值(例如80%左右的值)。充电控制部420，在充电要求标记F为有效状态的情况下，进行外部充电。此时，充电控制部420根据SOC是否大于阈值SOCl来进行充电电路以及充电方式的切换。在SOC小于阈值SOCl的情况下，充电控制部420形成I级充电电路(参照图3)来进行I级充电。具体而言，充电控制部420生成用于使切换部350、360、370、380、390分别为第I状态的控制信号Sf S5并分别输出到切换部350、360、370、380、390，并且生成用于使变换部310的开关元件Ql、Q2停止在截止状态的控制信号SQl并输出到变换部310。由此，形成I级充电电路。然后，充电控制部420生成用于使变换部320的开关元件Q3 Q6进行开关工作的控制信号SQ2并输出到变换部320。由此，进行I级充电。另一方面，在SOC大于阈值SOCl的情况下，充电控制部420形成2级充电电路(参照图4)来进行2级充电。具体而言，充电控制部420生成用于使切换部350、360、370、380、390分别为第2状态的控制信号Sf S5并分别输出到切换部350、360、370、380、390。由此，形成2级充电电路。然后，充电控制部420输出用于使变换部310的开关元件Ql、Q2进行开关工作的控制信号SQl并输出到变换部310，并且生成用于使变换部320的开关元件Q3 Q6进行开关工作的控制信号SQ2并输出到变换部320。由此，形成2级充电。图6是表示实现上述的功能时的E⑶400的处理流程的图。SlO中，E⑶400判断充电要求标记F是否为有效状态。当充电要求标记F为有效状态时(S10中是)，处理移至S11。否则(S10中否)，结束本处理。
Sll中，E⑶400基于电压Vb的检测值算出S0C，判断所算出的SOC是否大于阈值SOCl。在SOC小于阈值SOCl的情况下(Sll中否)，E⑶400将处理移至S12，形成I级充电电路来进行I级充电。另一方面，在SOC大于阈值SOCl的情况下(SII中是)，E⑶400将处理移至S13，形成2级充电电路来进行2级充电。S14中，E⑶400进行充电完成判定处理。即，E⑶400基于电压Vb的检测值算出SOC，判断所算出的SOC是否为充电目标值SOCtag以上。在SOC小于充电目标值SOCtag的情况下(S14中否)，E⑶400将处理返回S13，继续2级充电。另一方面，在SOC为充电目标值SOCtag以上的情况下(S14中是)，E⑶400将处理移至S15，将充电要求标记F从有效状态切换到无效状态。由此，完成外部充电。图7是表示进行外部充电时的SOC以及充电方式的时间变化的图。当在时刻tl开始外部充电时，由于充电开始时的SOCs小于阈值S0C1，因此进行I级充电。如已经描述的那样，I级充电与2级充电相比，由开关工作导致的损失低，充电效率高。因此，在SOC超过阈值SOCl的时刻t2之前，以高充电效率进行外部充电，相应地，充电速度(S0C的增加速度)也快。特别地，由于阈值SOCl被设定成相当接近充电目标值SOCtag的值，因此在外部充电的大部分都进行能够以高效率且高速进行充电的第I级充电。然后，当在时刻t2、SOC超过阈值SOCl时，由于SOC已相当靠近充电目标值SOCtag，因此开始充电完成判定处理。而且，此时，为了提高充电完成判定处理的精度，将充电方式从I级充电切换成2级充电。如已经描述的那样，2级充电与I级充电相比，由于具备电容器C2，所以电压Vb的变动幅度较小。因此，基于电压Vb的SOC的算出精度提高，其结果，充电完成判定处理的精度(判断实际的SOC是否变为充电目标值SOCtag以上的精度)也提闻。然后，在通过2级充电中的充电完成判定处理高精度地判定为SOC达到了充电目标值SOCtag的时刻t3，外部充电完成。因此，能够适当地抑制尽管SOC变为充电目标值SOCtag以上也继续外部充电的情况(蓄电装置70被过充电的情况)。如上所述，本实施例中，将充电器300设为能够进行I级充电和2级充电的切换的电路结构，并且在SOC超过接近充电目标值SOCtag的阈值SOCl之前进行充电效率高的I级充电，而在SOC超过SOCl的时间点切换成充电完成判定处理的精度高的2级充电。其结果，能够提高充电效率，并且能够提高充电完成判定处理的精度。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实施例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。
标号的说明I车辆，10发动机，20第1MG，30第2MG，40动力分配装置，50减速器，60马达驱动装置，70蓄电装置，71电流传感器，72电压传感器，80驱动轮，110充电口，200连接器，210外部电源，300充电器，310、320、340变换部，330绝缘变压器，350、360、37 0、380、390切换部，400ECU，410判断部，420充电控制部，C1、C2、C3电容器， Γ 13 二极管，Lf L4电感器，NL1、NL2负极线，PL1、PL2正极线，Ql Q6开关元件，R1、RE继电器，SWl SW5开关。
权利要求
1.一种搭载于车辆(I)的蓄电装置(70)的充电装置，具备 受电部(110)，其接受从车辆外部的电源(210)供给的电力；和 充电器(300)，其对从所述受电部输入的电力进行变换，将变换后的电力输出到所述蓄电装置， 所述充电器具备 具备第一开关电路(Q1、Q2)的第一变换部(310)；与所述第一变换部连接并具备第二开关电路(Q3 Q6)的第二变换部(320);以及切换部(350、360、370)，其用于将所述充电器的电路结构切换成第一充电电路和第二充电电路中的任一方，所述第一充电电路是用于进行使所述第一开关电路不工作而使所述第二开关电路工作的第一充电的电路，所述第二充电电路是用于进行使所述第一开关电路和所述第二开关电路这双方工作的第二充电的电路。
2.根据权利要求I所述的蓄电装置的充电装置，其中， 所述充电装置还具备控制所述充电器的控制装置(400 )， 所述控制装置基于所述蓄电装置的蓄电量将所述充电器的电路结构切换成所述第一充电电路和所述第二充电电路中的任一方。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置的充电装置，其中， 在所述蓄电量小于阈值的情况下，所述控制装置控制所述切换部以形成所述第一充电电路、并且控制所述第一开关电路和所述第二开关电路以进行所述第一充电， 在所述蓄电量大于所述阈值的情况下，所述控制装置控制所述切换部以形成所述第二充电电路、并且控制所述第一开关电路和所述第二开关电路以进行所述第二充电。
4.根据权利要求3所述的蓄电装置的充电装置，其中， 所述阈值被设定为比充电时的所述蓄电量的目标值低预定值的值。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置的充电装置，其中， 在所述第二充电中，所述控制装置基于所述蓄电装置的两端电压算出所述蓄电量，并判定所算出的所述蓄电量是否达到所述目标值。
6.根据权利要求I所述的蓄电装置的充电装置，其中， 所述充电器包括用于将由所述第一变换部变换后的电力供给到所述第二变换部的正极线(PLl)以及负极线(NLl )， 所述切换部包括电容器切换部(370)，该电容器切换部在形成所述第二充电电路时被切换成在所述正极线和所述负极线之间连接电容器(Cl)的状态，在形成所述第一充电电路时被切换成在所述正极线和所述负极线之间不连接所述电容器的状态。
7.根据权利要求6所述的蓄电装置的充电装置，其中， 所述切换部包括 第一电感器切换部(350)，其在形成所述第二充电电路时被切换成在所述受电部与所述第一变换部之间连接第一电感器电路(LI、L2)的状态，在形成所述第一充电电路时被切换成在所述受电部与所述第一变换部之间不连接所述第一电感器电路的状态；和 第二电感器切换部(360)，其在形成所述第一充电电路时被切换成在所述第一变换部与所述第二变换部之间连接第二电感器电路(L3)的状态，在形成所述第二充电电路时被切换成在所述第一变换部与所述第二变换部之间不连接所述第二电感器电路的状态。
8.一种搭载于车辆(I)的蓄电装置(70)的充电方法， 所述车辆具备 受电部(110)，其接受从车辆外部的电源(210)供给的电力；和充电器(300)，其对从所述受电部输入的电力进行变换，将变换后的电力输出到所述蓄电装置， 所述充电器具备 具备第一开关电路(Q1、Q2)的第一变换部(310)；与所述第一变换部连接并具备第二开关电路(Q3 Q6)的第二变换部(320);以及切换部(350、360、370)，其用于将所述充电器的电路结构切换成第一充电电路和第二充电电路中的任一方，所述第一充电电路是用于进行使所述第一开关电路不工作而使所述第二开关电路工作的第一充电的电路，所述第二充电电路是用于进行使所述第一开关电路和所述第二开关电路这双方工作的第二充电的电路， 所述充电方法包括 判断是否开始通过所述电源的电力对所述蓄电装置充电的外部充电的步骤；和 在开始所述外部充电的情况下控制所述充电器的步骤， 控制所述充电器的步骤包括如下步骤基于所述蓄电装置的蓄电量将所述充电器的电路结构切换成所述第一充电电路和所述第二充电电路中的任一方。
9.根据权利要求8所述的蓄电装置的充电方法，其中， 控制所述充电器的步骤包括 在所述蓄电量小于阈值的情况下，控制所述切换部以形成所述第一充电电路、并且控制所述第一开关电路和所述第二开关电路以进行所述第一充电的步骤；和 在所述蓄电量大于所述阈值的情况下，控制所述切换部以形成所述第二充电电路、并且控制所述第一开关电路和所述第二开关电路以进行所述第二充电的步骤。
10.根据权利要求9所述的蓄电装置的充电方法，其中， 所述阈值被设定为比充电时的所述蓄电量的目标值低预定值的值。
11.根据权利要求10所述的蓄电装置的充电方法，其中， 所述充电方法还包括如下步骤在所述第二充电中，基于所述蓄电装置的两端电压算出所述蓄电量，判定所算出的所述蓄电量是否达到所述目标值。
全文摘要
充电器(300)包括将来自充电口(110)的外部电力变换成直流的变换部(310)；将变换部(310)的输出变换成高频交流的变换部(320)；和将由绝缘变压器(330)对变换部(320)的输出进行变压得到的电力变换成直流并输出到蓄电装置(70)的变换部(340)。进而，充电器具备能够将充电器的电路结构在1级充电电路与2级充电电路之间进行切换的切换部(350、360、370、380、390)。切换部通过来自ECU(400)的控制信而控制。ECU根据蓄电装置的SOC控制切换部来将充电器的电路结构切换成1级充电电路以及2级充电电路中的任一方。
文档编号B60L11/18GK102906958SQ20108006675
公开日2013年1月30日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者杉山义信 申请人:丰田自动车株式会社