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特許7517210電動車両

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】電動車両

(51)【国際特許分類】

H02J 7/10 20060101AFI20240709BHJP

H02J 7/00 20060101ALI20240709BHJP

H02J 7/02 20160101ALI20240709BHJP

H02J 7/04 20060101ALI20240709BHJP

B60L 53/20 20190101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H02J7/10 B

H02J7/00 P

H02J7/02 B

H02J7/04 A

B60L53/20

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021041588

(22)【出願日】2021-03-15

(65)【公開番号】P2022141339

(43)【公開日】2022-09-29

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋慶幸

【審査官】白井亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０５８１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１３８７３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１４０７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０３０９４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１８４３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４７６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３２１７９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ７／１０

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０２Ｊ７／０２

Ｈ０２Ｊ７／０４

Ｂ６０Ｌ５３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

【請求項2】

【請求項3】

外部電源から供給された電力を充電可能な蓄電装置を備えた電動車両であって、
低電圧側へ入力された電力を昇圧して高電圧側へ出力するとともに、前記高電圧側が前記蓄電装置に接続される昇圧装置と、
前記外部電源から供給される電力を前記昇圧装置の高圧側へ供給する第１経路と、
前記外部電源から供給される電力を前記昇圧装置の低圧側へ供給する第２経路と、
前記第１経路と前記第２経路を切り換える充電リレーと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記外部電源から供給される電力により前記蓄電装置を充電する際、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記外部電源から供給される電力の電圧より低い場合、前記第１経路を選択するよう前記充電リレーを切り換え、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記外部電源から供給される電力の電圧より高い場合、前記第２経路を選択するよう前記充電リレーを切り換えるとともに、前記昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成されており、
前記電動車両は、
前記外部電源から供給される直流電力が入力されるＤＣインレットと、
前記ＤＣインレットに入力された電力を前記昇圧装置の高圧側へ供給する第１ＤＣ経路と、
前記ＤＣインレットに入力された電力を前記昇圧装置の低圧側へ供給する第２ＤＣ経路と、
前記第１ＤＣ経路と前記第２ＤＣ経路を切り換えるＤＣ充電リレーと、
前記外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換する充電器と、をさらに備え、
前記第１経路は、前記充電器から出力される電力を前記昇圧装置の高圧側へ供給する経路であり、
前記第２経路は、前記充電器から出力される電力を前記昇圧装置の低圧側へ供給する経路であり、
前記制御装置は、
前記ＤＣインレットに入力された直流電力を用いて前記蓄電装置を充電する際、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記外部電源から供給される直流電力の電圧より低い場合、前記第１ＤＣ経路を選択するよう前記ＤＣ充電リレーを切り換え、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記外部電源から供給される直流電力の電圧より高い場合、前記第２ＤＣ経路を選択するよう前記ＤＣ充電リレーを切り換えるとともに、前記昇圧装置を作動して昇圧を行うよう構成されており、
前記充電器から出力された直流電力を用いて前記蓄電装置を充電する際、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記充電器から出力される電力の電圧より低い場合、前記第１経路を選択するよう前記充電リレーを切り換え、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記充電器から出力される電力の電圧より高い場合、前記第２経路を選択するよう前記充電リレーを切り換えるとともに、前記昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成されており、
前記制御装置は、
前記ＤＣインレットに入力された直流電力を用いて前記蓄電装置を充電する際、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記外部電源から出力可能な最大電圧より低い場合、前記第１ＤＣ経路を選択するよう前記ＤＣ充電リレーを切り換え、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記外部電源から出力可能な最大電圧より高い場合、前記第２ＤＣ経路を選択するよう前記ＤＣ充電リレーを切り換えるとともに、前記昇圧装置を作動して昇圧を行うよう構成されており、
前記充電器から出力された直流電力を用いて前記蓄電装置を充電する際、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記充電器から出力可能な上限電圧より低い場合、前記第１経路を選択するよう前記充電リレーを切り換え、
前記蓄電装置の端子間電圧が、前記充電器から出力可能な上限電圧より高い場合、前記第２経路を選択するよう前記充電リレーを切り換えるとともに、前記昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成されている、電動車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動車両に関し、特に、外部電源から充電可能な蓄電池を備えた電動車両、および電動車両の充電制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、外部電源から供給される電力により充電可能な蓄電装置を搭載した、電気自動車やプラグインハイブリッド車などの電動車両が普及している。以下、外部電源から供給される電力により蓄電装置を充電することを「外部充電」とも称する。

【0003】

たとえば、特開２０１９－０４７６７７号公報（特許文献１）には、外部電源である外部充電器（充電スタンド等）から出力される最高電圧に応じて、昇圧装置を用いた蓄電装置の充電を行うことが開示されている。

【0004】

特許文献１に開示された電動車両には、超高電圧（たとえば８００Ｖ）の蓄装置が搭載されている。そして、充電スタンドから出力される電力の最高電圧Ｖｍａｘを所定の基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、最高電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆ以下である場合、外部充電モードを高圧充電モードに設定し、最高電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆより高い場合、外部充電モードを超高圧充電モードに設定する。

【0005】

外部充電モードが高圧充電モードである場合は、充電スタンドから供給された高電圧を昇圧装置で超高電圧（８００Ｖ）に昇圧して蓄電装置を充電する。外部充電モードが超高圧充電モードである場合は、充電スタンドから供給された超高電圧（８００Ｖ）を、昇圧装置を介することなく、蓄電装置に充電する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１９－０４７６７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

電動車両に搭載された蓄電装置の端子間電圧は、蓄電装置のＳＯＣ（State of Charge）によって変動し、一般的に、ＳＯＣが小さくなると、端子間電圧は低下する。特許文献１に開示された電動車両では、基準電圧Ｖｒｅｆが固定値（特許文献１では、たとえば５００Ｖ）とされている。このため、蓄電装置のＳＯＣが小さく、その端子間電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さい場合であっても、充電スタンドの最高電圧Ｖｍａｘが基準電圧Ｖｒｅｆ以下であるときには、高圧充電モードが設定され、昇圧装置によって昇圧された電力が蓄電装置に充電される。このように、特許文献１の電動車両では、昇圧装置を用いなくても蓄電装置を充電可能な場合に、昇圧装置を作動して蓄電装置を充電する場合がある。昇圧装置による昇圧動作には損失が伴うので、昇圧装置を作動して充電を行うと充電効率が低下する可能性がある。

【0008】

本開示は、外部電源から充電可能な蓄電装置を備えた電動車両において、充電効率の低下を抑制可能な外部充電を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の電動車両は、外部電源から供給された電力を充電可能な蓄電装置を備えた電動車両である。電動車両は、低電圧側へ入力された電力を昇圧して高電圧側へ出力するとともに、高電圧側が蓄電装置に接続される昇圧装置と、外部電源から供給される電力を昇圧装置の高圧側へ供給する第１経路と、外部電源から供給される電力を昇圧装置の低圧側へ供給する第２経路と、第１経路と前記第２経路を切り換える充電リレーと、制御装置と、を備える。制御装置は、外部電源から供給される電力により蓄電装置を充電する際、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される電力の電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される電力の電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成されている。

【0010】

この構成によれば、外部電源から供給される電力により蓄電装置を充電する際、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される電力の電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換える。これにより、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される電力の電圧より低い場合、外部電源から供給される電力は、昇圧装置の高圧側へ供給される。昇圧装置の高圧側は蓄電装置に接続しており、かつ、外部電源から供給される電力の電圧は、蓄電装置の端子間電圧より高いので、昇圧装置を作動させることなく、蓄電装置を充電できる。したがって、充電効率の低下を抑制できる。

【0011】

蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される電力の電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行う。これにより、外部電源から供給される電力の電圧が、蓄電装置の端子間電圧より低いときには、外部電源から供給される電力を昇圧装置の低圧側に入力し、昇圧装置を作動して昇圧を行うので、蓄電装置を充電することが可能になる。

【0012】

電動車両は、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換する充電器を備え、第１経路は、充電器から出力される電力を昇圧装置の高圧側へ供給する経路であり、第２経路は、充電器から出力される電力を前記昇圧装置の低圧側へ供給する経路であってよい。この場合、制御装置は、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力される電力の電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力される電力の電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成される。

【0013】

この構成によれば、蓄電装置の端子間電圧（定格電圧、あるいは、公称電圧）が、充電器の出力電圧より高い場合であっても、充電器の出力電圧を高電圧化することなく、充電器を用いて蓄電装置を充電することが可能になる。

【0014】

また、制御装置は、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力可能な上限電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力可能な上限電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成されてもよい。

【0015】

このように、充電器から出力される電力の電圧として、充電器から出力可能な上限電圧を用いてもよい。

【0016】

電動車両は、外部電源から供給される直流電力が入力されるＤＣインレットを備え、第１経路は、ＤＣインレットに入力された電力を昇圧装置の高圧側へ供給する経路であり、第２経路は、ＤＣインレットに入力された電力を昇圧装置の低圧側へ供給する経路であってもよい。この場合、制御装置は、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される直流電力の電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される直流電力の電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成される。

【0017】

この構成によれば、外部電源から供給される直流電力の電圧が、蓄電装置の端子間電圧（定格電圧、あるいは、公称電圧）より低い場合であっても、昇圧装置を用いて蓄電装置を充電することが可能になる。また、外部電源から供給される直流電力の電圧が、蓄電装置の端子間電圧より高い場合には、昇圧装置を用いることなく蓄電装置を充電するので、充電効率の低下を抑制できる。

【0018】

また、制御装置は、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から出力可能な最大電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から出力可能な最大電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成されてもよい。

【0019】

このように、外部電源から供給される直流電力の電圧として、外部電源から出力可能な最大電圧を用いてもよい。

【0020】

電動車両は、外部電源から供給される直流電力が入力されるＤＣインレットと、ＤＣインレットに入力された電力を昇圧装置の高圧側へ供給する第１ＤＣ経路と、ＤＣインレットに入力された電力を昇圧装置の低圧側へ供給する第２ＤＣ経路と、第１ＤＣ経路と第２ＤＣ経路を切り換えるＤＣ充電リレーと、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換する充電器と、を備え、第１経路は、充電器から出力される電力を昇圧装置の高圧側へ供給する経路であり、第２経路は、充電器から出力される電力を前記昇圧装置の低圧側へ供給する経路であってもよい。

【0021】

この場合、制御装置は、ＤＣインレットに入力された直流電力を用いて蓄電装置を充電する際、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される直流電力の電圧より低い場合、第１ＤＣ経路を選択するようＤＣ充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、外部電源から供給される直流電力の電圧より高い場合、第２ＤＣ経路を選択するようＤＣ充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう構成されており、充電器から出力された直流電力を用いて蓄電装置を充電する際、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力される電力の電圧より低い場合、第１経路を選択するよう充電リレーを切り換え、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力される電力の電圧より高い場合、第２経路を選択するよう充電リレーを切り換えるとともに、昇圧装置を作動して昇圧を行うよう、構成される。

【0022】

この構成によれば、昇圧装置を、外部電源から供給される直流電力を用いた充電と、外部電源から供給される交流電力を直流電力に変換する充電器を用いた充電で共有することができる。たとえば、外部電源から供給される直流電力の電圧が、蓄電装置の端子間電圧（定格電圧、あるいは、公称電圧）より低い状況に対応するために、昇圧装置を設けることがある。この場合、充電器の出力電圧より蓄電装置の端子間電圧が高い場合であっても、昇圧装置を利用することにより、充電器の出力電圧を高電圧化することなく、蓄電装置を充電することが可能になる。

【0023】

ＤＣインレットに入力された直流電力を用いて蓄電装置を充電する際、外部電源から供給される直流電力の電圧として外部電源から出力可能な最大電圧を用いて、ＤＣ充電リレーを切り換えてよく、充電器から出力された直流電力を用いて蓄電装置を充電する際、充電器から出力される電力の電圧として充電器から出力可能な上限電圧を用いて、充電リレーを切り換えてもよい。

【0024】

昇圧装置は、低圧側へ入力された電力を昇圧して高圧側へ出力するとともに高圧側へ入力された電力を降圧して低圧側へ出力する、昇降圧コンバータであってよい。また、昇降圧コンバータの低圧側に、電動車両の補機装置が接続されてもよい。

【0025】

この構成によれば、電動車両に搭載された、昇降圧コンバータを昇圧装置として利用できる。

【0026】

本開示の充電制御方法は、外部電源から供給された交流電力を直流電力に変換する充電器を備え、充電器から出力される電力を蓄電装置に充電可能な電動車両の充電制御方法であって、蓄電装置の端子間電圧を取得するステップと、充電器から出力可能な上限電圧と端子間電圧を比較するステップと、端子間電圧が上限電圧より高いとき、昇圧装置で昇圧して蓄電装置を充電するステップと、端子間電圧が上限電圧より低いとき、昇圧装置で昇圧することなく蓄電装置を充電するステップと、を含む。

【0027】

この充電制御方法によれば、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力可能な上限電圧より低く、昇圧装置を用いなくても蓄電装置の充電が可能な場合は、昇圧装置を用いることなく蓄電装置が充電される。したがって、昇圧装置による損失が生じることなく、蓄電装置を充電でき、充電効率の低下を抑制できる。また、蓄電装置の端子間電圧が、充電器から出力可能な上限電圧より高いときは、昇圧装置を用いて昇圧をおこなうので、蓄電装置を充電することが可能になる。

【発明の効果】

【0028】

本開示によれば、外部電源から充電可能な蓄電装置を備えた電動車両において、充電効率の低下を抑制可能な外部充電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本実施の形態に係る電動車両の全体構成図である。

【図2】ｃ接点リレー５０ａが第１位置に切り換えられ、かつ、ａ接点リレー５０ｂが閉成された際の電力の流れを示す図である。

【図3】ｃ接点リレー５０ａが第２位置に切り換えられ、かつ、ａ接点リレー５０ｂが閉成された際の電力の流れを示す図である。

【図4】ＡＣ充電リレー４０（ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂ）が、第１位置に切り換えられた際の電力の流れを示す図である。

【図5】ＡＣ充電リレー４０（ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂ）が、第２位置に切り換えられた際の電力の流れを示す図である。

【図6】ＥＣＵ１００内に構成された機能ブロックを示す図である。

【図7】ＥＣＵ１００で実行される処理の概略フローチャートである。

【図8】電動車両Ｖの走行時における、電力の流れを示す図である。

【図9】変形例において、ＥＣＵ１００内に構成された機能ブロックを示す図である。

【図10】変形例において、ＥＣＵ１００で実行される処理の概略フローチャートである。

【図11】ＡＣ充電リレーの他の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0031】

図１は、本実施の形態に係る電動車両の全体構成図である。本実施の形態において、電動車両Ｖは、たとえば、電気自動車である。電動車両Ｖは、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）１Ｆ、１Ｒと、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）２Ｆ、２Ｒと、動力伝達ギヤ３Ｆ、３Ｒと、駆動輪４Ｆ、４Ｒと、蓄電装置の一例であるバッテリ１０と、監視ユニット１１と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）１２と、制御装置の一例である電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００とを備える。

【0032】

ＭＧ２ＦおよびＭＧ２Ｒは、たとえば埋込構造永久磁石同期電動機（ＩＰＭモータ）であって、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能を有する。ＭＧ２Ｆの出力トルクは、減速機および差動装置等を含んで構成された動力伝達ギヤ３Ｆを介して前輪である駆動輪４Ｆに伝達される。同様に、ＭＧ２Ｒの出力トルクは、減速機および差動装置等を含んで構成された動力伝達ギヤ３Ｒを介して後輪である駆動輪４Ｒに伝達される。

【0033】

電動車両Ｖの制動時には、前輪である駆動輪４ＦによりＭＧ２Ｆが駆動され、ＭＧ２Ｆが発電機として動作する。これにより、ＭＧ２Ｆは、電動車両Ｖの運動エネルギーを電力に変換する回生制動を行なう制動装置としても機能する。ＭＧ２Ｆにおける回生制動力により生じた回生電力は、バッテリ１０に蓄えられる。同様に、ＭＧ２Ｒも、電動車両Ｖの制動時には、発電機として動作し、回生制動力により生じた回生電力がバッテリ１０に蓄えられる。

【0034】

ＰＣＵ１Ｆは、ＭＧ２Ｆとバッテリ１０との間で双方向に電力を変換する電力変換装置である。ＰＣＵ１Ｆは、たとえば、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて動作するインバータとコンバータとを含む。

【0035】

コンバータは、バッテリ１０の放電時に、バッテリ１０から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。インバータは、コンバータから供給された直流電力を交流電力に変換してＭＧ２Ｆを駆動する。

【0036】

一方、インバータは、バッテリ１０の充電時に、ＭＧ２Ｆによって発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。コンバータは、インバータから供給された電圧をバッテリ１０の充電に適した電圧に降圧してバッテリ１０に供給する。

【0037】

また、ＰＣＵ１Ｆは、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいてインバータおよびコンバータの動作を停止することによって充放電を休止する。なお、ＰＣＵ１Ｆは、コンバータを省略した構成であってもよい。

【0038】

ＰＣＵ１Ｒは、ＭＧ２Ｒとバッテリ１０との間で双方向に電力を変換する電力変換装置であり、ＰＣＵ１Ｆと同様な構成および機能であるので、その説明を省略する。

【0039】

ＳＭＲ１２は、バッテリ１０とＰＣＵ１ＦおよびＰＣＵ１Ｒとを結ぶ電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ２に電気的に接続されている。ＳＭＲ１２がＥＣＵ１００からの制御信号に応じて閉成（ＯＮ）されている（すなわち、導通状態である）場合、バッテリ１０とＰＣＵ１ＦおよびＰＣＵ１Ｒとの間で電力の授受が行なわれ得る。一方、ＳＭＲ１２がＥＣＵ１００からの制御信号に応じて開放（ＯＦＦ）されている（すなわち、遮断状態である）場合、バッテリ１０とＰＣＵ１ＦおよびＰＣＵ１Ｒとの間の電気的な接続が遮断される。また、バッテリ１０の外部充電を行う場合、ＥＣＵ１００からの信号によりＳＭＲ１２が閉成（ＯＮ）される。

【0040】

バッテリ１０は、ＭＧ２ＦおよびＭＧ２Ｒを駆動するための電力を蓄える。バッテリ１０は、再充電が可能な直流電源（二次電池）であり、複数個の単電池（電池セル）が積層され、たとえば、電気的に直列に接続されて構成される。単電池は、リチウムイオン電池であってよく、ニッケ水素電池であってもよい。また、バッテリ１０に代えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置であってもよい。

【0041】

監視ユニット１１は、図示しない、電圧センサと、電流センサと、温度センサとを含む。電圧センサは、バッテリ１０の端子間の電圧ＶＢを検出する。電流センサは、バッテリ１０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサは、バッテリ１０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。

【0042】

昇降圧コンバータ２０は、たとえば、非絶縁型の昇降圧コンバータであり、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に供給された電力を昇圧して、高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１に出力する。また、昇降圧コンバータ２０は、高圧側の電力線ＰＬ１およびＰＮ１に入力された電力を降圧して、低圧側の電力線ＰＬ２およびＰＮ２に出力する。昇降圧コンバータ２０は、たとえばバックブースト（Buck-Boost）ＤＣＤＣコンバータであってよい。

【0043】

低圧側の電力線ＰＬ２およびＰＮ２には、空調装置（エアコンディショナー）の電動コンプレッサ５、車室内コンセント用のインバータ６および加熱ヒータ７等の補機装置が接続されている。なお、車室内コンセント用のインバータ６は、車室内コンセントに交流（ＡＣ）１００Ｖを供給するインバータである。また、電力線ＰＬ２およびＰＮ２には、降圧コンバータ６０を介して、補機バッテリ７０が接続されている。補機バッテリ７０は、ＥＣＵ１００、および、図示しないＨＭＩ（Human Machine Interface）装置等の各種補機装置の電源である。

【0044】

本実施の形態において、バッテリ１０の電圧（定格電圧、あるいは公称電圧）は８００Ｖであり、補機バッテリ７０の電圧（定格電圧、あるいは公称電圧）は１２Ｖである。昇降圧コンバータ２０は、バッテリ１０から電力線ＰＬ１およびＰＮ１に放電された８００Ｖの電力を、４００Ｖに降圧して電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に出力する。低圧側の電力線ＰＬ２およびＰＮ２に接続された、空調装置（エアコンディショナー）の電動コンプレッサ５、車室内コンセント用のインバータ６および加熱ヒータ７等の補機装置は、昇降圧コンバータ２０によって４００Ｖに降圧された、バッテリ１０の電力を用いて作動する。降圧コンバータ６０は、昇降圧コンバータ２０によって４００Ｖに降圧されたバッテリ１０の電力を、１２Ｖに降圧して補機バッテリ７０を充電する。なお、降圧コンバータ６０は、バック（Buck）ＤＣＤＣコンバータであってよい。

【0045】

電動車両ＶはＤＣインレット５１を備えており、バッテリ１０は、充電設備である外部の直流（ＤＣ）電源から急速充電が可能とされている。ＤＣインレット５１は、外部ＤＣ電源（ＤＣ充電設備）９０の充電ケーブルの先端に設けられたコネクタ９１が接続可能に構成される。

【0046】

ＤＣ充電リレー５０は、ＤＣインレット５１から供給される電力を、昇圧装置である昇降圧コンバータ２０の高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１と低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に選択的に接続し、電力経路を切り換える。ＤＣ充電リレー５０は、たとえば、ｃ接点リレー５０ａおよびａ接点リレー５０ｂを含む。ｃ接点リレー５０ａは、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、ＤＣインレット５１に供給された電力を、電力線Ｌｃ２介して高圧側の電力線ＰＬ１に接続する第１位置と、電力線Ｌｃ１を介して低圧側の電力線ＰＬ２に接続する第２位置とに切り換え可能とされている。ａ接点リレー５０ｂは、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて閉成（ＯＮ）あるいは開放（ＯＦＦ）される。ａ接点リレー５０ｂが閉成されることにより、ＤＣインレット５１に供給された電力が、電力線Ｌｄ１を介して低圧側の電力線ＰＮ２に供給される。ａ接点リレー５０ｂが開放されることにより、ＤＣインレット５１と電力線ＰＮ２との電気的な接続が遮断される。

【0047】

図２は、ｃ接点リレー５０ａが第１位置に切り換えられ、かつ、ａ接点リレー５０ｂが閉成された際の電力の流れを示す図である。昇降圧コンバータ２０は、非絶縁型の昇降圧コンバータであり、負極線である高圧側の電力線ＰＮ１と、負極線である低圧側の電力線ＰＮ２は接続している（実質的に同一の電力線である）。したがって、ｃ接点リレー５０ａが第１位置に切り換えられ、かつ、ａ接点リレー５０ｂが閉成さると、図２の矢印に示すように、ＤＣインレット５１に供給された電力は、高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１を介して、バッテリ１０に供給することが可能になる。

【0048】

図３は、ｃ接点リレー５０ａが第２位置に切り換えられ、かつ、ａ接点リレー５０ｂが閉成された際の電力の流れを示す図である。ｃ接点リレー５０ａが第２位置に切り換えられ、かつ、ａ接点リレー５０ｂが閉成さると、図３の矢印に示すように、ＤＣインレット５１に供給された電力は、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２を介して、昇降圧コンバータ２０に入力され、昇降圧コンバータ２０で昇圧した電力をバッテリ１０に供給することが可能になる。

【0049】

図１を参照して、ＤＣ充電設備９０は、系統電源（たとえば商用電源）の交流電力を直流電力に変換し、充電ケーブルを介してコネクタ９１から、電動車両Ｖへ充電電力を出力するよう構成されている。ＤＣ充電設備９０のコネクタ９１がＤＣインレット５１に接続されると、電力線の他に、図示しない信号線が接続され、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信、および／または、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信により、ＤＣ充電設備９０とＥＣＵ１００の間で通信が可能になる。

【0050】

電動車両ＶはＡＣインレット３１を備えており、バッテリ１０は、充電設備である外部の交流（ＡＣ）電源から普通充電が可能とされている。ＡＣインレット３１は、外部ＡＣ電源（ＡＣ充電設備）８０の充電ケーブルの先端に設けられたコネクタ８１が接続可能に構成される。

【0051】

ＡＣ充電設備８０からＡＣインレット３１に供給された交流電力は、昇圧型ＡＣＤＣコンバータである充電器３０によって、直流電力に変換されるとともに昇圧される。

【0052】

ＡＣ充電リレー４０は、充電器３０から出力された電力を、昇降圧コンバータ２０の高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１と低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に選択的に接続し、電力経路を切り換える。ＡＣ充電リレー４０は、たとえば、ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂを含む。ｃ接点リレー４０ａは、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、充電器３０から出力された電力を、電力線Ｌａ１介して高圧側の電力線ＰＬ１に接続する第１位置と、電力線Ｌａ２および電力線Ｌｃ１を介して低圧側の電力線ＰＬ２に接続する第２位置とに切り換え可能とされている。ｃ接点リレー４０ｂは、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、充電器３０から出力された電力を、電力線Ｌｂ１を介して高圧側の電力線ＰＮ１に接続する第１位置と、電力線Ｌｂ２および電力線Ｌｄ１を介して低圧側の電力線ＰＮ２に接続する第２位置とに切り換え可能とされている。

【0053】

図４は、ＡＣ充電リレー４０（ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂ）が、第１位置に切り換えられた際の電力の流れを示す図である。ＡＣ充電リレー４０が第１位置に切り換えられると、図４の矢印に示すように、充電器３０から出力された電力は、高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１を介して、バッテリ１０に供給することが可能になる。

【0054】

図５は、ＡＣ充電リレー４０（ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂ）が、第２位置に切り換えられた際の電力の流れを示す図である。ＡＣ充電リレー４０が第２位置に切り換えられると、図５の矢印に示すように、充電器３０から出力された電力は、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に供給され、昇降圧コンバータ２０で昇圧した電力をバッテリ１０に供給することが可能になる。

【0055】

図１を参照して、ＡＣ充電設備８０は、系統電源（たとえば商用電源）の交流電力であり、充電ケーブルを介してコネクタ８１から、電動車両Ｖへ充電電力を出力するよう構成されている。ＡＣ充電設備８０のコネクタ８１がＡＣインレット３１に接続されると、電力線の他に、図示しない信号線が接続され、ＣＡＮ通信、および／または、ＰＬＣ通信により、ＡＣ充電設備８０とＥＣＵ１００の間で通信が可能になる。ＡＣ充電設備９０は、たとえば単相交流２００Ｖの電力を、コネクタ８１を介して充電器３０に供給する。

【0056】

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリ（たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む）とを含む。ＥＣＵ１００は、監視ユニット１１から受ける信号、図示しない各種センサからの信号（たとえば、アクセル開度信号、車速信号、等）、メモリに記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、電動車両Ｖが所望の状態となるように各機器を制御する。また、ＥＣＵ１００は、監視ユニット１１からのバッテリ１０の入出力電流および／または電圧の検出値に基づいてバッテリ１０の蓄電量を示すＳＯＣを算出する。ＳＯＣは、たとえば、バッテリ１０の満充電容量に対する現在の蓄電量を百分率で表した値である。

【0057】

充電インフラとしてのＤＣ充電設備９０の仕様は、国際規格等で定められているが、その最大出力電圧は、各種の仕様が混在している。たとえば、最大出力電圧が４００ＶのＤＣ充電設備９０を用いて、本実施の形態のバッテリ１０を充電する場合、昇降圧コンバータ２０によって、ＤＣ充電設備９０から供給される４００Ｖの電力を８００Ｖまで昇圧して、バッテリ１０を充電する。また、最大出力電圧が８００ＶのＤＣ充電設備を用いて、本実施の形態のバッテリ１０を充電する場合、昇降圧コンバータ２０による昇圧を行うことなく、バッテリ１０の充電を行う。

【0058】

具体的には、ＤＣ充電設備９０のコネクタ９１がＤＣインレット５１に接続されると、ＣＡＮ通信、またはＰＬＣ通信により、ＤＣ充電設備９０から受信した情報から、ＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘを取得する。取得した最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが８００Ｖより低い場合は、ｃ接点リレー５０ａを第２位置に切り換えるとともに、ａ接点リレー５０ｂを閉成する。そして、図３に示すように、昇降圧コンバータ２０を作動して、ＤＣ充電設備９０から供給された電力を８００Ｖまで昇圧し、バッテリ１０の充電を行う。取得した最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが８００Ｖ以上であるときは、ｃ接点リレー５０ａを第１位置に切り換えるとともに、ａ接点リレー５０ｂを閉成する。これにより、図２に示すように、ＤＣ充電設備９０から供給された電力を、昇降圧コンバータ２０を用いることなく、バッテリ１０に充電する。

【0059】

本実施の形態において、充電器３０は、ＡＣ充電設備８０から供給される単相交流２００Ｖの電力を、直流電流に変換するとともに４００Ｖまで昇圧して出力することが可能な、ＡＣＤＣコンバータである。バッテリ１０を充電するために、充電器として、８００Ｖまで昇圧可能なＡＣＤＣコンバータを用いることも可能であるが、充電器の高耐圧化が必要になるとともに体格も大きくなる。そのため、本実施の形態では、４００Ｖまで昇圧可能な充電器３０を用いている。

【0060】

本実施の形態の充電器３０から出力される電力は、最大で４００Ｖである。このため、充電器３０から出力電力を昇降圧コンバータ２０で昇圧して、バッテリ１０の充電を行う。昇降圧コンバータ２０の昇圧動作には、スイッチング損失や導通損失等の損失が伴うので、充電器３０から出力される４００Ｖの電力を昇圧して充電を行うと、充電効率が低下する。バッテリ１０の端子間電圧ＶＢは、ＳＯＣによって変動し、ＳＯＣが小さくなると、端子間電圧は低下するので、バッテリ１０の端子間電圧ＶＢが４００Ｖ以下になる状態もある。したがって、充電器３０から出力される電力を用いて外部充電を行う際、バッテリ１０の端子間電圧によっては、昇降圧コンバータ２０の昇圧機能を用いることなく、バッテリ１０の充電が可能な場合もある。

【0061】

本実施の形態では、バッテリ１０の端子間電圧ＶＢが充電器３０の出力電圧より高い場合、昇降圧コンバータ２０を用いて、充電器３０の出力電力を昇圧し、バッテリ１０を充電する。そして、端子間電圧ＶＢが充電器３０の出力電圧より低い場合、昇降圧コンバータ２０による昇圧を行うことなくバッテリ１０を充電し、充電効率の低下を抑制する。

【0062】

図６は、ＥＣＵ１００内に構成された機能ブロックを示す図である。各機能ブロックは、ＥＣＵ１００のハードウェアおよびプログラムによるソフトウェアによる処理によって実現されている。端子間電圧取得部１０１は、バッテリ１０の端子間電圧ＶＢを、監視ユニット１１から取得する。比較部１０２は、端子間電圧取得部１０１で取得した端子間電圧ＶＢと充電器３０の最大出力電圧ＶＣｍａｘを比較し、比較結果を、切換部１０３およびコンバータ制御部１０４へ出力する。なお、本実施の形態では、最大出力電圧ＶＣｍａｘは４００Ｖであり、予め、メモリに記憶されている。

【0063】

切換部１０３は、比較部１０２から受信した比較結果に基づいて、ＡＣ充電リレー４０の切り換えを行う。端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘ以下の場合（ＶＢ≦ＶＣｍａｘ）、ＡＣ充電リレー４０を第１位置に切り換え、充電器３０の出力電力を、高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１を介してバッテリ１０に充電可能とする（図４参照）。また、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘより高い場合（ＶＢ＞ＶＣｍａｘ）、ＡＣ充電リレー４０を第２位置に切り換え、充電器３０の出力電力を、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に供給する（図５参照）。

【0064】

コンバータ制御部１０４は、比較部から受信した比較結果が、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘより低い場合（ＶＢ＜ＶＣｍａｘ）、バッテリ１０の充電開始と同時に、昇降圧コンバータ２０を作動して昇圧を行う。

【0065】

充電電力制御部１０５は、バッテリ１０の充電開始、充電終了等を制御する。たとえば、ＡＣ充電設備８０との相互認証が成立すると、ＡＣ充電設備８０に充電電力の出力要求を送信するとともに充電器３０を作動して、バッテリ１０の充電を開始する。また、充電開始後、バッテリ１０のＳＯＣが充電完了時のＳＯＣになったとき、ＡＣ充電設備８０に充電電力の停止要求を送信するとともに充電器３０の作動を停止して、充電を終了する。なお、ＡＣ充電設備８０が家庭用コンセント等である場合は、ＡＣ充電設備８０との通信は行わない。

【0066】

図７は、ＥＣＵ１００で実行される処理の概略フローチャートである。このフローチャートは、ＡＣインレット３１にコネクタ８１が接続されると実行される。ＡＣインレット３１にコネクタ８１が接続されると、まず、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０で、監視ユニット１１から受信した信号からバッテリ１０の端子間電圧ＶＢを取得し、Ｓ１１へ進む。

【0067】

Ｓ１１では、端子間電圧ＶＢが充電器３０の最大出力電圧ＶＣｍａｘより高いか否かを判定する。充電器３０の最大出力電圧ＶＣｍａｘは、充電器３０の仕様に基づいて、予めメモリに書き込まれており、本実施の形態では、４００Ｖである。端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘ以下の場合（ＶＢ≦ＶＣｍａｘ）、否定判定されＳ１２へ進む。なお、最大出力電圧ＶＣｍａｘが、本開示の「上限電圧」に相当する。

【0068】

Ｓ１２では、ＡＣ充電リレー４０（ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂ）を第１位置に切り換え（第１位置である場合は、第１位置を維持し）、Ｓ１５に進む。これにより、充電器３０から出力された電力は、電力線Ｌａ１および電力線Ｌｂ１を介して、昇降圧コンバータ２０の高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１に供給可能になる。なお、電力線Ｌａ１および電力線Ｌｂ１が、本開示の「第１経路」に相当する。

【0069】

Ｓ１１において、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘより高い場合（ＶＢ＞ＶＣｍａｘ）、肯定判定されＳ１３へ進む。Ｓ１３では、ＡＣ充電リレー４０（ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂ）を第２位置に切り換え（第２位置である場合は、第２位置を維持し）、Ｓ１４に進む。これにより、充電器３０から出力された電力は、電力線Ｌａ２、電力線Ｌｃ１、電力線Ｌｂ２、および電力線Ｌｄ１を介して、昇降圧コンバータ２０の低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に供給可能になる。なお、電力線Ｌａ２、電力線Ｌｃ１、電力線Ｌｂ２、および電力線Ｌｄ１が、本開示の「第２経路」に相当する。

【0070】

Ｓ１４では、昇降圧コンバータ２０を作動する。これにより、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に入力された電力を昇圧して、高圧側の電力線ＰＬ１およびＰＮ２へ出力可能になる。

【0071】

Ｓ１５では、ＡＣ充電設備８０に出力要求を送信するとともに、充電器３０を作動して充電を行う。（ＡＣ充電設備８０から電力が供給されているときは、供給を継続する。）なお、バッテリ１０の充電は、ＣＣ（Constant Current）充電であってよく、ＣＣＣＶ（Constant Current，Constant Voltage）充電であってもよい。

【0072】

続くＳ１６では、バッテリ１０の充電が終了したか否かを判定する。たとえば、バッテリ１０のＳＯＣが充電完了ＳＯＣになったとき、充電が終了したと判定する。充電完了ＳＯＣは、ユーザによって、任意の値に設定されてよい。ユーザによって充電完了ＳＯＣが設定されていない場合は、デフォルト値（たとえば９０％）であってもよい。充電が終了していないと判定されると、Ｓ１０に進んで、Ｓ１０～Ｓ１６の処理を繰り返し実行する。バッテリ１０のＳＯＣが充電完了ＳＯＣになり、Ｓ１６で肯定判定されると、Ｓ１７に進む。

【0073】

Ｓ１７では、充電終了動作を実行したあと、今回のルーチンを終了する。充電終了動作は、たとえば、ＡＣ充電設備８０に充電電力の停止要求を送信し、ＡＣ充電設備８０からの電力供給を停止するとともに充電器３０の作動を停止する。Ｓ１２で、ＡＣ充電リレー４０を第１位置に切り換えていた場合は、ＡＣ充電リレー４０を第２位置に切り換える。また、Ｓ１４で昇降圧コンバータ２０の作動を行っていた場合は、昇降圧コンバータ２０の作動を停止する。

【0074】

本実施の形態によれば、バッテリ１０のＳＯＣが小さく、端子間電圧ＶＢが充電器３０の最大出力電圧ＶＣｍａｘ以下の場合、ＡＣ充電リレー４０が第１位置に切り換えられ、充電器３０から出力される電力が、昇降圧コンバータ２０の高圧側の電力線ＰＬ１およびＰＮ１に供給される。最大出力電圧ＶＣｍａｘが端子間電圧ＶＢより高いので、昇降圧コンバータ２０を作動することなく、充電器３０の出力電力をバッテリ１０に充電することができる。これにより、昇降圧コンバータ２０の昇圧機能を用いることなくバッテリ１０の充電が可能な場合には、昇降圧コンバータ２０を用いないで充電を行うので、昇降圧コンバータ２０による損失が生じることなくバッテリ１０を充電でき、充電効率の低下を抑制できる。

【0075】

バッテリ１０の充電が進み、ＳＯＣが大きくなると、あるいは、充電開始時のＳＯＣが大きいとき、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘより高くなる。この場合、ＡＣ充電リレー４０が第２位置に切り換えられ、充電器３０から出力される電力が、昇降圧コンバータ２０の低圧側の電力線ＰＬ２およびＰＮ２に供給される。そして、充電器３０の出力電量を昇降圧コンバータ２０で昇圧し、バッテリ１０に供給し充電を行う。これにより、充電器３０の出力電圧が端子間電圧ＶＢより低いときには、昇降圧コンバータ２０の昇圧機能を用いて、バッテリ１０の充電が可能になる。

【0076】

なお、本実施の形態では、Ｓ１１において、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘ以下の場合（ＶＢ≦ＶＣｍａｘ）、Ｓ１２でＡＣ充電リレー４０を第１位置に切り換えていた。しかし、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘより小さい場合（ＶＢ＜ＶＣｍａｘ）に、ＡＣ充電リレー４０を、第１位置に切り換えるようにしてもよい。この場合、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＣｍａｘ以上の場合（ＶＢ≧ＶＣｍａｘ）、ＡＣ充電リレー４０が第２位置に切り換えられる。

【0077】

本実施の形態では、Ｓ１７の充電終了動作において、ＡＣ充電リレー４０を第２位置に切り換えている。図８は、電動車両Ｖの走行時における、電力の流れを示す図である。電動車両Ｖの走行時、バッテリ１０から放電された電力は、図８の矢印に示すように、ＰＣＵ１Ｆ、ＰＣＵ１Ｒによって、ＭＧ２Ｆ、ＭＧ２Ｒに供給される。この際、ＡＣ充電リレー４０が第２位置に切り換えられているので、バッテリ１０から放電された電力は、図８に示すように、ＡＣ充電リレー４０で遮断され、充電器３０に供給されない。これにより、充電器３０に耐圧以上の電圧が印加されることを抑止できる。

【0078】

本実施の形態において、昇降圧コンバータ２０は、「ＤＣ充電設備９０から供給された電力を昇圧して、バッテリ１０を充電する機能」、「充電器３０の出力電力を昇圧して、バッテリ１０を充電する機能」、および「バッテリ１０から放電された電力を降圧して、補機装置に供給する機能」を備える。このように、昇降圧コンバータ２０を各機能で兼用しているので、回路構成を比較的簡素化できる。

【0079】

本実施の形態では、充電器３０の最大出力電圧ＶＣｍａｘを端子間電圧ＶＢと比較している。しかし、充電器３０の出力電圧ＶＣを端子間電圧ＶＢと比較し、ＡＣ充電リレー４０を切り換えるようにしてもよい。この場合、端子間電圧ＶＢ≦出力電圧ＶＣ（あるいは、ＶＢ＜ＶＣ）のとき、ＡＣ充電リレー４０を第１位置に切り換え、端子間電圧ＶＢ＞出力電圧ＶＣ（あるいは、ＶＢ≧ＶＣ）のとき、ＡＣ充電リレー４０を第２位置に切り換える。

【0080】

（変形例）
本実施の形態では、ＤＣ充電設備９０を用いた充電時に、ＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが、バッテリ１０の電圧（定格電圧、あるいは公称電圧）である８００Ｖより低い場合、昇降圧コンバータ２０を用いてバッテリ１０を充電し、最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが８００Ｖ以上の場合、昇降圧コンバータ２０を用いることなく、バッテリ１０を充電していた。

【0081】

変形例では、充電器３０（ＡＣ充電設備８０）を用いて充電を行う場合と同様に、バッテリ１０の端子間電圧ＶＢと最大出力電圧ＶＤＣｍａｘを比較して、ＤＣ充電リレー５０を切り換え、充電を行う。

【0082】

図９は、変形例において、ＥＣＵ１００に構成された機能ブロックを示す図である。出力電圧取得部１１０は、ＣＡＮ通信、および／または、ＰＬＣ通信により、ＤＣ充電設備９０から受信した情報から、ＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘを取得する。最大出力電圧ＶＤＣｍａｘは、ＤＣ充電設備９０から安定的に出力可能な最大電圧であって、たとえば、定格出力電圧であってよい。

【0083】

端子間電圧取得部１１１は、バッテリ１０の端子間電圧ＶＢを、監視ユニット１１から取得する。比較部１１２は、端子間電圧取得部１１１で取得した端子間電圧ＶＢと出力電圧取得部１１０で取得した最大出力電圧ＶＤＣｍａｘとを比較し、比較結果を、切換部１１３およびコンバータ制御部１１４へ出力する。

【0084】

切換部１１３は、比較部１１２から受信した比較結果に基づいて、ＤＣ充電リレー５０の切り換えを行う。端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘ以下の場合（ＶＢ≦ＶＤＣｍａｘ）、ｃ接点リレー５０ａを第１位置に切り換えるとともにａ接点リレー５０ｂを閉成し、ＤＣインレット５１に供給された電力を、高圧側の電力線ＰＬ１および電力線ＰＮ１を介してバッテリ１０に充電可能とする（図２参照）。また、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘより低い場合（ＶＢ＜ＶＤＣｍａｘ）、ｃ接点リレー５０ａを第２位置に切り換えるとともにａ接点リレー５０ｂを閉成し、ＤＣインレット５１に供給された電力を、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に供給する（図３参照）。

【0085】

コンバータ制御部１１４は、比較部から受信した比較結果が、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘより低い場合（ＶＢ＜ＶＤＣｍａｘ）、バッテリ１０の充電開始と同時に、昇降圧コンバータ２０を作動して昇圧を行う。

【0086】

充電電流制御部１１５は、バッテリ１０の充電開始、充電終了等を制御する。たとえば、ＤＣ充電設備９０との相互認証が成立すると、ＤＣ充電設備８０に充電電力の出力要求を送信して、バッテリ１０の充電を開始する。また、充電開始後、バッテリ１０のＳＯＣが充電完了時のＳＯＣになったとき、ＤＣ充電設備９０に充電電力の停止要求を送信して、充電を終了する。

【0087】

図１０は、変形例において、ＥＣＵ１００で実行される処理の概略フローチャートである。このフローチャートは、ＤＣインレッ５３１にコネクタ９１が接続されると実行される。ＤＣインレット３１にコネクタ９１が接続されると、まず、Ｓ２０で、ＣＡＮ通信、またはＰＬＣ通信により、ＤＣ充電設備９０から受信した情報から、ＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘを取得し、Ｓ２１へ進む。なお、最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが、本開示の「最大電圧」に相当する。

【0088】

Ｓ２１では、監視ユニット１１から受信した信号からバッテリ１０の端子間電圧ＶＢを取得し、Ｓ２２へ進む。

【0089】

Ｓ２２では、端子間電圧ＶＢがＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘより高いか否かを判定する。端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘ以下の場合（ＶＢ≦ＶＤＣｍａｘ）、否定判定されＳ２３へ進む。

【0090】

Ｓ２３では、ＤＣ充電リレー５０のｃ接点リレー５０ａを第１位置に切り換える（第１位置である場合は、第１位置を維持し）とともに、ａ接点リレー５０ｂを閉成する（閉成されている場合は、閉成を維持する）。これにより、ＤＣインレット５１から供給された電力は、電力線Ｌｃ２および電力線Ｌｄ１を介して、昇降圧コンバータ２０の高圧側の電力線ＰＬ１および（電力線ＰＮ２に接続された）電力線ＰＮ１に供給可能になる。なお、電力線Ｌｃ２および電力線Ｌｄ１が、本開示の「第１経路」、または「ＤＣ第１径路」に相当する。Ｓ２３を処理したあと、Ｓ２６へ進む。

【0091】

Ｓ２２において、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘより高い場合（ＶＢ＞ＶＤＣｍａｘ）、肯定判定されＳ２４へ進む。Ｓ２４では、ＤＣ充電リレー５０のｃ接点リレー５０ａを第２位置に切り換える（第２位置である場合は、第２位置を維持し）とともに、ａ接点リレー５０ｂを閉成する（閉成されている場合は、閉成を維持する）。これにより、ＤＣインレット５１から供給された電力は、電力線Ｌｃ１および電力線Ｌｄ１を介して、昇降圧コンバータ２０の低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に供給可能になる。なお、電力線Ｌｃ１、および電力線Ｌｄ１が、本開示の「第２経路」、または「ＤＣ第２径路」に相当する。Ｓ２４を処理したあと、Ｓ２５へ進む。

【0092】

Ｓ２５では、昇降圧コンバータ２０を作動する。これにより、低圧側の電力線ＰＬ２および電力線ＰＮ２に入力された電力を昇圧して、高圧側の電力線ＰＬ１およびＰＮ２へ出力可能になる。

【0093】

Ｓ２６では、ＤＣ充電設備９０に出力要求を送信し、バッテリ１０の充電を行う。（ＤＣ充電設備９０から電力が供給されているときは、供給を継続する。）なお、バッテリ１０の充電は、ＣＣ充電であってよく、ＣＣＣＶ充電であってもよい。

【0094】

続くＳ２７では、バッテリ１０の充電が終了したか否かを判定する。たとえば、バッテリ１０のＳＯＣが充電完了ＳＯＣになったとき、充電が終了したと判定する。充電が終了していないと判定されると、Ｓ２１に進んで、Ｓ２１～Ｓ２７の処理を繰り返し実行する。バッテリ１０のＳＯＣが充電完了ＳＯＣになり、Ｓ２７で肯定判定されると、Ｓ２８に進む。

【0095】

Ｓ２８では、充電終了動作を実行したあと、今回のルーチンを終了する。充電終了動作は、たとえば、ＤＣ充電設備９０に充電電力の停止要求を送信し、ＤＣ充電設備９０からの電力供給を停止するとともに、ａ接点リレー５０ｂを開放（ＯＦＦ）する。また、Ｓ２５で昇降圧コンバータ２０の作動を行っていた場合は、昇降圧コンバータ２０の作動を停止する。

【0096】

この変形例によれば、バッテリ１０のＳＯＣが小さく、端子間電圧ＶＢがＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘ以下の場合、ＤＣインレット５１から供給される電力が、昇降圧コンバータ２０の高圧側の電力線ＰＬ１およびＰＮ１に供給されるよう、ＤＣ充電リレー５０が切り換えられる。最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが端子間電圧ＶＢより高いので、昇降圧コンバータ２０を作動することなく、ＤＣ充電設備９０の出力電力をバッテリ１０に充電することができる。これにより、昇降圧コンバータ２０の昇圧機能を用いることなくバッテリ１０の充電が可能な場合には、昇降圧コンバータ２０を用いないで充電を行うので、昇降圧コンバータ２０による損失が生じることなくバッテリ１０を充電でき、充電効率の低下を抑制できる。

【0097】

バッテリ１０の充電が進み、ＳＯＣが大きくなると、あるいは、充電開始時のＳＯＣが大きいとき、また、ＤＣ充電設備９０の最大出力電圧ＶＤＣｍａｘが小さいときには、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘより高くなる。この場合、ＤＣインレット５１から供給される電力が、昇降圧コンバータ２０の低圧側の電力線ＰＬ２およびＰＮ２に供給されるよう、ＤＣ充電リレー５０が切り換えられる。そして、ＤＣ充電設備９０の出力電量を昇降圧コンバータ２０で昇圧し、バッテリ１０に供給し充電を行う。これにより、ＤＣ充電設備９０の出力電圧が端子間電圧ＶＢより低いときには、昇降圧コンバータ２０の昇圧機能を用いて、バッテリ１０の充電が可能になる。

【0098】

なお、変形例では、Ｓ２２において、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘ以下の場合（ＶＢ≦ＶＤＣｍａｘ）、Ｓ２３に進んでいた。しかし、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘより小さい場合（ＶＢ＜ＶＤＣｍａｘ）に、Ｓ２３へ進むようにしてもよい。この場合、端子間電圧ＶＢが最大出力電圧ＶＤＣｍａｘ以上の場合（ＶＢ≧ＶＤＣｍａｘ）、Ｓ２４へ進む。

【0099】

本実施の形態において、ＡＣ充電リレー４０は、ｃ接点リレー４０ａおよびｃ接点リレー４０ｂから構成していたが、ＡＣ充電リレー４０の構成はこれに限られない。図１１は、ＡＣ充電リレーの他の構成例を示す図である。図１１に示すように、充電リレーは、４個のａ接点リレーから構成される充電リレー４００としてもよい。ＡＣ充電リレー４００は、４個のａ接点リレーから構成されるので、ＡＣインレット３１にコネクタ８１が接続されていないとき、すべてのａ接点リレーを開放（ＯＦＦ）することにより、バッテリ１０から放電される電力とＡＣインレット３１の電気的な接続を確実に遮断できる。同様に、ＤＣ充電リレー５０のｃ接点リレー５０ａを、ふたつのａ接点リレーで構成するようにしてもよい。

【0100】

本実施の形態では、電力線Ｌａ２が電力線Ｌｃ１を経由して電力線ＰＬ２に接続し、電力線Ｌｂ２が電力線Ｌｄ１を経由して電力線ＬＮ２に接続している。しかし、各電力線の取り回しは、これらに限られない。たとえば、電力線Ｌａ２が、直接、電力線ＰＬ２に接続されてよく、電力線Ｌｂ２が、直接、電力線ＰＮ２に接続されてもよい。また、ＤＣ充電リレー５０のａ接点リレー５０ｂをｃ接点リレーに変更し、ＤＣインレット５１に入力される電力を、電力線ＰＮ２と電力線ＰＮ１とに切り換えて供給するようにしてもよい。

【0101】

本実施の形態で、バッテリ１０の電圧（定格電圧、あるいは、公称電圧）は、８００Ｖとしたが、５００Ｖであってよく、６００Ｖあるいは７００Ｖであってもよい。また、本実施の形態の電動車両Ｖは、前輪および後輪をＭＧで駆動する４輪駆動車であるが、前輪あるいは後輪の一方をＭＧで駆動する２輪駆動車であってもよい。

【0102】

なお、図１に示す電動車両Ｖは電気自動車であるが、本開示が適用可能な車両は図１に示す電動車両Ｖに限定されない。たとえば、エンジンとモータジェネレータとを備えるプラグインハイブリッド車両にも本開示は適用可能であり、蓄電池を備え外部充電可能な燃料電池車にも適用可能である。また、フォークリフト等の産業用車両であってもよい。

【0103】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示により示される技術的範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0104】

１Ｆ，１ＲＰＣＵ、２Ｆ，２Ｒモータジェネレータ（ＭＧ）、３Ｆ，３Ｒ駆動伝達ギヤ、４Ｆ，４Ｒ駆動輪、５電動コンプレッサ、６インバータ、７加熱ひー他、１０バッテリ、１１監視ユニット、１２ＳＭＲ、２０昇降圧コンバータ、３０充電器，３１ＡＣインレット、４０，４００ＡＣ充電リレー、５０ＤＣ充電リレー、５１ＤＣインレット、６０降圧コンバータ、７０補機バッテリ、８０ＡＣ受電設備、８１コネクタ、９０ＤＣ充電設備、９１コネクタ、１００ＥＣＵ、１０１端子間電圧取得部、１０２比較部、１０３切換部、１０４コンバータ制御部、１０５充電電力制御部、１１０出力電圧取得部、１１１端子間電圧取得部、１１２比較部、１１３切換部、１１４コンバータ制御部、１１５充電電流制御部、Ｖ電動車両。

【図1】