充电控制装置的制作方法

文档序号:16312970发布日期:2018-12-19 05:21阅读:198来源:国知局
充电控制装置的制作方法

本发明涉及一种控制蓄电池的充电的充电控制装置。

背景技术

已提出了如下充电控制装置,此充电控制装置在对多个电动汽车等的蓄电池同时开始充电的情况等,在充电电源的负荷集中时,减少电力系统所受的影响(例如参照专利文献1)。专利文献1的充电控制装置一面从充电电源经由电阻等负荷限制元件将充电电流供给于蓄电池,一面监视负荷限制元件中的电压下降量,并根据此电压下降量来控制对蓄电池的充电电流。

专利文献1的技术中,根据负荷限制元件中的电压下降量来开闭负荷限制元件的旁路电路(bypasscircuit),或变更负荷限制元件自身的电阻值,借此控制充电电流。由此,采用即便在充电电源的电压下降大的情况下也以少的充电电流长时间继续对蓄电池进行充电的充电方式,在对电动汽车同时充电时也能将周围的电压保持在一定以上。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第5417280号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

但是,专利文献1的技术在充电电源的电压持续降低而下降到交流(alternatingcurrent,ac)定电压判定阈值的情况下,成为充电停止而无法继续充电的状态。一旦成为此种状态并反复进行再次开始充电的操作而频繁地间断充电,则可用性(usability)可能降低。

本发明是鉴于所述那样的状况而成,其目的在于提供一种即便充电电源变得不稳定而产生了充电电源的电压降低,也能尽力抑制反复间断地充电的充电控制装置。

[解决问题的技术手段]

(1)充电控制装置(例如后述的充电控制装置1)控制外部电源(例如后述的外部电源10)对蓄电池(例如后述的高压电池2)的充电,且所述充电控制装置具备:目标值设定部件(例如后述的充电电流控制部604),设定从所述外部电源向所述蓄电池的充电电流的目标值(isp);充电电流调整部件(例如后述的驱动电路208及充电电流调整电路207),将所述充电电流调整至经设定的所述目标值;供给电压检测部件(例如后述的供给电压传感器205),检测从所述外部电源向所述蓄电池的供给电压;以及电压监视部件(例如后述的供给电压监视部601),使用所述供给电压检测部件的输出,检测或预测所述供给电压有无从规定的通常充电时电压(vdh)降低;并且所述目标值设定部件在未由所述电压监视部件检测或预测到所述供给电压的降低的情况下,将所述目标值设定为规定的通常时目标值(imax),且在由所述电压监视部件检测或预测到所述供给电压的降低的情况下,使所述目标值变化为所述通常时目标值以下后,将此目标值维持于所述供给电压到达低于所述通常充电时电压的判定电压(vdl)时的值(ilim)。

(2)所述情况下,所述目标值设定部件在由所述电压监视部件检测到所述供给电压降低到所述判定电压以下的情况、检测到所述供给电压的急剧降低的情况、或预测到所述供给电压将从所述通常充电时电压急剧降低的情况下,使所述目标值降低到规定的下限值(imin),并使所述目标值从所述下限值逐渐增加直到所述供给电压到达所述判定电压后,将所述目标值维持于所述供给电压到达所述判定电压时的值(ilim)。

(3)所述情况下,所述目标值设定部件在由所述电压监视部件检测到所述供给电压降低到低于所述判定电压的充电停止电压(vth)以下的情况下,在所述供给电压变为所述通常充电时电压之前将所述目标值持续设定为0后,使所述目标值从0逐渐增加,将所述目标值维持于所述供给电压到达所述判定电压时的值(ilim)。

[发明的效果]

(1)本发明中,供给电压检测部件检测从所述外部电源向所述蓄电池的供给电压,电压监视部件使用所述供给电压检测部件的输出,在充电中检测或预测供给电压有无从通常充电时电压降低。目标值设定部件在未检测或预测到供给电压的降低的情况下,将针对充电电流的目标值设定为规定的通常时目标值,充电电流调整部件将充电电流调整至经设定的目标值。另外,目标值设定部件在检测或预测到供给电压的降低的情况下,使充电电流的目标值变化为所述通常时目标值以下后,将此目标值维持于供给电压到达低于所述通常充电时电压的判定电压时的值。然后,充电电流调整部件与所述那样的目标值的变化相应地调整充电电流。即,本发明的充电控制装置中,在充电中因某些原因而外部电源变得不稳定,供给电压从通常充电时电压降低的情况下,也以将供给电压维持于低于通常充电时电压的判定电压的方式将充电电流减小至较通常时目标值小。因此,根据本发明的充电控制装置,即便在外部电源变得不稳定而供给电压从通常充电时电压降低的情况下,也能将充电电流减小至与外部电源的状态相应的适当大小并继续充电。另外,通过这样将充电电流减小至适当大小,即便外部电源变得不稳定,也能避免频繁地反复间断充电。

(2)本发明中,在检测到供给电压降低到判定电压以下的情况、检测到供给电压的急剧降低的情况、或预测到供给电压将从通常充电时电压急剧降低的情况下,目标值设定部件使目标值降低到规定的下限值,并使目标值从下限值逐渐增加直到供给电压到达判定电压后,将目标值维持于供给电压到达判定电压时的值。因此,根据本发明的充电控制装置,即便外部电源为不稳定状态,也能在可供给范围内设定能最大限度地达到的目标值。

(3)本发明中,在检测到供给电压降低到低于判定电压的充电停止电压以下的情况下,目标值设定部件在供给电压变为通常时充电电压之前将目标值持续设定为0。即,将目标值设定为0,暂时停止充电。然后,目标值设定部件使目标值从0逐渐增加,将目标值维持于供给电压到达判定电压时的值。因此,根据本发明的充电控制装置,能在响应于外部电源变为禁止充电状态而暂时停止充电后,将充电电流减小至与外部电源的状态相应的适当大小并再次开始充电。另外,通过这样将充电电流减小至与外部电源的状态相应的适当大小并再次开始充电,即便在随后外部电源的不稳定状态仍继续的情况下,也能防止供给电压降低到所述充电停止电压以下,因此能避免频繁地反复间断充电。另外,根据本发明的充电控制装置,即便外部电源为不稳定状态,也能在可供给范围内设定能最大限度地达到的目标值。

附图说明

图1为表示作为本发明的一实施例的充电控制装置及搭载有所述充电控制装置的电动车辆的构成的图。

图2为用以对充电电流控制部进行的充电电流限制控制的顺序进行说明的时间图的一例。

图3为用以对充电电流控制部进行的充电电流限制控制的顺序进行说明的时间图的一例。

图4为用以对与本发明有关的充电控制技术进行说明的时间图。

图5为用以对与本发明有关的充电控制技术进行说明的时间图。

[符号的说明]

1:充电控制装置

2:高压电池(蓄电池)

10:外部电源

21n:负极电力供给线(电力线)

21p:正极侧电力线(电力线)

22:主接触器

60:充电ecu

62:电池ecu

64、66:can总线

70:行驶电机

71:逆变器

100:evse

110:输入口

111、112:电力线

111a:保险丝

120:充电插头

130:充电缆线

140:ccid

141:ccid继电器

200:车载充电器

201、202:输入端子

203:emi滤波器

204:全波整流电路

205:供给电压传感器(供给电压检测部件)

206:pfc电路

207:充电电流调整电路(充电电流调整部件)

208:驱动电路(充电电流调整部件)

209n:输出端子(负极输出端子)

209p:输出端子(正极输出端子)

601:供给电压监视部(电压监视部件)

602:过负荷状态判定部

603:充电停止判定部

604:充电电流控制部(目标值设定部件)

ilim:限制电流值

imax:额定充电电流值(通常时目标值)

imin:下限电流值(下限值)

isp:目标值设定信号(目标值)

s1:充电开/关控制信号

s2:充电要求信号

s3:指令信号

t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t11、t12、t13、t14、t15、t16、t19、t21、t22、t23、t24、t25、t26:时刻

v:电动车辆(车辆)

vdh:通常充电时电压

vdl:负荷减判定电压

vrms:供给电压

vth:充电停止电压

vthh:高电压阈值

具体实施方式

以下,参照附图对作为本发明的一实施例的充电控制装置进行说明。

图1为表示作为本发明的一实施例的充电控制装置1及搭载有所述充电控制装置1的电动车辆v(以下简称为“车辆v”)的构成的图。充电控制装置1例如控制从作为家用商用交流电源的外部电源10向作为车辆v上搭载的蓄电池的高压电池2的充电。

外部电源10与车辆v是由电动车充电设备(electricvehiclesupplyequipment,evse)100连接。evse100以充电缆线130作为主体,所述充电缆线130在一端侧具有连接于外部电源10的插头(未图示),且在另一端侧具有连接于车辆v侧的输入口110的充电插头120。充电缆线130中设有充电电路中断装置(chargingcircuitinterruptdevice,ccid)140。

ccid140具备ccid继电器141,此ccid继电器141根据从后述充电电子控制单元(electroniccontrolunit,ecu)60发送的充电要求信号s2使充电缆线130的充电路连接和断开。此ccid继电器141在充电要求信号s2开(on)的情况下闭合,连接充电路。另外,ccid继电器141在充电要求信号s2关(off)的情况下打开,阻断充电路。另外,充电ecu60在充电中将充电要求信号s2开,在充电中检测到过电压的情况下将充电要求信号s2关。

车辆v具备与未图示的驱动轮机械连结的行驶电机70、连接于所述行驶电机70的逆变器(inverter)71、作为所述行驶电机70及逆变器71的电力供给源的高压电池2、控制高压电池2的充电的充电控制装置1、以及将高压电池2与充电控制装置1连接的正极侧电力线21p及负极电力供给线21n(以下将这些统称为“电力线21p、电力线21n”)。

高压电池2为能将化学能转换成电能的放电及将电能转换成化学能的充电两者的二次电池。以下,对使用通过锂离子在电极间移动而进行充放电的所谓锂离子蓄电池作为所述高压电池2的情况进行说明,但本发明不限于此。

行驶电机70例如为三相交流电机。若从高压电池2经由逆变器71供给电力,则行驶电机70产生驱动力。另外,行驶电机70通过进行再生运转而生成电力。通过行驶电机70的再生运转而生成的电力经由逆变器71被供给于高压电池2,将其进行充电。

逆变器71连接于高压电池2的电力线21p、电力线21n,将经由这些电力线21p、电力线21n从高压电池2供给的直流电转换成三相交流电,供给于行驶电机70。另外,在行驶电机70的再生运转时,将从行驶电机70供给的交流电转换成直流电,供给于高压电池2。

从高压电池2向充电控制装置1延伸的电力线21p、电力线21n中较连接有逆变器71的部分更靠高压电池2侧,设有将这些电力线21p、电力线21n连接和断开的主接触器(maincontactor)22。

主接触器22为在未从外部输入指令信号的状态下打开的常开(normalopen)型。主接触器22响应来自电池ecu62的指令信号s3而闭合。更具体而言,主接触器22例如在车辆v行驶中在高压电池2与逆变器71之间进行充放电的情况、或将来自充电控制装置1的电力供给于高压电池2而进行高压电池2的充电的情况等下,响应从电池ecu62发送的指令信号s3而闭合。

充电控制装置1具备:将来自外部电源10的交流电力转换成直流电力的车载充电器200,作为控制车载充电器200的电子控制单元的充电ecu60,作为监视高压电池2的状态的电子控制单元的电池ecu62,以及作为在这些车载充电器200、充电ecu60及电池ecu62之间交换各种控制信息的总线型网络的控制器局域网络(controllerareanetwork,can)总线64、can总线66。

车辆v的连接于输入口110的两条ac电力线中的一条电力线111经由保险丝111a而连接于车载充电器200的其中一个输入端子201,另一条电力线112直接连接于车载充电器200的另一输入端子202。另外,连接于高压电池2的两条电力线21p、电力线21n分别连接于车载充电器200的正极输出端子209p及负极输出端子209n。

车载充电器200具备电磁干扰(electromagneticinterference,emi)滤波器203、全波整流电路204、供给电压传感器205、功率因数校正(powerfactorcorrection,pfc)电路206、充电电流调节电路207及充电电流调整电路207的驱动电路208。

emi滤波器203连接于输入端子201、输入端子202。emi滤波器203将经由输入端子201、输入端子202输入的外部电源10的交流输出所含的噪声(noise)除去。全波整流电路204例如为利用4个二极管的桥式电路,根据经由emi滤波器203的交流输出而输出正的绝对电压。

pfc电路206为使电源的功率因数接近1的功率因数改善电路。此pfc电路206例如可使用将二相升压转换器与平滑电容器(smoothingcapacitor)组合而构成的交错(interleave)式升压转换器。pfc电路206的输出被供给于充电电流调整电路207的输入侧。

供给电压传感器205设于全波整流电路204与pfc电路206之间。供给电压传感器205检测经由全波整流电路204供给于pfc电路206的外部电源10的交流电压的有效值,并将与检测值相应的信号经由can总线66发送给充电ecu60。此外,以下将由所述供给电压传感器205检测的交流电压的有效值也称为从外部电源10向高压电池2的供给电压vrms。

充电电流调整电路207为设于pfc电路206与输出端子209p、输出端子209n之间,对经由输出端子209p、输出端子209n供给于高压电池2的直流的充电电流进行调整的电路。充电电流调整电路207例如可使用响应来自驱动电路208的脉宽调制(pulsewidthmodulation,pwm)信号而开/关的多个开关元件、或变压器等组合而构成的直流-直流(directcurrent-directcurrent,dc/dc)转换器。

如下文将详述那样,充电ecu60在使用车载充电器200对高压电池2进行充电时,向驱动电路208发送指示车载充电器200的充电的开/关的充电开/关控制信号s1及具有与充电电流的目标值相应大小的目标值设定信号isp。驱动电路208在控制信号s1为开的情况下,将如下pwm信号输入至充电电流调整电路207,所述pwm信号是通过使用从充电ecu60发送的目标值设定信号isp及从充电电流调整电路207发送的反馈信号,以从输出端子209p、输出端子209n输出与目标值设定信号isp相应大小的充电电流的方式调整了占空比。由此,对高压电池2供给与目标值设定信号isp相应大小的充电电流。另外,驱动电路208在控制信号s1为关的情况下,停止向充电电流调整电路207发送pwm信号。由此,对高压电池2的充电电流变为0,暂时停止充电。

充电ecu60及电池ecu62分别为由对各种传感器的检测信号进行模数(analog-to-digital,a/d)转换的输入/输出(inputoutput,i/o)接口、存储各种程序或数据的随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)或只读存储器(read-onlymemory,rom)、按照所述程序执行各种运算处理的中央处理器(centralprocessingunit,cpu)及根据cpu的运算处理结果生成各种控制信号的驱动电路等硬件所构成的微型计算机(microcomputer)。

电池ecu62为负责与主接触器22的开/关或高压电池2的状态监视等有关的控制的微型计算机。电池ecu62上连接着用于检测高压电池2的电压、高压电池2的输出电流或充电电流及高压电池2的温度的电池传感器(未图示),通过使用此电池传感器的检测信号而算出高压电池2的充电率(以百分率表示电池的剩余容量相对于充满电容量的比例,以下称为“荷电状态(stateofcharge,soc)”。电池ecu62所算出的高压电池2的soc经由can总线64而被适当发送到充电ecu60。

充电ecu60为负责与使用车载充电器200的高压电池2的充电有关的控制的微型计算机。充电ecu60具备监视充电中的供给电压vrms的供给电压监视部601及控制充电中的充电电流的充电电流控制部604。这些供给电压监视部601及充电电流控制部604为通过所述硬件而实现的控制模块。以下,对这些供给电压监视部601及充电电流控制部604各自的功能依次进行说明。

首先,如所述那样,外部电源10例如可使用家用商用交流电源。因此,高压电池2充电中的供给电压vrms在预定的通常充电时电压vdh附近未必是恒定的,并且可能因各种事由而降低。具体而言,例如在外部电源10上除了车辆v以外还连接着工场的大型设备的情况下,有时供给电压vrms视所述大型设备的运转状态而急剧降低。此外,例如在从外部电源10到输入口110之间的电源配线的电阻高的情况下,有时供给电压vrms随着电源配线的温度上升而缓缓降低。因此,供给电压监视部601检测或预测充电中的供给电压vrms有无从所述通常充电时电压vdh降低,并根据检测结果将过负荷状态旗标(flag)及充电停止要求旗标更新为开或关。更具体而言,供给电压监视部601具备根据供给电压vrms以1或0来更新过负荷状态旗标的值的过负荷状态判定部602及根据供给电压vrms以开或关来更新充电停止要求旗标的充电停止判定部603。

过负荷状态判定部602在高压电池2的充电刚开始后,立即将过负荷状态旗标设定为关。过负荷状态判定部602在高压电池2的充电中,在检测到供给电压vrms从通常充电时电压vdh附近降低到经设定为低于此通常充电时电压vdh的负荷减判定电压vdl以下的情况、检测到供给电压vrms从通常充电时电压vdh急剧降低的情况、或预测到供给电压vrms将从通常充电时电压vdh急剧降低的情况下,判定为外部电源10因某些事由而成为过负荷状态(即,导致所述那样的供给电压vrms降低的状态),并将过负荷状态旗标由关更新为开以明示此情况。另外,过负荷状态判定部602在将过负荷状态旗标设置为开后,在后述充电电流控制部604执行充电电流控制的过程中供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh的情况下,判定为外部电源10变为非过负荷状态,并将过负荷状态旗标由开重置为关以明示此情况。

充电停止判定部603在高压电池2的充电刚开始后,立即将充电停止要求旗标设定为关。充电停止判定部603在高压电池2的充电中,在检测到供给电压vrms降低到经设定为低于所述负荷减判定电压vdl的充电停止电压vth以下的情况下,判定为外部电源10无法继续充电,并将充电停止要求旗标由关更新为开以明示此情况。此外,由于充电停止电压vth是设定为低于负荷减判定电压vdl,因此在充电停止要求旗标变为开的情况下,所述过负荷状态旗标也必定变为开。另外,充电停止判定部603在将充电停止要求旗标设置为开后,在由后述充电电流控制部604将充电断开期间中的供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh的情况下,将充电停止要求旗标由开重置为关以要求再次开始充电。

充电电流控制部604参照所述过负荷状态旗标及充电停止要求旗标,由此生成充电开/关控制信号s1及具有与充电电流的目标值相应大小的目标值设定信号isp,并输入至驱动电路208。更具体而言,充电电流控制部604在充电停止要求旗标被设置为关的情况下,将充电开/关控制信号s1设定为开以执行高压电池2的充电。另外,充电电流控制部604在充电停止要求旗标被设置为开的情况下,将充电开/关控制信号s1设定为关以暂时停止高压电池2的充电。

充电电流控制部604在过负荷状态旗标及充电停止要求旗标均被设置为关的情况下,将目标值设定信号isp设定为与规定的额定充电电流值imax相应的大小。充电电流控制部604在充电停止要求旗标为关且过负荷状态旗标被设置为开的情况下,如下文将参照图3详细说明那样,执行使目标值设定信号isp变化为所述额定充电电流值imax以下而执行充电的充电电流限制控制。另外,充电电流控制部604在充电停止要求旗标及过负荷状态旗标均被设置为开的情况下,如下文将参照图2详细说明那样,执行将目标值设定信号isp在一定期间内设置为0后,使目标值设定信号isp变化为所述额定充电电流值imax以下而执行充电的充电电流限制控制。

然后,一方面参照图2及图3,一方面对所述充电电流控制部604进行的充电电流限制控制的具体顺序进行说明。

图2为用于对充电电流控制部604进行的充电电流限制控制的顺序进行说明的时间图的第一例。图2中从上段起依次示出供给电压vrms、过负荷状态旗标、充电停止要求旗标、充电要求信号s2、充电开/关控制信号s1及目标值设定信号isp的时间变化。此外,图2中示出以下情况:在充电中,在时刻t1附近到时刻t7之间外部电源10因某些事由而变得不稳定,供给电压vrms从通常充电时电压vdh降低。

如图2所示那样,在时刻t0到时刻t1的期间中,过负荷状态旗标及充电停止要求旗标均为关。因此在时刻t0到时刻t1的期间中,充电电流控制部604将目标值设定信号isp设定为预定的额定充电电流值imax,对高压电池2进行充电。此时,外部电源10为稳定状态,因此供给电压vrms在通常充电时电压vdh的附近维持于大致一定。

然后在时刻t1附近,响应如所述那样外部电源10变为不稳定状态,供给电压vrms从通常充电时电压vdh的附近开始降低。供给电压vrms在时刻t1变为经设定为低于通常充电时电压vdh的负荷减判定电压vdl以下,进而在随后的时刻t2变为经设定为低于负荷减判定电压vdl的充电停止电压vth以下。

过负荷状态判定部602检测到此种供给电压vrms的降低,在时刻t1将过负荷状态旗标由关更新为开以明示外部电源10变为过负荷状态。另外,充电停止判定部603检测此种供给电压vrms的降低,在时刻t2将充电停止要求旗标由关更新为开以明示外部电源10无法继续充电。

充电电流控制部604响应过负荷状态旗标及充电停止要求旗标在大致相同时期均变为开,按以下将说明的顺序执行将充电电流限制为所述额定充电电流值imax以下的充电电流限制控制。此外,充电电流控制部604在过负荷状态旗标被重置为关的时刻t9之前执行所述充电电流限制控制。

充电电流控制部604响应在时刻t2充电停止要求旗标变为开,而将充电开/关控制信号s1由开设定为关以暂时停止充电,并且使目标值设定信号isp从额定充电电流值imax降低到0。由此,充电电流变为0。另外,响应充电电流变为0而供给电压vrms开始上升,在时刻t3恢复到通常充电时电压vdh。然后,充电停止判定部603在时刻t4检测到供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh,并响应这一情况而将充电停止要求旗标由开重置为关。

充电电流控制部604在时刻t4响应如所述那样充电停止要求旗标被重置为关,而再次开始充电。更具体而言,充电电流控制部604将充电开/关控制信号s1由关设定为开,并且使目标值设定信号isp从0起以规定的速率开始增加。这里,外部电源10在时刻t4也仍为不稳定状态,因此若如此这样使目标值设定信号isp从0起逐渐增加,则供给电压vrms从通常充电时电压vdh起逐渐开始降低,在时刻t5到达负荷减判定电压vdl。

充电电流控制部604在如所述那样使目标值设定信号isp从0起逐渐增加的期间中监视供给电压vrms,在时刻t5供给电压vrms到达负荷减判定电压vdl的情况下,将目标值设定信号isp维持于作为到达此负荷减判定电压vdl时的值的限制电流值ilim。由此,在时刻t5以后,充电电流是维持于根据不稳定状态的外部电源10的状态设定的限制电流值ilim,因此即便外部电源10为不稳定状态也能继续充电。

然后在时刻t7,响应外部电源10恢复到正常状态,供给电压vrms从负荷减判定电压vdl起开始上升,在时刻t8供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh。过负荷状态判定部602在执行所述那样的充电电流限制控制的期间中,在时刻t9检测到供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh,响应这一情况而将过负荷状态旗标由开重置为关以明示外部电源10变为非过负荷状态。

充电电流控制部604响应在时刻t9过负荷状态旗标由开被重置为关,而结束将充电电流限制为所述限制电流值ilim的充电电流限制控制。更具体而言,充电电流控制部604在时刻t9以后,使目标值设定信号isp从限制电流值ilim向额定充电电流值imax逐渐增加。

图3为对充电电流控制部604进行的充电电流限制控制的顺序进行说明的时间图的第二例。图3中,从上段起依次示出供给电压vrms、过负荷状态旗标、充电停止要求旗标、充电要求信号s2、充电开/关控制信号s1及目标值设定信号isp的时间变化。此外,图3中示出以下情况:在充电中,在时刻t1附近到时刻t7的期间中外部电源10因某些事由而变得不稳定,供给电压vrms从通常充电时电压vdh降低。此外,图3中示出与所述图2的示例相比而供给电压vrms更缓慢地降低的情况。

图3中,时刻t0到时刻t1的期间中产生的现象与图2相同,因此省略说明。

然后在时刻t1附近,响应如所述那样外部电源10变为不稳定状态,供给电压vrms从通常充电时电压vdh的附近开始降低。供给电压vrms以较图2的示例更缓慢的速度降低,在时刻t3变为负荷减判定电压vdl以下。

过负荷状态判定部602检测到此种供给电压vrms的降低,在时刻t3将过负荷状态旗标由关更新为开以明示外部电源10变为过负荷状态。

充电电流控制部604响应过负荷状态旗标变为开,按以下将说明的顺序执行将充电电流限制为所述额定充电电流值imax以下的充电电流限制控制。此外,充电电流控制部604在过负荷状态旗标被重置为关的时刻t9之前执行所述充电电流限制控制。

充电电流控制部604响应在时刻t3过负荷状态旗标变为开,而使目标值设定信号isp从额定充电电流值imax降低到预定的下限电流值imin。此处,下限电流值imin是设定为稍大于0的值。由此,将充电电流减小至下限电流值imin。另外,响应将充电电流减小至下限电流值imin,供给电压vrms开始上升,在时刻t4恢复到通常充电时电压vdh。

充电电流控制部604响应在时刻t4供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh,而使目标值设定信号isp从下限电流值imin起以规定的速率开始增加。此处,外部电源10在时刻t4仍为不稳定状态,因此若如此这样使目标值设定信号isp从下限电流值imin起逐渐增加,则供给电压vrms从通常充电时电压vdh起逐渐开始降低,在时刻t5到达负荷减判定电压vdl。

充电电流控制部604在如所述那样使目标值设定信号isp从下限电流值imin起逐渐增加的期间中监视供给电压vrms,在时刻t5供给电压vrms到达负荷减判定电压vdl的情况下,将目标值设定信号isp维持于作为到达此负荷减判定电压vdl时的值的限制电流值ilim。由此,在时刻t5以后,充电电流是维持于根据不稳定状态的外部电源10的状态设定的限制电流值ilim,因此即便外部电源10为不稳定状态也能继续充电。

然后在时刻t7,响应外部电源10恢复到正常状态,供给电压vrms从负荷减判定电压vdl起开始上升,在时刻t8供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh。过负荷状态判定部602在执行所述那样的充电电流限制控制的期间中,在时刻t9检测到供给电压vrms恢复到通常充电时电压vdh,响应这一情况而将过负荷状态旗标由开重置为关以明示外部电源10变为非过负荷状态。

充电电流控制部604响应在时刻t9过负荷状态旗标由开被重置为关,而结束将充电电流限制为所述限制电流值ilim的充电电流限制控制。更具体而言,充电电流控制部604在时刻t9以后,使目标值设定信号isp从限制电流值ilim向额定充电电流值imax逐渐增加。

根据以上那样的本实施例的充电控制装置1,发挥以下效果。

(1)供给电压传感器205检测从外部电源10向高压电池2的供给电压vrms,供给电压监视部601在充电中检测或预测供给电压vrms有无从通常充电时电压vdh降低,并根据检测结果更新过负荷状态旗标或充电停止要求旗标。充电电流控制部604在未检测或预测到供给电压vrms降低的情况下,将充电电流的目标值设定信号isp设定为规定的额定充电电流值imax,驱动电路208及充电电流调整电路207以成为与目标值设定信号isp相应的值的方式调整充电电流。另外,充电电流控制部604在检测或预测到供给电压vrms降低的情况下,使目标值设定信号isp变化为额定充电电流值imax以下后,将此目标值设定信号isp维持于作为供给电压vrms到达低于通常充电时电压vdh的负荷减判定电压vdl时的值的限制电流值ilim。而且,驱动电路208及充电电流调整电路207与所述那样的目标值设定信号isp的变化相应地调整充电电流。即,充电控制装置1中,在充电中因某些原因而外部电源10变得不稳定,供给电压vrms从通常充电时电压vdh降低的情况下,以将供给电压vrms维持于低于通常充电时电压vdh的负荷减判定电压vdl的方式,将充电电流减小至小于额定充电电流值imax。因此,根据充电控制装置1,即便在外部电源10变得不稳定而供给电压vrms从通常充电时电压vdh降低的情况下,也能将充电电流减小至与外部电源10的状态相应的适当大小而继续充电。另外,通过这样将充电电流减小至适当大小,即便外部电源10变得不稳定,也能避免频繁地反复间断充电。

(2)如参照图3所说明那样,过负荷状态判定部602在检测到供给电压vrms降低到负荷减判定电压vdl以下的情况、检测到供给电压vrms急剧降低的情况、或预测到供给电压vrms将从通常充电时电压vdh急剧降低的情况下,判定外部电源10变为过负荷状态,并将过负荷状态旗标设定为开。充电电流控制部604在过负荷状态旗标变为开的情况下,使目标值设定信号isp降低到规定的下限电流值imin,然后使目标值设定信号isp从下限电流值imin起逐渐增加直到供给电压vrms到达负荷减判定电压vdl后,将目标值设定信号isp维持于作为供给电压vrms到达负荷减判定电压vdl时的值的限制电流值ilim。因此,根据充电控制装置1,即便为外部电源10不稳定的状态,也能在可供给范围内设定能最大限度地达到的目标值。

(3)如参照图2所说明那样,充电停止判定部603在检测到供给电压vrms降低到较负荷减判定电压vdl更低的充电停止电压vth以下的情况下,判定为外部电源10变为无法充电状态,并将充电停止要求旗标设定为开。另外,充电电流控制部604在充电停止要求旗标变为开的情况下,在供给电压vrms达到通常充电时电压vdh之前将目标值持续设定为0。即,将目标值设定信号isp设定为0,暂时停止充电。然后,充电电流控制部604使目标值设定信号isp从0逐渐增加,将目标值设定信号isp维持于作为供给电压vrms到达负荷减判定电压vdl时的值的限制电流值ilim。因此,根据充电控制装置1,能在响应外部电源10变为无法充电状态而暂时停止充电后,将充电电流减小至与外部电源10的状态相应的适当大小并再次开始充电。另外,通过那样将充电电流减小至与外部电源10的状态相应的适当大小并再次开始充电,即便在随后外部电源10的不稳定状态还继续的情况下,也能防止供给电压vrms降低到所述充电停止电压vth以下,因此能避免频繁地反复间断充电。另外,根据充电控制装置1,即便外部电源10为不稳定状态,也能在可供给范围内设定能最大限度地达到的目标值。

图4为用以对与本发明相关的充电控制技术进行说明的时间图。图4中,从上段起依次示出供给电压vrms、充电停止要求旗标、充电要求信号s2、充电开/关控制信号s1及高压电池2的soc的时间变化。用于实现图4的充电控制技术的电路构成与图1的电路大致相同。因此,对应的各控制信号等是利用与图1的电路的时机图即图2或图3相同的符号表示。此外,以下将参照图4说明的充电控制技术在供给电压vrms低于充电停止电压vth的状况频繁发生的情况下判定外部电源10自身异常,为了防止高压电池2的soc的降低而中止充电的技术。

图4的示例中,例如响应在时刻t11供给电压vrms变为充电停止电压vth以下,充电停止判定部603在时刻t12将充电停止要求旗标由关更新为开。响应这一情况,充电电流控制部604在时刻t13将充电开/关控制信号s1由开设定为关,暂时停止充电。然后,响应暂时停止充电而供给电压vrms恢复。另外,响应供给电压vrms恢复,充电停止判定部603在时刻t14将充电停止要求旗标由开重置为关,然后充电电流控制部604在时刻t15将充电开/关控制信号s1由关设置为开,如参照图2或图3所说明那样执行充电电流限制控制。

图4中示出因外部电源10极度不稳定而供给电压vrms跨充电停止电压vth上下变动的情况。即,表示在时刻t16之前反复进行充电重试(retry)的情况,所述充电重试为即便像所述那样暂时停止充电后再次开始充电,供给电压vrms也再次降低。

如图4所示那样,若反复进行此种充电重试,则有时高压电池2的soc逐渐降低。因此,充电ecu60在反复进行充电重试的期间中监视高压电池2的soc。对此soc设定有重试禁止soc水平,此重试禁止soc水平判定因外部电源10自身异常而为soc难以恢复的状况。而且,充电ecu60在时刻t19,在高压电池2的soc降低到所述重试禁止soc水平以下的情况下,判定为外部电源10为极度不稳定状态,禁止以后的充电重试以抑制高压电池2的soc的进一步降低。

图5为用于对与本发明有关的充电控制技术进行说明的时间图。图5中,从上段起依次示出供给电压vrms、过电压旗标、充电要求信号s2、充电开/关控制信号s1、ac过电压重试待机时间及过电压重试计数器的时间变化。用于实现图5的充电控制技术的电路构成与图1的电路大致相同。因此,对应的各控制信号等是利用与图1的电路的时机图即图2~图4相同的符号表示。此外,以下将参照图5说明的充电控制技术为在供给电压vrms超过规定的高电压阈值vthh的状况频发的情况下判定为外部电源10自身产生过电压故障,为了保护车载充电器200而中止充电的技术。

图5的示例中,例如在时刻t21供给电压vrms超过高电压阈值vthh。响应这一情况,充电停止判定部603将表示外部电源10变为过电压状态的过电压旗标由关设定为开。然后在时刻t22,充电停止判定部603将充电开/关控制信号s1及充电要求信号s2均由开设定为关,停止充电并且使从外部电源10向车载充电器200的电力供给本身停止。通过如此这样将充电要求信号s2设定为关,供给电压vrms快速降低到0,由此防止对车载充电器200施加过电压。

在时刻t22,充电停止判定部603如以上那样停止从外部电源10的电力供给,并且开始测量ac过电压重试待机时间。所谓此ac过电压重试待机时间,是用于测量因外部电源10的过电压而暂时停止从外部电源10向车载充电器200的电力供给后,再次开始从外部电源10向车载充电器200的电力供给之前的待机时间。

然后在时刻t23,充电停止判定部603响应ac过电压重试待机时间达到规定时间,而将充电要求信号s2由关设定为开以判断外部电源10的过电压状态是否已消除。由此,再次开始从外部电源10向车载充电器200的电力供给。另外,此时充电停止判定部603将ac过电压重试待机时间重置,并且将过电压重试计数器从0加到1。此所谓过电压重试计数器,是对再次开始从外部电源10向车载充电器200的电力供给的次数进行计数。

图5的示例中,外部电源10在时刻t23以后也尚未消除过电压状态。因此在时刻t23以后,供给电压vrms再次上升,在时刻t24再次超过高电压阈值vthh。响应这一情况,充电停止判定部603在时刻t24将过电压旗标再次由关设定为开。然后充电停止判定部603在时刻t25再次将充电要求信号s2由开设定为关,使从外部电源10向车载充电器200的电力供给再次停止,并且开始测量ac过电压重试待机时间。

图5中示出以下情况:由于外部电源10的过电压状态持续,因此在时刻t26之前反复进行重复从外部电源10向车载充电器200的电力供给的停止与再次开始的充电重试。

如图5所示那样,若反复进行此种充电重试,则每次从外部电源10对车载充电器200施加过大的电压。在车载充电器200中,如图1所示那样在最靠近外部电源10的位置设置有emi滤波器203。另外,此emi滤波器203上搭载着电容器,因此每当进行此种充电重试时电容器中流入过大的突入电流。因此充电停止判定部603为了防止emi滤波器203的故障,限制1次充电循环时的充电重试的次数。即,充电停止判定部603在过电压重试计数器的值达到预定值(例如3)的情况下,为了防止emi滤波器203的故障,而将充电要求信号s2维持为关。

以上对本发明的一实施例进行了说明,但本发明不限于此。也可在本发明的主旨的范围内适当变更细节部分的构成。例如所述实施例中,对具有从家用商用交流电源等外部电源10向车辆v上搭载的蓄电池即高压电池2和/或低压电池3充电的充电系统的构成进行了说明,但也可采用除了此种充电系统以外兼具从外部的直流电源对电池进行充电的系统的构成。

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