JP7010035B2

JP7010035B2 - 電動車両

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Publication number: JP7010035B2
Application number: JP2018019590A
Authority: JP
Inventors: 佳彦廣江
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: US20190241085A1; CN110120689A; US11230199B2; EP3521098A1; CN110120689B; JP2019140721A; EP3521098B1

Description

本開示は、電動車両外部の電源によって、車両に搭載された蓄電装置を充電可能な電動車両に関する。

近年においては、電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車などの電動車両に搭載された蓄電装置の充電に要する充電時間を短縮させるための様々な施策がなされている。その一つとして、充電器（電動車両外部の電源）の大電力化が進められてきており、異なる最大出力（たとえば、出力可能電力，出力可能電圧など）を有する充電器が複数存在するようになってきている。

特開２０１３－１１０８１６号公報（特許文献１）には、上記の電動車両において、充電器から供給される電力が印加される充電口が、昇降圧コンバータを介して蓄電装置に接続されている構成が開示されている。昇降圧コンバータは、充電器から供給された電力の電圧を蓄電装置に充電可能な電圧に変圧して蓄電装置に供給する。これによって、電動車両が異なる最大出力の充電器に対応できるようになされている。

特開２０１３－１１０８１６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電動車両においては、昇降圧コンバータを介して蓄電装置が充電されるため、充電器から供給された電圧を蓄電装置に充電可能な電圧に変圧する際に損失が発生してしまう。そのため、充電効率が低下してしまうことが懸念される。

本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動車両に搭載された蓄電装置の充電効率を向上させることである。

この開示に係る電動車両は、電気負荷に供給するための電力を蓄える蓄電装置と、外部電源から電力の供給を受ける充電口と、蓄電装置と電気負荷との間に設けられる電圧変換装置と、充電口と、蓄電装置と電圧変換装置との間の第１ノードとを接続する第１電力線と、充電口と、電圧変換装置と電気負荷との間の第２ノードとを接続する第２電力線と、充電口が第２電力線を介さずに第１電力線を介して蓄電装置に接続される第１状態と、充電口が第１電力線を介さずに第２電力線を介して蓄電装置に接続される第２状態とに切り替えられるように構成された切替リレーとを備える。

上記構成によれば、外部電源から充電口に印加される電圧が蓄電装置に充電可能な電圧でない場合には、切替リレーを第２状態にすることができる。これにより、外部電源から充電口に印加される電圧を、電圧変換装置で蓄電装置に充電可能な電圧に変圧して蓄電装置に供給することができる。一方、外部電源から充電口に供給される電圧が蓄電装置に充電可能な電圧である場合には、切替リレーを第１状態にすることができる。これにより、電圧変換装置を作動させることなく、外部電源から充電口に印加される電圧を直接的に蓄電装置に供給することができる。そのため、電圧変換装置の作動による損失を抑制することができ、蓄電装置の充電効率を向上させることができる。

好ましくは、電動車両は、切替リレーを制御する制御装置をさらに備える。制御装置は、充電口が外部電源から電力の供給を受ける際に、外部電源から通信によって取得した外部電源の最大出力を用いて切替リレーを第１状態および第２状態のどちらかの状態に制御する。

上記構成によれば、外部電源の最大出力に応じて、蓄電装置の充電によって生じる損失が小さくなるように切替リレーを第１状態および第２状態のどちらかの状態に制御することができる。これによって、充電効率の高い充電を行なうことができる。

好ましくは、制御装置は、外部電源から通信によって取得した外部電源の出力可能電圧が所定電圧よりも高い場合、切替リレーを第２状態に制御する。

外部電源の出力可能電圧が高い場合には、第１電力線を介して蓄電装置を充電すると、蓄電装置を充電する目標の電圧である目標充電電圧を超える過大な電圧が蓄電装置に印加され得る。そこで、上記構成による制御装置は、外部電源の出力可能電圧が所定電圧よりも高い場合には、切替リレーを第２状態にする。これにより、外部電源から充電口に印加される電圧を、電圧変換装置を作動して目標充電電圧以下の電圧に降圧して蓄電装置に供給することができる。これによって、蓄電装置に目標充電電圧を超える過大な電圧が印加されることを回避して蓄電装置を保護しつつ、蓄電装置を充電することができる。

好ましくは、制御装置は、出力可能電圧が、蓄電装置を充電する目標の電圧である目標充電電圧よりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合、切替リレーを第１状態に制御する。

充電器の出力可能電圧が目標充電電圧よりも高い場合には、たとえば、切替リレーを第２状態にして電圧変換装置を作動し出力可能電圧を目標充電電圧に降圧すること、および、充電器に目標充電電圧の電圧で電力を供給することを要求することが考えられる。外部電源から供給される電力が一定であるときには、充電口に印加される電圧を目標充電電圧に低下させて電力を供給することを充電器に要求すると、電圧を低下させる低下幅に伴なって充電口を流れる電流が大きくなり得る。この場合において、出力可能電圧が所定電圧よりも低い場合には、電圧を低下させる低下幅が小さいので、充電口に流れる電流の増加幅も小さいことが想定される。そのため、充電口に流れる電流の増加に起因する充電口の発熱による損失は、切替リレーを第２状態にして電圧変換装置を作動させることによる損失よりも小さくなることが想定される。上記構成によれば、出力可能電圧が、目標充電電圧よりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合、切替リレーを第１状態にする。これによって、蓄電装置の充電によって生じる損失を抑制することができ、蓄電装置の充電効率を向上させることができる。

好ましくは、制御装置は、出力可能電圧が、目標充電電圧よりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合であっても、充電口の温度が閾値よりも高いときは、切替リレーを第２状態に制御する。

上記構成によれば、外部電源の出力可能電圧が、目標充電電圧よりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合であっても、充電口の温度が閾値よりも高いときは、切替リレーが第２状態に制御される。これによって、外部電源から充電口に印加される電圧を電力変換装置で降圧した電圧を蓄電装置に供給することができる。そのため、切替リレーを第１状態にする場合に比べて、外部電源から充電口に印加される電圧をより高い電圧に維持することができる。ゆえに、外部電源から供給される電力を低下させることなく、充電口を流れる電流を低減することができる。これによって、充電口の発熱を抑制して充電効率を向上させることができる。

本開示によれば、電動車両に搭載された蓄電装置の充電効率を向上させることができる。

本実施の形態に係る電動車両とＤＣ充電器とを含む充電システムの全体構成図である。電動車両に搭載された蓄電装置を充電する際にＥＣＵで実行される処理を示すフローチャート（その１）である。電動車両に搭載された蓄電装置を充電する際にＥＣＵで実行される処理を示すフローチャート（その２）である。

以下、本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り返さない。

図１は、本実施の形態に係る電動車両１とＤＣ充電器３００とを含む充電システムの全体構成図である。

ＤＣ充電器３００は、直流電力を供給する充電（ＤＣ充電）を行なう充電設備である。ＤＣ充電器３００は、充電ケーブルおよび充電コネクタ２００を介して、電動車両１に充電電力（直流）を供給する。本実施の形態に係るＤＣ充電器３００は、同じ電力（たとえば、１６０ｋＷ）を供給する場合において、供給電圧（充電電圧）を変えることができる。たとえば、同じ電力を供給する場合において、電動車両１からの要求に応じて高電圧（たとえば８００Ｖ）での電力の供給と、低電圧（たとえば４００Ｖ）での電力の供給とを変えることができる。

また、ＤＣ充電器３００には、様々な最大出力を有するものが存在している。たとえば、一例をあげると、出力可能電力５０ｋＷ（出力可能電圧５００Ｖ、出力可能電流１２５Ａ）のＤＣ充電器、出力可能電力１６０ｋＷ（出力可能電圧４００Ｖ、出力可能電流４００Ａ）のＤＣ充電器、および、出力可能電力３５０ｋＷ（出力可能電圧１０００Ｖ、出力可能電流４００Ａ）のＤＣ充電器などである。なお、出力可能電力とは、ＤＣ充電器３００の最大出力電力値である。出力可能電圧とは、ＤＣ充電器３００の最大出力電圧値である。出力可能電流とは、ＤＣ充電器３００の最大出力電流値である。

具体的に一例として、出力可能電力が１６０ｋＷであるＤＣ充電器３００について説明する。ＤＣ充電器３００は、１６０ｋＷの電力を供給する場合に、電動車両１に搭載された蓄電装置１０を充電する目標の電圧である目標充電電圧ＶＢが８００Ｖであった場合に８００Ｖ－２００Ａで電力を供給し、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢが４００Ｖであった場合に４００Ｖ－４００Ａで電力を供給する。なお、本実施の形態においては、ＤＣ充電器３００は、ＤＣ充電器３００の出力可能電力で電動車両１に電力を供給するものとする。つまり、ＤＣ充電器３００からは、電動車両１に一定の電力が供給される。

また、ＤＣ充電器３００は、通信部３１０を備える。通信部３１０は、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）の通信プロトコルに従い、通信信号線Ｌ２を介して電動車両１と通信（以下のおいては「ＣＡＮ通信」ともいう）を行なう。

電動車両１は、電気自動車およびプラグインハイブリッド自動車などの電動車両である。本実施の形態においては、一例として、電動車両１は、プラグインハイブリッド自動車である例について説明する。図１を参照して、電動車両１は、蓄電装置１０と、昇降圧コンバータ５０と、インバータ６０と、動力出力装置７０と、駆動輪８０と、車両インレット９０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、通信装置１５０と、メインリレー装置２０と、第１充電リレー装置３０と、第２充電リレー装置４０と、温度センサ５００とを備える。

蓄電装置１０は、３個の組電池を含む。組電池は、複数の電池が積層されている。電池は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池である。また、電池は、正極と負極との間に液体電解質を有するものであってもよいし、固体電解質を有するものであってもよい。組電池には、ＤＣ充電器３００から供給されて車両インレット９０から入力される電力の他、動力出力装置７０において発電される電力が蓄えられる。なお、本実施の形態においては、蓄電装置１０には３個の組電池が含まれる例について説明するが、蓄電装置１０に含まれる組電池の数は３個に限られない。蓄電装置１０に含まれる組電池の数は３個以上であってもよいし、２個以下であってもよい。また、組電池は、複数の電池が積層されていることに限られるものではなく、１個の電池から構成されてもよい。また、組電池として、大容量のキャパシタも採用可能である。

昇降圧コンバータ５０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間で電圧変換を行なう。具体的には、たとえば、蓄電装置１０から供給される直流電圧を昇圧してインバータ６０に供給したり、動力出力装置７０からインバータ６０を介して供給される直流電圧を降圧して蓄電装置１０に供給したりする。

また、昇降圧コンバータ５０は、ＤＣ充電器３００から供給された直流電圧を変圧（昇圧および降圧）して蓄電装置１０に供給する。

インバータ６０は、昇降圧コンバータ５０から供給される直流電力を交流電力に変換し、動力出力装置７０に含まれるモータを駆動する。また、インバータ６０は、回生による蓄電装置１０の充電時には、モータによって発電された交流電力を直流電力に変換して昇降圧コンバータ５０に供給する。

動力出力装置７０は、駆動輪８０を駆動するための装置を総括して示したものである。たとえば、動力出力装置７０は、駆動輪８０を駆動するモータやエンジンなどを含む。また、動力出力装置７０は、駆動輪８０を駆動するモータが回生モードで動作することによって、車両の制動時などに発電し、その発電された電力をインバータ６０へ出力する。以下においては、動力出力装置７０および駆動輪８０を総称して「駆動部」ともいう。また、インバータ６０および動力出力装置７０は、電動車両１の電気負荷である。

車両インレット９０は、電動車両１に直流電力を供給するためのＤＣ充電器３００の充電コネクタ２００と接続可能に構成される。ＤＣ充電時に、車両インレット９０は、ＤＣ充電器３００から供給される電力を受ける。

メインリレー装置２０は、蓄電装置１０と昇降圧コンバータ５０との間に設けられる。メインリレー装置２０は、メインリレー２１およびメインリレー２２を含む。メインリレー２１およびメインリレー２２は、それぞれ正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される。

メインリレー２１，２２がオフ状態であると、蓄電装置１０から駆動部への電力の供給ができず、電動車両１の走行が不能な状態となる。メインリレー２１，２２がオン状態であると、蓄電装置１０から駆動部への電力の供給が可能となり、電動車両１の走行が可能な状態にすることができる。

第１充電リレー装置３０は、メインリレー装置２０と昇降圧コンバータ５０との間に接続される。第１充電リレー装置３０は、第１充電リレー３１および第１充電リレー３２を含む。第１充電リレー３１は、一端が第１ノードＮ１ａに接続され、他端が車両インレット９０に接続される。第１充電リレー３２は、一端が第１ノードＮ１ｂに接続され、他端が車両インレット９０に接続される。第１ノードＮ１ａは、メインリレー装置２０と昇降圧コンバータ５０との間の正極線ＰＬ１上に設けられる。第１ノードＮ１ｂは、メインリレー装置２０と昇降圧コンバータ５０との間の負極線ＮＬ１上に設けられる。第１充電リレー３１，３２は、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介してＤＣ充電器３００による電動車両１の充電が行なわれる場合にオフ状態にされる。

メインリレー２１，２２をオン状態、かつ、第１充電リレー３１，３２をオン状態にすることにより、ＤＣ充電器３００による蓄電装置１０の充電が行なえる状態となる。

第２充電リレー装置４０は、昇降圧コンバータ５０とインバータ６０との間に接続される。第２充電リレー装置４０は、第２充電リレー４１および第２充電リレー４２を含む。第２充電リレー４１は、一端が第２ノードＮ２ａに接続され、他端が車両インレット９０に接続される。第２充電リレー４２は、一端が第２ノードＮ２ｂに接続され、他端が車両インレット９０に接続される。第２ノードＮ２ａは、昇降圧コンバータ５０とインバータ６０との間の正極線ＰＬ２上に設けられる。第２ノードＮ２ｂは、昇降圧コンバータ５０とインバータ６０との間の負極線ＮＬ２上に設けられる。第２充電リレー４１，４２は、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介してＤＣ充電器３００による電動車両１の充電が行なわれる場合にオフ状態にされる。

メインリレー２１，２２をオン状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオン状態にすることにより、ＤＣ充電器３００による蓄電装置１０の充電が行なえる状態となる。

なお、本実施の形態に係る、第１充電リレー装置３０および第２充電リレー装置４０は、本開示における「切替リレー」の一例に相当する。

温度センサ５００は、車両インレット９０の温度を検出し、その検出値をＥＣＵ１００に出力する。

通信装置１５０は、たとえば、ＣＡＮの通信プロトコルに従い、通信線Ｌ１を介してＤＣ充電器３００の通信部３１０と通信を行なう。なお、電動車両１の通信装置１５０とＤＣ充電器３００の通信部３１０とが行なう通信は、ＣＡＮ通信に限られるものではない。たとえば、電動車両１の通信装置１５０とＤＣ充電器３００の通信部３１０とが行なう通信は、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信であってもよい。この場合、通信装置１５０は、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１および第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２に接続される。

ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリおよび入出力バッファを含み、センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で構築して処理することも可能である。

ＥＣＵ１００は、第１充電リレー装置３０に含まれる第１充電リレー３１，３２および第２充電リレー装置４０に含まれる第２充電リレー４１，４２を制御して、蓄電装置１０の充電を制御する。具体的には、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０を充電しないときには、第１充電リレー３１，３２および第２充電リレー４１，４２をともにオフ状態（以下「全オフ状態」ともいう）にして、車両インレット９０と蓄電装置１０とを切り離す。ＥＣＵ１００は、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０を充電するときには、第１充電リレー３１，３２をオン状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオフ状態（以下「第１状態」ともいう）にする。また、ＥＣＵ１００は、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０を充電するときには、第１充電リレー３１，３２をオフ状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオン状態（以下「第２状態」ともいう）にする。

ＥＣＵ１００は、メインリレー装置２０に含まれるメインリレー２１，２２の開閉を制御する。さらに、ＥＣＵ１００は、温度センサ５００から取得した車両インレット９０の温度を用いて所定の演算を行ない、種々の処理を実行する。

また、ＥＣＵ１００は、通信装置１５０を介して、ＤＣ充電器３００から車両インレット９０に印加される電圧の要求電圧である充電電圧上限値ＶｒｅｑをＤＣ充電器３００に送信する。ＤＣ充電器３００は、電動車両１から充電電圧上限値Ｖｒｅｑを受信すると、車両インレット９０に充電電圧上限値Ｖｒｅｑの電圧で電力を供給する。なお、充電電圧上限値Ｖｒｅｑは、ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳを超えない範囲で任意に設定可能である。

また、ＥＣＵ１００は、通信装置１５０を介して、ＤＣ充電器３００からＤＣ充電器３００の最大出力を取得する。最大出力とは、具体的には、ＤＣ充電器３００の出力可能電力、出力可能電圧ＶＳ、および、出力可能電流などである。なお、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本開示に係る「制御装置」の一例に相当する。

電動車両１に搭載された蓄電装置１０は、様々な最大出力のＤＣ充電器３００を用いて充電可能であることが求められる。この点、ＤＣ充電器３００から車両インレット９０に印加される電力を電動車両１の第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して昇降圧コンバータ５０を作動させて蓄電装置１０で充電可能な電圧に変圧することにより、様々な最大出力のＤＣ充電器３００を用いて蓄電装置１０の充電ができる。

しかしながら、昇降圧コンバータ５０で変圧して蓄電装置１０が充電される場合、昇降圧コンバータ５０を作動させてＤＣ充電器３００から車両インレット９０に印加された電圧を蓄電装置１０に充電可能な電圧に変圧することによる損失（以下においては「変圧損失」ともいう）が発生してしまうため、充電効率が低下してしまうことが懸念される。

また、本実施の形態においては、ＤＣ充電器３００から一定の電力が車両インレット９０に供給されるので、車両インレット９０に印加される電圧を低くすると車両インレット９０を流れる電流が大きくなる。ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳが蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢより高い場合、電動車両１は、ＤＣ充電器３００に対して充電電圧上限値Ｖｒｅｑとして蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢを設定して送信する。これによって、ＤＣ充電器３００は、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢの電圧で電力を供給する。そのため、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０を充電することが可能であるが、この場合、車両インレット９０に印加される電圧を低くしたことに伴なって車両インレット９０に流れる電流が大きくなる。そのため、電流が大きくなったことによる車両インレット９０および充電ケーブルなどの発熱の増加分による損失（以下においては「通電損失」ともいう）によって充電効率が低下することが懸念される。

そこで、本実施の形態においては、ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合には、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して、ＤＣ充電器３００から車両インレット９０に印加される電圧が直接的に蓄電装置１０に供給される。また、ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳが所定電圧以上である場合、または、ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢ以下である場合には、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して、昇降圧コンバータ５０を作動させてＤＣ充電器３００から車両インレット９０に印加される電圧を変圧して蓄電装置１０に供給される。

本実施の形態に係る所定電圧は、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢに規定値を加算して設定される（所定電圧＝ＶＢ＋規定値）。規定値は、ＤＣ充電器３００から供給される電力が一定であるとしたときに、目標充電電圧ＶＢより高く、かつ、所定電圧未満のＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳ（ＶＢ＜ＶＳ＜所定電圧）を目標充電電圧ＶＢまで低くしたときの通電損失を考慮して設定される。具体的には、規定値は、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢより高く、かつ、所定電圧未満であるときの、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０が充電される場合の通電損失が、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０が充電される場合の変圧損失よりも小さくなる値に設定される。換言すると、規定値は、出力可能電圧ＶＳが所定電圧以上である場合には、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０が充電される場合の通電損失が、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０が充電される場合の変圧損失よりも大きくなる値に設定される。なお、所定電圧は、上記のように設定されることに限られるものではなく、任意に設定することが可能である。たとえば、目標充電電圧ＶＢに任意の固定値を加算して設定されてもよい。

図２は、電動車両１に搭載された蓄電装置１０を充電する際にＥＣＵ１００で実行される処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１００において、車両インレット９０にＤＣ充電器３００の充電コネクタ２００が接続されたときに実行される。なお、図２に示すフローチャートの各ステップは、ＥＣＵ１００によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部がＥＣＵ１００内に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。図３においても同様である。

ＥＣＵ１００は、車両インレット９０に充電コネクタ２００が接続されると処理を開始し、初期確認に異常があるか否かを判定する（ステップ１００、以下ステップを「Ｓ」と略す）。初期確認とは、充電が正常に行えるか否かを確認する処理である。具体的には、たとえば、車両インレット９０と充電コネクタ２００とのコンタクトチェック、電動車両１に電気的な故障がないかのセルフチェック等である。

ＥＣＵ１００は、初期確認が異常なしと判定すると（Ｓ１００においてＹＥＳ）、通信装置１５０を介して、ＤＣ充電器３００から出力可能電圧ＶＳを取得する（Ｓ１０５）。なお、本実施の形態においては、ＤＣ充電器３００から出力可能電圧ＶＳを取得する例について説明するが、ＤＣ充電器３００から取得するのは出力可能電圧ＶＳに限られるものではない。たとえば、出力可能電力であってもよいし、出力可能電流であってもよい。

ＥＣＵ１００は、出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低いか否かを判定する（Ｓ１１０）。

ＥＣＵ１００は、取得した出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低いと判定すると（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑに目標充電電圧ＶＢを設定して、ＤＣ充電器３００に充電電圧上限値Ｖｒｅｑを送信する（Ｓ１１５）。これによって、ＤＣ充電器３００は、充電電圧上限値Ｖｒｅｑの電圧で車両インレット９０に電力を供給する。

そして、ＥＣＵ１００は、第１充電リレー３１，３２をオン状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオフ状態にして、第１電力線を介して蓄電装置１０を充電できるようにする（Ｓ１２０）。そして、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０の充電を開始する（Ｓ１５０）。

このように、ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電器３００から取得した出力可能電圧ＶＳを用いて、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０を充電するよりも第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０を充電した方が充電効率が高いと判定したときには、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０を充電する。これによって、蓄電装置１０の充電効率が向上される。

ＥＣＵ１００は、Ｓ１１０において、取得した出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低いという条件を満たさないと判定したときは（Ｓ１１０においてＮＯ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑに出力可能電圧ＶＳを設定して、ＤＣ充電器３００に充電電圧上限値Ｖｒｅｑを送信する（Ｓ１２５）。

次いで、ＥＣＵ１００は、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢよりも高いか否かを判定する（Ｓ１３０）。ＥＣＵ１００は、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢよりも高いと判定すると（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑ（＝ＶＳ）を昇降圧コンバータ５０で目標充電電圧ＶＢに降圧する降圧モードを選択する（Ｓ１４０）。そして、ＥＣＵ１００は、第１充電リレー３１，３２をオフ状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオン状態（第２状態）にする（Ｓ１４５）。ＥＣＵ１００は、第２電力線を介して昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑ（＝ＶＳ）を目標充電電圧ＶＢに降圧して、蓄電装置１０を充電する（Ｓ１５０）。

一方、ＥＣＵ１００は、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢよりも高くないと判定すると（Ｓ１３０においてＮＯ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑ（＝ＶＳ）を目標充電電圧ＶＢに昇圧する昇圧モードを選択する（Ｓ１３５）。そして、ＥＣＵ１００は、第１充電リレー３１，３２をオフ状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオン状態（第２状態）にする（Ｓ１４５）。ＥＣＵ１００は、第２電力線を介して昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑ（＝ＶＳ）を目標充電電圧ＶＢに昇圧して、蓄電装置１０を充電する（Ｓ１５０）。

このように、ＥＣＵ１００がＤＣ充電器３００から取得した出力可能電圧ＶＳを用いて、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０を充電するよりも、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０を充電した方が充電効率が高いと判定したときには、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０が充電される。これによって、蓄電装置１０の充電効率が向上される。

また、Ｓ１３０において、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢよりも高いと判定されたときには、第２電力線を介して昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑを出力可能電圧ＶＳから目標充電電圧ＶＢに降圧して、蓄電装置１０が充電される。これによって、蓄電装置１０に過大な電圧が印加されることを回避して充電することができる。

また、Ｓ１３０において、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢよりも高くないと判定されたときには、第２電力線を介して昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑを出力可能電圧ＶＳから目標充電電圧ＶＢに昇圧して、蓄電装置１０が充電される。これによって、蓄電装置１０を目標充電電圧ＶＢで充電することができる。これによって、たとえば、出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の現在の電圧より大きく、かつ、目標充電電圧ＶＢよりも低いような場合であっても、蓄電装置１０を目標充電電圧ＶＢで充電することができるので、出力可能電圧ＶＳを昇圧しない場合と比べて、蓄電装置１０の充電に要する充電時間を短くすることができる。

ＥＣＵ１００は、Ｓ１００において、初期確認が異常ありと判定すると（Ｓ１００においてＮＯ）、処理を終了する。

以上のように、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００が、通信によってＤＣ充電器３００から取得したＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳを用いて、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１および第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２のどちらを介して蓄電装置１０を充電するかを判定する。出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低いと判定された場合には、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１を介して蓄電装置１０が充電される。これによって、昇降圧コンバータ５０を作動させて電圧を変圧することによる損失を抑制することができ、蓄電装置１０の充電効率を向上させることができる。

一方、出力可能電圧ＶＳが、所定電圧以上であると判定された場合には、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０が充電される。これによって、昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑを降圧して蓄電装置１０を充電することができる。ゆえに、蓄電装置１０に過大な電圧が印加されることを回避して充電することができる。

また、出力可能電圧ＶＳが、目標充電電圧ＶＢ以下であると判定された場合には、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０が充電される。これによって、昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑを昇圧して蓄電装置１０を充電することができる。ゆえに、蓄電装置１０を目標充電電圧ＶＢで充電することができる。

＜変形例＞
実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳを用いて、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１および第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２のどちらを使用して蓄電装置１０を充電するかを判定した。ＥＣＵ１００は、ＤＣ充電器３００の出力可能電圧ＶＳに加えて、車両インレット９０の温度ＴＩを用いて、第１電力線ＣＰＬ１，ＣＮＬ１および第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２のどちらを使用して蓄電装置１０を充電するかを判定してもよい。

たとえば、電動車両１の充電をする前に、ＤＣ充電器３００が他の電動車両の充電に使用されていたような場合には、ＤＣ充電器３００の充電コネクタ２００が非常に高温になっていることも考えられる。そのような場合に、車両インレット９０に充電コネクタ２００が接続されると、熱伝導によって車両インレット９０も高温になり得る。このような状態において、大きな充電電流が車両インレット９０に流れると、さらに車両インレット９０が発熱することによって通電損失が大きくなってしまう可能性がある。

そこで、出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合であっても（ＶＢ＜ＶＳ＜所定電圧）、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈよりも高いときには、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０を充電する。

これによって、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈ以上の場合には、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０が充電されるので、ＤＣ充電器３００から車両インレット９０に蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高い電圧を印加することができる。これによって、車両インレット９０に流れる電流を小さくすることができるので、車両インレット９０の発熱を抑制して充電効率を向上させることができる。

変形例に係る閾値Ｔｔｈは、第１電力線を介して蓄電装置１０を充電したときの通電損失と、第２電力線を介して蓄電装置１０を充電したときの変圧損失とを考慮して任意に設定される。たとえば、閾値Ｔｔｈは、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈ以上の場合に、第１電力線を介して蓄電装置１０を充電したときの通電損失が、第２電力線を介して蓄電装置１０を充電したときの変圧損失よりも大きくなる値に設定される。換言すると、閾値Ｔｔｈは、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈより小さい場合には、第１電力線を介して蓄電装置１０を充電したときの通電損失が、第２電力線を介して蓄電装置１０を充電したときの変圧損失よりも小さくなる値に設定される。

図３は、電動車両１に搭載された蓄電装置１０を充電する際にＥＣＵ１００で実行される処理を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、図２のフローチャートに対して、Ｓ２５５を追加した。その他の各ステップについては、図２のフローチャートにおける各ステップと同様であるため、繰り返し説明しない。

ＥＣＵ１００は、出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低いと判定すると（Ｓ２１０においてＹＥＳ）、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈよりも低いか否かを判定する（Ｓ２５５）。

ＥＣＵ１００は、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈよりも低いと判定すると（Ｓ２５５においてＹＥＳ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑに目標充電電圧ＶＢを設定して、ＤＣ充電器３００に充電電圧上限値Ｖｒｅｑを送信する（Ｓ２１５）。そして、ＥＣＵ１００は、第１充電リレー３１，３２をオン状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオフ状態にして、第１電力線を介して蓄電装置１０を充電できるようにする（Ｓ２２０）。そして、ＥＣＵ１００は、蓄電装置１０の充電を開始する（Ｓ２５０）。

ＥＣＵ１００は、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈよりも低くないと判定すると（Ｓ２５５においてＮＯ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑに出力可能電圧ＶＳを設定して、ＤＣ充電器３００に充電電圧上限値Ｖｒｅｑを送信する（Ｓ２２５）。

そして、この場合、出力可能電圧ＶＳは目標充電電圧ＶＢよりも高いので、ＥＣＵ１００は、Ｓ２３０において、出力可能電圧ＶＳが目標充電電圧ＶＢよりも高いと判定して（Ｓ２３０においてＹＥＳ）、充電電圧上限値Ｖｒｅｑ（＝ＶＳ）を目標充電電圧ＶＢに降圧する降圧モードを選択する（Ｓ２４０）。そして、ＥＣＵ１００は、第１充電リレー３１，３２をオフ状態、かつ、第２充電リレー４１，４２をオン状態（第２状態）にする（Ｓ２４５）。ＥＣＵ１００は、第２電力線を介して昇降圧コンバータ５０を作動させて充電電圧上限値Ｖｒｅｑ（＝ＶＳ）を目標充電電圧ＶＢに降圧して、蓄電装置１０を充電する（Ｓ２５０）。

以上のように、出力可能電圧ＶＳが、蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも高く、かつ、所定電圧よりも低い場合であっても（ＶＢ＜ＶＳ＜所定電圧）、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈ以上のときには、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して蓄電装置１０を充電する。

これによって、車両インレット９０の温度ＴＩが閾値Ｔｔｈ以上の場合には、第２電力線ＣＰＬ２，ＣＮＬ２を介して、ＤＣ充電器３００から供給される電力の電圧が昇降圧コンバータ５０を作動させて降圧させて蓄電装置１０に供給されるので、ＤＣ充電器３００から蓄電装置１０の目標充電電圧ＶＢよりも大きい電圧を印加することができる。これによって、車両インレット９０に流れる電流を小さくすることができるので、車両インレット９０の発熱を抑制して充電効率を向上させることができる。

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。本開示の範囲は、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およ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。

１電動車両、１０蓄電装置、２０メインリレー装置、２１，２２メインリレー、３０第１充電リレー装置、３１，３２第１充電リレー、４０第２充電リレー装置、４１，４２第２充電リレー、５０昇降圧コンバータ、６０インバータ、７０動力出力装置、８０駆動輪、９０車両インレット、１００ＥＣＵ、１５０通信装置、２００充電コネクタ、３００充電器、３１０通信部、５００温度センサ、ＣＮＬ１，ＣＰＬ１第１電力線、ＣＮＬ２，ＣＰＬ２第２電力線、Ｌ１通信線、Ｌ２通信信号線、Ｎ１ｂ，Ｎ１ａ第１ノード、Ｎ２ａ，Ｎ２ｂ第２ノード、ＮＬ１，ＮＬ２負極線、ＰＬ１，ＰＬ２正極線、Ｔｔｈ閾値、ＶＢ目標充電電圧、Ｖｒｅｑ充電電圧上限値、ＶＳ出力可能電力。

Claims

電気負荷に供給するための電力を蓄える蓄電装置と、
外部電源から電力の供給を受ける充電口と、
前記蓄電装置と前記電気負荷との間に設けられる電圧変換装置と、
前記充電口と、前記蓄電装置と前記電圧変換装置との間の第１ノードとを接続する第１電力線と、
前記充電口と、前記電圧変換装置と前記電気負荷との間の第２ノードとを接続する第２電力線と、
前記充電口が前記第２電力線を介さずに前記第１電力線を介して前記蓄電装置に接続される第１状態と、前記充電口が前記第１電力線を介さずに前記第２電力線を介して前記蓄電装置に接続される第２状態とに切り替えられるように構成された切替リレーと、
前記切替リレーを制御する制御装置とを備え、
前記外部電源から前記充電口に電力を受けて前記蓄電装置を充電する外部充電を開始する前に、前記制御装置は、前記第１電力線を介した前記外部充電における損失である第１損失と、前記第２電力線を介した前記外部充電における損失である第２損失とに基づいて、前記切替リレーを前記第１状態および前記第２状態のどちらかの状態に制御する、電動車両。
前記制御装置は、前記第１損失が前記第２損失よりも大きい場合、前記切替リレーを前記第２状態に制御する、請求項１に記載の電動車両。
前記制御装置は、前記第１損失が前記第２損失よりも小さい場合、前記切替リレーを前記第１状態に制御する、請求項１または請求項２に記載の電動車両。
前記制御装置は、前記第１損失が前記第２損失よりも小さい場合であっても、前記充電口の温度が閾値よりも高いときは、前記切替リレーを前記第２状態に制御する、請求項３に記載の電動車両。
前記外部充電において、前記充電口には、前記外部電源から定電力が供給される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両。
電気負荷に供給するための電力を蓄える蓄電装置と、
外部電源から電力の供給を受ける充電口と、
前記蓄電装置と前記電気負荷との間に設けられる電圧変換装置と、
前記充電口と、前記蓄電装置と前記電圧変換装置との間の第１ノードとを接続する第１電力線と、
前記充電口と、前記電圧変換装置と前記電気負荷との間の第２ノードとを接続する第２電力線と、
前記充電口が前記第２電力線を介さずに前記第１電力線を介して前記蓄電装置に接続される第１状態と、前記充電口が前記第１電力線を介さずに前記第２電力線を介して前記蓄電装置に接続される第２状態とに切り替えられるように構成された切替リレーと、
前記切替リレーを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記充電口が前記外部電源から電力の供給を受ける際に、前記外部電源から通信によって取得した前記外部電源の最大出力を用いて前記切替リレーを前記第１状態および前記第２状態のどちらかの状態に制御し、
前記制御装置は、
前記外部電源から通信によって取得した前記外部電源の出力可能電圧が所定電圧よりも高い場合、前記切替リレーを前記第２状態に制御し、
前記出力可能電圧が、前記蓄電装置を充電する目標の電圧である目標充電電圧よりも高く、かつ、前記所定電圧よりも低い場合、前記切替リレーを前記第１状態に制御し、
前記出力可能電圧が、前記目標充電電圧よりも高く、かつ、前記所定電圧よりも低い場合であっても、前記充電口の温度が閾値よりも高いときは、前記切替リレーを前記第２状態に制御する、電動車両。