CN107221968B

CN107221968B - 电源装置

Info

Publication number: CN107221968B
Application number: CN201710148444.3A
Authority: CN
Inventors: 木村优; 光谷典丈
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: US20170279288A1; JP6394631B2; CN107221968A; JP2017175717A

Abstract

电源装置具备：电池；对所述电池进行充电的充电器；通过接通断开将所述电池与所述充电器连接的设置于电力线的充电用继电器；安装于所述电力线的比所述充电用继电器靠所述充电器侧的第1电压传感器；安装于所述电力线的比所述充电用继电器靠所述电池侧的第2电压传感器；以及电子控制装置，其构成为在使所述充电用继电器接通的状态下能够确认正在通过所述充电器对所述电池进行充电的充电状态时，允许充电器侧电压与电池侧电压的偏差成为阈值以上的偏差异常的检测，在使所述充电用继电器接通的状态下无法确认所述充电状态时，禁止所述偏差异常的检测。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及电源装置，尤其涉及具备使用外部电力对电池进行充电的充电器的电源装置。

背景技术

作为这种电源装置，已提出在连接电池和充电器的电力线安装有继电器的电源装置(例如，参照日本特开2011-160604)。在该装置中，在使继电器接通并通过充电器使用来自外部电源的电力对电池进行充电时，当来自比继电器靠充电器侧的电压传感器(以下，称为“充电器侧的电压传感器”)的电压和来自比继电器靠电池侧的电压传感器(以下，称为“电池侧的电压传感器”)的电压之间的偏差为阈值以上时判定为充电器侧的电压传感器发生了异常。

发明内容

然而，在上述的电源装置中，在比充电器侧的电压传感器靠电池侧的位置电力线发生了断线时，来自充电器侧的电压传感器的电压变高，来自充电器侧的电压传感器的电压与来自电池侧的电压传感器的电压之间的偏差成为阈值以上。该情况下，尽管充电器侧的电压传感器未发生异常，也会判定为充电器侧的电压传感器的异常。

本发明的电源装置能够更适当地判定电力线的断线和/或传感器异常等的异常。

本发明的一个技术方案涉及的电源装置具备：电池；使用来自外部电源的电力对所述电池进行充电的充电器；通过接通断开(ONOFF)将所述电池与所述充电器连接的设置于电力线的充电用继电器；安装在所述电力线的比所述充电用继电器靠所述充电器侧的第1电压传感器；安装在所述电力线的比所述充电用继电器靠所述电池侧的第2电压传感器；以及构成为在使所述充电用继电器接通的状态下确认是否处于正在通过所述充电器对所述电池进行充电的充电状态的电子控制装置。所述电子控制装置构成为：在使所述充电用继电器接通的状态下能够确认正在通过所述充电器对所述电池进行充电的充电状态时，允许偏差异常的检测，所述偏差异常是由所述第1电压传感器检测的充电器侧电压与由所述第2电压传感器检测的电池侧电压的偏差为阈值以上的偏差异常，在使所述充电用继电器接通的状态下无法确认所述充电状态时，禁止所述偏差异常的检测。

在上述技术方案的电源装置中，在使充电用继电器接通的状态下确认是否正在通过充电器对电池进行充电的充电状态。在能够确认该充电状态时，允许由安装在比充电用继电器靠充电器侧的第1电压传感器检测的充电器侧电压与安装在比充电用继电器靠电池侧的第2电压传感器检测的电池侧电压之间的偏差为阈值以上的偏差异常的检测。在能够确认充电状态时，认为电力线未发生断线，因此允许偏差异常的检测，由此能够检测以偏差异常的检测为根据的传感器异常等。另一方面，在无法确认充电状态时，禁止偏差异常的检测。在无法确认充电状态时，电力线发生断线的可能性高，因此能够抑制以偏差异常的检测为根据的传感器异常等的误检测。其结果是，能够更适当地判定电力线的断线和/或传感器异常等的异常。在此，对于充电状态的确认，能够通过在电池中流通的电流的值是否为0的判定和/或从外部电源向充电器供给的电力的值是否为0的判定来进行。对于从外部电源向充电器供给的电力的值是否为0的判定，能够通过从外部电源向充电器的输入电流的值是否为0来进行判定。

在上述技术方案的电源装置中，所述电子控制装置也可以构成为：判断所述充电器侧电压是否比所述电池侧电压小，在所述充电器侧电压比所述电池侧电压小时，不管有无确认所述充电状态都允许所述偏差异常的检测。电池的电压通过由第1电压传感器进行的充电器侧电压的监视和由第 2电压传感器进行的电池侧电压的监视这双重监视来进行。在发生来自第1 电压传感器的充电器侧电压变得过大的异常和来自第2电压传感器的电池侧电压变得过小的异常的一方或双方而导致充电器侧电压变得大于电池侧电压时，通过充电器侧电压是否超过了过充电阈值来进行电池的保护即可。另一方面，在发生来自第1电压传感器的充电器侧电压变得过小的异常和来自第2电压传感器的电池侧电压变得过大的异常的一方或双方而导致充电器侧电压变得低于电池侧电压时，无法通过充电器侧电压是否超过过充电阈值来进行电池的保护。该情况下，在通过电池的充电而充电器侧电压与电池侧电压的偏差变大之后且对电池过充电之前，将其检测为偏差异常。

在上述技术方案的电源装置中，所述电子控制装置也可以构成为：通过在所述电池中流通的电流的值是否为0或者从所述外部电源向所述充电器供给的电力的值是否为0来确认是否处于所述充电状态。

另外，还可以具备安装于与所述电池的输出端子连接的电力线的电流传感器。所述电子控制装置也可以在由所述电流传感器检测的电流值为0 的情况下，判断为处于无法确认正在对所述电池进行充电的状态。

在上述技术方案的电源装置中，所述电子控制装置也可以在所述充电器侧电压与所述电池侧电压的偏差为阈值以上的情况下，判断为偏差异常。

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的参考标号表示相同的部件。

附图说明

图1是表示作为本发明的一个实施例的电源装置的结构概略的构成图。

图2是表示由充电用ECU执行的是否允许偏差异常检测例程的一例的流程图。

图3是表示电力线发生了断线时的充电电压与电池电压的偏差、电池电流、和充电器输入电力的时间变化的一例的说明图。

图4是说明充电电压变为小于电池电压时的充电电压和电池电压的时间变化的一例的说明图。

图5是表示变形例的是否允许偏差异常检测例程的一例的流程图。

具体实施方式

接着，按照附图来说明本发明的实施例。

图1是表示作为本发明的一个实施例的电源装置20的结构概略的构成图。实施例的电源装置20例如搭载于电动汽车或混合动力汽车等移动体，作为行驶用的马达等的电源发挥功能。在实施例中，为了易于说明，说明作为混合动力汽车的电源搭载有电源装置20的情况。如图1所示，实施例的电源装置20具备充电器22、充电用继电器24、电池30、充电用电子控制单元26(以下，称为充电用ECU26。)、电池用电子控制单元36(以下，称为电池ECU36。)、和混合动力用电子控制单元40(以下，称为 HVECU40。)。

充电器22通过电力线23连接于电池30，构成为在连接器21与外部电源的连接器11连接时，使用来自外部电源的电力对电池30进行充电。该充电器22具备未图示的AC/DC转换器和DC/DC转换器。AC/DC转换器将经由连接器21供给的来自外部电源的交流电力变换成直流电力。 DC/DC转换器对来自AC/DC转换器的直流电力的电压进行变换并供给到电池30侧。该充电器22在连接器21与外部电源的连接器11连接时，通过充电用ECU26来控制AC/DC转换器和DC/DC转换器，由此将来自外部电源的电力供给到电池30。

充电用ECU26构成为虽然未图示但以CPU为中心的微处理器，除了 CPU之外，还具备存储处理程序的只读存储器(Read Only Memory，ROM)、暂时存储数据的随机存取存储器(Random Access Memory、 RAM)、输入输出端口、通信端口等。经由输入端口向充电用ECU26输入来自安装于充电器22的各种传感器的信号和/或来自连接开关21a的连接信号等，所述连接开关21a安装于连接器21并判定连接器21是否与外部电源的连接器11连接。另外，向充电用ECU26还输入来自电流传感器 27的输入电流Iin和/或来自电压传感器29的充电电压Vchg，所述电流传感器27用于检测从外部电源向充电器22输入的电流，所述电压传感器29检测电容器28的端子间电压来作为充电器22的充电电压Vchg。从充电用 ECU26经由输出端口输出向充电器22的AC/DC转换器和/或DC/DC转换器的控制信号等。另外，充电用ECU26与HVECU40进行通信，根据需要将由充电用ECU26获得的信息发送给HVECU40。

电池30例如构成为锂离子二次电池，经由系统主继电器42与未图示的行驶用马达等负载连接。另外，电池30通过电力线23经由充电用继电器24连接于充电器22。在电力线23的充电器22与充电用继电器24之间安装有平滑用的电容器28。电池30通过电池ECU36进行管理。

电池ECU36构成为虽然未图示但以CPU为中心的微处理器，除了 CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口等。经由输入端口向电池ECU36输入来自电流传感器31的电池电流Ib和/或来自电压传感器32的电池电压Vb等，所述电流传感器31安装于与电池30的输出端子连接的电力线，所述电压传感器32 设置在电池30的端子间。从电池ECU36经由输出端口输出向充电用继电器24的驱动信号等。另外，电池ECU36与HVECU40进行通信，根据需要将由电池ECU36获得的信息发送给HVECU40。

HVECU40构成为虽然未图示但以CPU为中心的微处理器，除了CPU 之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口等。HVECU40在系统启动时使系统主继电器42接通，对混合动力汽车整体的系统进行管理，并且对未图示的行驶用马达等负载进行驱动控制。HVECU40如上所述与充电用ECU26和/或电池ECU36通信，从充电用ECU26和/或电池ECU36接收所需的信息。

此外，在实施例中，连接器21、充电器22、充电用继电器24、充电用ECU26、电池30、电池ECU36和HVECU40作为电源装置20发挥功能。

HVECU40在由充电器22进行的电池30的充电中充电电压Vchg与作为电池30的端子间电压的电池电压Vb之间的偏差ΔV(ΔV＝|Vchg-Vb|) 成为阈值以上时检测出偏差异常。另一方面，HVECU40进行电力线23是否发生了断线的判断，在发生了断线时输出表示电力线23发生断线的信号。在该电力线23发生断线时也检测出偏差异常，因此在实施例的HVECU40中，为了区分断线和偏差异常，执行图2的是否允许偏差异常检测例程。是否允许偏差异常检测例程按预定时间(例如每数msec等) 反复执行。

当开始执行是否允许偏差异常检测例程时，HVECU40首先判定充电器22与电池30是否经由充电用继电器24连接(步骤S100)。该判定能够通过从充电用ECU26接收是接通还是断开充电用继电器24的信息来进行。在判定为充电器22与电池30未经由充电用继电器24连接时，判断为由于不处于充电中故而不需要检测偏差异常，不允许偏差异常的检测(步骤S140)，结束本例程。

在通过步骤S100判定为充电器22和电池30经由充电用继电器24连接时，判定充电电压Vchg是否低于电池电压Vb(步骤S110)。在判定为充电电压Vchg为电池电压Vb以上时，确认是否正在通过充电器22对电池30充电(步骤S120)。图3是表示电力线23发生了断线时的充电电压 Vchg与电池电压Vb的偏差ΔV、电池电流Ib、和向充电器22输入的电力 Wchg(以下，称为“充电器输入电力Wchg”)的时间变化的一例的说明图。如图所示，当在时间T1电力线23发生断线时，偏差ΔV随着充电电压Vchg的上升而增大。电池电流Ib从时间T1起，其绝对值减小而达到值0。另外，由于检测到电力线23的断线而停止充电器22的电力供给，因此充电器输入电力Wchg成为值0。在实施例中，通过确认由电流传感器31检测的在电池30中流通的电池电流Ib是否为值0，从而进行是否正在通过充电器22对电池30充电的确认。更详细而言，在电池电流Ib不为 0的情况下，确认为正在通过充电器22对电池30充电，在电池电流Ib为0的情况下，不确认为正在通过充电器22对电池30充电。在能够确认正在通过充电器22对电池30充电时，判断为电力线23未发生断线，允许偏差异常的检测(步骤S130)，结束本例程。由此，能够基于偏差异常的检测来检测电压传感器29的异常等。另一方面，在无法确认正在通过充电器 22对电池30充电时，判断为存在电力线23发生断线的可能性，不允许偏差异常的检测(步骤S140)，结束本例程。由此，能够抑制误检测以偏差异常的检测为根据的电压传感器29的异常等。

在通过步骤S110判定为充电电压Vchg低于电池电压Vb时，不管是否正在通过充电器22对电池30充电都允许偏差异常的检测(步骤S130)，结束本例程。电池30的电压通过从电压传感器32对电池电压Vb的监视和从电压传感器29对充电电压Vchg的监视这双重监视来进行。在发生来自电压传感器29的充电电压Vchg变得过大的异常和来自电压传感器32的电池电压Vb变得过小的异常的一方或双方而导致充电电压Vchg变为电池电压Vb以上时，通过充电电压Vchg是否超过过充电阈值来进行电池 30的保护即可。另一方面，在发生来自电压传感器29的充电电压Vchg变得过小的异常和来自电压传感器32的电池电压Vb变得过大的异常的一方或双方而导致充电电压Vchg变为低于电池电压Vb时，无法通过充电电压Vchg是否超过过充电阈值来进行电池30的保护。因此，为了检测这样的异常而允许偏差异常的检测。如图4所示，当充电时间变长时充电电压Vchg 与电池电压Vb的偏差变大，因此在对电池30过充电之前，能够将其检测为偏差异常。

在以上说明的实施例的电源装置20中，在使充电用继电器24接通而能够确认正在通过充电器22对电池30充电时，允许充电电压Vchg与电池电压Vb的偏差ΔV成为阈值以上的偏差异常的检测。该情况下，由于能够判断为电力线23未发生断线，因此能够与即使检测到偏差异常但却是因电力线23的断线导致的偏差异常进行区分。由此，能够基于偏差异常的检测来检测电压传感器29的异常等。另一方面，在使充电用继电器24接通而无法确认正在通过充电器22对电池30充电时，不允许偏差异常的检测。这是因为存在电力线23发生断线的可能性。由此，能够区分电力线 23的断线和充电电压Vchg与电池电压Vb的偏差异常，能够更适当地判定电力线23的断线和/或传感器异常等的异常。但是，在充电电压Vchg 低于电池电压Vb时，不管是否正在通过充电器22对电池30充电都允许偏差异常的检测，因此能够对发生来自电压传感器29的充电电压Vchg变得过小的异常和来自电压传感器32的电池电压Vb变得过大的异常的一方或双方而成为偏差异常进行检测。

在实施例的电源装置20中，在充电电压Vchg低于电池电压Vb时，不管充电器22对电池30充电的确认如何都允许偏差异常的检测。但是，也可以如图5的变形例的是否允许偏差异常检测例程所示，不进行充电电压Vchg是否低于电池电压Vb的判定，通过确认是否正在通过充电器22 对电池30充电来进行偏差异常的检测的是否允许。在该情况下，也能够与即使检测到偏差异常但却是因电力线23的断线导致的偏差异常进行区分。

在实施例的电源装置20中，HVECU40执行图2的是否允许偏差异常检测例程，但是也可以是充电用ECU26执行是否允许偏差异常检测例程，还可以是电池ECU36执行是否允许偏差异常检测例程。

在实施例的电源装置20中，具备充电用ECU26、电池ECU36和 HVECU40这3个电子控制单元，但也可以是单个电子控制单元，还可以具备2个电子控制单元，还可以具备4个以上的电子控制单元。并且，由任意的电子控制单元执行图2的是否允许偏差异常检测例程即可。

在实施例中，作为混合动力汽车的电源而搭载有电源装置20，但如上所述，也可以作为电动汽车的电源而搭载有电源装置20，还可以在混合动力汽车或电动汽车等移动体以外的设备中组装有电源装置20。

在实施例中，电池30是“电池”的一例，充电器22是“充电器”的一例，充电用继电器24是“充电用继电器”的一例，执行图2的是否允许偏差异常检测例程的HVECU40是“电子控制装置”的一例。

以上，使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不限定于这样的实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够以各种方式来实施。

本发明能够利用于电源装置的制造产业等。

Claims

1.一种电源装置，其特征在于，具备：

电池；

充电器，其使用来自外部电源的电力对所述电池进行充电；

设置于电力线的充电用继电器，其通过接通断开动作将所述电池与所述充电器连接或将所述电池与所述充电器的连接解除；

第1电压传感器，其设置在所述电力线的比所述充电用继电器靠所述充电器侧；

第2电压传感器，其设置在所述电力线的比所述充电用继电器靠所述电池侧；以及

电子控制装置，其构成为在使所述充电用继电器接通的状态下确认是否正在通过所述充电器对所述电池进行充电，

所述电子控制装置构成为，

在使所述充电用继电器接通的状态下能够确认为正在通过所述充电器对所述电池进行充电时，允许偏差异常的检测，所述偏差异常是由所述第1电压传感器检测的充电器侧电压与由所述第2电压传感器检测的电池侧电压的偏差为阈值以上的偏差异常，

在使所述充电用继电器接通的状态下无法确认为正在通过所述充电器对所述电池进行充电时，禁止所述偏差异常的检测，

所述电子控制装置还构成为：在所述电池和所述充电器已连接到所述充电用继电器的情况下判断所述充电器侧电压是否比所述电池侧电压小，在所述电池和所述充电器已连接到所述充电用继电器的情况下所述充电器侧电压比所述电池侧电压小时，不管有无确认为正在通过所述充电器对所述电池进行充电，都允许所述偏差异常的检测。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述电子控制装置构成为：根据在所述电池中流通的电流的值是否为0或者从所述外部电源向所述充电器供给的电力的值是否为0，确认是否正在通过所述充电器对所述电池进行充电。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，

还具备安装于与所述电池的输出端子连接的所述电力线的电流传感器，

所述电子控制装置在由所述电流传感器检测的电流值为0的情况下，判断为处于无法确认正在对所述电池进行充电的状态。

4.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述电子控制装置在所述充电器侧电压与所述电池侧电压的偏差为阈值以上的情况下，判断为偏差异常。