JP6162833B2 - プラグイン車両用の充電装置およびプラグイン車両 - Google Patents

Description

本発明は、プラグイン車両用の充電装置に関し、さらに、対応するプラグイン車両に関する。

電気車両またはハイブリッド電気車両を駆動するためのエネルギー貯蔵器として用いられる個別の二次要素またはブロックの相互接続構成は、自動車技術において、駆動バッテリ、サイクルバッテリ、または走行用バッテリと呼称される。この場合、先行技術は、特に、いわゆるプラグイン車両を包含しており、このプラグイン車両は、その走行用バッテリに再充電するために、充電用ケーブルによって定置式の電源システムに接続できる。

（特許文献１）は、この種のプラグイン車両用の計量可能な高電圧充電および検出システムを開示している。この既知のシステムは、高電圧バスと、並列リレーセットと、制御装置とを含む。並列リレーセットは、相互に並列接続される２個以上のリレーを含み、高電圧バスに電気接続される。制御装置は、セットのリレーのうちの１つに機能不全が検出された場合、並列リレーセットを通って流れる電流を調整するようにプログラムされる。このシステムは、並列リレーセットによって高電圧バスに電気接続される高電圧電源を含むことができ、その場合、制御装置は、高電圧電源の出力を低減することによって、並列リレーセットを通って流れる電流を低減する。このシステムは、並列リレーセットによって高電圧バスに電気接続される高電圧モータを含むことができ、その場合、制御装置は、モータが要求する電力を低減することによって、並列リレーセットを通って流れる電流を低減する。

これに関連して、（特許文献２）は、車輪を駆動するように構成されるモータと、そのモータに電力を供給するように構成される高電圧バッテリと、モータ車両の外部に配置される電力供給手段によって高電圧バッテリを充電するように構成されるバッテリ充電装置とを有するモータ車両用の制御装置を開示している。この制御装置は、さらに、特定の故障を検出するように構成される故障検出ユニットを有し、また、モータ車両の駆動を防止するように構成される駆動防止ユニットを有する。この駆動防止ユニットは、次のような場合にモータ車両の駆動を防止する。すなわち、モータ車両の駆動が開始される前の初期チェックの間に故障検出ユニットが故障を検出した場合、および、高電圧バッテリが、初期チェックの直前にモータ車両の外部に配置される電源によって充電された場合である。

米国特許出願公開第２０１４／０２１７８１４Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０１２３６２２Ａ１号明細書

本発明は、独立請求項によるプラグイン車両用の充電装置と、さらに対応するプラグイン車両とを提供する。

本発明の一利点は、充電装置の個々の電圧レールを構成する独立の電力コンポーネントのフレキシブルな形態に見出すことができる。この場合、各電力コンポーネントは、多相の定置式供給システムの電圧の１つの相に接続され、前記供給システムの電圧を車両端の高電圧に変換する。しかし、本発明によれば、電力コンポーネントを、必要な場合には、供給システムの電圧の別の相に切り替えることが可能である。この特殊な非常時充電モードは、問題の相に現在接続されている電力コンポーネントが機能不全になると直ちに、対応する制御モジュールによって自動的に作動する。運転を維持するために、技術部品が、限定された時間の間非正規な条件の下でもその特定のタスクを遂行する同等の非常時運転モードは、当業者には、他の技術分野からリンプホーム（非常時回避）モードとして知られている。

この目的のため、本発明に従って責任を担う非常時充電モジュールが、各個別電圧レールの診断後に、機能電圧レール当たりの利用可能な最大充電電力を確認し、問題の電力コンポーネントに故障停止または欠陥が生じた場合においてもなお、定置式の電力供給システム（低減された電力ではあるが）による走行用バッテリの充電を可能にする前述の非常時機能を提供する。例えば、１つの電圧レールが故障停止した場合、まだ機能中の選択された電力コンポーネントによって、３相電流から２３０ボルトへの切り替えが自動的になされる。従って、最適のエネルギー充電収支を有する可能最大の利用可能性という目標が、ハードウェアの欠陥にも拘らず、緩やかな電力低減を伴うだけで、プラグイン車両を修理工場に運び込む必要なしに実現される。

本発明のさらに有利な改良形態が従属請求項に規定される。

本発明の典型的な一実施形態が図面に表現されており、以下それを詳細に説明する。

車両における７．２ｋＷ充電装置の回路図である。

図は、プラグイン車両用の本発明による充電装置１０の模式図を表す。図示の充電装置１０は、２相の供給システムの電圧３２を車両端の高電圧３４に変換するための２つの電力コンポーネント１２、２２を含み、その場合、各電力コンポーネント１２、２２は、供給システムの電圧３２の２相のうちの１つに接続される。電力コンポーネント１２、２２のそれぞれは、中央の直流変換器１６、２６に加えて、上流側のアクティブ高調波フィルタ１４、２４と、さらに下流側の整流器１８、２８とを含み、かつ、電力コンポーネント１２、２２のそれぞれは、充電装置１０が７．２ｋＷの合計充電電力を出力するように構成される。

充電装置１０は、上記に概要を述べた電力コンポーネント１２、２２に加えて、非常時充電モジュール（図示されていない）を含む。この非常時充電モジュールは、本発明にとって必須であり、種々の診断情報を収集してそれぞれの運転方策を実施する。すなわち、非常時充電モジュールの第１機能ブロックは電力コンポーネント１２、２２を監視する役割を果たす。このため、第１機能ブロックは、プラグイン車両の冷却液の温度、エネルギーのスループット、または２つの電力コンポーネント１２、２２の運転温度のような運転パラメータを評価する。これらの特性値が、電力コンポーネント１２、２２のうちの１つの機能不全を指示すると直ちに、非常時充電モジュールの第２の機能ブロックが、機能不全になった電力コンポーネント１２、２２を無効化し、残りの電力コンポーネント２２、１２を適切な電圧レールに切り替える。

非常時充電モジュールの第３機能ブロックは、きわめて広範囲の種々の方式における診断情報を提供する。前記診断情報は、例えば、各電力コンポーネント１２、２２の利用可能な電力、または、充電装置１０の合計の利用可能な電力を含むことができる。例として、例えば、プラグイン車両のマン／マシンインタフェース、必要であれば交換の推奨を含むことができる診断情報の顧客サービスセンターへの適切なアプリケーションまたは伝達などが含まれる。

１０ 充電装置
１２、２２ 電力コンポーネント
１４、２４ アクティブ高調波フィルタ
１６、２６ 直流変換器
１８、２８ 整流器
３２ 供給システムの電圧
３４ 車両端の高電圧

Claims (8)

1. プラグイン車両用の充電装置（１０）において、
   多相の供給システムの電圧（３２）を車両端の高電圧（３４）に変換するための複数の電力コンポーネント（１２、２２）であって、各電力コンポーネント（１２、２２）は前記供給システムの電圧（３２）の１つの相に一対一で対応して接続される、複数の電力コンポーネント（１２、２２）と、
   非常時充電モジュールとを有し、
   前記非常時充電モジュールは、前記多相のうちの一の相に接続されている前記電力コンポーネント（１２）が機能不全になった場合に、機能不全となった前記電力コンポーネント（１２）を無効化すると共に、残りの機能している前記電力コンポーネント（２２）のうちの１つ（２２）に接続されている相を前記一の相へ切り替えることができるように構成してある
   ことを特徴とする充電装置（１０）。
2. 請求項１に記載の充電装置（１０）において、
   前記充電装置（１０）が３つの電力コンポーネント（１２、２２）を含み、かつ、
   前記供給システムの電圧（３２）が３つの相を有する、
   ことを特徴とする充電装置（１０）。
3. 請求項１または２に記載の充電装置（１０）において、
   前記充電装置（１０）が７．２ｋＷの充電電力を出力するように、前記電力コンポーネント（１２、２２）が構成される、
   ことを特徴とする充電装置（１０）。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電装置（１０）において、
   前記非常時充電モジュールが、それぞれ、以下の機能ブロック、すなわち、
   前記電力コンポーネント（１２、２２）を監視するための第１機能ブロックと、
   前記機能不全になった電力コンポーネント（１２、２２）を無効化するための第２機能ブロックと、
   のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする充電装置（１０）。
5. 請求項４に記載の充電装置（１０）において、
   前記電力コンポーネント（１２、２２）を監視するステップが、各電力コンポーネント（１２、２２）の次の運転パラメータ、すなわち、
   エネルギーのスループット、または、
   運転温度
   のうちの少なくとも１つを評価するステップを含むように、前記第１機能ブロックが構成される、ことを特徴とする充電装置（１０）。
6. 請求項４〜５のいずれか一項に記載の充電装置（１０）において、
   前記非常時充電モジュールが、診断情報を提供するための第３機能ブロックをさらに含む、ことを特徴とする充電装置（１０）。
7. 請求項６に記載の充電装置（１０）において、
   前記診断情報が、次の特性値、すなわち、
   各電力コンポーネント（１２、２２）の利用可能電力、または、
   前記充電装置（１０）の合計の利用可能電力、
   のうちの少なくとも１つを含むように、前記第３機能ブロックが構成される、ことを特徴とする充電装置（１０）。
8. プラグイン車両駆動用の電気モータと、
   高電圧（３４）を前記電気モータに供給するための、前記電気モータに電気接続される走行用バッテリと、
   多相の供給システムの電圧（３２）から前記走行用バッテリを充電するための請求項１〜７のいずれか一項に記載の充電装置（１０）と、
   を有する、ことを特徴とするプラグイン車両。

Images