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CN102166959A - 车辆用电源装置和车辆以及车辆侧负载的非接触状态检测方法 - Google Patents

车辆用电源装置和车辆以及车辆侧负载的非接触状态检测方法 Download PDF

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CN102166959A
CN102166959A CN2011100482354A CN201110048235A CN102166959A CN 102166959 A CN102166959 A CN 102166959A CN 2011100482354 A CN2011100482354 A CN 2011100482354A CN 201110048235 A CN201110048235 A CN 201110048235A CN 102166959 A CN102166959 A CN 102166959A
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CN
China
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voltage
vehicle
circuit
vehicle side
battery
Prior art date
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CN2011100482354A
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汤乡政树
山内丰
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种车辆用电源装置，可以在连接车辆侧负载的连接器上不使用连接检测插头，或者不使用连接器，直接连接车辆侧负载，同时可检测车辆侧负载是连接状态还是非接触状态。该车辆用电源装置包括：行驶用电池(1)，向车辆的行驶电动机(23)供电；正极接触器(3A)，与行驶用电池(1)的正极侧串联连接；负极接触器(3B)，与行驶用电池(1)的负极侧串联连接；和控制机构(10)，判定连接在正极接触器(3A)和负极接触器(3B)的输出侧的车辆侧负载(20)是连接状态还是非接触状态。控制机构(10)包括：电压检测电路(12)，检测并联连接在正极接触器(3A)和负极接触器(3B)的输出侧的车辆侧电容器的电容器电压；和判定电路(13)，对电压检测电路(12)检测的电容器电压与规定的设定电压进行比较，用于判定车辆侧负载(20)的连接。

Description

车辆用电源装置和车辆以及车辆侧负载的非接触状态检测方法
技术领域
本发明涉及混合动力车、电动汽车、燃料电池车等搭载的、对驱动车辆的行驶电动机供电的车辆用电源装置和配备该电源装置的车辆以及与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法。
背景技术
公开了一种车辆用电源装置，其输出侧经由接触器(contactor)连接车辆侧负载(参照专利文献1)。与该电源装置连接的车辆侧负载是输入侧并联大容量电容器的DC/AC变换器，DC/AC变换器的输出侧与行驶电动机或发电机连接。该电源装置在连接车辆侧负载的状态下，若作为车辆主开关的点火开关被切换到导通，则接触器就会切换到导通(闭合)，从而对车辆侧负载供电。如果将点火开关切换到关断，则接触器就会切换到关断，输出电压会被截断。
专利文献1：JP特开2006-216516号公报
在现有电源装置中，为了判定是处在与车辆侧负载正确连接的连接状态还是处在非接触状态，在将车辆侧负载连接于电源装置的连接器上设置了一体化构造的连接检测插头(plug)，用来检测连接器的连接状态。一体化构造的连接检测插头在连接器与电源装置连接的状态下会被一起连接到电源装置。因此，电源装置通过检测连接检测插头的连接，就可以检出车辆侧负载。连接检测插头内置了例如使一对触点短路的短路电路。该连接检测插头在车辆侧负载与连接器连接的状态下，使连接连接检测插头的触点短路；在与连接器未连接的状态下，使触点断开。因此，电源装置可以通过检测连接检测插头是否短路，判定车辆侧负载的连接器是否被连接。
以上的车辆用电源装置存在以下问题：为检测车辆侧负载的连接，必需在连接器上设置连接检测插头，这使得连接器构造变得较复杂。此外，还存在以下问题：对于不通过连接器而是用螺钉等固定连接车辆侧负载的构造，无法判定自身与车辆侧负载是连接状态还是非接触状态。
发明内容
本发明就是鉴于以上问题而提出的，其主要目的在于提供一种车辆用电源装置，不用在连接车辆侧负载的连接器上设置连接检测插头，或者不使用连接器，能够以简单构造直接与车辆侧负载连接，同时还能检测出自身与车辆侧负载是连接状态还是非接触状态。
为了实现上述目的，根据本发明第1方面涉及的车辆用电源装置，车辆用电源装置包括：行驶用电池1，向车辆的行驶电动机23供电，具有可充电的电池单体；正极接触器3A，与所述行驶用电池1的正极侧串联连接；负极接触器3B，与所述行驶用电池1的负极侧串联连接；和控制机构10，判定连接在正极接触器3A和负极接触器3B的输出侧的车辆侧负载20是连接状态还是非接触状态。所述控制机构10可以包括：电压检测电路12，检测并联连接在正极接触器3A和负极接触器3B的输出侧的车辆侧电容的电容器电压；和判定电路13，将所述电压检测电路12检测的电容器电压与规定的设定电压进行比较，用于判定车辆侧负载20的连接情况。由此，车辆用电源装置与车辆侧负载连接时，即便不使用内置连接检测插头的连接器等专用电路，判定电路也可以将电压检测电路检测的电容器电压与规定的设定电压进行比较，判定车辆侧负载的连接状态，从而可直接将车辆侧负载与电源装置连接。
此外，根据第2方面涉及的车辆用电源装置，所述控制机构10可以具有控制所述负极接触器3B开闭的接触器控制电路14。在所述接触器控制电路14使所述负极接触器3B切换到闭合的状态下，所述电压检测电路12检测电容器电压，若所述电容器电压为规定的设定电压以上，则所述判定电路13判定车辆侧负载20为连接状态。由此，闭合负极接触器来检测电容器电压，如果该电容器电压被检测到，就可以确认车辆侧电容有电荷蓄积，也就是说，可以确认车辆侧电容器与车辆用电源装置处于连接，所以，可以很容易地确认车辆侧负载是连接状态。
另外，根据第3方面涉及的车辆用电源装置，可以将所述设定电压设定为所述行驶用电池1的电池电压的50％以上。由此，在检测出车辆侧电容器有很多电荷残留时，可以立即判断车辆侧负载连接正常。反之，在残留电荷很少时，可以判断车辆侧负载是非接触状态或电荷放电。
另外，根据第4方面涉及的车辆用电源装置，还可以具备：预充电电路4，与所述正极接触器3A并联连接，由预充电电阻5和预充电继电器6的串联电路组成。所述控制机构10具备控制所述预充电电路4的所述预充电继电器6的继电器控制电路15。在所述电压检测电路12检测电容器电压、所述判定电路13判定车辆侧负载20为非接触状态的状态下，所述继电器控制电路15将所述预充电继电器6控制为导通，所述电压检测电路12检测电容器电压的上升情况，所述判定电路13根据检出的电容器电压的上升情况，判定车辆侧负载20是连接状态还是非接触状态。由此，在电容器电压上升较大时，可以判定车辆侧负载是非接触状态；反之上升较少时，可以判定是连接状态。
另外，根据第5方面涉及的车辆用电源装置，还可以包括电流检测电路11，检测所述行驶用电池1中流过的电流。如果所述电流检测电路11检测出的电流值为规定的电流阈值以下，所述判定电路13判定车辆侧负载20为非接触状态。由此，在电流值较小时，就可以判定电路是开路，也就是非接触状态。
另外，根据第6方面涉及的车辆用电源装置，所述判定电路13可以构成为：间隔一定时间，进行多次判定车辆侧负载(20)是连接状态还是非接触状态的判定动作，在连续规定次数以上都判定为非接触状态的情况下，最终判定是非接触状态。由此，可以减少误检测，实现可靠性高的非接触状态检测。
另外，根据第7方面涉及的车辆用电源装置，所述电压检测电路12可以在所述预充电继电器6切换到导通后经过规定时间的定时，对电容器电压进行检测，所述判定电路13将所述电压检测电路12检测的电容器电压与第二设定电压进行比较，判定车辆侧负载20是连接状态还是非接触状态。这样，就可以区别车辆侧负载是非接触状态，还是电容器电荷放电的状态。
另外，根据第8方面涉及的车辆用电源装置，所述第二设定电压可以包含上限制和下限值，当所述电压检测电路12检测出的电容器电压处于该上限值与下限值之间时，所述判定电路13就判定车辆侧负载20为非接触状态。由此，作为第二设定电压规定了上限和下限，就可以更加正确地做出判定。
另外，根据第9方面涉及的车辆用电源装置，所述电压检测电路12可以兼用作检测所述行驶用电池1的电池单体的电压的电路。由此，也能够将电池单体用的电压检测电路用于车辆侧负载的连接状态的检测，不需要内置连接检测插头的连接器等，有利于简化电路。
另外，根据第10方面涉及的车辆，可以具备上述电源装置。
另外，根据第11方面涉及的与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法，可以包括以下步骤：由电压检测电路12检测并联连接在正极接触器3A与负极接触器3B的输出侧的车辆侧电容器21的电容器电压的步骤，该正极接触器3A与向车辆行驶电动机23供电、具有可充电的电池单体的行驶用电池1的正极侧串联连接，该负极接触器3B与负极侧串联连接；由所述电压检测电路12检测电容器电压上升的步骤；和在所述电压检测电路12检测出的检测电压低于规定的设定电压且电容器电压的上升处于规定的范围内时，用于判定车辆侧负载20连接状态的判定电路13判定车辆侧负载20为非接触状态的步骤。由此，即便不使用内置连接检测插头的连接器等专用电路，也可以正确判定车辆用电源装置与车辆侧负载的连接状态，所以，可以直接将车辆侧负载与电源装置连接。
另外，根据第12方面涉及的与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法，在进行所述车辆侧电容器21的电容器电压检测步骤之前，还包括将车辆点火开关置为导通的步骤。由此，就可以在钥匙导通时，进行车辆侧负载的断线检测等非接触状态的判定，以保证安全性。
附图说明
图1是一实施方式涉及的车辆用电源装置与车辆侧负载连接的车辆系统框图。
图2是表示正常时预充电动作的时序图。
图3是表示高电压线断开的非接触状态时预充电动作的时序图。
图4是表示在实施方式涉及的方法中连接状态时预充电动作的时序图。
图5是表示在实施方式涉及的方法中车辆侧电容器有电荷残留的情况下在连接状态时预充电动作的时序图。
图6是表示在实施方式涉及的方法中非接触状态时预充电动作的时序图。
图7是表示判定车辆侧负载是连接状态还是非接触状态的判定步骤流程图。
图8是将电源装置搭载在凭借发动机和电动机行驶的混合动力车的例示框图。
图9是将电源装置搭载在仅凭电动机行驶的电动汽车的例示框图。
图中：
100…电源装置
1…行驶用电池
2…电池单元
3…接触器
3A…正极接触器
3B…负极接触器
4…预充电电路
5…预充电电阻
6…预充电继电器
10…控制机构
11…电流检测电路
12…电压检测电路
13…判定电路
14…接触器控制电路
15…继电气控制电路
20…车辆侧负载
21…车两侧电容器
23…行驶电动机
24…发电机
25…DC/AC变换器
93…电动机
94…发电机
95…DC/AC变换器
96…发动机
100B、100C…电池系统
HV、EV…车辆
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。不过，以下所示的实施方式例示了用于具体化本发明技术思想的车辆用电源装置和具备该电源装置的车辆以及与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法，本发明并不特指以下的车辆用电源装置和具备该电源装置的车辆以及与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法。另外，发明内容所示的部件绝非特指实施方式的部件。尤其是实施方式所述的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特殊记述，本发明的范围并不仅限于此，不过是说明例而已。另外，为了明确地进行说明，有时会夸大各附图所示部件的大小和位置关系等。另外，在以下的说明中，同一名称、符号表示的是同一或同质的部件，详细说明适当省略。另外，对于构成本发明的各要素，既可以采取用同一部件构成多个要素、使多个要素共享一个部件的方式，也可以颠倒过来，用多个部件承担一个部件的功能。此外，在一部分实施例、实施方式中所说明的内容也可以用在其它的实施例、实施方式等中。
图1表示将一实施方式涉及的车辆用电源装置与车辆侧负载连接的车辆系统。该图所示的车辆用电源装置搭载在混合动力车、电动汽车或燃料电池车上，驱动被作为负载连接的行驶电动机23，使车辆行驶。该车辆用电源装置100包括：串联连接多个电池单元2的行驶用电池1；与行驶用电池1的正极侧串联连接、向车辆侧负载20供电的正极接触器3A；与负极侧串联连接的负极接触器3B；与正极接触器3A并联连接的预充电电路4；和检测行驶用电池1的电压、控制接触器开闭的控制机构10。该车辆用电源装置100连接并驱动车辆侧负载20。
作为车辆侧负载20的混合动力车或电动汽车等电动车辆具有：大容量的车辆侧电容器21、与车辆侧电容器并联连接的DC/AC变换器25、行驶电动机23、和发电机24。其中，行驶电动机23是车辆侧主要的负载。车辆侧电容器21和DC/AC变换器25与车辆用电源装置100的正负输出端子连接，DC/AC变换器25对车辆用电源装置100提供的电力进行变换，供给至行驶电动机23，此外对发电机24发电产生的电力进行变换，回收到车辆用电源装置100侧，进行行驶用电池1的充电。
车辆侧负载20与大容量的车辆侧电容器21并联连接。该车辆侧电容器21在接触器触点切换到闭合的状态下，会与行驶用电池1一起向车辆侧负载20供电。尤其是车辆侧电容器21会瞬间向车辆侧负载20输出较大电力。通过将车辆侧电容器21与行驶用电池1并联连接，可以加大能够对车辆侧负载20提供的瞬时电力。由于车辆侧电容器21能够对车辆侧负载20供给的电力与静电容量成比例，所以对于该车辆侧电容器21，采用例如4000～6000μF这种极高静电容量的电容器。
行驶用电池1中串联连接2组电池单元2，电池单元2串联连接有多个电池组件。电池组件呈直线状串接连接多个二次电池单体。二次电池是镍氢电池或锂离子二次电池。电池组件串联连接有5～6个二次电池。不过，电池组件也可以串联连接4个以下或7个以上的二次电池。由2组电池单元2组成的行驶用电池1在每个电池单元2中串联连接有7～8个电池组件。
行驶用电池1为了能向行驶电动机23提供大电力，例如将输出电压提高到了200～400V。不过，车辆用电源装置也可以在行驶用电池的输出侧连接DC/DC转换器(未图示)，提升行驶用电池的电压，然后向车辆侧负载供电。该车辆用电源装置通过减少串联连接的二次电池的个数，可以降低行驶用电池的输出电压。所以，对于上述行驶用电池，可以将输出电压设定为例如150～400V。
另外，对于车辆用电源装置，电池单元2未必由电池组件来构成，也可以串联连接单体电池来构成电池单元。此外，行驶用电池也未必由2组电池单元构成。
行驶用电池1提供的电流由与其串联连接的电流传感器(未图示)测定，各电池单元2的电压可以通过测定电池单元2的两端电压得到。
(接触器)
车辆用电源装置100在输出侧连接有接触器。接触器由车辆的点火开关来切换导通/关断(开闭)。当点火开关切换到导通时，接触器也切换到导通(闭合)，处于车辆用电源装置100可对行驶电动机23输出的状态。当点火开关切换到关断时，接触器被切换到关断，使车辆用电源装置100的输出脱离负载，防止行驶用电池1无谓放电，同时提高安全性。在图1的电路实例中，作为接触器包括正极接触器3A和负极接触器3B。
正极接触器3A连接在行驶用电池1的正极侧与正极输出端子之间；负极接触器3B连接在行驶用电池1的负极侧与负极输出端子之间。正极接触器3A和负极接触器3B具有对触点进行导通/关断控制的励磁线圈。正极接触器3A和负极接触器3B是各自具有励磁线圈的继电器，使得能够单独进行导通/关断控制。正极接触器3A和负极接触器3B在励磁线圈通电的状态下，将触点切换到导通，通电停止后切换到关断。
(预充电电路4)
预充电电路4由预充电电阻5和预充电继电器6的串联电路构成。该预充电电路4在点火开关为导通时(例如钥匙导通时)，对车辆侧电容器21进行预充电。具体而言，当点火开关切换到导通时，使正极接触器3A保持在关断，使负极接触器3B切换到闭合，在此状态下，由与正极接触器3A并联连接的预充电电路4，对车辆侧电容器21进行预充电。在车辆侧电容器21被预充电之后，将正极接触器3A从断开切换到闭合，使行驶用电池1与负载20连接。其后，将预充电电路4的预充电继电器6切换到关断。
另一方面，当车辆的点火开关被切换到关断时，正极接触器3A和负极接触器3B的励磁线圈的通电会被截断。励磁线圈的通电被截断的正极接触器3A和负极接触器3B在正常动作的情况下会被切换到关断。
控制机构10使点火开关关断，从而截断对正极接触器3A和负极接触器3B的励磁线圈的通电，在将双方控制在关断状态之后，检测是否已正常切换至关断。
(控制机构10)
控制机构10为了进行预充电动作，控制预充电继电器6、正极接触器3A和负极接触器3B的开闭。此外，检测行驶用电池1的电压并进行监视。另外，该控制机构10也具备连接判定功能，判定车辆侧负载20是连接状态还是非接触状态。图1所示的控制机构10包括：电流检测电路11，检测流过行驶用电池1的电流；电压检测电路12，检测并联连接在正极接触器3A和负极接触器3B的输出侧的车辆侧电容器21的电容器电压；判定电路13，用于将电压检测电路12检测出的电容器电压与规定的设定电压进行比较，判定车辆侧负载20的连接；接触器控制电路14，控制负极接触器3B的开闭；和继电器控制电路15，控制预充电电路4的预充电继电器6。这种控制机构10可以组装在电源装置100侧的发动机控制单元(ECU)、即所谓的电池ECU中。
(电压检测电路12)
电压检测电路12同时还是检测行驶用电池1的电池单体电压的电路。也就是说，电压检测电路12一方面可以通过多工器(multiplexor)等进行切换，检测构成行驶用电池1的各电池组件或电池单体的电压，另一方面也可作为检测机构，检测输出侧也就是车辆侧电容器21的电容器电压。通过减少需要的传感器数量，会实现电路简化、成本降低。也就是说，当使点火开关导通时，接触器控制电路14使负极接触器3B闭合，切换到地线，电压检测电路12检测电容器电压。据此，判定电路13判定车辆侧负载20是连接状态还是非接触状态。这样，其优点是用于电池单体的电压检测电路12可同时用于车辆侧负载20的连接状态的检测。
另外，为了方便起见，本说明书中将电压检测电路12检测的检测电压称为电容器电压，未必是车辆侧电容器21的电压。也就是说，在没有连接车辆侧负载20的情况下，电压检测电路12会检测接触器电压。
(预充电动作)
图2～图6表示利用预充电电路4和正极接触器3A、负极接触器3B进行的预充电动作的时序图。在这些图中，图2表示正常时的以往预充电动；图3表示在高电压线断开的非接触状态时的以往预充电动作；图4表示本实施方式涉及的预充电动作在正常时的情况；图5表示车辆侧电容器21有电荷残留时的情况；图6表示非接触状态的时序图和电压检测电路12检测的电容器电压。如图2和图3所示，通常情况下，使负极接触器3B和预充电继电器6同时闭合。此时是连接状态也就是正常时，车辆侧电容器21会被行驶用电池1充电，其结果，电压检测电路12检测到的高电压线的电压值也就是电容器电压会缓缓上升，接近于行驶用电池1的电池电压。另一方面，如果是非接触状态也就是异常时，因为电路就会形成开路，因此车辆侧电容器21中没有电流，高电压线的电压瞬间上升到电池电压。判定电路13利用上述电压值的差异，检测连接状态和非接触状态。
(判定电路13)
如上所述，控制机构10包括判定电路13，判定电路13对因高电压线的断线或接触不良等导致的开路进行检测，也就是检测车辆用电源装置100是否与车辆侧负载20正确连接。该判定电路13在点火钥匙开启时也就是钥匙导通时实行判定动作。如上所述，着眼于电容器电压，可以进行断线等异常判定，但是，如果车辆侧电容器21有电荷残留，也会产生电容器电压，所以必需加以区别。例如，在钥匙关断后，等待车辆侧电容器21自然放电，有时会维持片刻的高电压。此外，在钥匙关断后，有时也会强制对车辆侧电容器21进行放电。因此，本实施例中监视电容器电压的上升程度。具体而言，测定电容器电压随时间上升的比率，若该比率处于规定范围内，则判定正常；不在规定范围内，则判定异常。
下面，根据图4、图5的电压波形和图7的流程图，说明判定电路13在点火钥匙开启时判定车辆用电源装置与车辆侧负载20是连接状态还是非接触状态的步骤。首先，在步骤S1，通过接触器控制电路14使负极接触器3B闭合。其次，在步骤S2，将表示高电压线为正常的高电压线正常标记复位。这里，将高电压线正常标记置为0。接着，在步骤S3，由电压检测电路12检测电容器电压，与设定电压进行比较。这里，设定电压是用来判定车辆侧电容是否有电荷残留的电压阈值，可以利用例如电池电压的10％～80％等任意值。在图7的例子中，设定为电池电压的50％(BV/2)。这样，在步骤S3中由判定电路13判定电容器电压CV是否大于电池电压的50％，若前者小于后者，则直接进入步骤S4。另一方面，若前者大于后者，则进入步骤S3-1，将表示正常的高电压线正常标记置为1，然后进入步骤S4。这样，步骤S3中，在正极、负极接触器3B同时断开的状态下，通过测定电容器电压，可检测出车辆侧电容器21是否有电荷残留。这里，如图5所示，检测到电容器电压就意味着车辆用电源装置与车辆侧负载20是连接的，所以，此时可以判定为连接状态，将电压线正常标记置为1。
另一方面，如果没有检测到电容器电压，则无法判断此时是正常情况下而车辆侧电容器21放电后没有电荷残留(图4)的状态，还是断线状态(图6)。因此，以后的各步骤中将对此进行判定。具体而言，在步骤S4，由继电器控制电路15使预充电继电器6闭合，从而转移至预充电动作。然后，在步骤S5，由判定电路13实行非接触状态判定动作，根据电容器电压的上升情况，判定是否符合非接触状态判定条件。作为非接触状态判定条件，由电压检测电路12再次检测电容器电压，同时，将检测出的电容器电压与第二设定电压进行比较。这里，作为第二设定电压，如果(电容器电压CV)/(电池电压BV)是在100％±20％、也就是80％～120％的范围内，就判定为非接触状态。这里，对于第二设定电压，不仅设定下限值，也设定上限值，这样可以区别电压检测电路出故障时的状态，万一电压检测电路出现故障，检测值溢出，表面上会检测出满量程。
另外，对于非接触状态判定条件，优选增加电流值。在非接触状态的情况下，由于没有电流流过，所以将电流检测电路11检测出的电流值与电流阈值进行比较，由此在前者比后者低时可以判定为非接触状态。这里电流阈值设定为1.5A。
在图7的例子中，作为非接触状态判定条件，就是判定高电压线正常标记是否为0，且电容器电压是否在规定范围内，另外还有电流检测电路11检测出的电流值是否在规定的电流阈值以下。如果是断线等非接触状态，电流不会流入车辆侧电容侧21，电容器电压会立即上升且没有电流流过，所以电流值会很低。这里，为了进行正确的判定，在3个条件全都满足的情况下才判定为非接触状态。
另外，为了防止误检测，优选以规定的时间间隔进行非接触状态判定动作，如果连续规定次数以上都判定是非接触状态，就做出非接触状态的判定。在本例中，如果时间间隔为10ms、连续5次都判定是非接触状态的情况下，进入步骤S5-1，判定电路13做出非接触状态的判定，确定高电压线开路的错误，进一步在步骤S5-2，关断接触器。
另一方面，在步骤S5中不符合非接触状态判定条件的情况下，判定电路13判定为连接状态，进入步骤S6，继续预充电动作。也就是说，依次进行闭合正极接触器3A、关断预充电继电器6等规定的预充电动作。
如上所述，在本实施方式中，负极接触器3B和预充电继电器6不同时闭合，如图4～图6的时序图所示，负极接触器3B闭合后，延迟一段时间之后闭合预充电继电器6。由此，可以区别电容器电压产生的原因，是缘于车辆侧电容器21的残留电荷，还是缘于非接触状态。也就是说，在非接触状态的情况下，如图6所示，负极接触器3B和预充电继电器6都闭合时，电压检测电路12才会检测到行驶用电池1的电池电压；而在车辆侧电容器21有电荷残留的情况下，如图5所示，只要负极接触器3B导通、即使预充电继电器6不闭合，电压检测电路12也可确认车辆侧电容器21的电容器电压。所以，将负极接触器3B和预充电继电器6的闭合定时错开，可以区别二者，正确检测出非接触状态。另外，对于负极接触器3B闭合后延迟多久才闭合预充电继电器6的延迟时间，只要能够使电压检测电路12检测电压即可，可以设定为例如5ms～50ms等任意时间。
如上所述，即便不使用内置连接检测插头的连接器这种专用部件，利用已有电路的电压检测电路12和电流检测电路11，判定电路13也可以判定车辆侧负载20的连接状态。其结果，可以省略内置互锁(interlock)机构的复杂连接器，用螺钉等直接将车辆用电源装置固定在车辆侧负载上，优点在于简化与车辆侧负载间的连接。此外，通过监视预充电动作起动时的电压变化，可以迅速且正确地做出判断。
另外，在上述预充电动作中，负闭合极接触器3B之后测定电容器电压，如果电压检测电路12的负极侧连接线与行驶用电池1侧的负极侧连接的情况下，不需要闭合负极接触器3B。此外，上述例子中，在正极侧和负极侧分别配置了接触器，可以不限于此，仅在正负极中一方构成接触器。
如上所述，车辆用电源装置作为车辆用电池系统使用。搭载电源装置的车辆可利用借助发动机和电动机两方行驶的混合动力车和插电式混合动力车，或者是仅靠电动机行驶的电动汽车等电动车辆，上述车辆用电源装置被用作这些车辆的电源。
图8表示在凭借发动机和电动机两方行驶的混合动力车上搭载电源装置的实例。该图所示的搭载了电源装置的车辆HV具备：使车辆HV行驶的发动机96及行驶用电动机93；向电动机93供电的电池系统100B；和对电池系统100B的电池进行充电的发电机94。电池系统100B经由DC/AC变换器95，与电动机93和发电机94连接。车辆HV一边对电池系统100B的电池进行充放电，一边借助电动机93和发动机96两方行驶。电动机93会在发动机效率不佳时例如加速时或低速行驶时被驱动，使车辆行驶。电动机93由电池系统100B供电进行驱动。发电机94由发动机96驱动，或在车辆刹车时由再生制动来驱动，从而对电池系统100B的电池充电。
此外，图9表示在仅靠电动机行驶的电动汽车上搭载电源装置的实例。该图所示的搭载了电源装置的车辆EV具备：使车辆EV行驶的行驶用电动机93；向该电动机93供电的电池系统100C；和对电池系统100C的电池进行充电的发电机94。电动机93由电池系统100C供电进行驱动。发电机94由车辆EV再生制动时的能量驱动，对电池系统100C的电池充电。
本发明涉及的车辆用电源装置和配备该电源装置的车辆以及与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法适用于可以进行EV行驶模式和HEV行驶模式切换的插电式混合动力电动汽车或混合动力电动汽车、电动汽车等的电源装置。

Claims (12)

1.一种车辆用电源装置，包括：
行驶用电池(1)，向车辆的行驶电动机(23)供电，具有可充电的电池单体；
正极接触器(3A)，与所述行驶用电池(1)的正极侧串联连接；
负极接触器(3B)，与所述行驶用电池(1)的负极侧串联连接；和
控制机构(10)，判定连接在正极接触器(3A)和负极接触器(3B)的输出侧的车辆侧负载(20)是连接状态还是非接触状态，
所述车辆用电源装置特征在于，
所述控制机构(10)包括：
电压检测电路(12)，检测并联连接在正极接触器(3A)和负极接触器(3B)的输出侧的车辆侧电容器的电容器电压；和
判定电路(13)，将由所述电压检测电路(12)检测出的电容器电压与规定的设定电压进行比较，用于判定车辆侧负载(20)的连接。
2.根据权利要求1所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述控制机构(10)具有控制所述负极接触器(3B)开闭的接触器控制电路(14)，
在所述接触器控制电路(14)将所述负极接触器(3B)切换到闭合的状态下，所述电压检测电路(12)检测电容器电压，所述电容器电压在规定的设定电压以上时，所述判定电路(13)将车辆侧负载(20)判定为连接状态。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述设定电压是所述行驶用电池(1)的电池电压的50％以上。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的车辆用电源装置，其特征在于，
还具备：预充电电路(4)，与所述正极接触器(3A)并联连接，由预充电电阻(5)和预充电继电器(6)的串联电路组成，
所述控制机构(10)具备控制所述预充电电路(4)的所述预充电继电器(6)的继电器控制电路(15)，
在所述电压检测电路(12)检测电容器电压之后，所述判定电路(13)判定车辆侧负载(20)为非接触状态的状态下，所述继电器控制电路(15)将所述预充电继电器(6)控制为导通，所述电压检测电路(12)检测电容器电压的上升，所述判定电路(13)根据检测出的电容器电压的上升，判定车辆侧负载(20)是连接状态还是非接触状态。
5.根据权利要求4所述的车辆用电源装置，其特征在于，
还包括：电流检测电路(11)，检测所述行驶用电池(1)中流过的电流，
在所述电流检测电路(11)检测出的电流值为规定的电流阈值以下时，所述判定电路(13)判定车辆侧负载(20)为非接触状态。
6.根据权利要求5所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述判定电路(13)构成为：间隔一定时间，进行多次判定车辆侧负载(20)是连接状态还是非接触状态的判定动作，在连续规定次数以上判定为非接触状态的情况下，最终判定是非接触状态。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述电压检测电路(12)，在将所述预充电继电器(6)切换到导通之后经过规定时间的定时，对电容器电压进行检测，所述判定电路(13)将由所述电压检测电路(12)检测出的电容器电压与第二设定电压进行比较，判定车辆侧负载(20)是连接状态还是非接触状态。
8.根据权利要求7所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述第二设定电压包括上限制和下限值，当所述电压检测电路(12)检测出的电容器电压处于该上限值与下限值之间时，所述判定电路(13)判定车辆侧负载(20)为非接触状态。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的车辆用电源装置，其特征在于，
所述电压检测电路(12)兼用作检测所述行驶用电池(1)的电池单体的电压的电路。
10.一种车辆，
具备权利要求1～9任意一项所述的电源装置。
11.一种与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
由电压检测电路(12)检测并联连接在正极接触器(3A)与负极接触器(3B)的输出侧的车辆侧电容器(21)的电容器电压的步骤，该正极接触器(3A)与向车辆行驶电动机(23)供电、具有可充电的电池单体的行驶用电池(1)的正极侧串联连接，该负极接触器(3B)与负极侧串联连接；
由所述电压检测电路(12)检测电容器电压的上升的步骤；和
在由所述电压检测电路(12)检测出的检测电压低于规定的设定电压且电容器电压的上升处于规定的范围内时，用于判定车辆侧负载(20)的连接状态的判定电路(13)判定车辆侧负载(20)为非接触状态的步骤。
12.根据权利要求11所述的与车辆用电源装置连接的车辆侧负载的非接触状态检测方法，其特征在于，
在检测所述车辆侧电容器(21)的电容器电压的步骤之前，还包括使车辆的点火开关导通的步骤。
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