电动车辆的电源系统

摘要

外部充电用的PLG-ECU(82)构成为：与车辆行驶用的HC-ECU(80)分别设置，也能够控制外部充电继电器RL1、RL2的接通断开。进而，在外部充电时将充电器(10)的输出电压变换为辅机系统电压(Vs)的副DC/DC转换器(115)，与车辆行驶时使用的大容量的主DC/DC转换器(60)分别设置。在外部充电时，不启动车辆行驶系统，能够由PLG-ECU(82)执行外部充电，并且能够由副DC/DC转换器(115)产生辅机系统电压(Vs)。进而，将系统主继电器SMR1、SMR2维持为断开而执行外部充电，因此不会对后端的构成设备施加高电压(主电池的输出电压)。其结果，能够不对车辆行驶系统的构成部件的耐久性和寿命产生影响地对主电池(10)进行外部充电。

权利要求

1.一种电动车辆的电源系统，是构成为能够通过车辆外部的外部电源(400)进行充电的电动车辆(100)的电源系统，该电源系统包含：能够再充电的主蓄电装置(10)以及能够再充电的副蓄电装置(70)；

充电器(110)，其构成为在通过所述外部电源对所述主蓄电装置充电的外部充电时，将来自所述外部电源的供给电力转换为所述主蓄电装置的充电电力；

电力控制单元(20)，其构成为通过主电源配线(153p、153g)与车辆驱动力产生用的电动机(30)之间的电力转换，驱动控制所述电动机；

第一通断器(SMR1、SMR2)，其连接在所述主蓄电装置与所述主电源配线之间；

第二通断器(RL1、RL2)，其与所述第一通断器并联地连接在所述充电器与所述主蓄电装置之间；

辅机负载(90)，其构成为通过来自与所述副蓄电装置连接的电源配线(155p)的辅机系统电力的供给而工作；

第一电压转换器(60)，其连接在所述主电源配线与所述电源配线之间，构成为将所述主蓄电装置的输出电压转换为所述副蓄电装置的输出电压水平而向所述电源配线输出；

第二电压转换器(115)，其构成为将所述充电器的输出电压转换为所述副蓄电装置的输出电压水平而向所述电源配线输出；和控制装置，其用于控制所述电动车辆的工作，

所述控制装置包含：

第一控制单元(80)，其通过来自所述副蓄电装置的电力供给而工作，用于控制所述第一通断器、所述第一电压转换器以及所述电力控制单元；和第二控制单元(82)，其通过来自所述副蓄电装置的电力供给而工作，用于控制所述第二通断器、所述第二电压转换器以及所述充电器，在所述外部充电时，断开所述第一通断器另一方面接通所述第二通断器，在车辆行驶时，接通所述第一通断器另一方面断开所述第二通断器。

2.如权利要求1所述的电动车辆的电源系统，还包含：

第三通断器(RL3)，其连接在所述电源配线(155p)与所述第一控制单元(80)之间；和第四通断器(RL4)，其连接在所述电源配线与所述第二控制单元(82)之间，所述第三通断器，在所述外部充电时断开，另一方面，在所述车辆行驶时接通，所述第四通断器，在所述外部充电时接通，另一方面，在所述车辆行驶时断开。

3.如权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中，

所述第二控制单元(82)构成为：在所述电动车辆运行停止时，当所述副蓄电装置(70)的输出比预定的下限水平低时，通过接通所述第二通断器(RL1、RL2)并且使所述第二电压转换器(115)工作，从而由所述主蓄电装置(10)的电力对所述副蓄电装置充电。

4.如权利要求1所述的电动车辆的电源系统，其中，

所述控制装置，在被指示所述外部充电时，在确认了所述第一通断器断开之后，开始用于所述外部充电的处理。

5.如权利要求1～4中任一项所述的电动车辆的电源系统，其中，所述第二电压转换器(115)的输出容量以及工作时的消耗电力，小于所述第一电压转换器(60)的输出容量以及工作时的消耗电力。

6.如权利要求5所述的电动车辆的电源系统，其中，

所述第二控制单元(82)，在所述外部充电的执行过程中，判断为所述第二电压转换器(115)的输出不够所述辅机系统电力的情况下，产生所述第一电压转换器(60)的工作要求(VHLP)，所述第一控制单元(80)构成为：对所述工作要求进行响应，接通所述第一通断器(SMR1、SMR2)，并且使所述第一电压转换器(60)工作。

说明书

电动车辆的电源系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电动车辆的电源系统，更特定地涉及搭载了可以通过车辆外部的电源充电的蓄电装置的电动车辆的电源系统。

背景技术

[0002] 作为构成为能够使用来自以二次电池为代表的车载蓄电装置的电力，来驱动车辆驱动用电动机的电动车辆，已知有电动车辆、混合动力车辆、或燃料电池车辆。电动车辆中，公开了通过车辆外部的电源(以下，也简称为“外部电源”)，对车载蓄电装置充电的结构。另外，以下，将由外部电源实现的蓄电装置的充电也简称为“外部充电”。

[0003] 例如，日本特开2009-027774号公报(专利文献1)中，作为能够外部充电的车辆，记载了如下结构，其中包含：能够从车辆外部充电的电池B1；对电池B1的电压进行降压的DC/DC转换器33；通过DC/DC转换器33的输出而被充电的电池B3；和接受从电池B3电力供给的辅机(辅机)负载35。

[0004] 特别地，在专利文献1的结构中，在车辆运行时连续运行DC/DC转换器33，另一方面，在外部充电时，对应于电池B3的输出电压，间歇运行DC/DC转换器33。如此，外部充电时的充电效率得以改善。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献1：日本特开2009-027774号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的问题

[0008] 但是，在专利文献1中，以产生辅机系统的电源电压的DC/DC转换器为首，在车辆行驶时以及外部充电时两方时共同使用系统构成部件。因此，成为了如下结构：主电池即电池B1的电压，即使在外部充电时也被施加到车辆行驶系统的构成部件(代表性地是升压转换器和/或变换器)。

[0009] 因此，存在各构成部件的耐久设计和/或寿命由于外部充电的影响而变化的可能性，存在导致部件的成本上升和/或系统设计的困难的担心。另外，因为在车辆行驶时和外部充电时之间使用电力存在很大差别，所以还存在由于在车辆行驶时以及外部充电时使用共同的部件，从而使得外部充电时的效率降低的担心。

[0010] 本发明是为了解决如此的问题而完成的，本发明的目的是，在能够通过外部电源充电的电动车辆中，防止电源系统的构成部件的耐久性和/或寿命由于外部充电的影响而变化，在容易的设计下使系统结构最优化。

[0011] 用于解决问题的技术方案

[0012] 本发明的电动车辆的电源系统，是构成为能够通过车辆外部的外部电源进行充电的电动车辆的电源系统，该电源系统包含能够再充电的主蓄电装置以及副蓄电装置、充电器、电流控制单元、第一通断器以及第二通断器、辅机负载、第一电压转换器以及第二电压转换器、用于控制电动车辆的工作的控制装置。充电器构成为在通过所述外部电源对主蓄电装置充电的外部充电时，将来自外部电源的供供电力转换为主蓄电装置的充电电力。电力控制单元构成为通过主电源配线与电动机之间的电力转换，驱动控制车辆驱动力产生用的电动机。第一通断器连接在主蓄电装置与主电源配线之间。第二通断器与第一通断器并联地连接在充电器与主蓄电装置之间。辅机负载构成为通过来自与副蓄电装置连接的电源配线的辅机系统电力的供给而工作。第一电压转换器连接在主电源配线与电源配线之间，构成为将主蓄电装置的输出电压转换为副蓄电装置的输出电压水平，并将其向电源配线输出。第二电压转换器构成为将充电器的输出电压转换为副蓄电装置的输出电压水平，并将其向电源配线输出。控制装置包含：第一控制单元，其通过来自副蓄电装置的电力供给而工作，用于控制第一通断器、第一电压转换器以及电力控制单元；和第二控制单元，其通过来自副蓄电装置的电力供给而工作，用于控制第二通断器、第二电压转换器以及充电器。并且，在外部充电时，断开第一通断器另一方面接通第二通断器，在车辆行驶时，接通第一通断器另一方面断开第二通断器。

[0013] 根据所述电源系统，能够在使车辆行驶系统(第一通断器、电力控制单元、电动机、第一电压转换器、第一控制单元)停止的状态下，执行外部充电，并且能够在使外部充电系统(第二通断器、充电器、第二电压转换器、第二控制单元)停止的状态下，执行车辆行驶。也就是说，因为能够将车辆行驶系统以及外部充电系统完全分离，所以能够防止车辆行驶系统的构成部件的耐久性以及寿命由于外部充电的影响而变化。另外，关于外部充电系统的构成部件的耐久性以及寿命，能够仅考虑外部充电而设计。其结果，能够在容易的设计下使系统结构最优化。

[0014] 优选，电源系统还包括第三通断器和第四通断器。第三通断器连接在电源配线与第一控制单元之间。第四通断器连接在电源配线与第二控制单元之间。第三通断器在外部充电时断开，另一方面，在车辆行驶时接通，第四通断器在外部充电时接通，另一方面，在车辆行驶时断开。

[0015] 如此，关于第一控制单元以及第二控制单元的启动，也能够在车辆行驶时以及外部充电时之间时分离。其结果，能够提高各控制单元的寿命，并且能够削减消耗电力。

[0016] 另外，优选，第二控制单元构成为：在电动车辆运行停止时，当副蓄电装置的输出比预定的下限水平低时，通过接通第二通断器并且使第二电压转换器工作，从而由主蓄电装置的电力对副蓄电装置充电。

[0017] 如此，即使作为通过分离车辆行驶系统和外部充电系统而在外部充电开始时不能使用主蓄电装置的输出的结构，也能够车辆运行停止中控制副蓄电装置的充电，使得能够确保外部充电的开始处理所需要的下限水平的输出。

[0018] 或者，优选，控制装置在被指示外部充电时，在确认了第一通断器断开之后，开始用于外部充电的处理。

[0019] 如此，能够更确实地防止外部充电时主蓄电装置的输出电压(高电压)被施加到电力控制单元等的第一通断器以后的构成部件。其结果，能够防止由于外部充电影响导致的构成部件的寿命降低。

[0020] 优选，第二电压转换器的输出容量以及工作时的消耗电力，小于第一电压转换器的输出容量以及工作时的消耗电力。

[0021] 如此，外部充电时必要的辅机系统电力大幅低于车辆行驶时必要的辅机系统电力，与此相应能够通过使用小容量的第二电压转换器来提高外部充电的效率。

[0022] 更优选，第二控制单元在外部充电的执行过程中，判断为第二电压转换器输出不够辅机系统电力的情况下，产生第一电压转换器的工作要求。并且，第一控制单元构成为：对工作要求进行响应，接通第一通断器，并且使第一电压转换器工作。

[0023] 如此，能够构成为：以为了提高效率而通过小容量的第二电压转换器来供给辅机系统电力为基本，另一方面，在电力不足时，使第一电压转换器工作。如此，能够实现外部充电时的效率提高，并且确实地使低电压系统的辅机负载工作。

[0024] 发明的效果

[0025] 根据本发明，在能够通过外部电源充电的电动车辆中，能够防止电源系统的构成设备的耐久设计和/或寿命由于外部充电的影响而变化，在容易的设计下使系统结构最优化。

附图说明

[0026] 图1是表示本发明的实施方式的电动车辆的电源系统的结构的框图。

[0027] 图2是说明本发明的实施方式的电源系统中外部充电时的控制处理步骤的流程图。

[0028] 图3是说明本发明的实施方式的电源系统中车辆运行停止中的辅机电池的充电控制的流程图。

[0029] 图4是说明本发明的实施方式的变形例的电源系统中外部充电时的控制处理步骤的流程图。

[0030] 图5是说明本发明的实施方式的变形例的电源系统中外部充电时辅机系统电力供给控制的流程图。

[0031] 图6是说明辅机系统电力供给判定的第一例的流程图。

[0032] 图7是说明辅机系统电力供给判定的第二例的流程图。

具体实施方式

[0033] 以下，关于本发明的实施方式参照附图详细的说明。并且，对以下图中的相同或者相当部分附以同一符号，在原则上不再重复此说明。

[0034] 参照图1，电动车辆100包含：主电池10、电力控制单元(PCU：Power Control Unit)20、电动发电机30、动力传送齿轮40、驱动轮50、由多个ECU(Electronic Control Unit)80构成的控制装置。

[0035] 主电池10表示为“能够再充电的蓄电装置”的一个例子，代表性的是由锂离子电池和/或镍氢电池等的二次电池构成。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、或者由二次电池和电容的组合构成蓄电装置。

[0036] PCU20将主电池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由永磁体型的三相同步电动机构成，并且，PCU20构成为包含变换器26。

[0037] 电动发电机30的输出转矩经由由减速器和/或动力分配机构构成的动力传送齿轮40传送到驱动轮，使电动车辆100行驶。电动发电机30能够在电动车辆100的再生制动动作时，通过驱动轮50的旋转力发电。然后，此发电电力通过PCU20变换为主电池10的充电电力。

[0038] 另外，在电动发电机30之外还搭载有发动机(未图示)的混合动力车辆中，通过使此发动机以及电动发电机30协调工作，产生必要的电动车辆100的车辆驱动力。此时，也能够使用发动机的旋转产生的发电电力，对主电池10进行充电。

[0039] 也就是说，电动车辆100是表示搭载了车辆驱动力产生用的电动机的车辆，包含由发动机以及电动机产生车辆驱动力的混合动力车，没有搭载发动机的电动车辆，燃料电池车等。

[0040] 通过从图示的电动车辆100的结构，除去电动发电机30、动力传送齿轮40以及驱动轮50得到的部分，构成“电动车辆的电源系统”。以下，详细说明电源系统的结构。

[0041] 电力控制单元(PCU)20包含转换器CNV、平滑电容C0、变换器26。

[0042] 转换器CNV构成为在电源配线153p的直流电压VL、和电源配线154p的直流电压VH之间进行直流电压变换。

[0043] 电源配线153p以及接地配线153g分别经由系统主继电器SMR1以及SMR2，与主电池10的正极端子以及负极端子分别电连接。平滑电容C0连接到电源配线154p来平滑直流电压。同样地，平滑电容C1连接到电源配线153p来平滑直流电压VL。

[0044] 转换器CNV，如图1所示，构成为包含电力用半导体开关元件(以下，也简称为“开关元件”)Q1、Q2、电抗器L1和平滑电容C1的斩波电路。因为在开关元件Q1、Q2分别逆并联连接有二极管，所以转换器CNV能够在电源配线153p以及电源配线154p之间进行双方向的电压变换。或者，也能够使转换器CNV工作，使得将上臂元件即开关元件Q1固定为导通(ON)，另一方面，将下臂元件即开关元件Q2固定为断开(OFF)，使电源配线154p以及电源配线153p的电压相同(VH＝VL)。

[0045] 变换器26是一般的三相变换器，所以关于详细的电路结构省略图示。例如，变换器26构成为：在各相配置上臂元件以及下臂元件，并且各相的上下臂元件的连接点与电动发电机30的对应相的定子线圈绕组连接。

[0046] 电动车辆100行驶时(以下，也简称为“车辆行驶时”)，变换器26通过由MG-ECU81对各开关元件进行导通断开控制，将电源配线154p的直流电压变换为三相交流电压并将其向电动发电机30供给。或者，在电动车辆100再生制动动作时，变换器26通过MG-ECU81对各个开关元件进行导通断开控制，使得将来自电动发电机30的交流电压变换为直流电压，并将其向电源配线154p输出。

[0047] 此外，本实施方式中，“车辆行驶时”，实际上除电动车辆100正在行驶的状态(车速≠0)之外，还包含通过点火开关的操作等电动车辆10成为能够行驶的状态。也就是说，关于车速＝0的状态，也可包含于“车辆行驶时”。另一方面，主电池10的外部充电在车辆行驶时不进行。

[0048] 作为构成控制装置的ECU，图1中，虽然举例了在车辆行驶时用于控制电动车辆10工作的HV-ECU80、用于控制PCU20工作的MG-ECU81、和用于控制外部充电工作的PLG-ECU82，但是也确认记载了关于可配置其他ECU这一点。

[0049] 关于电动发电机30的控制，HV-ECU80以及MG-ECU81层级地构成，MG-ECU81控制PCU20，使得按照来自HV-ECU80的工作指令值，驱动电动发电机30。

[0050] 各ECU由内置了未图示的CPU(Central Processing Unit)以及存储器的电子控制单元构成，构成为基于存储到此存储器的图以及程序，进行使用了各传感器的检测值的运算处理。或者，也可以构成为：ECU的至少一部分由电子电路等的硬件执行预定的数值、逻辑运算处理。各ECU通过被从电源配线155p供给低电压系统的电源电压来工作。

[0051] 电动车辆100的电源系统，作为低电压系统(辅机系统)的结构，进一步包含主DC/DC转换器60、辅机电池70、电源配线155p、继电器RL3、RL4、和辅机负载90。辅机电池70连接在电源配线155p与接地配线155g之间。辅机电池70与主电池10同样地，表示为“能够在充电的蓄电装置”的一个例子。例如，辅机电池70由铅蓄电池构成。辅机电池70的输出电压相当于低电压系统的电源电压Vs。此电源电压Vs的额定值比主电池10的输出电压低，是例如12V左右。

[0052] 主DC/DC转换器60构成为对与主电池10的输出电压相当的直流电压VL进行降压，将其变换为辅机电池70的输出电压电平。主DC/DC转换器60的输出额定电压Vi被设定为能够对辅机电池70进行充电。

[0053] 主DC/DC转换器60代表性地是包含半导体开关元件(未图示)的开关调整器(regulator)，能够适用公知的任意的电路结构。主DC/DC转换器60的输出侧和电源配线155p连接。主DC/DC转换器60的输入侧和电源配线153p以及接地配线153g连接。

[0054] 在电源配线155p上连接低电压系统的辅机负载90。辅机负载90包含：例如音响设备、导航设备、照明设备(危险信号灯、室内灯、头灯等)等。这些辅机负载分别在车辆运行中以及外部充电时，通过根据使用者操作而工作，从而消耗电力。

[0055] 在电源配线155p与HV-ECU80之间电连接有继电器RL3。在电源配线155p与PLG-ECU82之间电连接有继电器RL4。此外，虽然省略图示，但关于PLG-ECU82，关于用于启动处理所必要的最小限的电路要素，构成为不经由继电器RL4而一直从辅机电池70供电，另一方面，关于以外的电路要素，通过经由继电器RL4供电的结构，从而实现待机电力的削减。

[0056] 另外，可以对电源配线153p以及接地配线153g连接将主电池10的输出电压作为电源而工作的高电压系统的辅机(未图示)。例如，高电压系统的辅机包含空调用变换器(A/C变换器)。

[0057] 进一步，电动车辆100的电源系统，作为用于主电池10的外部充电的结构，包含充电连接器105、充电器110、副DC/DC转换器115、和继电器RL1、RL2。

[0058] 充电连接器105通过在与外部电源400连接的状态下与充电电缆的充电插头410连接，从而与外部电源400电连接。此外，在充电电缆内置有用于切断外部电源400的充电路径的继电器405。一般来说，外部电源400由商用交流电源构成。

[0059] 此外，代替图1所示的结构，也可以是使外部电源400和电动车辆100非接触而使其电磁耦合来供供电力的结构，具体的是在外部电源侧设置初级线圈，并且在车辆侧设置次级线圈，利用初级线圈和次级线圈之间的相互感应，从外部电源400向电动车辆100供供电力。即使在进行如此的外部充电的情况下，对来自外部电源400的供供电力进行变换的充电器110以后的结构也能够共用。

[0060] 电源配线151电连接充电连接器105与充电器110之间。充电器110将向电源配线151传送的，来自外部电源400的交流电压，变换为用于向主电池10充电的直流电压。变换后的直流电压被输出到电源配线152p以及接地配线152g之间。充电器110通过输出电压和/或输出电流的反馈控制，按照外部充电时的充电指令，对主电池10充电。此充电指令对应于主电池10的状态，例如SOC(State Of Charge)和/或温度而设定。

[0061] 继电器RL1电连接到电源配线152p以及主电池10的正极之间。继电器RL2电连接到接地配线152g以及主电池10的负极之间。

[0062] 副DC/DC转换器115将由充电器110变换来的直流电压(主电池10的充电电压)变换为辅机电池70的输出电压电平的直流电压。即，副DC/DC转换器115的额定输出电压Vi与主DC/DC转换器60同等。副DC/DC转换器115的输出被供给到电源配线155p。副DC/DC转换器115也可以与充电器110一体构成。

[0063] 副DC/DC转换器115与主DC/DC转换器60同样地，由包含半导体开关元件(未图示)的开关调整器构成，能够适用公知的任意的电路结构。

[0064] 继电器RL1～RL4以及系统主继电器SMR1、SMR2各自，代表性地由在未图示的励磁电路的励磁电流的供给时接通(ON)，另一方面在励磁电流的非供给时断开(OFF)的电磁继电器构成。但是，只要是能够控制通电路径的导通(ON)/切断(OFF)的通断器，能够使用任意的电路要素作为该继电器或者系统主继电器。另外，关于对应于外部充电结构而设置的继电器RL1、RL2，也称为“外部充电继电器”。

[0065] MG-ECU80生成用于指示系统主继电器SMR1、SMR2接通的控制指令SM1、SM2。PLG-ECU82生成用于指示外部充电继电器RL1、RL2接通的控制指令SR1、SR2。对控制指令SM1、SM2、SR1、SR2分别进行响应，将辅机电池70作为电源，产生对应的系统主继电器或者外部充电继电器的励磁电流。在控制指令SM1、SM2、SR1、SR2没有产生时，将对应的系统主继电器或者外部充电继电器维持为断开状态(OFF)。

[0066] 继电器RL3、RL4的接通断开是响应驾驶者的钥匙操作和/或外部充电指示，由未图示的其他ECU来控制的。具体而言，继电器RL3响应点火开关的操作而接通断开。继电器RL4在外部充电期间中接通，另一方面，在非外部充电期间断开。

[0067] 接着，说明车辆行驶时以及外部充电时各自的电源系统的工作。

[0068] 车辆行驶时，接通系统主继电器SMR1、SMR2，另一方面，断开外部充电继电器RL1、RL2。另外，继电器RL3是控制向车辆行驶系统的构成设备供电的继电器，因此响应点火开关的接通(IG接通)而接通。另一方面，继电器RL4在外部充电时以外断开，所以在车辆行驶时断开。

[0069] 另一方面，在外部充电时，断开系统主继电器SMR1、SMR2，另一方面，接通外部充电继电器RL1、RL2。另外，因为继电器RL4接通，所以PLG-ECU82工作。此外，因为在外部充电时点火开关的接通是不必要的，所以继电器RL3基本上在外部充电时断开，但是也可以通过点火开关的操作而接通。

[0070] 在车辆行驶时，来自主电池10的输出电压，经由接通状态的系统主继电器SMR1、SMR2传送到电源配线153p以及接地配线153g。PCU20通过在与主电池10电连接的电源配线153p和电动发电机30之间的电力变换，驱动控制电动发电机30。也就是说，电动车辆100能够使用主电池10的电力行驶。另一方面，能够在车辆行驶时停止外部充电继电器RL1、RL2、充电器110、副DC/DC转换器115以及PLG-ECU82的外部充电用的构成部件(以下，也包括性地称为外部充电系统)。如此，关于外部充电系统的构成部件，能够仅考虑外部充电的工作而设计。

[0071] 在车辆行驶时，低电压系统(辅机系统)中，通过使主DC/DC转换器60工作，从经由系统主继电器SMR1、SMR2向电源配线153p传送的主电池10的输出电压，产生低电压系统的电源电压Vs。也就是说，主DC/DC转换器60的电力容量(额定输出)，设置为能够涵盖车辆行驶时的ECU群以及辅机负载90的消耗电力，所以其比较大(例如，额定电流为100A级别)。

[0072] 在外部充电时，所述的外部充电系统工作。如此，经由接通状态的外部充电继电器RL1、RL2，通过由充电器110对来自外部电源400的输出电压进行了变换得到的直流电压，对主电池110充电。低电压系统(辅机系统)中，使副DC/DC转换器115工作，另一方面，基本上，停止主DC/DC转换器60。也就是说，通过在主DC/DC转换器60中将开关元件固定为断开，从而成为不产生伴随电力变换的电力损失的状态。

[0073] 副DC/DC转换器115的电力容量(额定输出)，设计为能够涵盖在外部充电时的辅机系统(低电压系统)的通常的消耗电力。如此，副DC/DC转换器115的输出容量，与主DC/DC转换器60的输出容量比较，能够大幅地抑制(例如，以额定电流，2～3位程度)。其结果，与在外部充电时也共用主DC/DC转换器60的结构比较，通过降低用于产生辅机系统电压的消耗电力(DC/DC转换器中的电力损失)，能够提高外部充电效率。此外，根据图1的结构所理解的那样，副DC/DC转换器115的输出也能够用于辅机电池70的充电。

[0074] 另外，系统主继电器SMR1、SMR2、PCU20、主DC/DC转换器60、HV-ECU80、以及MG-ECU81的车辆行驶用的构成部件(以下，也包括性地称为车辆行驶系统)，在外部充电时能够完全停止。进一步，由于断开状态的系统主继电器SMR1、SMR2，电源配线153p以及接地配线153g，从充电器110以及主电池10电切断。如此，因为对车辆行驶系统的构成部件不施加主电池10的输出电压(直流电压VL)，所以能够防止构成部件的耐久性以及寿命由于外部充电的影响而变化。

[0075] 图2是说明本发明的实施方式的电源系统中外部充电时的控制处理步骤的流程图。此外，从图3开始的以下说明的流程图的各个步骤，虽然基本上由ECU进行的软件处理来实现，但也可以由硬件处理来实现。

[0076] 参照图2，步骤S100中，通过PLG-ECU82中的、从辅机电池70直接供电的元件，判定外部充电开始条件是否成立。例如，在充电连接器105经由正常安装的充电电缆(充电插头410)与外部电源400电连接，并且在基于使用者进行的开关操作、或者时刻等的自动设定而要求了外部充电时，步骤S100被判定为是，开始外部充电。在步骤S100被判定为否时，不进行以下的处理。

[0077] 当开始外部充电时(S100被判定为是时)，通过步骤S102，接通继电器RL4。如此，从辅机电池70对PLG-ECU82的全体供电，因此成为能够执行外部充电处理的状态。

[0078] PLG-ECU82通过步骤S105，确认系统主继电器SMR1、SMR2被接通。在此，在系统主继电器SMR1、SMR2接通的情况下，识别为通过施加高电压(主电池10的输出电压)而使得车辆行驶系统处于能够启动的状态，因此例如通过是否变为该状态的确认，能够执行步骤S105的判定。

[0079] 然后，在系统主继电器SMR1、SMR2接通的情况下，PLG-ECU82对HV-ECU80要求使系统主继电器SMR1、SMR2断开。也就是说，即使是在点火开关接通的情况下，在外部充电之前，使系统主继电器SMR1、SMR2断开。在如果不能断开系统主继电器SMR1、SMR2的情况下，不开始外部充电，对使用者输出警告信息等。

[0080] 接着，PLG-ECU82，面向开始外部充电，通过步骤S110，接通外部充电继电器RL1、RL2，并且使副DC/DC转换器115工作。另外，也维持主DC/DC转换器60的停止以及系统主继电器SMR1、SMR2的断开。

[0081] 当完成步骤S100～S110的开始处理时，PLG-ECU82通过步骤S120，使用充电器通过来自外部电源400的电力对主电池10充电。

[0082] PLG-ECU82在外部充电中以一定周期，通过步骤S130，判定主电池10的充电是否完成。例如，能够基于主电池10的SOC和/或充电电量、充电时间等，执行步骤S130的判定。

[0083] 然后，在充电完成之前的期间步骤S130被判定为否，所以反复执行步骤S120。

[0084] 另一方面，当充电完成时(S130被判定为是时)，PLG-ECU82通过步骤S140，执行外部充电的结束处理。外部充电结束处理中，例如断开处于接通状态的外部充电继电器RL1、RL2和/或继电器405(充电电缆)。

[0085] 如此，根据本实施方式的电动车辆的电源系统，能够在使车辆行驶系统(系统主继电器SMR1、SMR2、PCU20、主DC/DC转换器60、HV-ECU80、以及MG-ECU81等)停止的状态下执行外部充电，并且能够在使外部充电系统(外部充电继电器RL1、RL2、充电器110、副DC/DC转换器115以及PLG-ECU82等)停止的状态下执行车辆行驶。

[0086] 也就是说，因为能够完全分离车辆行驶系统和外部充电系统，所以能够防止车辆行驶系统的构成部件的耐久性以及寿命由于外部充电的影响而变化。另外，关于外部充电系统的构成部件的耐久性以及寿命，能够仅考虑外部充电而设计。其结果，能够在容易的设计下使系统结构最优化。

[0087] 另外，因为在确认系统主继电器SMR1、SMR2断开之后开始外部充电，所以能够确实地避免对PCU20等的后端的电路设备施加高电压(主电池10的输出电压)。

[0088] 进一步，在外部充电时，因为停止主DC/DC转换器60，另一方面，通过小容量的副DC/DC转换器115供给辅机系统电力，所以能够提高外部充电的效率。

[0089] 在此，在图1的结构中，主电池10对应于“主蓄电装置”，辅机电池70对应于“副蓄电装置”。另外，主DC/DC转换器60对应于“第一电压转换器”，副DC/DC转换器115对应于“第二电压转换器”。进一步，系统主继电器SMR1、SMR2对应于“第一通断器”，外部充电继电器RL1、RL2对应于“第二通断器”，继电器RL3对应于“第三通断器”，继电器RL4对应于“第四通断器”。另外，电源配线155p对应于供给辅机电力的“电源配线”，电源配线153p以及接地配线153g对应于“主电源配线”，另外，HV-ECU80对应于“第一控制单元”，PLG-ECU82对应于“第二控制单元”。

[0090] 此外，本实施方式的电动车辆的电源系统(图1)中，在外部充电开始时，在不能通过主DC/DC转换器60供给辅机系统电压的状态下，需要进行继电器控制(至少外部充电继电器RL1、RL2接通)。因此，需要确保辅机电池70的输出比能够供给继电器的励磁电流的下限水平高。

[0091] 如此，在车辆运行结束后，直到开始外部充电的期间，优选PLG-ECU82按预定周期执行用于辅机电池70的充电控制的、按照图3所示的流程图的控制处理。

[0092] 参照图3，PLG-ECU82通过步骤S200，例如通过点火开关是否断开，按预定周期判定是否处于车辆运行停止中。基本上，在车辆运行停止时，即点火开关断开操作时，断开系统主继电器SMR1、SMR2，并且停止主DC/DC转换器60。进一步，在外部充电非执行时，断开外部充电继电器RL1、RL2，并且停止副DC/DC转换器115。

[0093] PLG-ECU82，在车辆运行停止中，(S200被判定为是时)，确认步骤S110中的辅机电池70的输出是否低于下限水平。例如，基于辅机电池70的SOC或者电源电压Vs，执行步骤S210的判定。此下限水平，被确定为相对于能够执行外部充电的开始处理(包含外部充电继电器RL1、RL2以及继电器RL4的励磁电流供给等)的输出水平，具有充分的余量。

[0094] 在辅机电池70的输出低于下限水平时(S210被判定为是时)，PLG-ECU82通过步骤S220，接通外部充电继电器RL1、RL2(根据需要也接通继电器RL4)，并且使副DC/DC转换器115工作。如此，通过由副DC/DC转换器115对主电池10的输出电压进行降压，从而对辅机电池70充电。其结果，控制辅机电池70充电状态，即使在车辆运行停止中，也被控制为确保所述下限水平的输出。

[0095] 另一方面，HV-ECU80在S210被判定为否时，通过步骤S230，断开外部充电继电器RL1、RL2，并且停止副DC/DC转换器115。

[0096] 通过图3所示的辅机电池充电控制，即使是将在外部充电开始时从主电池10切断主DC/DC转换器60作为基本的结构的电源系统中，也能够确实地确保外部充电开始处理时必要的辅机电池70的输出。

[0097] (外部充电控制的变形例)

[0098] 在如图1所示的本实施方式的电动车辆的电源系统中，为了提高外部充电的效率，优选将副DC/DC转换器115的电力容量抑制地较低。如此，也考虑根据辅机负载90的使用状态，副DC/DC转换器115的输出不够辅机系统电力的情况。因此，在本实施方式的变形例中，执行以下说明的辅机系统的电力供给控制。

[0099] 图4是说明本发明的实施方式的变形例的电源系统中外部充电时的控制处理步骤的流程图。

[0100] 在图4所示的流程图中，与图2所示的流程图相比较，PLG-ECU82在外部充电(S120)中，通过步骤S250，执行辅机系统的电力供给判定。图4的其他的处理步骤与图2同样，因此不再重复详细的说明。

[0101] 然后，PLG-ECU82在充电完成之前的期间(S130被判定为否的期间)，反复执行步骤S120、S250。也就是说，按照步骤S250的低电压系统电力供给判定来供给辅机电力，并且进行主电池10的外部充电(S120)。

[0102] 图5中，示出说明本发明的实施方式的变形例中外部充电时的辅机系统电力供给控制的框图。

[0103] 参照图5，控制电路85按照控制指令SDC，控制副DC/DC转换器115的工作以及停止。进一步，控制电路85构成为，在外部充电中能够对HV-ECU80产生主DC/DC转换器60的工作要求VHLP。控制电路85相当于由PLG-ECU82实现的、控制外部充电时的低电压系统的电力供给的功能单元。

[0104] 副DC/DC转换器115，在工作时输出相当于低电压系统的电源电压的额定电压。例如，副DC/DC转换器115通过控制开关元件的占空比来使输出电流Idcs变换，以使得维持额度电压的输出。输出电流Idcs在副DC/DC转换器115的额定容量(电力、电流)的范围内变化。也就是说，在即使是通过对应于额定容量的最大输出电流Imax也不能涵盖低电压辅机系统的消耗电力(以下，也简称为辅机系统电力)时，为了通过来自辅机电池70的电力来供给辅机负载群90的消耗电力，辅机电池70的SOC降低，由此其输出电压(即电源电压Vs)也降低。特别地，当电源电压Vs比保证ECU等工作的下限电压低时，存在电源系统不能正常工作的担心。

[0105] 并且，在外部充电中，在判断为副DC/DC转换器115的输出不够辅机负载90的消耗电力时，控制电路85对HV-ECU80产生工作要求VHLP。

[0106] HV-ECU80对产生的工作要求VHLP进行响应，使主DC/DC转换器60工作，并且接通系统主继电器SMR1、SMR。此外，需要对工作要求VHLP进行响应，由未图示的其他ECU使继电器RL3一并接通。

[0107] 此时，可以由主DC/DC转换器60和副DC/DC转换器115这两产生向辅机负载90以及辅机电池70的供给电力，也可以仅由主DC/DC转换器60产生辅机系统电力。如此，能够使用主DC/DC转换器60，向辅机负载90以及辅机电池70供给比副DC/DC转换器115更大的电力。

[0108] 如上所述，当副DC/DC转换器115的输出不足时，因为电源电压Vs降低，所以控制电路85能够在由设置于电源配线155p的电压传感器161检测出的电压Vs比预定的下限电压Vmin低时，判断为副DC/DC转换器115的输出不足。此下限电压Vmin，如上所述，能够对应于保证辅机负载90和/或ECU等工作的下限电压而确定。

[0109] 控制电路85也可以在电源电压Vs以外，通过将辅机电池70的SOC和判定值比较，从而判定副DC/DC转换器115的输出是否不足。关于辅机电池70的SOC，能够基于通常的电池SOC的计算方法，例如，由未图示的电流传感器检测出的充放电电力的累计值、或者由未图示的电压传感器检测出的开路电压来求得。或者，控制电路85也可以基于辅机负载90的工作状态(例如，各设备的开关)，判定副DC/DC转换器115的输出是否不足。例如，也可以在外部充电时不必使用的设备、且消耗电力比较大的特定的辅机负载(例如，头灯等)工作时，判断为副DC/DC转换器115的输出不足。

[0110] 图6中，示出图4的步骤S250的辅机系统电力供给判定的详细内容。

[0111] 参照图6，PLG-ECU82通过步骤S251，判定在充电开始时停止的主DC/DC转换器60是否处于工作中。然后，如果主DC/DC转换器60处于工作中(S251被判定为是时)，ECU80维持现在的状态，即使用主DC/DC转换器60产生低电压系统(辅机系统)的电源电压。

[0112] PLG-ECU82在主DC/DC转换器60停止时(S251被判定为否时)，通过步骤S252，判定从副DC/DC转换器115供给的辅机系统电力是否不足。然后，在辅机系统电力不足的时候(步骤S252被判定为是时)，PLG-ECU82通过步骤S253，对HV-ECU80产生主DC/DC转换器60的的工作要求。

[0113] 与此相伴，HV-ECU80使主DC/DC转换器60工作，并且接通系统主继电器SMR1、SMR2(步骤S254)。如此，因为使用主DC/DC转换器60，优选通过副DC/DC转换器115以及主DC/DC转换器60两者，产生低电压系统(辅机系统)的电源电压，所以能够确保辅机负载90必要的工作电力。

[0114] 另一方面，在辅机系统电力没有不足时(步骤S252被判定为否时)，PLG-ECU82通过步骤S255，不产生主DC/DC转换器60的工作要求。其结果，维持主DC/DC转换器60的停止以及系统主继电器SMR1、SMR2的断开。此外，步骤S252的判定能够与图3所示的控制电路85的工作要求VHLP的生成同样地进行。

[0115] 或者，如图7所示，也可以对图6所示的流程图追加步骤S256作为主DC/DC转换器60一旦工作之后的处理。

[0116] PLG-ECU82在步骤S251被判定为是时，也就是说，主DC/DC转换器60处于工作中时，通过步骤S256，判定是否通过主DC/DC转换器60的使用而消除了辅机系统电力的不足。例如，在电源电压Vs和/或辅机电池70的SOC超过预定值而得以恢复时，步骤S256被判定为是，否则被判定为否。

[0117] 然后，PLG-ECU82在步骤S256被判定为是时，处理进入步骤S254，不产生对HV-ECU80的工作要求。如此，HV-ECU80再次停止主DC/DC转换器60，并且也断开系统主继电器SMR1、SMR2。其结果，再次通过副DC/DC转换器115产生低电压系统(辅机系统)的电源电压。

[0118] 如此，因为能够最低限地抑制外部充电时的主DC/DC转换器60的工作期间，所以能够进一步提高外部充电的效率。此外，当通过步骤S254再次停止主DC/DC转换器60时，在下一次执行步骤S250时，步骤S251被判定为否。

[0119] 另一方面，PLG-ECU82在步骤S256被判定为否时，处理进入步骤S253，继续产生主DC/DC转换器60的工作要求。如此，为了消除电力不足，使用主DC/DC转换器60，优选通过主DC/DC转换器60以及副DC/DC转换器115两者，产生低电压系统的电源电压。

[0120] 如此，根据本实施方式的变形例，在外部充电时，基本上，通过小容量的副DC/DC转换器115供给辅机系统电力，并且在副DC/DC转换器115的输出容量不够辅机系统电力的情况下，能够使主DC/DC转换器60工作。其结果，能够实现外部充电的效率提高，同时通过按照辅机系统(低电压系统)的电力消耗状况来使主DC/DC转换器60工作，从而能够确实地使辅机负载90工作。

[0121] 另外，在本实施方式及其变形例中，电源配线153p以后(负载侧)的结构，并不限定为图示的结构。例如，关于PCU20的结构，也可以是省略转换器CNV，将主电池10的输出电压直接作为变换器26的直流侧电压。进一步，关于电源系统的负载，也能够是包含产生车辆驱动力的结构的任意的结构。也就是说，本发明能够共通地适用于包含没有搭载发动机的电动车辆以及燃料电池车辆、以及搭载了发动机的混合动力车辆，并搭载能够外部充电的蓄电装置、构成为能够通过该蓄电装置的电力而驱动的车轮驱动力产生用的电动机的电动车辆。

[0122] 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。

[0123] 产业上的利用可能性

[0124] 本发明能够适用于搭载了能够通过车辆外部的电源进行充电的蓄电装置的电动车辆。

[0125] 符号的说明

[0126] 10主电池，20 PCU，26变换器，30电动发动机，40动力传送齿轮，50驱动轮，60主DC/DC转换器(车辆行驶)，70辅机电池，85控制电路，90、95辅机负载，100电动车辆，105充电连接器，110充电器，115副DC/DC转换器(外部充电)，151电源配线，152g接地配线，152p、153p、154p、155p电源配线，153g、155g接地配线，400外部电源，405继电器，410充电插头，C0，C1平滑电容，CNV转换器，L1电抗器，Q1、Q2电力用半导体开关元件，RL1、RL2外部充电继电器，RL3、RL4继电器，SDC控制指令(副DC/DC转换器)，SM1、SM2、SR1、SR2控制指令(继电器)，SMR1、SMR2系统主继电器，VH、VL、Vi直流电压，VHLP工作要求，Vs电源电压(辅机系统)。