电源装置、装有电源装置的电动车以及控制电源装置的方法

专利名称：电源装置、装有电源装置的电动车以及控制电源装置的方法
技术领域：
本发明涉及装在电动车中的电源装置、装有电源装置的电动车以及控 制装在电动车中的电源装置的方法。
背景技术：
日本特开No. 10-290529公开了 一种装在电气车辆中的电源装置。该电 源装置包含电池；电路系统，例如从电池供电的行驶电动机和车上附属 机器；用于产生商用交流(AC)电压的变换器电路，其将来自电池的直流 (DC)电压转换为施加到商用电源负载的商用AC电压；截止开关，其设 置在变换器电路与商用电源负载之间；漏电检测电路，其检测从电池泄漏 的接地故障电流，以^更检测电路系统的漏电。
在这种电源装置中，在检测到漏电时，漏电检测电路停止变换器电路， 并使截止开关动作以截止到商用电源负载的电力馈送，而不中断到行驶电 动机以及车上附属机器等电路系统的电力馈送。
由于商用电源负载的电容性分量的作用，阻抗在商用电源负载电气连 接到电源装置的情况与商用电源负栽不连接到电源装置的情况之间变化。 然而，在上面提到的日本特开No. 10-2卯529中，没有将由于商用电源负载 的电容性分量的作用产生的阻抗变化考虑在内。因此，不能准确检测电源 装置的绝缘电阻的降低。

发明内容
本发明被指向解决上面描述的问题。本发明的目的在于提供一种能够 准确检测绝缘电阻降低的电源装置。
另外，本发明的另一目的在于提供一种电动车，其装有能够准确检测
绝缘电阻降低的电源装置。
本发明的又一 目的在于提供一种对能够准确检测绝缘电阻降低的电源 装置进行控制的方法。
根据本发明，电源装置装在电动车中。电源装置包含蓄电装置、电力 转换装置与检测装置。电力转换装置被配置为允许进行从蓄电装置到车外 负栽的电力馈送和从负栽到蓄电装置的充电中的至少一个。检测装置检测 电源装置的绝缘电阻的降低。当负载被连接到电力转换装置时，检测装置 将用于检测绝缘电阻降低的判断阈值设置为与负载到电力转换装置的非连 接状态中的判断阈值相比较低的值。
优选为，当负载连接到电力转换装置时的判断阔值基于负载的电容来 确定。
优选为，当负栽连接到电力转换装置时，检测装置将用于定义绝缘电 阻降低的判断时间段设置为与非连接状态中的判断时间段相比较短的时间 段。
优选为，电源装置还包含关闭单元。在负载连接到电力转换装置的情 况下，当检测到绝缘电阻降低时，关闭单元关闭电动车的系统。
优选为，负栽包含线路旁路电容器(line-bypass capacitor)。线路旁 路电容器连接在地和连接到电力转换装置的电力线对之间。
优选为，检测装置包含电阻元件、电压产生装置、电容性元件、电压 检测装置、设置单元、判断单元。电阻元件具有预定的电阻值。电压产生 装置连接在电阻元件与车辆地之间，并产生具有预定频率的电压。电容性 元件连接在电阻元件与电源装置的电力线之间。电压检测装置检测电阻元 件与电容性元件之间的电压。设置单元设置判断阈值。基于由电压检测装 置检测得到的电压以及由设置单元设置的判断阈值，判断单元判断绝缘电 阻降低。
优选为，电力转换装置包含第一与第二AC电动机、第一与第二变换 器、变换器控制装置以及连接装置。第一与第二AC电动机各自包含作为 定子绕组的星形连接的多相绕组。第一与第二变换器分别被i殳置为与第一
以及第二AC电动机对应，并向蓄电装置传送电力以及从蓄电装置接收电 力。变换器控制装置控制第一与第二变换器。当进行从蓄电装置到负载的 电力馈送以及从负栽到蓄电装置的充电中的一种时，连接装置被设置为将 负载连接到多相绕组的中性点。
根据本发明，电动车包含上面介绍的电源装置中的任何一种。 另外，根据本发明，电源装置的控制方法对应于对装在电动车中的电 源装置进行控制的方法。电源装置包含蓄电装置、电力转换装置和检测装 置。电力转换装置被配置为允许进行从蓄电装置到车外负载的电力馈送和 从负载到蓄电装置的充电中的至少一种。检测装置检测电源装置的绝缘电 阻的降低。电源装置的控制方法包含第一与第二步骤。在第一步骤中，判 断负载是否连接到电力转换装置。在第二步骤中，如果判断为负载连接到 电力转换装置，将用于检测绝缘电阻降低的判断阈值设置为与负载到电力 转换装置的非连接状态中的判断阈值相比较低的值。
优选为，当负载连接到电力转换装置时的判断阈值基于负载的电容来 确定。
优选为，电源装置的控制方法还包含第三步骤。在第三步骤中，如果 判断为负载连接到电力转换装置，将用于定义绝缘电阻降低的判断时间段 设置为与非连接状态中的判断时间段相比较短的时间段。
优选为，电源装置的控制方法还包含第四步骤。在第四步骤中，在负 载连接到电力转换装置的情况下，如果检测装置检测到绝缘电阻的降低，
关闭电动车的系统。
在本发明中，当车外负载没有连接到电力转换装置时，基于正常的判 断阈值检测绝缘电阻的降低。当负载连接到电力转换装置时，考虑到由于 负载电容性分量的加入而引起的阻抗降低，将判断阚值设置为与非连接状 态中的判断阚值相比较低的值，以便检测绝缘电阻的降低。
因此，根据本发明，可准确检测绝缘电阻的降低。
另外，在本发明中，当负载连接到电力转换装置时，将用于定义绝缘 电阻降低的判断时间段设置为与非连接状态中的判断时间段相比较短的时间段。
因此，根据本发明，在当负载连接到电力转换装置时发生包括绝缘电 阻降低在内的异常的情况下，可在早期检测出异常。


图1为根据本发明第一实施例的电源装置的总体框图2示出了图l所示的变换器与电动发电机的零相等效电路；
图3示出了图1所示绝缘电阻降4氐检测器的结构；
图4示出了图3所示的绝缘电阻降4嫩测器的绝缘电阻检测机制；
图5示出了设置用于基于来自图3所示绝缘电阻降低检测器的电压判
断绝缘电阻降低的判断阈值的构思；
图6为一流程图，其与图1所示ECU所进行的绝缘电阻异常判断控
制有关；
图7示出了在车外负载没有连接到于其上的车辆的行驶过程中检测得 到的峰值的时间变化；
图8示出了在车外负载电气连接的情况下的检测得到的峰值的时间变
化；
图9为一流程图，其与第二实施例中由ECU进行的绝缘电阻异常判 断控制有关。
具体实施例方式
下面参照附图详细介绍本发明的实施例，其中，相同或对应的部件用 同样的参考标号表示，且不对其重复进行介绍。 [第一实施例
图1为根据本发明第一实施例的电源装置的总体框图。参照图1，电 源装置100包含蓄电装置B、平滑电容器C、变换器10与20、电动发电 机MG1与MG2、电源线PL、接地线SL。电源装置100还包含AC线 ACL1与ACL2，继电器电路30、连接器40、绝缘电阻降低检测器50、电
子控制单元(下面也称为"ECU" )60。
电源装置100装入混合动力车。电动发电机MG1装入混合动力车， 作为能够起动发动机(未示出)的电动M行，也作为由发动机驱动的发 电积逸行。电动发电机MG2装入混合动力车，作为对混合动力车(未示 出)的驱动轮进行驱动的电动机。
装有电源装置100的混合动力车可以为串联/并联型，其能够通过动力 分割机构对发动机的动力进行分割以便传送到轴和电动发电机MG1，并可 以为串联型，发动4几仅用于驱动电动发电机MG1，且轴的驱动力仅由电动 发电机MG2使用由电动发电机MG1产生的电力产生。
蓄电装置B的正极连接到电源线PL。蓄电装置B的负极连接到接地 线SL。平滑电容器C连接在电源线PL与接地线SL之间。绝缘电阻降低 检测器50连接在接地线SL与车辆的车身地(body ground) 70之间。
变换器10包含U相臂12、 V相臂14、 W相臂16。 U相臂12、 V相 臂14、 W相臂16并联连接在电源线PL与接地线SL之间。U相臂12由 串联连接的电力晶体管Qll与Q12构成，V相臂14由串联连接的电力晶 体管Q13与Q14构成，W相臂16由串联连接的电力晶体管Ql5与Q16 构成。二极管D11-D16分别连接在电力晶体管Q11-Q16各自的集电极与 发射极之间，以便使电流M射极侧流到集电极侧。
变换器20包含U相臂22、 V相臂24、 W相臂26。 U相臂22、 V相 臂24、 W相臂26并联连接在电源线PL与接地线SL之间。U相臂22由 串联连接的电力晶体管Q21与Q22构成，V相臂24由串联连接的电力晶 体管Q23与Q24构成，W相臂26由串联连接的电力晶体管Q25与Q26 构成。二极管D21-D26分别连接在电力晶体管Q21-Q26各自的集电极与 发射极之间，以便使电流从发射极侧流到集电极侧。
电动发电机MG1包含作为定子线圏的Y形连接的三相线圏2。构成 三相线圏2的U、 V、 W相线圏各自的一端彼此连接以形成中性点N1，且 U、 V、 W相线圏的各自的另一端分别连接到变换器10的对应的臂。电动 发电机MG2包含作为定子线圏的Y形连接的三相线圏4。构成三相线圏4
的U、 V、 W相线圈各自的一端彼此连接以形成中性点N2，且U、 V、 W 相线圏的各自的另 一端分别连接到变换器20的对应的臂。
继电器电路30包含继电器RY1与RY2。继电器RY1的一端经由AC 线ACL1连接到电动发电机MG1的三相线圏2的中性点Nl，另一端连接 到连接器40。继电器RY2的一端经由AC线ACL2连接到电动发电机MG2 的三相线圏4的中性点N2，另一端连接到连接器40。
当在电源装置100和车外负载80之间传送和接收电力时，车外负栽 80的连接器82连接到连接器40。车外负载80例如为家用商业电源负载， 并通过电源线EL1与EL2连接到连接器82。
Y形电容器84连接到电源线EL1与EL2。 Y形电容器84包含电容器 C3与C4。电容器C3连接在电源线EL1与地86之间。电容器C4连接在 电源线EL2与地86之间。Y形电容器84祐:设置为用于移除电源线EL1 与EL2上的共模噪音的滤波器。
蓄电装置B为DC电源，并由例如镍氢或锂离子二次电池构成。蓄电 装置B产生并向电源线PL输出DC电压，另外，也由输出自变换器10与 20中的至少一个的DC电压进行充电。注意，大容量电容器可被用作蓄电 装置B。
电容C1示出了电源线PL与车身地70之间的电容。电容C2示出了 接地线SL与车身地70之间的电容。平滑电容器C对电源线PL与接地线 SL之间的电压变化进行平滑。
变换器10基于来自ECU 60的信号PWM1将接收自电源线PL的DC 电压转换为三相AC电压，并将转换得到的三相AC电压输出到电动发电 机MG1。变换器10也基于来自ECU 60的信号PWM1将由接收来自发动 机的输出的电动发电机MGl产生的三相AC电压转换为DC电压，并将 转换得到的DC电压输出到电源线PL。
当ECU 60从外部ECU (未示出)接收的AC输出指令ACOUT被激 活时，基于来自ECU 60的信号PWM1，变换器10控制中性点Nl的电位， 以4更在电动发电才几MGl与MG2的三相线圏2与4的中性点Nl与N2之
间产生商用AC电压。
另夕卜，当由ECU 60从外部ECU接收的AC输入指令ACIN被激活时， 变换器10基于来自ECU 60的信号PWM1对从车外负栽80施加到中性点 Nl的商用AC电压进行整流，并将电压输出到电源线PL。
基于来自ECU 60的信号PWM2，变换器20将接收自电源线PL的 DC电压转换为三相AC电压，并将转换得到的三相AC电压输出到电动发 电机MG2。在车辆再生制动期间，变换器20基于来自ECU 60的信号 PWM2将由电动发电才几MG2产生的三相AC电压转换为DC电压，并将 转换得到的DC电压输出到电源线PL。
当ECU 60从外部ECU接收到的AC输出指令ACOUT被激活时，基 于来自ECU60的信号PWM2，变换器20控制中性点N2的电位，以便在 电动发电机MG1与MG2的三相线圏2与4的中性点Nl与N2之间产生 商用AC电压。
另外，当由ECU 60从外部ECU接收的AC输入指令ACIN被激活时， 变换器20基于来自ECU 60的信号PWM2对从车外负载80施加到中性点 N2的商用AC电压进行整流，并将该电压输出到电源线PL。
电动发电机MG1与MG2为三相AC电动机，并包含例如三相AC同 步发电机。电动发电机MGl使用来自发动机的输出产生三相AC电压， 并将所产生的三相AC电压输出到变换器10。电动发电机MGl也通过接 收自变换器10的三相AC电压产生驱动力以起动发动机。电动发电机MG2 通过接收自变换器20的AC电压产生车辆驱动转矩。在车辆再生制动期间， 电动发电机MG2产生并将三相AC电压输出到变换器20。
继电器电路30根据来自ECU 60的使能信号EN将AC线ACL1与 ACL2连接到连接器40/从连接器40断开。具体而言，当继电器电路30接 收到来自ECU60的H (逻辑高)电平的使能信号EN时，继电器RY1与 RY2被开通，以便将AC线ACL1与ACL2电气连接到连接器40。当继 电器电路30接收到来自ECU60的L (逻辑低)电平的使能信号EN时， 继电器RY1与RY2被关断，以便将AC线ACL1与ACL2从连接器40
电气断开。
连接器40为用于将车外负载80连接到中性点Nl与N2的端子。当在 电源装置100与车外负载80之间传送和接收电力时，车外负载80的连接 器82连接到连接器40。当连接器82连接到连接器40时，连接器40向 ECU 60输出H电平的信号CT。
绝缘电阻降低检测器50为检测电源装置100的绝缘电阻降低的设备。 绝缘电阻降低检测器50将具有预定频率的方波电压施加到接地线SL,并 产生随着绝缘电阻降低而降低的电压V，以便将该电压输出到ECU60，如 下面所介绍。绝缘电阻降低检测器50的构造将在下面介绍。
ECU 60基于电源线PL上的电压以及电动发电4几MG1的电机电流和 转矩指令值产生驱动电动发电机MG1的信号PWMl,并将所产生的信号 PWMl输出到变换器lO。另外，ECU 60基于电源线PL上的电压和电动 发电机MG2的电机电流与转矩指令值产生驱动电动发电机MG2的信号 PWM2，并所产生的信号PWM2输出到变换器20。
注意，电源线PL上的电压由电压传感器(未示出)检测，电动发电 机MG1与MG2的电机电流由电流传感器(未示出)检测。电动发电机 MG1与MG2的转矩指令值由外部ECU基于加速器踏板位置、踏下制动 踏板的量、蓄电装置的充电状态等等进行计算。
当信号CT处于H电平时，如果AC输出指令ACOUT或AC输入指 令ACIN被激活，ECU 60产生并将H电平的使能信号EN输出到继电器 电路30。 AC输出指令ACOUT在电力馈送;f莫式——其中，在电动发电机 MG1与MG2的三相线圏2与4的中性点Nl与N2之间产生商用AC电压 并将之提供给车外负载80_—期间被激活。AC输入指令ACIN在充电模 式——其中，从车外负载80施加到中性点Nl与N2的商用AC电压用于 对蓄电装置B进行充电——期间被激活。
如果AC输出指令ACOUT在信号CT处于H电平时被激活，且ECU 60相应地向继电器电路30输出H电平的使能信号EN, ECU60产生信号 PWM1和PWM2，以便产生到中性点Nl与N2的商用AC电压，并将所产生的信号PWM1与PWM2分别输出到变换器10与20。
如果AC输入指令ACIN在信号CT处于H电平时被激活，且ECU 60 相应地向继电器电路30输出H电平的使能信号EN， ECU 60产生信号 PWM1与PWM2，以便对从车外负载80施加到中性点Nl与N2的商用 AC电压进行整流，从而对蓄电装置B进行充电。ECU 60于是将所产生的 信号PWM1与PWM2分别输出到变换器10与20。
另夕卜，基于来自绝缘电阻降低检测器50的电压V的峰值，ECU60使 用下面介绍的方法来判断电源装置100的绝缘电阻是否降低。取决于车外 负载80是否电气连接到电源装置100， ECU 60选择用于判断绝缘电阻降 低的适当的判断阁值。具体而言，当车外负栽80没有连接到电源装置100 时，ECU 60将判断阈值设置为Wthl。另一方面，当车外负载80电气连 接到电源装置100时，ECU 60将判断阈值设置为低于Wthl的Wth2。
当车外负载80没有连接到电源装置100时，如果ECU 60判断为绝缘 电阻降低，ECU 60将车辆驱动模式从正常模式移动到节约驱动模式(save drive mode)。注意，节约驱动才莫式对应于车辆系统的下一次启动械 降用 的驱动模式。
另外，当车外负载80连接到电源装置100时，如果ECU60判断为绝 缘电阻降低，ECU60立即关闭包含电源装置100的车辆系统。
图2示出了图1所示电动发电机MG1与MG2以及变换器10与20的 零相等效电路。在作为三相变换器的变换器10与20中的每一个中，存在 六个晶体管开通/关断的八种不同的组合模式。在八种开关模式中的两种的 每一个中，相间电压为零，这样的电压状态被称为零电压向量。对于零电 压向量，每个上臂的三个晶体管可净皮看作处于同样的开关状态(全部开通 或全部关断)，每个下臂的三个晶体管也可被看作处于同样的开关状态。 因此，在图2中，变换器10的每个上臂的三个晶体管被共同示为上臂IOA， 变换器10的每个下臂的三个晶体管被共同示为下臂10B。类似地，变换器 20的每个上臂的三个晶体管被共同示为上臂20A，变换器20的每个下臂 的三个晶体管被共同示为下臂20B。
如图2所示，这种零相等效电路可被视为单相PWM变换器，其使用 供自电源线PL的DC电压来在中性点Nl与N2之间产生单相AC电压。 这种零相等效电路也可被看作单相PWM转换器，通过AC线ACL1与 ACL2供给中性点N1与N2的单相AC商用电力被输入于其上。因此，通 过改变变换器10与20各自的零电压向量并进行变换器10与20的开关控 制、使得变换器10与20作为单相PWM变换器或单相PWM转换器的各 个相臂运行，可以将来自电源线PL的DC电力转换为AC电力，以便将 之从连接器40输出，也可将输入自连接器40的AC商用电力转换为DC 电力，以便将之输出到电源线PL。
图3示出了图1所示绝缘电阻降低检测器50的结构。参照图3，绝缘 电阻降低检测器50包含方波产生器52、电阻元件RD、电容器CD以及电 压传感器54。
方波产生器52—端连接到车身地70，另一端连接到电阻元件RD。电 阻元件RD—端连接到方波产生器52，另一端连接到电容器CD。电容器 CD —端连接到电阻元件RD，另 一端连接到接地线SL。
方波产生器52产生低电压(例如几V)和低频率(例如几Hz)的方 波电压，并将所产生的电压输出到电阻元件RD。电压传感器54检测电阻 元件RD与电容器CD之间的电压V，并将所检测到的电压V输出到ECU 60 (未示出)。
图4用于示出图3所示绝缘电阻降低检测器50的绝缘电阻检测机制。 参照图4，当车外负载80没有连接到电源装置100时，^f皮检测系统卯容 纳有(accommodate)电源装置100。当车外负载80电气连接到电源装置 100时，4皮检测系统90整体地容纳有电源装置100和车外负载80。
4皮检测系统90的电阻性分量RT示出了电源装置100的绝缘电阻。当 车外负载80没有连接到电源装置100时，被检测系统90的电容性分量CT 由图1所示电容C1与电容C2的总和构成。当车外负载80电气连接到电 源装置100时，电容性分量CT由电容Cl与C2以及包含在Y形电容器 84中的电容C3与C4的电容的总和构成。
绝缘电阻降低检测器50的方波产生器52产生低电压和低频率的方波 电压，并经由电阻元件RD和电容器CD将所产生的电压施加到^皮检测系 统卯。显示出绝缘电阻的电阻性分量RT降低，引起被检测系统卯的阻 抗降低，这导致电阻元件RD与被检测系统90之间的电压V的降低。因 此，绝缘电阻的降低可基于电压V进行检测。
然而，被检测系统卯的阻抗依赖于电容性分量CT而变化。具体而言， 在车外负载80电气连接到电源装置100的状态下，电容性分量CT以包含 在Y形电容器84中的电容器C3与C4的电容增大。因此，在车外负载80 电气连接到电源装置100的情况下，被检测系统90的阻抗与非连接状态下 相比较低。因此，在车外负栽80电气连接到电源装置100的情况下，即使 绝缘电阻(电阻性分量RT)中没有变化，电压V与非连接状态下相比较 低。
因此，在第一实施例中，在基于来自绝缘电阻降低检测器50的电压V 检测绝缘电阻降低时，在车外负载80电气连接到电源装置100的情况下， 基于电压V判断绝缘电阻降低的判断阈值被设置为与非连接状态下相比较 小的值。这允许绝缘电阻降低得到准确的检测。
图5示出了设置基于来自图3所示绝缘电阻降低检测器50的电压V 判断绝缘电阻降低的判断阈值的构思。参照图5,水平轴表示电源装置100 的绝缘电阻，竖直轴表示来自绝缘电阻降4氐检测器50的电压V的峰值(下 面称为"检测峰值")。曲线kl显示出当车外负载80不被连接到电源装 置100时在绝缘电阻与检测峰值之间的关系，曲线k2示出了当车外负栽 80电气连接到电源装置100时绝缘电阻与检测峰值之间的关系。如上所述， 由于Y形电容器84的电容器C3与C4的作用，当车外负载80电气连接 到电源装置100时检测峰值(曲线k2)小于当车外负载80不连接到电源 装置100时的检测峰值(曲线kl)。
如果在绝缘电阻低于R1时希望异常检测，基于曲线kl，当车外负载 80不连接到电源装置100时检测峰值的判断阈值设置为Wthl。
然而，如果此判断阈值Wthl用在车外负载80电气连接到电源装置
100时，基于曲线k2，当绝缘电阻小于R2 (其大于R1)时，发生异常检 测。这使得异常检测过度发生。
因此，基于曲线k2，当车外负栽80电气连接到电源装置100时的检 测峰值的判断阈值被设置为对应于绝缘电阻R1的Wth2。这使得即使车外 负栽80电气连接到电源装置100时绝缘电阻的降低能够得到准确检测。
注意，曲线k2可参照曲线kl基于Y形电容器84的电容器C3与C4 来确定。因此，当车外负栽80电气连接到电源装置100时的检测峰值的判 断阈值Wth2可基于Y形电容器84的电容器C3与C4来确定。
图6为关于图1所示ECU 60进行的绝缘电阻的异常判断控制的流程 图。注意，此流程图所示处理以规则的时间间隔或每当满足预定条件时由 主程序调用。
参照图6， ECU60基于来自连接器40的信号CT判断车外负载80的 连接器82是否连接到连接器40 (步骤S10 )。如果ECU 60判断为信号 CT处于L电平且车外负载80的连接器82没有连接到连接器40时(步骤 S10中的否)，ECU60将用于判断绝缘电阻降低的检测峰值的判断阈值设 置为Wthl (步骤S20)。
ECU 60判断基于来自绝缘电阻降低检测器50的电压V计算的检测峰 值是否小于判断阈值Wthl (步骤S30)。如果ECU60判断为检测峰值小 于判断阈值Wthl (步骤S30中的是)，ECU60判断为绝缘电阻降低并将 驱动模式从正常模式移到节约驱动模式(步骤S40)。
在步骤S30中，如果判断为检测峰值不小于判断阈值Wthl (步骤S30 中的否)，ECU 60判断为不存在绝缘电阻降低，并在不将驱动模式移到
节约驱动才莫式的情况下终止一系列操作。
另一方面，在步骤S10中，如果判断为信号CT处于H电平且车外负 栽80的连接器82被连接到连接器40 (步骤S10中的是)，ECU 60将用 于判断绝缘电阻降低的检测峰值的判断阈值设置为低于Wthl的Wth2(步 骤S50)。
ECU 60判断检测峰值是否小于判断阔值Wth2(步骤S60 )。如果ECU
60判断为检测峰值小于判断阈值Wth2 (步骤S60中的是)，ECU 60判断 为绝缘电阻降低并关闭车辆系统(步骤S70)。
另一方面，在步骤S60中，如果判断为检测峰值不小于判断阈值Wth2 (步骤S60中的否)，ECU 60判断为不存在绝缘电阻降低，并终止一系 列操作，而不关闭车辆系统。
如上所述，在第一实施例中，当车外负栽80没有连接到电源装置100 时，基于判断阈值Wthl检测绝缘电阻的降低。当车外负载80电气连接到 电源装置100时，由于Y形电容器84的电容器C3与C4的加入引起的阻 抗降低被考虑在内，以便基于低于判断阈值Wthl的判断阈值Wth2检测 绝缘电阻降低。因此，根据第一实施例，绝缘电阻降低可得到准确检测。
另夕卜，车外负载80电气连接到电动发电才几MG1与MG2的中性点Nl 与N2，变换器10与20各自被运行为单相PWM变换器或单相PWM转换 器，由此产生电源装置100与车外负载80之间的电力传送与接收。结果， 不需要专门用于在电源装置100与车外负载80之间传送和接收电力的变换 器与转换器。
[第二实施例
在车辆行驶过程中(也就是说，车外负载80不连接到电源装置100 的状态)，蓄电装置B被频繁充电和放电，来自绝缘电阻降低检测器50 的电压V相应地变化。另一方面，在电源装置100和车外负载80之间的 电力传送与接收时(即车外负载80连接到电源装置100的状态)，蓄电装 置B不像在车辆行驶过程中那样被频繁充电和放电。因此，电压V是稳定 的。
因此，在第二实施例中，为了防止电压V的变化所引起的错误检测， 在检测峰值降低持续达预定时间段时定义绝缘电阻的降低。当车外负载80 电气连接到电源装置100时，检测峰值稳定。因此，用于定义绝缘电阻降 低的判断时间段净皮设置为与非连接状态下相比较短的时间段。
根据第二实施例的电源装置的整个结构与图1所示根据第一实施例的
电源装置100中的相同。
图7示出了在车外负载80不连接到车辆时在车辆行驶过程中的检测峰 值的时间变化。参照图7，在车辆行驶过程中，蓄电装置B取决于行驶状 态频繁充电和放电，蓄电装置B的电压相应地变化。由于绝缘电阻降低检 测器50连接到蓄电装置B的负极连接到的接地线SL，来自绝缘电阻降低 检测器50的电压V也根据蓄电装置B的电压变化而变化，检测峰值如图 7所示地变化。
因此，在第二实施例中，在车外负载80没有连接到电源装置100的情 况下，当检测峰值小于判断阈值Wthl连续达判断时间段ATl时，判断为 绝缘电阻降低。
图8示出了车外负载80被电气连接的情况下的检测峰值的时间变化。 参照图8，当车外负载80被电气连接时，蓄电装置B不像车辆行驶过程中 那样频繁充电和放电。因此，蓄电装置B的电压是稳定的，结果，检测峰 值也是稳定的。
因此，在车外负载80电气连接到电源装置100的情况下，当检测峰值 小于判断阈值Wth2持续达判断时间段AT2 (其短于非连接状态下的上述 判断时间段AT1)时，判断为绝缘电阻降低。这带来了当车外负载80电气 连接到电源装置100时异常检测所需时间段的减小。
图9为关于第二实施例中的ECU 60的绝缘电阻异常判断控制的流程 图。注意，此流程图所示的过程以规则的时间间隔或每当满足预定条件时 由主程序调用和执行。
参照图9，此流程图包含图6所示流程图的附加步骤S25和S55,并 进一步包含分别代替步骤S30与S60的步骤S35与S65。在步骤S20中， 当用于判断绝缘电阻降低的检测峰值的判断阈值祐 没置为Wthl时，ECU 60将用于定义绝缘电阻降低的判断时间段设置为ATI (步骤S25)。
ECU 60判断基于来自绝缘电阻降低检测器50的电压V计算的检测峰 值小于判断阈值Wth的状态是否连续达到不小于判断时间段ATI (步骤 S35)。如果ECU60判断为检测峰值小于判断阈值Wthl的状态连续达不 小于判断时间段AT1 (步骤S35中的是)，ECU 60定义绝缘电阻的降低
并将驱动模式从正常模式移到节约驱动模式(步骤S40)。
在步骤S35中，如果判断为检测峰值小于判断阈值Wthl的状态没有 持续达判断时间段AT1或更长(步骤S35中的否)，ECU60判断为不存 在绝缘电阻降低，并终止一系列的操作，而不将驱动模式移到节约驱动模 式。
另一方面，在步骤S50中，如果用于判断绝缘电阻降低的检测峰值的 判断阈值被设置为Wth2， ECU60将用于定义绝缘电阻降低的判断时间段 i殳置为短于ATI的AT2 (步骤S55 )。
ECU 60判断检测峰值小于判断阈值Wth2的状态是否持续达不小于 判断时间段AT2 (步骤S65)。如果ECU 60判断为检测峰值小于判断阈 值Wth2的状态持续达不小于判断时间段AT2(步骤S65中的是)，ECU 60 定义绝缘电阻降低并关闭车辆系统(步骤S70)。
在步骤S65中，如果判断为检测峰值小于判断阈值Wth2的状态没有 持续达判断时间段AT2或更长(步骤S65中的否)，ECU60判断为不存 在绝缘电阻降低，并终止一系列处理，而不关闭车辆系统。
如上所述，在第二实施例中，在车外负栽80电气连接到电源装置IOO 的情况下，考虑到来自绝缘电阻降低检测器50的电压V的检测峰值比在 非连接状态下更为稳定的事实，用于定义绝缘电阻降低的判断时间段AT2
被设置为比非连接状态下的判断时间段AT1要短的时间段。因此，根据第 二实施例，如果包括绝缘电阻降低的异常在车外负载80电气连接到电源装 置100时发生时，异常可在早期得到检测。
在上述第一与第二实施例中的每一个中，电力在车外负载80与电源装 置100之间通过电动发电机MG1与MG2的中性点Nl与N2被传送和接 收。本发明也可适用于具有专门用于车外负载80与电源装置100之间的电 力传送与接收的变换器与转换器的系统。
尽管蓄电装置B在上面的介绍中为二次电池，其可以为燃料电池。尽 管电源装置IOO在上面的介绍中净皮装在混合动力车中，本发明的适用范围 不限于装在混合动力车中的电源装置，并可包含装在电气车辆与燃料电池
车辆中的。
在上面的说明中，用于对来自蓄电装置B的DC电压进行升压并将升 压电压供给变换器10与20的升压转换器可被设置在蓄电装置B与变换器 10以及20之间。
在上面的介绍中，变换器10与20、电动发电机MG1与MG2、ECU60 构成本发明的"电力转换装置"，绝缘电阻降低检测器50和ECU60构成 本发明的"检测装置"。另外，车外负栽80和Y形电容器84构成本发明 的"车外负栽"，在步骤S70中由ECU 60执行的过程对应于由本发明的 "关闭单元"执行的过程。Y形电容器84对应于本发明的"线路旁路电容 器，，。
电阻元件RD对应于本发明的"电阻元件"，方波产生器52对应于本 发明的"电压产生装置"。电容器CD对应于本发明的"电容性元件，，， 电压传感器54对应于本发明的"电压检测装置"。在步骤S20与S50中 由ECU 60执行的过程对应于由本发明的"设置单元"执行的过程，在步 骤S30、 S60、 S35、 S65中由ECU60执行的过程对应于由本发明的"判断 单元"执行的过程。
另外，电动发电机MG1与MG2分别对应于本发明的"第一与第二 AC电动机"，变换器10与20分别对应于本发明的"第一与第二变换器"。 ECU60对应于本发明的"变换器控制装置"，AC线ACL1与ACL2、继 电器电路30、连接器40构成本发明的"连接装置"。
应当明了 ，这里公开的实施例在所有方面是说明性而不是限制性的。 本发明的范围由权利要求书的条款而不是上面的说明书限定，并旨在包括 属于权利要求书的条款对应的含义和范围的任何变型。
权利要求
1. 一种装在电动车中的电源装置，其包含蓄电装置；电力转换装置，其被配置为允许进行从所述蓄电装置到车外负载的电力馈送和从所述负载到所述蓄电装置的充电中的至少一种；以及检测装置，其检测所述电源装置的绝缘电阻的降低，当所述负载被连接到所述电力转换装置时，所述检测装置将用于检测所述绝缘电阻的降低的判断阈值设置为与所述负载到所述电力转换装置的非连接状态中的判断阈值相比较低的值。
2. 根据权利要求l的电源装置，其中，当所述负载连接到所述电力转换装置时的判断阈值是基于所述负载的电容而确定的。
3. 根据权利要求l的电源装置，其中，当所述负载连接到所述电力转 换装置时，所述检测装置将用于确定所述绝缘电阻的降低的判断时间段设 置为与非连接状态中的判断时间段相比较短的时间段。
4. 根据权利要求l的电源装置，还包含这样的装置其在所述负栽连 接到所述电力转换装置的情况下，当所述绝缘电阻的降低净皮检测到时，关 闭所述电动车的系统。
5. 根据权利要求1的电源装置，其中，所述负载包含线路旁路电容器， 所述线路旁路电容器连接在地和连接到所述电力转换装置的电力线对之 间。
6. 根据权利要求l的电源装置，其中，所述检测装置包含 电阻元件，其具有预定的电阻值；电压产生装置，其连接在所述电阻元件与车辆地之间，并产生具有预 定频率的电压；电容性元件，其连接在所述电阻元件与所述电源装置的电力线之间； 电压检测装置，其检测所述电阻元件与所述电容性元件之间的电压； 设置单元，其设置所迷判断阚值；以及 判断单元，其基于由所述电压检测装置检测得到的电压以及由所述设置单元i殳置的判断阈值来判断所述绝缘电阻降低。
7. 根据权利要求l的电源装置，其中，所迷电力转换装置包含 第一与第二AC电动机，其各自具有作为定子绕组的星形连接的多相绕组；第一与第二变换器，其分别,皮设置为对应于所述第一与第二 AC电动 机，并向所述蓄电装置传送电力以及从所述蓄电装置接收电力； 变换器控制装置，其控制所述第一与笫二变换器；以及 连接装置，其用于当进行从所述蓄电装置到所述负栽的电力馈送以及 从所述负载到所述蓄电装置的充电中的一种时，将所述负栽连接到所述多 相绕组的中性点。
8. 包含根据权利要求1-7中任意一项的电源装置的电动车。
9. 一种控制装在电动车中的电源装置的方法， 所迷电源装置包含蓄电装置；电力转换装置，其被配置为允许进行从所述蓄电装置到车外负栽的电 力馈送和从所述负栽到所述蓄电装置的充电中的至少一种；以及 检测装置，其检测所述电源装置的绝缘电阻的降低， 所述控制方法包含第一步骤，判断所述负载是否连接到所述电力转换装置；以及 第二步骤，当判断为所述负栽连接到所述电力转换装置时，将用于检测所述绝缘电阻的降低的判断阈值设置为与所述负栽到所述电力转换装置的非连接状态中的判断阈值相比较低的值。
10. 根据权利要求9的电源装置控制方法，其中，当所迷负载连接到所述电力转换装置时的判断阈值是基于所述负栽的电容而确定的。
11. 根据权利要求9的电源装置控制方法，其还包含第三步骤当判 断为所述负载连接到所述电力转换装置时，将用于确定所述绝缘电阻的降 低的判断时间段设置为与非连接状态中的判断时间段相比较短的时间段。
12.根据权利要求9的电源装置控制方法，其还包含第四步骤在所 述负栽连接到所述电力转换装置的情况下，当所述检测装置检测到所述绝 缘电阻的降^(氐时，关闭所述电动车的系统。
全文摘要
ECU(60)基于来自绝缘电阻降低检测器(50)的电压(V)判断电源装置(100)的绝缘电阻是否降低。当车外负载(80)没有连接到电源装置(100)时，ECU(60)将用于判断绝缘电阻降低的判断阈值设置为正常的第一值。另一方面，当车外负载(80)电气连接到电源装置(100)时，考虑由于Y形电容器(84)的电容器(C3，C4)引起的电容性分量的增大，ECU(60)将判断阈值设置为低于第一值的第二值。
文档编号H02J7/00GK101379669SQ200780004379
公开日2009年3月4日 申请日期2007年2月1日 优先权日2006年2月3日
发明者内田健司 申请人:丰田自动车株式会社