充电控制装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于检测继电器在电池充电路径上的熔接的充电控制装置。


背景技术：

2.在诸如电动车辆和具有发动机和电动马达作为驱动源的混合动力车辆这样的车辆中，安装在车身上的电池被充电，以利用从电池供应的电能来产生驱动力。通常，通过将许多二次电池串联连接而构成电池，所述二次电池例如为锂离子可再充电电池和/或镍
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金属氢化物可再充电电池，其中电池被配置为输出大于200v的高电压。
3.为了给电池充电，例如使用安装在车辆外部的充电设备。图4(a)示出了通过利用充电设备220对车辆上的电池200充电的传统配置的框图。
4.在该附图中，其上具有电池200的车辆包括充电入口210和充电控制装置300，其中，充电入口210被配置为连接到充电设备220。这里，充电设备220包括开关sw1，其中，开关sw1被配置为用于接通和断开经由连接到充电设备220的充电入口210所执行的电力供应。
5.充电控制装置300包括控制器310、用于测量施加在充电入口210的正极与负极之间的电压的电压测量电路320、通常断开的正极侧继电器330a和负极侧继电器330b，其中，正极侧继电器330a和负极侧继电器330b被配置为将位于充电设备220与电池200之间的供应路径在断开和闭合状态之间切换。
6.正极侧继电器330a布置在电压测量电路320的正极侧与电池200的正极侧之间，其中，负极侧继电器330b布置在电压测量电路320的负极侧与电池200的负极侧之间。正极侧继电器330a和负极侧继电器330b可以用作快速充电触点。
7.当电池200应在车辆连接到充电设备220的状态下充电时，控制器310将正极侧继电器330a和负极侧继电器330b切换到闭合状态，其中，当电池200充电结束时，控制器310使正极侧继电器330a和负极侧继电器330b返回到断开状态。
8.常规地，已经采用了正极侧继电器330a和负极侧继电器330b的熔接的检测，其中，控制器310包括熔接判定部311。当车辆连接到充电设备220时，例如在充电之前和/或之后执行熔接的检测。
9.为了检测熔接，仅一个继电器，例如，正极侧继电器330a被控制为闭合，而连接到车辆的充电设备220断开。如果负极侧继电器330b处于未被熔接的正常状态，则电压测量电路320检测不到电压。另一方面，如果负极侧继电器330b被熔接，则其结果是电压测量电路320检测到基于电池200的电压的电压。
10.因此，如果在正极侧继电器330a被控制为闭合的同时电压测量电路320检测到电压，则熔接判定部311能够判定存在负极侧继电器330b的熔接。类似地，如果在负极侧继电器330b被控制为闭合的同时电压测量电路320检测到电压，则可以判定存在正极侧继电器330a的熔接。
11.引用列表
12.专利文献
13.专利文献1：jp2011
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015567a


技术实现要素：

14.包括安装在车辆上的电池200的电源系统以非接地的方式配置，其中，电源系统例如出于安全原因而与车身电绝缘。然而，难以建立完全绝缘状态。例如，可能具有几兆欧量级的绝缘电阻，并且绝缘电阻可能进一步在各个车辆和/或充电设备220之间变化。
15.这里，当电压测量电路320在执行熔接判定时具有绝缘电阻量级的高阻抗时，实质上形成包括车辆侧上的绝缘电阻rlv和充电设备220侧上的绝缘电阻rlc的电流路径cc，如图4(b)所示，其中，在电压测量电路320中检测到电压，该电压对应于电压测量电路320与绝缘电阻的分压比。
16.在正极侧继电器330a被控制为闭合的情况下执行负极侧继电器330b的熔接的判定这样的所示实例中，尽管在负极侧继电器330b处不存在熔接，但是也可能由于在电压测量电路320中检测电压时的错误而识别到熔接的存在。
17.为了防止这种错误检测，可以想到，例如通过与电压测量电路320并联地插入电阻器而调整阻抗，所述电阻器具有比绝缘电阻更低的电阻值，使得在熔接检测期间减小施加在电压测量电路320上的电压。然而，由于在对电池200充电的同时电流继续流入电阻器，因此应当考虑热量的生成，从而需要具有高额定功率的电阻器。因此，有必要使用大电阻器(例如，水泥电阻器)并且/或者为散热保留大的基板区域，这导致基板的尺寸增大。
18.因此，本发明的目的是在防止对电池充电路径上的继电器的熔接的错误检测的同时，抑制充电期间的热量生成。
19.为了实现如上所述的目的，根据本发明的一个方面的充电控制装置包括：第一电极侧供应路径和第二电极侧供应路径，其形成从充电设备到电池的供应路径；电压测量电路，其被配置为测量第一电极侧供应路径与第二电极侧供应路径之间的电压；第一电极侧供应路径上的第一电极侧继电器，其位于比电压测量电路更靠近电池的位置；第二电极侧供应路径上的第二电极侧继电器，其位于比电压测量电路更靠近电池的位置；电阻器与电阻调节继电器的串联电路，该串联电路并联连接于电压测量电路；以及控制器，其被配置为控制第一电极侧继电器、第二电极侧继电器和电阻调节继电器的断开和闭合，其中控制器被配置为在执行第一电极侧继电器和/或第二电极侧继电器的熔接判定时将电阻调节继电器控制为闭合。这里，当从充电设备对电池充电时，控制器可以控制电阻调节继电器断开。此外，光耦合器的发射侧可以串联连接到串联电路，其中控制器可以被配置为检测光耦合器的光接收信号以执行电阻调节继电器的故障判定。在熔接判定中，当第一电极侧继电器和第二电极侧继电器中的一个继电器被控制为闭合时，控制器可以基于电压测量电路的测量值检测第一电极侧继电器和第二电极侧继电器中的另一个继电器的熔接。
20.本发明使得能够在防止对电池充电路径上的继电器的熔接的错误检测的同时，抑制充电期间的热生成。
附图说明
21.图1是根据实施例的充电控制装置的配置的图；
22.图2是用于说明本实施例的熔接检测操作的流程图；
23.图3是本实施例的充电控制装置的配置的另一实例；以及
24.图4是通过利用充电设备为车辆上的电池快速充电的传统配置的框图。
25.参考符号列表
26.100
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充电控制装置
27.101a
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正极侧供应路径
28.101b
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负极侧供应路径
29.110
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控制器
30.111
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熔接判定部
31.120
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电压测量电路
32.130a
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正极侧继电器
33.130b
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负极侧继电器
34.140
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电阻器
35.150
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电阻调节继电器
36.160
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光耦合器
37.200
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电池
38.210
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充电入口
39.220
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充电设备
具体实施方式
40.将参照附图描述本发明的实施例。图1是根据本发明的实施例的充电控制装置100的配置的图。电池200、充电入口210和充电设备220以常规方式配置。
41.根据本实施例的充电控制装置100包括：正极侧供应路径101a和负极侧供应路径101b；控制器110；电压测量电路120，其被配置为测量正极侧供应路径101a与负极侧供应路径101b之间的电压；通常断开的正极侧继电器130a，其布置在正极侧供应路径101a上；负极侧继电器130b，其布置在负极侧供应路径101b上；以及电阻器140与通常断开的电阻调节继电器150的串联电路，其中，正极侧供应路径101a和负极侧供应路径101b形成从充电设备220到电池200的供应路径。
42.正极侧继电器130a和负极侧继电器130b布置在电压测量电路120和电池200之间。电阻器140与电阻调节继电器150的串联电路并联连接于电压测量电路120。电阻器140被配置为具有比一般的绝缘电阻更小的电阻值。
43.当电池200应在车辆连接到充电设备220的状态下充电时，控制器110将正极侧继电器130a和负极侧继电器130b切换到闭合状态，其中，当对电池200充电结束时，控制器110使正极侧继电器130a和负极侧继电器130b返回到断开状态。
44.控制器110包括熔接判定部111，熔接判定部111被配置为检测正极侧继电器130a和负极侧继电器130b的熔接。如果当正极侧继电器130a和负极侧继电器130b中的仅一个继电器被控制为闭合时在电压测量电路120中检测到大于或等于参考值的电压，则熔接判定部111判定在另一个继电器中已经发生熔接。
45.根据本实施例，当执行熔接的判定时，控制器110将通常断开的电阻调节继电器150切换到闭合状态。在执行熔接判定时，能够防止通过实质上形成包括绝缘电阻的闭合电
路并且因此通过用电压测量电路120检测到电压所引起的熔接的错误检测，与此同时防止在充电时由于电流流入电阻器140而产生热量。
46.要注意的是，当执行熔接判定时，流经电阻器140而形成电流，但通常时间短，例如几秒，从而发热可以不成问题，并且对于电阻器140不需要具有高额定功率的电阻器。因此，其可以不导致基板的尺寸增大。
47.接下来，将参照图2中的流程图描述根据本实施例的熔接判定部111的熔接判定操作。
48.熔接判定操作例如在车辆的充电入口210连接到充电设备220的状态下在充电之前和之后执行，或者在充电之前或之后执行。如上所述，正极侧继电器130a、负极侧继电器130b和电阻调节继电器150是通常断开的继电器，其在操作开始时闭合。
49.由于在充电设备220的非供应状态下进行熔接判定，所以检查充电设备220处于关断状态(s101)。
50.为了防止由于在熔接判定期间形成包括绝缘电阻的闭合电路而导致的熔接的错误检测，电阻调节继电器150被控制为闭合(s102)。
51.为了执行负极侧继电器130b的熔接判定，正极侧继电器130a被控制为闭合(s103)。然后，判定在电压测量电路120中是否检测到大于或等于参考值的电压(s104)。如果结果是检测到大于或等于参考值的电压(s104：是)，则判定负极侧继电器130b熔接(s105)。
52.随后，正极侧继电器130a被控制为断开(s106)，并且负极侧继电器130b被控制为闭合以执行正极侧继电器130a的熔接判定(s107)。
53.然后，判定在电压测量电路120中是否检测到大于或等于参考值的电压(s108)。如果结果是检测到大于或等于参考值的电压(s108：是)，则判定正极侧继电器130a熔接(s109)。当然，正极侧继电器130a和负极侧继电器130b的熔接判定的顺序可以相反。
54.随后，控制负极侧继电器130b断开(s110)，并且控制电阻调节继电器150断开(s111)。以这种方式，能够防止电流在充电期间流入电阻器140。如上所述，在熔接判定部111中执行熔接判定操作。
55.图3示出了充电控制装置100的另一实例的框图。在所示实例中，光耦合器160的发射侧附加地连接到电阻器140与电阻调节继电器150的串联电路。光耦合器160的接收侧连接到熔接判定部111，使得能够识别是否存在光接收信号。
56.利用这样的配置，当电阻调节继电器150处于闭合状态时，熔接判定部111接收光接收信号作为来自光耦合器160的输入，其中，当电阻调节继电器150处于断开状态时，熔接判定部111没有从光耦合器160接收到光接收信号。这使得熔接判定部111能够获取关于电阻调节继电器150的断开和闭合状态的信息。
57.由于能够获取关于电阻调节继电器150的断开和闭合状态的信息，所以熔接判定部111能够检测电阻调节继电器150的故障。更详细地，当尽管电阻调节继电器150被控制为闭合也不输入光接收信号时，判定电阻调节继电器150跳到断开状态。另一方面，当尽管电阻调节继电器150被控制为断开也输入了光接收信号时，判定电阻调节继电器150跳到闭合状态。
58.如上所述，根据本实施例的充电控制装置100设置为电阻器140与电阻调节继电器
150的串联电路并联连接于电压测量电路120，并且电阻调节继电器150仅在执行熔接判定时被控制到闭合状态。这使得能够抑制充电期间的热生成，与此同时，防止对电池充电路径上的继电器的熔接的错误检测。此外，能够通过将光电耦合器160串联连接到电阻器140与电阻调节继电器150的串联电路来检测电阻调节继电器150的故障。