电动车的制作方法

1.本发明涉及电动车，详细而言，涉及具备利用来自外部电源的电力来对搭载的蓄电装置进行充电的充电器的电动车。


背景技术：

2.以往，作为这种电动车，提出了以下的电动车：在充电异常等不因用户的动作地以停止使用来自外部电源的电力的蓄电装置的充电(外部充电)的方式控制了充电装置的情况下，输出用于将外部充电停止了的意思向用户报告的信息(例如，参照专利文献1)。在该电动车中，在因车门锁定装置的解锁操作等用户的动作而以停止外部充电的方式控制了充电装置的情况下，不进行用于将外部充电停止了的意思向用户报告的信息的输出。由此，能够在抑制用户因外部充电停止了的意思的报告而感到的厌烦的同时最小限度地将该意思向用户报告。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2021-27687号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.然而，在上述的电动车中，在因外部电源的电压下降等而充电需要了比预定的充电时间长的时间但正常地结束了蓄电装置的充电时，不向用户进行任何报告。因而，用户有时会对为什么充电需要时间感到违和。
8.本发明的电动车的主要目的在于抑制在充电结束预定时刻下充电未完成时、充电超过充电结束预定时刻才完成时给用户带来违和感。
9.用于解决课题的手段
10.本发明的电动车为了达成上述的主要目的而采用了以下的手段。
11.本发明的电动车具备蓄电装置、利用来自外部电源的电力来对所述蓄电装置进行充电的充电器及控制所述充电器的控制装置，其特征在于，
12.所述控制装置在所述充电器对所述蓄电装置的充电前运算充电所需的充电所需时间并且使用所述充电所需时间来运算充电结束预定时刻，
13.所述控制装置在所述充电结束预定时刻下所述蓄电装置的充电未完成时取得充电未完成的未完成要因，或者在所述蓄电装置的充电超过所述充电结束预定时刻才完成时取得充电的完成延迟的延迟要因。
14.在本发明的电动车中，控制充电器的控制装置在充电器对蓄电装置的充电前运算充电所需的充电所需时间并且使用充电所需时间来运算充电结束预定时刻。例如在立即开始充电的情况下能够对当前时刻加上充电所需时间来运算充电完成预定时刻，在由用户设定了完成充电的时刻(完成设定时刻)时能够从完成设定时刻减去充电所需时间与余裕时
间之和来运算充电完成预定时刻。并且，控制装置在充电结束预定时刻下蓄电装置的充电未完成时取得充电未完成的未完成要因，在蓄电装置的充电超过充电结束预定时刻才完成时取得充电的完成延迟的延迟要因。由此，通过将取得的未完成要因、延迟要因向用户报告，能够抑制在充电结束预定时刻下充电未完成时、充电超过充电结束预定时刻才完成时给用户带来违和感的情况。
15.在本发明的电动车中，所述控制装置可以将包括所述蓄电装置的温度下降和外部电源侧的电压下降的至少一方的要因作为所述未完成要因或所述延迟要因而取得。这是基于：若蓄电装置的温度下降或者在外部电源侧产生电压下降，则蓄电装置的充电完成所需的时间变长。
16.在本发明的电动车中，所述控制装置可以存储所述未完成要因或所述延迟要因。这样一来，能够将存储的未完成要因、延迟要因读出来应对在充电结束预定时刻下充电未完成的事态、充电超过充电结束预定时刻才完成的事态。
附图说明
17.图1是示出作为本发明的一实施例的电动汽车20的结构的概略的结构图。
18.图2是示出电力变换电路52的一例的电路图。
19.图3是示出由电子控制单元70执行的充电处理的一例的流程图。
具体实施方式
20.接着，使用实施例来说明用于实施本发明的方式。
21.【实施例】
22.图1是示出作为本发明的一实施例的电动汽车20的结构的概略的结构图。如图所示，实施例的电动汽车20具备电动机32、变换器34、蓄电池36、升压转换器40、高电压侧电力线42、低电压侧电力线44、系统主继电器38、充电器50、充电用电力线51、车辆侧接入口54及电子控制单元70。在车辆侧接入口54经由充电用电缆装置120而连接商用电源220的连接器254。
23.电动机32构成为同步电动发电机，具备埋入有永久磁铁的转子和卷绕有三相线圈的定子。该电动机32的转子连接于经由差速齿轮24而连结于驱动轮22a、22b的驱动轴26。
24.变换器34连接于电动机32并且连接于高电压侧电力线42。该变换器34构成为具有6个三极管和6个二极管的周知的变换器电路。
25.蓄电池36例如构成为锂离子二次电池、镍氢二次电池，连接于低电压侧电力线44。
26.升压转换器40连接于高电压侧电力线42和低电压侧电力线44，构成为具有2个三极管、2个二极管及电抗器的周知的升降压转换器电路。
27.在高电压侧电力线42的正极母线和负极母线连接有高电压侧电容器46。在低电压侧电力线44的正极母线和负极母线安装有低电压侧电容器48。在低电压侧电力线44安装有系统主继电器38。该系统主继电器38具有设置于低电压侧电力线44的正极母线的正极侧继电器smrb、设置于低电压侧电力线44的负极母线的负极侧继电器smrg及以绕过负极侧继电器smrg的方式将预充电用电阻r和预充电用继电器smrp串联连接而得到的预充电电路。在低电压侧电力线44连接有dc/dc转换器82，该dc/dc转换器82在与连接有辅机蓄电池86、未
图示的辅机的辅机用电力线84之间交换电力。
28.充电器50具备一端连接于低电压侧电力线44的比系统主继电器38靠升压转换器40侧(电动机32侧)处并且另一端连接于车辆侧接入口54的充电用电力线51和安装于充电用电力线51的电力变换电路52。电力变换电路52是将来自商用电源20的交流电力变换为能够对蓄电池35进行充电的期望的电压的直流电力的周知的电力变换电路。例如，如图2所示，电力变换电路52能够使用具备将来自商用电源220的交流电力变换为期望的电压的直流电力的商用电源侧ac/dc变换电路52a、平滑电容器52b、将直流电力变换为交流电力的dc/ac变换电路52c、变压器52d及将交流电力变换为直流电力的蓄电池侧ac/dc变换电路52e的电力变换电路。
29.在车辆侧接入口54，除了充电用电力线51之外，还连接有另一端接地的车辆侧接地线57、另一端连接于电子控制单元70的车辆侧连接线58、另一端连接于电子控制单元70的车辆侧通信线60及连接于在车辆侧接入口54安装的盖传感器56并且另一端连接于电子控制单元70的盖信号线62。车辆侧接地线57和车辆侧连接线58经由电阻而连接。盖传感器56是检测覆盖车辆侧接入口54的盖是打开状态还是关闭状态的传感器。
30.充电器50在充电用电缆装置120的车辆用连接器154a连接于车辆侧接入口54并且充电用电缆装置120的电源用连接器154b连接于商用电源220侧的电源侧连接器254的状态下，利用商用电源220的电力来对蓄电池36进行充电。
31.充电用电缆装置120具备电缆用电子控制单元(以下，称作电缆ecu)130、电源电路132、控制导频电路134、车辆用连接器154a、电源用连接器154b、电缆侧电力线151、安装于电缆侧电力线151的充电用继电器152、电缆侧接地线157、电缆侧连接线158、连接开关158a及电缆侧温度检测线162。若将充电用电缆装置120的车辆用连接器154a与车辆侧接入口54连接并且将充电用电缆装置120的电源用连接器154b与商用电源220侧的电源侧连接器254连接，则充电用电力线51经由电缆侧电力线151而与商用电源220的电源侧电力线251连接。并且，车辆侧接地线57与电缆侧接地线157连接，车辆侧连接线58与电缆侧连接线158连接，车辆侧通信线60与电缆侧通信线160连接。另外，电缆侧温度检测线162与连接于在电源侧连接器254安装的温度传感器256的电源侧温度检测线262连接。电源电路132连接于电缆侧电力线151，在成为了充电用电缆装置120的电源用连接器154b连接于商用电源220侧的电源侧连接器254且电缆侧电力线151连接于商用电源220的电源侧电力线251的状态时，将从商用电源220供给的交流电力变换为规定电压的直流电力并向电缆ecu130等供给。控制导频电路134具有未图示的振荡电路，将来自振荡电路的发送信号利用来自电缆ecu130的控制信号来变更占空比并向电缆侧通信线160输出。连接开关158a的一端连接于车辆侧接地线57，另一端经由电阻而连接于与车辆侧连接线58连接的电缆侧连接线158，连接开关158a的两端经由电阻而连接。连接开关158a在车辆用连接器154a附近构成为在按下时成为断开的按下开关。电缆ecu130构成为以未图示的cpu为中心的微处理器，除了cpu之外还具备存储处理程序的rom、暂时存储数据的ram、输入输出端口、通信端口等。在电缆ecu130连接有电缆侧温度检测线142，对电缆ecu130输入来自安装于电源侧连接器254的温度传感器240的电源连接器温度。对电缆ecu130也输入来自安装于电缆侧电力线151的未图示的漏电检测电路的信号。从电缆ecu130输出向充电用继电器152的驱动信号。另外，电缆ecu130与控制导频电路134通信。电缆ecu130基于从商用电源220得到的信息(例如额定电流、电源连接
器温度等)，将作为能够充电的电流相对于额定电流的占空比的控制信号向控制导频电路134发送。控制导频电路134基于从电缆ecu130接收到的控制信号来对来自振荡电路的发送信号进行占空比控制并经由电缆侧通信线160和车辆侧通信线60而向电子控制单元70发送。电缆ecu130在连接开关158a被按下而被断开时，基于来自检知到连接开关158a被断开的电子控制单元70的信号而将充电用继电器152断开。
32.电子控制单元70构成为以cpu72为中心的微处理器，除了cpu72之外，还具备存储处理程序的rom74、暂时存储数据的ram76、未图示的快闪存储器、未图示的输入输出端口、未图示的通信端口等。
33.对电子控制单元70经由输入端口而输入来自各种传感器的信号。作为向电子控制单元70输入的信号，例如能够举出来自检测电动机32的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器(例如旋转变压器)32a的旋转位置θm、来自安装于蓄电池36的端子间的电压传感器36a的电压vb、来自安装于蓄电池36的输出端子的电流传感器36b的电流ib。另外，也能够举出来自安装于高电压侧电容器46的端子间的电压传感器46a的高电压侧电容器46(高电压侧电力线42)的电压vh、来自安装于低电压侧电容器48的端子间的电压传感器48a的低电压侧电容器48(低电压侧电力线44)的电压vl。也输入来自安装于充电用电力线51的电压传感器51a的供给电压vin、来自电压传感器51b的充电电压vchg、来自电流传感器51b的充电电流ichg、来自检测电力变换装置52内的平滑电容器52b的端子间电压的电压传感器的电压。另外，在电子控制单元70的输入端口连接有连接于车辆侧接入口54的车辆侧连接线58、来自安装于车辆侧接入口54的盖传感器56的盖信号线62。需要说明的是，电子控制单元70也作为车辆的驱动控制装置发挥功能，因此也被输入系统起动所需的信息、行驶控制所需的信息。作为这些信息，例如能够举出来自起动开关77的起动信号、来自检测未图示的换挡杆的操作位置的挡位传感器的挡位、来自检测未图示的加速器踏板的踩踏量的加速器踏板位置传感器的加速器开度、来自检测未图示的制动器踏板的踩踏量的制动器踏板位置传感器的制动器踏板位置、来自未图示的车速传感器的车速等。
34.从电子控制单元70经由输出端口而输出各种控制信号。作为从电子控制单元70输出的信号，例如能够举出向变换器34的三极管的开关控制信号、向升压转换器40的三极管的开关控制信号、向系统主继电器38的驱动控制信号、向充电用继电器52的驱动控制信号、向在驾驶席前方的仪表板配置的显示器78的显示信号、向就绪指示灯79的点亮信号、向dc/dc转换器82的三极管的开关控制信号等。
35.电子控制单元70通过连接于通信端口的通信线60与电缆侧通信线160连接来与充电用电缆装置120的控制导频电路134进行通信。电子控制单元70基于来自控制导频电路134的被进行了占空比控制的发送信号来运算能够从商用电源220供给来对蓄电池36进行充电的可充电电流iin，并且基于可充电电流iin和来自电压传感器51a的供给电压vin来运算可充电电力(基础设施电力)pin。另外，电子控制单元70基于来自电流传感器36b的蓄电池36的电流ib的累计值来运算蓄电池36的蓄电比例soc。蓄电比例soc是能够从蓄电池36放电的电力量相对于蓄电池36的总容量的比例(百分率)。
36.接着，对这样构成的实施例的电动汽车20的动作、尤其是利用来自商用电源220的电力来进行蓄电池36的充电时的动作进行说明。蓄电池36的外部充电在商用电源220通过充电用电缆装置120而连接于电动汽车20的车辆侧接入口54的状态下，通过由用户伴随着
充电结束时刻tend的设定而指示预约充电或者通过由用户进行立即开始充电的充电开始指示而执行。图3是示出由电子控制单元70执行的充电处理的一例的流程图。该处理在电动汽车20的车辆侧接入口54通过充电用电缆装置120而连接于商用电源220从而执行蓄电池36的外部充电时执行。
37.当执行充电处理时，电子控制单元70首先计算充电所需时间tchg(步骤s100)。充电所需时间tchg能够通过将蓄电池36的空容量除以可充电电力(基础设施电力)pin来求出。蓄电池36的空容量能够通过对蓄电池36的总容量乘以(100-蓄电比例soc)/100来求出。可充电电力(基础设施电)pin力能够通过来自电压传感器51a的供给电压vin与基于来自控制导频电路134的被进行了占空比控制的发送信号的可充电电流iin之积来计算。
38.接着，判定是否设定有充电结束时刻tend(步骤s110)。充电结束时刻tend在由用户指示预约充电时由用户设定。在判定为设定有充电结束时刻tend时，从充电结束时刻tend减去对充电所需时间tchg加上余裕时间α而得到的时间来设定充电开始时刻tstrt(步骤s120)，等待到达充电开始时刻tstrt(步骤s130)，开始充电(步骤s130)。余裕时间α能够使用例如10分钟、15分钟等。另一方面，在判定为未设定充电结束时刻tend时，对当前时刻加上充电所需时间来计算充电结束时刻tend(步骤s140)，开始充电(步骤s150)。蓄电池36的外部充电通过在额定电流和额定电压的范围内设定的充电电力来进行。具体而言，能够通过以成为适合对蓄电池36进行充电的充电电压vchg的充电电力的方式控制电力变换电路52来进行。
39.当开始充电后，执行直到结束外部充电为止取得充电状况的处理(步骤s160、s170)。作为充电状况，包括充电电流ichg/充电电压vchg、蓄电池36的温度tb等。
40.当外部充电结束后，判定是否正常地结束了外部充电(步骤s180)。外部充电除了在蓄电池36的充电完成时之外，还在充电中途因用户的充电结束指示(开关操作)而结束，或者因产生了异常而结束。其中，除了由产生了异常引起的结束以外，判定为正常结束。在判定为正常地结束了外部充电时，判定是否是由充电完成引起的结束及是否是充电结束时刻tend下的结束(步骤s190、s200)。在判定为是由充电完成引起的结束且是充电结束时刻tend下的结束时，记录所取得的充电状况(步骤s240)，结束本处理。
41.在步骤s190中判定为不是由充电完成引起的结束(是在充电途中由用户的充电结束指示(开关操作)引起的结束)时，根据取得的充电状况来确定没能完成充电的要因(未完成要因)并且报告(步骤s210)，包括所确定的未完成要因地记录所取得的充电状况(步骤s240)，结束本处理。在该情况下，作为未完成要因，除了用户的充电结束指示(开关操作)之外，还包括因蓄电池36的温度下降、商用电源220侧的电压下降而充电未完成。报告可以是基于向显示器78的显示的报告或者是基于语音的报告。例如，能够播报“因蓄电池的温度下降而没能完成充电。”、“因外部电源侧的电压下降而没能完成充电。”、“因用户的充电结束指示而没能完成充电。”等。在步骤s200中判定为不是充电结束时刻tend下的结束时，根据取得的充电状况来确定没能在充电结束时刻tend下结束充电的要因(延迟要因)并且报告(步骤s220)，包括所确定的延迟要因地记录所取得的充电状况(步骤s240)，结束本处理。作为延迟要因，包括因蓄电池36的温度下降、商用电源220侧的电压下降而充电的完成延迟。报告可以是基于向显示器78的显示的报告或者是基于语音的报告，例如，能够播报“因蓄电池的温度下降而充电完成需要了时间。”、“因外部电源侧的电压下降而充电完成需要了时
间。”等。
42.需要说明的是，在步骤s180中判定为未正常地结束外部充电(是异常结束)时，根据取得的充电状况等来确定异常结束的要因并且报告(步骤s230)，包括异常结束的要因地记录所取得的充电状况(步骤s240)，结束本处理。报告可以是基于向显示器78的显示的报告或者是基于语音的报告，例如，能够播报“由于产生了异常所以结束充电。请前往销售店、修理店咨询。”等。
43.在以上说明的实施例的电动汽车20中，即使正常地结束了外部充电，在未完成蓄电池36的充电时、蓄电池36的充电完成超过了充电结束时刻tend时，也确定并报告其要因(未完成要因、延迟要因)。由此，能够抑制在充电结束时刻tend下充电未完成时、充电超过充电结束时刻tend才完成时给用户带来违和感。而且，包括所确定的要因(未完成要因、延迟要因、异常结束的要因)地记录充电状况。由此，能够在销售店、修理店等处取得所记录的充电状况、要因(未完成要因、延迟要因、异常结束的要因)，并应对这些事态。
44.在实施例的电动汽车20中，使用充电用电缆装置120将商用电源220与电动汽车20的车辆侧接入口54连接来进行外部充电。但是，也可以不使用充电用电缆装置120地将外部电源侧的连接器与电动汽车20的车辆侧接入口54连接来进行外部充电。
45.在实施例的电动汽车20中，作为外部电源而使用提供交流电力的商用电源220，但作为外部电源而也可以使用提供直流电力的直流电源。在该情况下，在充电器50取代电力变换电路52而具备将来自外部电源的电力变换为期望的电压的电力的电路即可。
46.在实施例的电动汽车20中，作为蓄电装置而使用了蓄电池36，但只要是能够蓄电的装置即可，也可以使用电容器等。在实施例的电动汽车20中，具备升压转换器40，但也可以不具备升压转换器40。
47.在实施例中，是具备电动机32的电动汽车20的形态。但是，也可以是除了电动机32之外还具备发动机的混合动力汽车的形态，还可以是搭载燃料电池的汽车的形态。
48.对实施例的主要要素与用于解决课题的手段一栏所记载的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中，蓄电池36相当于“蓄电装置”，充电器50相当于“充电器”，电子控制单元70相当于“控制装置”。
49.需要说明的是，由于实施例是用于具体地说明用于实施用于解决课题的手段一栏所记载的发明的方式的一例，所以实施例的主要要素与用于解决课题的手段一栏所记载的发明的主要要素的对应关系不对用于解决课题的手段一栏所记载的发明的要素进行限定。即，关于用于解决课题的手段一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行，实施例只不过是用于解决课题的手段一栏所记载的发明的具体的一例。
50.以上，使用实施例而说明了用于实施本发明的方式，但本发明丝毫不限定于这样的实施例，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式来实施。
51.产业上的可利用性
52.本发明能够利用于电动车的制造产业等。

技术特征：
1.一种电动车，具备蓄电装置、利用来自外部电源的电力来对所述蓄电装置进行充电的充电器及控制所述充电器的控制装置，其特征在于，所述控制装置在所述充电器对所述蓄电装置的充电前运算充电所需的充电所需时间并且使用所述充电所需时间来运算充电结束预定时刻，所述控制装置在所述充电结束预定时刻下所述蓄电装置的充电未完成时取得充电未完成的未完成要因，或者在所述蓄电装置的充电超过所述充电结束预定时刻才完成时取得充电的完成延迟的延迟要因。2.根据权利要求1所述的电动车，所述控制装置将包括所述蓄电装置的温度下降和外部电源侧的电压下降的至少一方的要因作为所述未完成要因或所述延迟要因而取得。3.根据权利要求1或2所述的电动车，所述控制装置存储所述未完成要因或所述延迟要因。

技术总结
本发明涉及一种电动车，抑制在充电结束预定时刻下充电未完成时、充电超过充电结束预定时刻才完成时给用户带来违和感。电动车具备蓄电装置、利用来自外部电源的电力来对蓄电装置进行充电的充电器及控制充电器的控制装置。控制装置在充电器对蓄电装置的充电前运算充电所需的充电所需时间并且使用充电所需时间来运算充电结束预定时刻，在充电结束预定时刻下蓄电装置的充电未完成时取得充电未完成的未完成要因，或者在蓄电装置的充电超过充电结束预定时刻才完成时取得充电的完成延迟的延迟要因。要因。要因。


技术研发人员：栗原史好 小芦雅则
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/26