充电控制设备和充电控制系统的制作方法

本公开涉及用于控制要安装在车辆中的电池的充电的设备和系统。

背景技术：

一些已知的充电装置能够快速地对安装在车辆中的电池充电。在日本专利申请公开第2011-130593中公开了这些充电装置的示例。这种充电装置通常以恒流(cc)模式和恒压(cv)充电(cc-cv充电)模式或cc充电模式执行充电任务。在cc-cv充电模式中，充电装置在cc充电模式下基于预定的恒定电流对电池充电，直到电池两端的端电压达到预定电压，然后在电池两端的端电压达到预定电压之后，在cv充电模式下基于预定的恒定电压对电池充电。充电装置的这种构造使得电池能够充满电，同时防止电池的过度充电和/或过电流被供给至电池。

也就是说，cc-cv充电模式使用预定的恒定电流和预定的恒定电压对电池充电，并且cc充电使用预定的恒定电流对电池充电。

每个使用cc-cv充电模式和cc充电模式中的一种模式的充电装置具有包括预定上限电力的预定可输出电力范围。可惜的是，亦被称为目标充电装置的这些充电装置在以cc-cv充电模式和cc充电模式中的一种模式对电池充电时，无法向电池提供上限电力。

例如，使目标充电装置的上限输出电压即最大输出电压和上限输出电流即最大输出电流分别为1000v和350a，即，使目标充电装置的上限输出电力即最大输出电力为350kw。另外，使电池两端的端电压上限约为800v.

当使用cc充电模式对电池充电时，目标充电装置能够使用350a的恒定电流对电池充电，因为上限输出电流设定为350a。然而，目标充电装置不能在cc充电模式下向电池提供具有800v上限输出电压的输出电压，因为目标充电装置的实际输出电压取决于电池两端的端电压。

类似地，在cv充电模式期间，目标充电装置的输出电压被限制为上限输出电压。

也就是说，每个使用cc-cv充电模式和cc充电模式中的一种模式的目标充电装置不能充分利用其充电能力。这可能使得难以充分缩短电池的充电时间。

技术实现要素：

从以上观点来看，本公开的目的在于提供充电控制设备和充电控制系统，每个充电控制设备和系统能够缩短电池的充电时间。

根据本公开的示例性方面，提供了一种适用于车辆的充电控制设备，所述充电控制设备基于来自外部电源的供给电力来执行可充放电的电力存储器的充电。电力存储器具有预定的允许充电电力范围、预定的允许充电电压范围和预定的允许充电电流范围。充电控制设备包括：供给电力请求器，所述供给电力请求器构造成请求外部电源输出具有恒定电压和恒定电流的供给电力；电压转换装置；以及电压转换指示器。

电压转换指示器构造成指示电压转换装置

(1)对来自外部电源的供给电力执行电压转换，使得转换后的供给电力具有分别在允许充电电压范围和允许充电电流范围内的充电电压和充电电流；

(2)将转换后的供给电力输出到电力存储器，从而对电力存储器充电。

根据示例性方面的充电控制设备请求外部电源输出具有恒定电压和恒定电流的供给电力。该构造使得能够增大供给电力的恒定电压和恒定电流中的每一个，从而增大待输出到电力存储器的供给电力的级别。因此，这导致电力存储器的充电时间更短。

根据示例性方面的充电控制设备构造成执行来自外部电源的供给电力的电压转换，使得转换后的供给电力具有分别在允许充电电压范围和允许充电电流范围内的充电电压和充电电流。因此，该构造使得能够在防止过电流流向电力存储器和电力存储器过度充电的情况下可靠地对电力存储器充电。

附图说明

参照附图，本公开的其它方面将从实施例的以下说明中变得明确，其中：

图1是示意性地示出根据本公开第一实施例的充电控制系统的结构的示例的框图；

图2是示意性地示出图1所示的电池和充电装置中的每一个的充电性能的表格；

图3是示意性地示出图1所示的ecu执行的充电控制例程的流程图；

图4是示意性地示出在根据第一实施例的电池的快速充电执行期间电池的soc如何随时间变化的曲线图；

图5是示意性地示出在根据第一实施例的电池的快速充电执行期间电池的充电供给电力如何随时间变化的曲线图；

图6是示意性地示出在根据第一实施例的电池的快速充电执行期间电池的充电电流如何随时间变化的曲线图；

图7是示意性地示出根据本公开第二实施例的充电控制系统的结构的示例的框图；

图8是示意性地示出图7所示的ecu执行的充电控制例程的流程图；

图9a是根据本公开第三实施例的mg的结构图；

图9b是根据第三实施例的mg的转子与mg的定子分离时mg的结构图；

图10是示意性地示出根据第三实施例的mg的电路结构的电路图；

图11a和图11b是示意性地示出根据第三实施例的如何执行降压的联合图；

图12是示意性地示出根据第三实施例的充电控制例程的流程图；

图13a和图13b是示意性地示出根据第一实施例至第三实施例中的每一个的变形例的如何升高供给电力的电压的联合图。

具体实施方式

下面参考附图，描述作为本公开的实施例的充电控制设备和充电控制系统。以下实施例中描述的充电装置应用于电动车辆和/或混合动力车辆，这些车辆使用电池供给的电力驱动。在实施例中，省略或简化了实施例之间分配有相同的附图标记的类似或等同的部分以避免多余描述。

第一实施例

下面参考图1至图6描述本公开的第一实施例。

如图1所示，根据第一实施例的充电控制系统100包括车辆10和充电装置60，充电装置60用作例如位于车辆10外部的外部电源。充电装置60例如具有一对正端子和负端子，并且构造成将正端子和负端子之间的电力供给至车辆10。

车辆10例如包括：作为旋转电机的示例的电动发电机(mg)20；作为可充放电的电力存储器的示例的电池30；电池管理单元(bmu)31；转换器即电压转换装置40；以及电子控制单元(ecu)50。

mg20电连接到转换器40，并且转换器40电连接到电池30、ecu50和充电装置60。ecu50电连接到mg20、bmu31、转换器40和充电装置60。bmu31电连接到电池30。

例如，ecu50和转换器40用作充电控制设备。

mg20例如包括：简称为电动机21的三相交流(ac)电动机；以及用作例如功率转换器的逆变器22。也就是说，mg20被设计为机电一体化旋转电机。mg20的电动机21包括：旋转轴，该旋转轴经由车辆10的诸如变速器之类的齿轮机构机械地联接到车辆10的驱动轴；以及驱动，该驱动在两端具有驱动轮。

也就是说，mg20的电动机21在动力运行模式下运转以产生扭矩，即旋转动力，其可旋转地驱动驱动轴，从而经由齿轮机构可旋转地驱动驱动轮。

mg20的电动机21还以再生模式运转，以基于从驱动轴传递的扭矩即车辆10的动能产生电力。

具体地，电动机21经由逆变器22和转换器40电连接到电池30。电动机21可以经由逆变器22电连接到电池30。

也就是说，ecu50构造成指示逆变器22来指示转换器40将电池30的直流端电压转换为调节电压，并指示逆变器22将调节后的直流电压的直流电力转换为交流电力，从而将交流电力供给电动机21。这使得电动机21在动力运行模式下运转，从而将扭矩供给至车辆10的驱动轴。

另外，ecu50构造成指示逆变器22使电动机21以再生模式运转以产生电力，从而经由转换器40将产生的电力供给到电池30。

电池30例如是镍氢电池或锂离子电池。电池30可以包括具有串联连接的多个电池的电池组。

参照图2，电池30的每个单体具有允许充电电压范围的预定上限，其被设定为例如4.2v，使得整个电池30的允许充电电压范围的预定上限设定为例如800v。电池30的允许充电电压范围的上限也将被称为最大充电电压。

另外，尽管相应单体的允许充电电流范围的上限可以根据相应单体的充电状态(soc)而变化，但电池30的每个单体具有允许充电电流范围的预定上限，其被设定为例如500a。电池30的允许充电电流范围的上限也被称为最大充电电流。

上述最大充电电压和电流导致整个电池30的允许充电电力范围的预定上限被设定为例如400kw。

注意，可以根据电池30的各种状况改变上述每个上限，上述状况包括性能劣化程度、电池30或其周围的温度、电池30周围的湿度、电池30周围的环境空气压力和/或其它类似的状况参数。

连接到电池30的bmu31监测电池30两端的端电压，并将电池30两端的端电压输出到ecu50。注意，可以设置电压传感器vs以测量电池30两端的端电压，并将电池30两端的端电压输出到ecu50。

另外，bmu31监测电池30的状况，从而获得关于电池30的监测状况的信息，该信息将被称为关于电池30的状况信息。电池30的状况包括例如电池30的soc和表示电池30的周围环境的至少一个环境参数，电池30的至少一个环境参数包括例如电池30或其周围的温度、电池30周围的湿度和/或电池30周围的环境空气压力。

bmu31将关于电池30的状况信息输出到ecu50。注意，ecu50可以包括bmu31的所有功能，从而可以省略bmu31。

转换器40构造成直流(dc)-直流转换器，用于将从电池30供给的电力的直流电压即直流电池电压，转换为其级别适合于mg20并且与电池电压的级别不同的直流输出电压，并将直流输出电压输送到mg20。

如上所述，逆变器22将mg20产生的交流电力的交流(ac)电压转换为直流电力的直流电压，并且转换器40构造成将从逆变器22输入的直流电压转换为其级别适合于电池30并且不同于输入到转换器40的直流电压的级别的充电直流电压。然后，转换器40将充电直流电压输送到电池30。

特别地，转换器40能够升高或降低从电池30或逆变器22输入的直流电压。即转换器40构造成

(1)根据ecu50输送的指令，将从电池30或逆变器22输入的输入直流电压的级别升高或降低到输出直流电压的级别

(2)将输出直流电压输送到电池30或mg20，例如，输出电压的级别可适用于电池30。

注意，转换器40的电压转换运转导致电力消耗，即由于例如由电力转换运转产生的热量而导致电力损失。例如，通常的电压转换装置具有在大约80％到95％范围内的电压转换效率，其由输出电压相对于输入电压的百分比来定义。例如，第一实施例的转换器40具有90％的电压转换效率。

ecu50例如包括：处理单元，其诸如为中央处理单元(cpu)50a；存储器单元50b，其例如具有rom、ram和闪存；以及至少一个外围单元。ecu50可以包括另一种类型的处理单元，诸如专用集成电路(asic)。

注意，各种传感器ss安装在车辆10中，并且电连接到ecu50。各种传感器ss例如包括：驾驶员可操作的传感器，其用于测量关于诸如车辆10的加速踏板和制动踏板之类的驾驶员可操作的装置的驾驶员操作的信息；以及车辆状况传感器，其用于测量关于车辆10的行驶状况的信息。

例如，作为驾驶员可操作的传感器，在车辆10中安装有加速器传感器和制动传感器。加速器传感器测量驾驶员对车辆10的加速器踏板的操作量，并且每当驾驶员操作加速器踏板时，向ecu50输出表示驾驶员对加速器踏板的操作的测量量的测量信息。制动传感器测量驾驶员对车辆10的制动踏板的操作量，并且向ecu50输出表示驾驶员对制动踏板的操作的测量量的测量信息。车辆状况传感器包括例如车速传感器，上述车速传感器反复测量车辆10的速度，并且向ecu50反复输出表示车辆10的速度的测量信息。ecu50接收从传感器ss输送的驾驶员的操作信息和车辆状况信息。

另外，ecu50从bmu31接收关于电池30的状况信息，并且从mg20接收关于mg20的运转信息，上述运转信息包括例如电动机21每次旋转时，mg20的电动机21的旋转速度和电动机21的旋转角度。

ecu10构造成基于从传感器ss、电池30、bmu31和mg20接收的各种信息项来执行各种功能。

例如，用于使ecu50的cpu50a执行各种功能即各种例程的各种程序存储在ecu50的存储器单元50b中。另外，ecu50的cpu50a可使用的各种数据项也存储在ecu50的存储器单元50b中。ecu50的cpu50a从存储器单元50b读取各种程序中的至少一个，并执行该至少一个程序，从而执行与该至少一个读出程序相对应的功能。

注意，ecu50提供的所有功能的至少一部分可以由至少一个处理器实现，该至少一个处理器可以包括：

(1)至少一个编程处理单元即至少一个编程逻辑电路和至少一个存储器的组合，所述存储器包括使所述至少一个编程逻辑电路实现所有功能的软件；

(2)至少一个实现所有功能的硬连线逻辑电路；

(3)至少一个实现所有功能的硬连线逻辑和编程逻辑混合电路。

例如，ecu50的cpu50a执行经由逆变器22控制电动机21从而使电动机21在动力运行模式下运转的功能、即例程，并且还执行经由逆变器22控制电动机21从而使电动机21在再生模式下运转的功能、即例程。

另外，车辆10构造成使得电池30可基于从位于车辆10外部的充电装置60供给的电力而被充电。

充电装置60包括电源适配器61、控制单元62和具有正端子和负端子的电源单元63。车辆10具有连接端子，转换器40电连接到该连接端子。连接到电源单元63的正端子和负端子的电源适配器61连接到车辆10的连接端子。这使得电源单元63能够经由电源适配器61和连接端子t向转换器40供给电力。

例如，充电装置60的电源单元63例如是恒压(cv)和恒流(cc)电源单元，因此能够输出：

(1)基于恒定电压的电力；

(2)基于恒定电流的电力；

(3)基于恒定电压和恒定电流的电力。

具体地，参考图2，第一实施例的充电装置60具有允许输出电压范围的预定上限，该上限设定为例如1000v。充电装置60的允许输出电压范围的上限也将被称为例如充电装置60的最大输出电压。

另外，充电装置60具有允许输出电流范围的预定上限，该上限设定为例如350a。充电装置60的允许输出电流范围的上限也将被称为例如充电装置60的最大输出电流。

允许输出电压范围的1000v的上限和允许输出电流范围的350a的上限导致充电装置60的允许输出电力范围的预定上限即最大输出电力被设定为例如350kw。

充电装置63的控制单元62例如包括：处理单元，其诸如为中央处理单元(cpu)62a；存储器单元62b，其例如具有rom、ram和闪存；以及至少一个外围单元。控制单元62可以包括另一种类型的处理单元，诸如专用集成电路(asic)。

控制单元62构造成调节从电源单元63供给到车辆10的电压和/或电流，并且构造成可与车辆10的ecu50通信。

当充电装置60执行电池30恒流(cc)充电或恒压(cv)充电的充电任务时，ecu50能够指示控制单元62的cpu62a控制从电源单元63供给的恒定电压的级别和/或恒定电流的级别，使得恒定电压的级别和/或恒定电流的级别维持在相应的允许充电电压范围和允许充电电流范围内。

例如，即使充电装置60的1000v的最大输出电压高于电池30的允许充电电压范围的设定为800v的上限，基于cc充电模式或cv充电模式实际从充电装置60向电池30供给的电压被限制在电池30的允许充电电压范围内。这导致与充电装置60的允许输出电力范围的设定为350kw的上限相比，基于cc充电模式或cv充电模式从充电装置60输出的供给电力受到限制。

也就是说，电池30使用其供给电压基于电池30的允许充电电压范围的上限受限的电源进行的基于cc充电模式或cv充电模式的充电可能难以充分利用充电装置60的充电能力。这可以为缩短电池30的充电时间留出空间。

从这个观点来看，用作充电控制设备的ecu50和充电控制系统100如下所述具体构造成例如缩短电池30的充电时间，即更快地对电池充电。

转换器40构造成经由电源适配器61和连接端子t接收从充电装置60输送的供给电力。转换器40能够将从充电装置60输送的供给电力的输入电压即输入直流电压转换为直流输出电压，该直流输出电压的级别适合于电池30并且不同于输入到转换器40的输入直流电压的级别。然后，转换器40能够基于转换后的直流输出电压将电力输出到电池30作为充电电力，从而对电池30充电。

ecu50在功能上包括电压转换指示器51和供给电力请求器52。

为了对后述电池30快速充电，电压转换指示器51构造成指示转换器40将从充电装置60输出并输入其中的供给电力转换为充电供给电力，使得由转换器40获得的分别被称为充电电压和充电电流的充电供给电力的电压和电流在电池30的相应充电电压范围和充电电流范围内。

注意，用于对电池30充电的充电电压需要至少高于电池30两端的端电压。为此，第一实施例的电压转换指示器51可以构造成指示转换器40将从充电装置40输出并输入其中的供给电力的电压转换为充电电压，使得充电电压与电池30的充电电压范围的上限匹配。

注意，电池30的充电电压范围的上限可以根据电池30的状况而变化。从这个观点来看，存储器单元50b包括数据表格格式、数学表达格式和/或存储在例如存储器单元50b中的程序格式的上限映射m1。例如，上限映射m1包括表示下述之间关系的信息：

(1)电池30的充电电压范围的每个上限值；

(2)电池30的soc的对应值；

(3)表示电池30或其周围的温度、电池30周围的湿度、电池30周围的环境空气压力或电池30的性能劣化程度中的至少一个的至少一个环境参数的对应值。

也就是说，电压转换指示器51可以使用电池30的soc的值和至少一个环境参数的值来代入上限映射m1，从而从上限映射m1中提取电池30的充电电压范围的上限值，其对应于电池30的soc值和至少一个环境参数的值。

上限映射m1可以包括表示下述之间关系的信息：

(1)电池30的充电电压范围的每个上限值；

(2)表示电池30或其周围的温度、电池30周围的湿度、电池30周围的环境空气压力或电池30的性能劣化程度中的至少一个的至少一个环境参数的对应值。

也就是说，电压转换指示器51可以使用至少一个环境参数的值来代入上限映射m1，从而从上限映射m1中提取电池30的充电电压范围的上限值，其对应于至少一个环境参数的值。

第一实施例的电压转换指示器51可以构造成指示转换器40将从充电装置60供给并输入其中的电力的电压转换为与电池30的充电电压范围的上限不匹配但是等于或高于电池30两端的端电压的目标电压。

供给电力请求器52构造成对电池30两端的端电压是否低于预定阈值电压进行判断，并且在判断为电池30两端的端电压低于预定阈值电压时，允许充电装置60执行电池30的快速充电，这将在后面描述。

当指示充电装置60执行电池30的快速充电时，在供给电力处于电池30的允许充电电力范围内，并且供给的电力的恒定电压高于电池30的允许充电电压范围的情况下，供给电力请求器52请求充电装置60向转换器40输出具有恒定电压和恒定电流的供给电力。

特别地，在指示充电装置60执行电池30的快速充电时，第一实施例的供给电力请求器52请求充电装置60向转换器40输出与电池30的允许充电电力范围的上限相对应的供给电力。

具体地，当指示充电装置60执行电池30的快速充电时，供给电力请求器52向充电装置60输出请求信号，该请求信号请求充电装置60向转换器40输出基于1000v和350a的供给电力。

当接收请求信号时，充电装置60的控制单元62控制电源单元63以向车辆10即转换器40输出满足请求信号的供给电力。

注意，在供给电力维持在电池30的允许充电电力范围内的情况下基于具有恒定电流和高于电池30的允许充电电压范围的恒定电压的供给电力进行的电池30的充电被定义为电池30的快速充电。另外，注意，只要阈值电压的设定值等于或低于电池30的允许充电电压范围的上限，就可以将阈值电压设定为任何值。

另外，供给电力请求器52构造成在供给电力处于电池30的允许充电电力范围内的情况下，请求充电装置60执行cv充电模式，从而向转换器40输出具有恒定电压的供给电力。

具体地，供给电力请求器52请求充电装置60执行cv充电模式，从而向转换器40输出具有与电池30的允许充电电压范围的上限相对应的恒定电压的供给电力。

注意，可以基于上述上限映射m1改变电池30的充电电压范围的上限。

在基于cv充电模式对电池30充电的同时，从充电装置60输出的电流可以根据电池30两端的端电压或电池30的soc而变化。更具体地，在基于cv充电对电池30充电的同时，从充电装置60输出的电流可以随着电池30两端的端电压或电池30的soc的增大而减小。注意，从充电装置60输出的电流维持在电池30的允许充电电流范围内。

从充电装置60输出的供给电力高于从电池30放电并输入到转换器40的电力，并且还高于由mg20产生并输入到转换器40的电力。这导致完成向转换器40的电源供给所需的时间更长。如果转换器40被设计用于仅在电池30和mg20之间的电压转换，则转换器40的冷却能力将不足以冷却从转换器40产生的热量。这将导致由于产生的热量而在转换器40中发生故障。另外，不一定需要使用允许充电电力范围的上限对电池30充电。

从这个观点来看，供给电力请求器52构造成在判断为电池30两端的端电压低于阈值电压时，根据至少一个选择条件来选择第一充电模式和第二充电模式中的一个。第一充电模式请求充电装置60在预定的第一充电时段内输出具有高于电池30的允许充电电压范围的电压的供给电力。

第一充电模式请求充电装置60在预定的第一充电时段内输出具有高于电池30的允许充电电压范围的电压的供给电力。相反，第二充电模式请求充电装置60在预定的第二充电时段内输出具有在电池30的允许充电电流范围内的恒定电流的供给电力。

也就是说，供给电力请求器52构造成选择第一充电模式和第二充电模式中的一个，该第一充电模式请求充电装置60在第一充电时段内执行电池30的快速充电，该第二充电模式请求充电装置60在第二充电时段内以cc充电模式运转。

当选择第二充电模式时，在350a的最大输出电流处于电池30的允许充电电流范围内的情况下，供给电力请求器52请求充电装置60在第二充电时段期间内以350a的最大输出电流连续输出供给电力。

注意，如果充电装置60的最大输出电流高于电池30的允许充电电流范围的上限，则供给电力请求器52请求充电装置60输出在电池30的允许充电电流范围内的恒定电流。

特别地，电压转换指示器51指示转换器40不执行电压转换运转，使得从充电装置60输出并输入到转换器40的供给电力的电压从转换器40输出到例如电池30，而不是由转换器40进行处理。这防止转换器40在第二充电时段期间执行电压转换运转，从而防止从转换器40产生热量。因此，这使得转换器40能够在第二充电时段期间被冷却。

注意，基于第二充电模式从充电装置60输出的供电电压根据电池30两端的端电压而变化。这导致即使不对从充电装置60输出的供给电力的电压进行转换，也不会出现由于不进行供给电力的电压的转换而引起的问题。因此，这防止了电池30的充电电压增大超过允许充电电压范围的上限。

接下来，下面描述供给电力请求器52如何根据至少一个选择条件选择第一充电模式和第二充电模式中的一个。

根据第一实施例的至少一个选择条件可以包括转换器40的温度状况。

具体地，温度传感器ts设置在车辆10中，用于测量转换器40的温度，并且用于向ecu50输出表示转换器40的温度的测量信号。

也就是说，供给电力请求器52构造成周期性地对基于从温度传感器ts接收的测量信号获得的转换器40的温度进行判断。在判断为转换器40的温度等于或高于预定温度阈值时，供给电力请求器52被连续地构造成：

(1)在已选择第二充电模式的情况下，继续执行第二充电模式；

(2)在已选择第一充电模式的情况下，将电池30的充电模式从第一充电模式切换到第二充电模式。

注意，温度阈值优选地设定为低于转换器40可能发生故障的温度。

根据第一实施例的至少一个选择条件可以是表示需要快速充电的情况的cc充电情况信息是否存储在例如存储器单元50b中的条件。也就是说，如果表示存在需要cc充电模式、即不需要快速充电的情况的cc充电情况信息存储在存储器单元50b中，则供给电力请求器52构造成：

(1)在已选择第二充电模式的情况下，继续执行第二充电模式；

(2)在已选择第一充电模式的情况下，将电池30的充电模式从第一充电模式切换到第二充电模式。

注意，在车辆10的驾驶员对诸如驾驶员可操作的开关之类的先前设置于车辆10的输入装置id进行操作时，ecu50的cpu50a可以将cc充电情况信息存储在作为示例的存储器单元50b中，使得cc充电情况信息被输入到cpu50a。

作为另一示例，使车辆10构造成自动驾驶车辆，在该自动驾驶车辆中，自动驾驶系统ads用于根据先前确定的自动驾驶计划来自动驾驶车辆10。此时，车辆10的cpu50a可以在作为示例的存储器单元50b中存储当在预定时段内没有确定自动驾驶计划时的cc充电情况信息。

相反，如果转换器40的温度低于温度阈值，并且没有cc充电情况信息存储在存储器单元50b中，则供给电力请求器52构造成：

(1)在已选择第一充电模式的情况下，继续执行第一充电模式；

(2)在已选择第二充电模式的情况下，将电池30的充电模式从第二充电模式切换到第一充电模式。

注意，可以自由地改变至少一个选择条件。例如，供给电力请求器52可以构造成根据作为至少一个选择条件的电池30中的充电时间和/或充电量，将电池30的充电模式从第一充电模式和第二充电模式中的一种充电模式切换到另一种充电模式。

具体地，供给电力请求器52可以构造成每当经过预定时间、即预定充电时间或者每当在电池30中存储预定的充电量时，交替地选择第一充电模式和第二充电模式中的一个。

接下来，下面参考图3的流程图，对根据存储在存储单元50b中的相应至少一个程序的指令由ecu50即其cpu50a执行的充电控制例程进行描述。注意，在充电装置60经由例如电源适配器61和连接端子t可通信地连接到车辆10的情况下，ecu50每隔预定时段执行充电控制例程。

当启动充电控制例程时，ecu50用作例如供给电力请求器52，以对从bmu31获得的电池30的soc的当前值是否等于或高于步骤s100中的目标soc进行判断。例如，存储器单元50b包括、数学表达格式和/或存储在例如存储器单元50b中的程序格式的目标soc映射m2。例如，目标soc映射m2包括表示下述之间关系的信息：

(1)电池30的目标soc的每个值；

(2)表示电池30或其周围的温度、电池30周围的湿度、电池30周围的环境空气压力或电池30的性能劣化程度中的至少一个的至少一个环境参数的对应值。

也就是说，ecu50可以使用至少一个环境参数的值来代入目标soc映射m2，从而从目标soc映射m2中提取电池30的目标soc的值，其对应于至少一个环境参数的值。然后，ecu50在步骤s100中对电池30的soc的当前值是否等于或高于目标soc的值进行判断。

在判断为电池30的soc的当前值等于或高于目标soc的值时(步骤s100中的“是”)，ecu50终止充电控制例程。

否则，在判断为电池30的soc的当前值低于目标soc的值时(步骤s100中的“否”)，ecu50用作例如供给电力请求器52，以在步骤s101中对从例如bmu31获得的电池30两端的端电压是否低于阈值电压进行判断。

在判断为电池30两端的端电压低于阈值电压时(步骤s101中的“是”)，ecu50用作例如供给电力请求器52，以在步骤s102中对从温度传感器ts获得的转换器40的温度是否低于预定温度阈值进行判断。

在判断为转换器40的温度低于温度阈值时(步骤s102中的“是”)，ecu50用作例如供给电力请求器52，以在步骤s103中对cc充电情况信息是否存储在存储器单元50b中进行判断。

在判断为cc充电情况信息未存储在存储器单元50b中时(步骤s103中的“否”)，ecu50用作例如供给电力请求器52，以在步骤s104中请求充电装置60执行电池30的快速充电。

具体地，在步骤s104中，ecu50用作供给电力请求器52，以在供给电力在电池30的允许充电电力范围内，并且供给的电力的恒定电压高于电池30的允许充电电压范围的情况下，请求充电装置60向转换器40输出具有恒定电压和恒定电流的供给电力。具体地，在步骤s104中，第一实施例的ecu50用作供给电力请求器52，以请求充电装置60向转换器40输出电池30的允许充电电力范围的最大输出电力(参见图3的步骤s104中的“以最大输出电力执行快速充电”)。

具体地，第一实施例的ecu50用作供给电力请求器52以选择具有第一充电时段的第一充电模式，从而请求充电装置60在第一充电模式下执行电池30的快速充电。这导致控制单元62在步骤s104中指示电源单元63在第一充电时段期间输出电池30的允许充电电力范围的最大输出电力。

在步骤s104中的操作之后，在步骤s105中，ecu50用作例如电压转换指示器51，以指示转换器40将从充电装置60输出的供给电力的电压即最大输出电力转换为充电电压，使得由转换器40获得的转换后的供给电力的充电电压和充电电流在电池30的相应充电电压范围和充电电流范围内。这导致转换后的供给电力即充电电力被供给至电池30，从而对电池30充电。在步骤s104的操作之后，ecu50终止充电控制例程。

否则，在判断为转换器40的温度等于或高于预定温度阈值(步骤s102中的“否”)或判断为cc充电情况信息存储在存储器单元50b中(步骤s103中的“是”)时，在步骤s106中，ecu50用作供给电力请求器52，以请求充电装置60在第二充电模式下，在预定的第二充电时段期间，以电池30的允许充电电流范围内的恒定电流供给电力。

具体地，第一实施例的ecu50用作供给电力请求器52以选择具有第二充电时段的第二充电模式，从而请求充电装置60执行cc充电模式。这导致控制单元62在步骤s106中指示电源单元63在第二充电时段期间以电池30的允许充电电流范围内的350a的最大输出电流输出供给电力。

这导致具有350a的最大输出电流的供给电力经由转换器40供给到电池30而没有由转换器40进行电压转换，从而对电池30充电。在步骤s106中的操作之后，ecu50终止充电控制例程。

另一方面，在判断为电池30两端的端电压等于或高于阈值电压时(步骤s101中的“否”)，在步骤s107中，ecu50用作例如供给电力请求器52，以请求充电装置60执行cv充电模式，从而以在电池30的允许充电电压范围内的恒定电压输出供给电力。也就是说，由于充电装置60的输出电压范围的上限高于电池30的允许充电电压范围的上限，因此，请求充电电压60以等于电池30的允许充电电压范围的上限的恒定电压输出供给电力。

这导致控制单元62指示电源单元63输出具有等于电池30的允许充电电压范围的上限的恒定电压的供给电力。这导致具有恒定电压的供给电力经由转换器40供给到电池30而没有由转换器40进行电压转换，从而对电池30充电。在步骤s107中的操作之后，ecu50终止充电控制例程。

接下来，下面参考相应的图4到图6描述在执行电池30的快速充电执行期间电池30的soc、电池30的充电供给电力和充电电流如何随时间改变。具体地，图4使用实线sl1绘制根据第一实施例的电池30的soc，并使用虚线dl1绘制根据比较例的、基于cc-cv充电模式对电池30充电的电池30的soc。类似地，图5使用实线sl11绘制根据第一实施例的电池30的充电供给电力，并且使用虚线dl11绘制根据比较例的电池30的充电供给电力。另外，图6使用实线sl21绘制根据第一实施例的充电电流，并且使用虚线dl21绘制根据比较例的充电电流。

注意，如图4所示，基于以下假设获得了第一实施例和比较例中的每一个的图4至图6所示的电池30的快速充电结果：

(1)将电池30快速充电开始时的电池30的soc设定为几个百分比；

(2)未执行第二充电模式中的cc充电模式。

图5示出，对于根据第一实施例的电池30的快速充电，在从快速充电开始的时刻t1到电池30两端的端电压达到阈值电压的时刻t2的时段期间内，将充电装置60的最大输出电力恒定地供给至电池30，该时段表示为t1至t2。

相反，图5示出，对于比较例的cc-cv充电模式，在从恒流充电开始的时刻t1到电池30两端的端电压达到阈值电压的时刻t3的时段期间执行电池30的恒流充电。如上所述，在cc-cv充电模式下输出到电池30的供给电力根据电池30两端的端电压而变化，因此，可以从充电装置60输出低于电池30的允许充电电压范围的上限的电压。

因此，这导致基于快速充电输出到电池30的供给电力的级别高于基于cc-cv充电模式输出到电池30的供给电力的级别。这还导致根据第一实施例的电池30两端的端电压达到阈值电压所需的时间比根据比较例的电池30两端的端电压达到阈值电压所需的时间快。

注意，如图6所示，对于电池30的快速充电，在从时刻t1到时刻t2的时段期间，电池30的充电电流与电池30两端的端电压的增大成反比地逐渐减小。由于在从时刻t1到时刻t2的时段期间输出到电池30的供给电力是恒定的，因此，电池30的充电电压与电池30的充电电流成反比地逐渐增大。相反，如图6所示，对于电池30的cc-cv充电模式，在从时刻t1到时刻t2的时段期间，电池30的充电电流保持恒定。

在根据第一实施例的电池30两端的端电压在时刻t2达到阈值电压之后，基于cv充电模式对电池30充电。类似地，在根据比较例的电池30两端的端电压在时刻t3达到阈值电压之后，基于cv充电模式对电池30充电。这导致流过电池30的充电电流根据第一实施例和比较例中的每一个中的电池30两端的端电压逐渐减小，因此导致电池30的充电供给电力根据第一实施例和比较例中的每一个中的电池30两端的端电压减小。

此后，当电池30两端的端电压在时刻t4达到电池30的目标soc时，对于第一实施例，终止基于cv充电模式的电池30的充电，其中，上述目标soc相对于图4至图6中的100％的完全充电设定为80％。类似地，当电池30两端的端电压在时刻t5达到电池30的目标soc时，对于比较例，终止基于cv充电模式的电池30的充电，其中，上述目标soc相对于图4至图6中的100％的完全充电设定为80％。图4清楚地示出根据第一实施例的用于快速充电的电池30的soc达到80％所需的充电时间比根据比较例的用于cc-cv充电模式的电池30的soc达到80％所需的充电时间短。

如上面详细描述的那样，为了电池30的快速充电，根据第一实施例的ecu50构造成请求充电装置60以恒定电压和恒定电流输出供给电力，以便对电池30快速充电，使得：

(1)供给电力在电池30的允许充电电力范围内；

(2)供给电力的恒定电压高于电池30的允许充电电压范围。

具体地，ecu50构造成请求充电装置60输出与充电装置60的允许输出电力范围的上限对应的最大输出电力。由于充电装置60的最大输出电力在电池30的允许充电电力范围内，因此，最大输出电力的电压或电流不受电池30的允许充电电压范围或允许充电电流范围影响。因此，该构造能够使电池30的充电电压或充电电流增大，从而增大要输出到电池30的供给电压。也就是说，该构造使得能够将电池30的允许充电电力范围的上限供给至电池30，从而最小化电池30的充电时间。

另外，根据第一实施例的ecu50构造成使转换器40将从充电装置60输出的供给电力的电压转换为充电电压，使得由转换器40获得的转换后的供给电力的充电电压和充电电流在电池30的相应充电电压范围和充电电流范围内。因此，这防止了过高的充电电压和/或过高的充电电流供给至电池30。

如果电池30两端的端电压低于阈值电压，则可以向电池30供给比充电电流的级别更高级别的充电电流。

从这个观点来看，ecu50构造成基于高于电池30的允许充电电压范围的电压请求充电装置60输出供给电力。该构造导致电池30的充电时间短于基于充电电压在电池30的充电电压范围内的充电电压对电池30充电的情况下的电池30的充电时间。

否则，如果电池30两端的端电压等于或高于阈值电压，则ecu50构造成请求充电装置60输出具有在允许充电电压范围内的恒定电压的供给电压。换句话说，ecu50请求充电装置60将电池30的充电从快速充电切换到cv充电模式。因此，该构造使得电池30能够可靠地充电到目标soc，同时防止过电流流到电池30和电池30过充电。

ecu50构造成将电池30的充电模式从第一充电模式和第二充电模式中的一个切换到另一个。第一充电模式请求充电装置60在第一充电时段内以高于电池30的允许充电电压范围的电压输出供给电力，并且第二充电模式请求充电装置60在第二充电时段内以在电池30的允许充电电流范围内的恒定电流输出供给电力。

具体地，ecu50构造成指示转换器40在将电池30的充电模式设定为第二充电模式的情况下不对从充电装置60输出的供给电力的电压进行转换。特别地，ecu50构造成根据至少一个选择条件选择第一充电模式和第二充电模式中的一个，上述至少一个条件包括转换器40的温度状况。

也就是说，ecu50构造成在判断为转换器40的温度等于或高于温度阈值时选择第二充电模式。

当判断为由于转换器40的温度而在转换器40中故障的可能性高或已发生故障时，该构造使得能够中断电池30的快速充电、即在第一充电模式下对电池30的充电。这使得转换器40能够被冷却，使得可以将转换器40的初始冷却能力降低到最小。

另外，ecu30构造成在判断为cc充电情况信息存储在存储器单元50b中时选择第二充电模式，从而不需要执行电池30的快速充电。

该构造使得能够仅在需要执行电池30的快速充电时执行电池30的快速充电，使得可以减少由于转换器40执行电压转换而导致的能量损失。

车辆10包括：mg20，其基于从电池30供给的电力驱动；以及转换器40，其用于将电池30的输出电压转换为要供给至mg20的目标电压。当车辆10可通信地连接到充电装置60时，ecu50使转换器40用作直流-直流电压转换器。因此，除了用于电池30和mg20之间的电压转换的转换器40之外，该构造不需要设置用于将从充电装置60输出的电压转换为调节电压的额外的转换器。

在将高于局部放电阈值的充电电压施加到电池30时，在电池30中可能发生局部放电。电池30的局部放电阈值根据电池30的至少一个环境参数而变化，上述环境参数诸如为电池30或其周围的温度、电池30周围的湿度和/或电池30周围的环境空气压力。

从这个观点来看，ecu50构造成根据至少一个环境参数的值来改变电池30的允许充电电压范围的上限，从而减少电池30中的局部放电的发生。因此，这使得能够在防止电池30中的绝缘性能损伤的情况下对电池30充电。

另外，ecu50构造成根据至少一个环境参数的值来改变用于对电池30充电的电池30的目标soc，从而当电池30的soc达到目标soc时改变电池30的输出电压即放电电压。这减少了电池30中局部放电的发生，使得能够在防止电池30中的绝缘性能损伤的情况下对电池30充电。

第二实施例

下面参考图7和图8描述本公开的第二实施例。

如图7所示，根据第二实施例的充电控制系统100a包括电压转换装置200，上述电压转换装置200具有代替第一实施例的mg20的电动机单元20a和发电机单元20b。

电动机单元20a包括：旋转轴rs1；联接到旋转轴rs1的电动机21；以及逆变器22。电动机21经由逆变器22和转换器40电连接到电池30。电动机单元20a构造成使得旋转轴rs1经由齿轮机构可机械地联接到车辆10的驱动轴。

当旋转轴rs1可选择地联接到驱动轴时，电动机21在动力运行模式下运转以产生扭矩即旋转动力，其可旋转地驱动驱动轴，从而经由齿轮机构可旋转地驱动驱动轮。

也就是说，ecu50构造成指示转换器40将电池30两端的直流端电压转换为调节电压，并指示逆变器22将具有调节后的直流电压的直流电力转换为交流电力，从而将交流电力供给至电动机21。这使得电动机21在动力运行模式下运转，从而将扭矩供给至车辆10的驱动轴。

电动机21可以经由逆变器22电连接到电池30，而不经由转换器40连接。也就是说，电池30两端的端电压可以直接输入到逆变器21。

发电机单元20b包括：旋转轴rs2；联接到旋转轴rs2的发电机21a；以及逆变器22。发电机21经由逆变器22电连接到电池30。发电机单元20b构造成使得旋转轴rs2经由齿轮机构可机械地联接到车辆10的驱动轴，并且还可联接到电动机单元20a的旋转轴rs2。

当旋转轴rs2可选择地联接到驱动轴时，发电机21a在再生模式下运转，以基于从驱动轴传递的扭矩即车辆10的动能产生电力。

另外，ecu50构造成指示逆变器22使发电机21a以再生模式运转以产生电力，从而将产生的电力供给到电池30。也就是说，发电机21a构造成输出产生的电力，使得产生的电力的输出电压和输出电流分别在电池30的允许充电电压范围和允许充电电流范围内。

注意，发电机单元20b的发电机21a可以经由转换器40电连接到电池30。也就是说，从发电机单元20b输出的产生的电力的输出电压可以由转换器40转换为调节电压，并且可以将具有调节电压的调节电力供给至电池30。

另外，ecu50构造成使用电动机单元20a和发电机单元20b作为电压转换装置来代替转换器40，从而在电池30的快速充电中对从充电装置60输出的供给电力执行电压转换。

接下来，下面参考图8的流程图描述根据存储在存储器单元50b中的相应至少一个程序的指令由第二实施例的ecu50即其cpu50a执行的充电控制例程。注意，在充电装置60经由例如电源适配器61和连接端子t可通信地连接到车辆10的情况下，ecu50每隔预定时段执行充电控制例程。注意，在图8中，与图3所示的操作相同的操作分别被分配有与图3所示的操作相同的步骤编号，因此省略了对图8中的相同操作的描述。因此，下文将主要描述与图8不同的步骤。

在步骤s104中，ecu50用作供给电力请求器52，以在供给电力在电池30的允许充电电力范围内，并且供给的电力的恒定电压高于电池30的允许充电电压范围的情况下，请求充电装置60向电压转换装置200输出具有恒定电压和恒定电流的供给电力。

在步骤s104中的操作之后，充电控制例程前进到步骤s201。

在步骤s201中，ecu50用作例如电压转换指示器51，以将电动机单元20a的旋转轴rs1联接到发电单元20b的旋转轴rs2，并且将从充电装置60输出的供给电力即最大输出电力输送到电动机单元20a的电动机21，从而驱动电动机21。也就是说，电压转换指示器51指示电动机21将供给电力转换为使电动机单元20a的旋转轴rs1旋转的旋转驱动动力、即扭矩。

由于电动机单元20a的旋转轴rs1联接到发电机单元20b的旋转轴rs2，因此，电动机单元20a的旋转轴rs1的旋转使得发电机单元20b的旋转轴rs2旋转，从而发电机21a将旋转轴rs2的旋转动力转换成电力。

也就是说，ecu50使得电动机21基于从充电装置60输出的供给电力使旋转轴rs1旋转，从而协调地使发电机单元20b的旋转轴rs2旋转，进而将电动机21的旋转驱动动力传递至发电机21a。这使得在步骤s201中，发电机21产生电力即充电供给电力，同时将从充电装置60输出的供给电力的电压转换为充电电力的充电电压，使得由发电机21a获得的充电电力的充电电压和充电电流在电池30的相应充电电压范围和充电电流范围内。

这导致充电供给电力被供给到电池30，从而对电池30充电。在步骤s201中的操作之后，ecu50终止充电控制例程。

如上面详细描述的那样，根据第二实施例的ecu50构造成：

(1)使电动机单元20a的电动机21将从充电装置60输出的供给电力转换为旋转驱动动力；

(2)使发电机单元20b的发电机21a基于从电动机21传递到发电机21a的旋转驱动动力产生电力，同时将从充电装置60输出的供给电力的电压转换成充电电力的充电电压，使得由发电机21a获得的充电电力的充电电压和充电电流在电池30的相应充电电压范围和充电电流范围内。

因此，如果电压转换装置200安装在车辆10中，则除了电压转换装置200之外，该构造不需要设置额外的转换器。

第三实施例

下面参考图9a至图12描述本公开的第三实施例。

如图9a和图10所示，根据第三实施例的充电控制系统的mg20a包括定子301和转子302。

定子301包括圆柱形管状线圈组件，该圆柱形管状线圈组件包括三相即u相、v相和w相定子线圈，也就是电枢线圈303u、303v、303w。例如，三相定子线圈303u、303v、303w被包裹在树脂中以被组装成圆柱形管状形状。换句话说，第三实施例的具有定子301的mg20a被设计为具有无芯定子的无芯mg。三相定子线圈303u、303v、303w彼此具有例如2π/3弧度的相位差。三相定子线圈303u、303v、303w中的每一个具有相对的第一端和第二端。

转子302包括圆柱形管状转子铁芯302a，其可旋转地配置在定子301中以与定子301同轴，同时在转子铁芯302a和定子301之间具有间隙。

转子302还包括安装在转子铁芯302a上的至少一对n极和s极永磁体304(见下文图9b)。转子302具有与由至少一个磁极对的n极产生的磁通的方向一致的直轴(d轴)。转子302还具有正交轴(q轴)，其相位是在转子302旋转期间相对于d轴领先的π/2弧度电角度。换句话说，q轴电磁垂直于d轴。d轴和q轴构成相对于转子302定义的d-q坐标系。

逆变器22电连接到三相定子线圈303u、303v、303w，并且电连接到电池30。

具体地，mg20a和电池30可以经由逆变器22在它们之间建立电连接。

逆变器22包括：

(1)第一串联开关电路，其包括串联连接的高侧(上臂)开关sup和低侧(下臂)开关sun；

(2)第二串联开关电路，其包括串联连接的高侧(上臂)开关svp和低侧(下臂)开关svn；

(3)第三串联开关电路，其包括串联连接的高侧(上臂)开关swp和低侧(下臂)开关swn。

第一开关对至第三开关对以全桥构造彼此并联连接。

供第一开关对sup、sun彼此串联连接的连接点连接到u相绕组303u的第一端。类似地，供第二开关对svp、svn彼此串联连接的连接点连接到v相绕组303v的第一端。此外，供第三开关swp、swn对彼此串联连接的连接点连接到w相绕组303w的第一端。三相绕组303u，303v、303w的第二端以例如星形构造共同彼此连接，共同连接点用作中性点n。

第一实施例使用诸如n沟道mosfet之类的功率mosfet作为开关sup至swn。每个开关、即n沟道mosfetsup至swn包括用作续流二极管的本征二极管dup、dun、dvp、dvn、dwp、dwn中的相应一个。每个本征二极管dup、dun、dvp、dvn、dwp、dwn构造成使得电流仅能够从用作低侧端子的源极流到用作高侧端子的漏极。

如果第一实施例使用igbt作为相应的开关，则额外设置续流二极管以反向并联连接到相应的开关。也就是说，每个续流二极管的阳极连接到相应开关的源极，并且每个续流二极管的阴极连接到相应开关的漏极。

上臂开关sup、svp、swp的高侧端子即漏极经由高侧母线即正母线l1连接到电池30的正端子，这些连接点被称为漏极连接点。下臂开关sun、svn、swn的低侧端子即源极经由低侧母线即负母线l2连接到电池30的负端子，这些连接点被称为源极连接点。

每个开关sup至swn具有连接到ecu50的控制端子即栅极。

电容器cd并联连接到电池30，用于平滑在电池30和逆变器22之间输送的直流电压。

传感器ss包括电压传感器、电流传感器和旋转角度传感器。

电压传感器例如与平滑电容器cd并联布置。电压传感器测量平滑电容器cd两端的电压作为输入到逆变器22的逆变器输入电压、即电源电压，逆变器输入电压基于电池30两端的端电压。电压传感器将表示测量到的逆变器输入电压的测量信号输送到ecu50。

电流传感器布置成测量流过mg20a的相应的至少两相定子线圈的至少两相电流。然后，电流传感器将表示测量到的至少两相电流的测量信号输送到ecu50。

旋转角度传感器包括例如旋转变压器。旋转角度传感器测量即监测mg20a的转子302的旋转角度即电旋转角度。然后，旋转角度传感器将表示测量到的转子302的旋转角度的测量信号输送到ecu50。

ecu50构造成基于从传感器ss输送的测量信号产生上臂驱动信号给相应的上臂开关sup、svp、swp，并且产生下臂驱动信号给相应的下臂开关sun、svn、swn，来交替地接通每相的上臂开关和相应相的下臂开关。每个开关的驱动信号包括：用于指示相应的开关从断开状态切换到接通状态的接通命令；以及用于指示相应的开关从接通状态切换到断开状态的断开命令。

ecu50构造成使用mg20a的电动机21和逆变器22作为电压转换装置300(参见图11a和图11b)来代替转换器40，从而执行电压转换，例如，执行在电池30的快速充电中从充电装置60输出的供给电力的根据第三实施例的降压。

下面参考图11a和图11b详细描述ecu50如何对从充电装置60输出的供给电力执行降压。

ecu50构造成使用高侧开关sjp(j＝u、v或w)、二极管djp、djn和j相定子线圈303j作为电压转换装置即降压装置300，从而减小即降低从充电装置60输出的供给电力的电压。特别地，第三实施例的ecu50使用w相高侧开关swp、w相二极管dwp、dwn和w相定子线圈303w作为电压转换装置即降压装置300。

具体地，第三实施例的充电装置60构造成使得充电装置60的正端子(参见图11a和图11b的每一个中的60a)连接到三相定子线圈303u、303v、303w的中性点n，而充电装置60的负端子(参见图11a和图11b的每一个中的60b)连接到逆变器22的负母线l2。

ecu50控制充电装置60以向车辆10输出供给电力并且接通高侧开关swp，从而提供包括充电装置60、w相定子线圈303w、接通状态开关swp和电池30的闭合电路。这导致w相定子线圈303w串联连接到充电装置60。这使得能够从充电装置60向w相定子线圈303w供给电流，从而导致在w相定子线圈303w中补充磁能。

此后，ecu50控制充电装置60以停止对车辆10供给电力并且断开高侧开关swp。这使得w相定子线圈303w在w相定子线圈303w两端产生电动势即反电动势，以维持从w相定子线圈303w流到逆变器22的电流。基于w相定子线圈303w两端的电磁力的电流经由电池30流过飞轮二极管dwp、dun、dvn。由于电动势的级别低于从充电装置60输出的供给电力的电压，因此，基于充电装置60的供给电力的降低的电压被施加到电池30。

也就是说，ecu50循环地执行w相开关swp的接通和断开，同时将w相开关swp的占空因数调节到合适的值，从而将从充电装置60输出的供给电力的电压降低到所需电压，进而将所需电压施加到电池30。注意，每个开关周期的占空因数表示w相开关swp的接通持续时间和w相开关swp的相应开关周期的可控比率、即百分比。

接下来，下面参考图12的流程图，描述根据存储在存储器单元50b中的相应至少一个程序的指令由第三实施例的ecu50即其cpu50a执行的充电控制例程。注意，在充电装置60经由例如电源适配器61和连接端子t可通信地连接到车辆10的情况下，ecu50每隔预定时段执行充电控制例程。注意，在图12中，与图3所示的操作相同的操作分别被分配了与图3所示的操作相同的步骤编号，因此省略了对图12中相同操作的描述。因此，下文将主要描述图12中的不同步骤。

在步骤s104中，ecu50用作供给电力请求器52，以在供给电力在电池30的允许充电电力范围内，并且供给的电力的恒定电压高于电池30的允许充电电压范围的情况下，请求充电装置60向车辆10输出具有恒定电压和恒定电流的供给电力。

在步骤s104中的操作之后，充电控制程序前进到步骤s301。

在步骤s301中，ecu50用作例如电压转换指示器51来接通选择的高侧开关sjp，以保持选择的高侧开关的接通状态并断开选择的高侧开关sjp，从而降低从上述充电装置60输出的供给电力的电压(见图11a和图11b)。为了降低从充电装置60输出的供给电力的电压，在步骤s301中，ecu50调节降低的电压，使得：

(1)基于从充电装置60输出的供给电力的降低的电压在电池30的允许充电电压范围内；

(2)基于从充电装置60输出的供给电力的恒定电流在电池30的允许充电电流范围内。

这导致充电供给电力被供给至电池30，从而对电池30充电。在步骤s301中的操作之后，ecu50终止充电控制例程。

注意，存储在定子线圈中的磁能可能导致转子302旋转，从而导致存储在定子线圈中的磁能被消耗。这可能导致电压转换装置300的电压转换效率劣化。

从这个观点来看，可以如下所述构造第三实施例的mg20a，从而减少转子302旋转导致的磁能消耗。

具体地，mg20a可以包括移动机构400，该移动机构400构造成使转子302沿定子301的轴向方向(参见图9b中的y1)移动即移位，从而在ecu50的控制下将转子302与定子301分离或者将转子302插入定子301中。

也就是说，ecu50构造成在执行步骤s301中的操作之前，指示移动机构400使转子302沿定子301的轴向方向移位以与定子301分离，并且在转子302与定子301分离的情况下执行步骤中的操作s301。即使在步骤s301中从定子线圈产生磁能，该构造也能够使产生的磁能与转子302的永磁体304之间的磁相关性变低，使得可以限制基于产生的磁能的转子302的旋转。移动机构400可以构造成使定子301和转子302中的一个相对另一个移动。

注意，根据第三实施例的变形例，可以从充电控制系统中除去转换器40。根据该变形例的充电控制系统的电池30需要构造成向mg20a输出适合于mg20a的电压和电流，并且mg20a需要构造成类似地向电池30输出适合于电池30的电压和电流。

第三实施例的转子302可以构造成无磁电动发电机而不使用永磁体，诸如为绕线转子感应电动发电机。由于包括绕线转子和定子线圈、定子绕组的这种无磁电动发电机不包括永磁体，因此，移动机构400可以更容易地相对于定子301移动转子302。

如上面详细描述的那样，根据第三实施例的ecu50构造成使用包括高侧开关sjp(j＝u、v或w)、二极管djp、djn和j相定子线圈303j的电压转换装置300来代替转换器40，用于对从充电装置60输出的供给电力的电压执行转换。因此，该构造不需要设置额外的电压转换装置。ecu50的这种构造使得可以使用通常安装在mg20a中的冷却功能来冷却电压转换装置300。这导致不需要用于冷却额外的电压转换装置的额外的冷却装置。

注意，存储在定子线圈中的磁能可能导致转子302旋转，导致存储在定子线圈中的磁能被消耗。这可能导致电压转换装置300的电压转换效率劣化。

从这个观点来看，第三实施例的mg20a可以包括移动机构400，该移动机构400构造成使转子302相对于定子301移动即移位，从而在ecu50的控制下将转子302与定子301分离或者将转子302插入定子301中。

另外，ecu50构造成在使电压转换装置300对从充电装置60输出的供给电力的电压执行电压转换之前，指示移动机构400移动转子302以与定子301分离。

即使在电压转换中从定子线圈产生磁能，该构造也能够使产生的磁能与转子302的永磁体304之间的磁相关性变低，使得可以限制基于产生的磁能的转子302的旋转。这导致电压转换装置300的更高的电压转换效率。

特别地，mg20a可以构造成具有无芯定子的无芯mg。因此，该构造使得可以防止定子301的铁芯被转子302的永磁体304吸引，从而防止转子302难以相对于定子301移动。也就是说，该构造使得可以比具有定子铁芯的mg更容易地使转子302相对于定子301移动。

变形例

已经描述了本公开的每个实施例，但是本公开不限于相应的实施例，并且可以可变地修改。

在每个实施例中，只要供给电力在电池30的允许充电电力范围内，就可以将充电装置60修改成输出高于电池30的允许充电电流范围的供给电力的电流。根据该变形例的电压转换装置可以构造成升高供给电力的电压，使得从电压转换装置输出到电池30的充电电流被设定为低于来自充电装置60的供给电力的电流。

注意，第一实施例可以使用转换器40来升高从充电装置60输出的供给电力的电压，并且第二实施例可以使用包括电动机单元20a和发电机单元20b的电压转换装置200来升高从充电装置60输出的供给电力的电压。

接下来，下面描述第三实施例如何升高从充电装置60输出的供给电力的电压。

ecu50构造成使用低侧开关sjn(j＝u、v或w)、二极管djn和j相定子线圈303j作为电压转换装置即升压电路300a，从而将从充电装置60输出的供给电力的电压升压即升高。特别地，第三实施例的ecu50使用w相低侧开关swn、w相二极管dwn和w相定子线圈303w作为电压转换装置即升压器300a。

具体地，第三实施例的充电装置60构造成使得充电装置60的正端子60a连接到三相定子线圈303u、303v、303w的中性点n，而充电装置60的负端子60b连接到逆变器22的负母线l2。

ecu50控制充电装置60以向车辆10输出供给电力并且接通低侧开关swn，从而提供包括充电装置60、w相定子线圈303w和接通状态开关swn的闭合电路。这导致电流从充电装置60供给至w相定子线圈303w，导致在w相定子线圈303w中补充磁能(参见图13a)。

此后，ecu50断开低侧开关swn。这使得w相定子线圈303w在w相定子线圈303w两端产生电动势即反电动势，以维持从w相定子线圈303w流到逆变器22的电流。也就是说，从充电装置60输出的供给电力的电压与w相定子线圈303w两端的电动势之和被施加到电池30。也就是说，基于w相定子线圈303w两端的电动势的充电装置60的升高的电压被施加到电池30。

根据每个实施例的充电控制系统可以包括多个电压转换装置。例如，根据本公开的充电控制系统可以包括多个转换器40，或者本公开可以包括：根据第一实施例的转换器40；以及根据第二实施例的具有电动机单元20a和发电机单元20b的电压转换装置200。另外，根据本公开的充电控制系统可以包括：根据第一实施例的转换器40；以及具有逆变器22和电动机21的电压转换装置300。

另外，根据本公开的充电控制系统可以包括：根据第一实施例的转换器40；根据第二实施例的具有电动机单元20a和发电机单元20b的电压转换装置200；以及具有逆变器22和电动机21的电压转换装置300。在基于第一实施例至第三实施例的组合的该变形例中，电动机20a和发电机20b中的一个可用mg20代替。

具体地，在该变形例中，可以在车辆10中额外设置温度传感器ts，用于分别测量电压转换装置200的温度和电压转换装置300的温度，并且，用于分别向ecu50输出表示电压转换装置200的测量信号和表示电压转换装置300的测量信号。

如果充电控制系统包括转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300，则ecu50可以构造成：

(1)基于从相应温度传感器ts输送的测量信号，获得相应转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300的温度；

(2)根据相应转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300的温度选择转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300中的一个。

具体地，ecu50可以构造成：

(1)选择转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300中的一个，其中，转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300中所选择的一个的温度在所有温度中最低；

(2)使转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300中的所选择的一个执行从充电装置60输出的供给电力的电压转换。

这使得能够在防止由于其温度而在转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300中的所选择的一个中发生故障或失效的情况下，执行从充电装置60输出的供给电力的电压转换。

ecu50可以构造成根据例如电池30的充电时间和/或soc来改变转换器40、电压转换装置200和电压转换装置300中的一个的选择。

第一实施例至第三实施例中的每一个可以构造成使得与对应的充电控制例程相关联的ecu50的至少一部分功能可以安装在充电装置60的控制单元62中。在每个实施例的该变形例中，需要将输送到ecu50的与相应充电控制例程相关联的各种信息项输送到充电装置60的控制单元62。第一实施例至第三实施例中的每一个构造成将供给电力的级别设定在电池30的允许充电电力范围内。如上所述，电压转换装置40、200、300具有在大约80％到95％范围内的电压转换效率。从这个观点来看，第一实施例至第三实施例中的每一个可以构造成根据电压转换装置40、200、300中的相应一个的电压转换效率来设定电池30的允许充电电力范围。具体地，第一实施例至第三实施例中的每一个可以构造成基于根据电压转换的能量损失，将电池30的允许充电电力范围的上限设定为与其上限相比大10％或20％，而没有能量损失。

虽然本文已经描述了本公开的说明性实施例，但本公开并不限于本文所描述的实施例，而是包括具有变形、省略、(例如，跨越不同实施例的方面的)组合、添加和/或本领域技术人员基于本公开内容能够领会到的替代。权利要求书中的限制基于权利要求书中所采用的语言被宽泛地理解，而不限于本说明书中或者在本申请的审查期间描述的示例，这些示例被理解为非排它性的。