充电系统的制作方法

1.本发明涉及充电系统。


背景技术：

2.在日本特开2011-167003中，公开了一种技术，向充电装置的充电连接器追加加热机构，在低温下连接于车辆的充电口的充电连接器冻结而无法拔出的情况下，通过向加热机构供给电力来抑制充电连接器冻结。


技术实现要素：

3.然而，在日本特开2011-167003所公开的技术中，需要另外用于对充电连接器进行加热的加热机构，导致成本上升。
4.本发明提供一种充电系统，能够在抑制成本上升的同时，抑制冻结而充电连接器无法从充电口脱离的情况。
5.本发明的第1方案是一种充电系统。所述充电系统构成为，使充电装置的充电连接器嵌合于车辆的充电口而对搭载于所述车辆的电池进行充电。所述充电系统包括温度检测部、利用开始时刻取得部、控制部。所述温度检测部构成为检测所述充电口的温度。所述利用开始时刻取得部构成为取得用户开始利用所述车辆的利用开始时刻。所述控制部构成为，在使所述充电口与所述充电连接器嵌合而进行所述电池的充电时，基于所述温度检测部的检测结果，在所述充电口的温度低于预先设定的阈值温度时，执行在即将成为所述利用开始时刻之前使比此前大的电流流动而进行充电的控制。
6.根据上述构成，能够在低温下使充电口及充电连接器处的通电电阻引起的发热量增加，避免充电口与充电连接器的嵌合部冻结，能够在抑制向充电连接器另外追加加热机构引起的成本上升的同时，抑制冻结而充电连接器无法从充电口脱离的情况。
7.在所述充电系统中，也可以是，所述控制部，在所述充电口的温度低于预先设定的阈值温度时，从充电开始起随着接近所述利用开始时刻，使充电的电流变大。
8.根据上述构成，能够避免在利用开始时刻之前充电口与充电连接器冻结。
9.另外，本发明的第2方案是一种充电系统。所述充电系统包括控制部，该控制部构成为使充电装置的充电连接器嵌合于车辆的充电口而对搭载于所述车辆的电池进行充电。所述控制部在所述电池的充电完成之后，开始所述充电连接器从所述充电口的脱离。所述控制部构成为，在无法使所述充电连接器从所述充电口脱离的情况下，执行交替地反复进行使电流从所述充电口侧向所述充电连接器侧流动的放电和使电流从所述充电连接器侧向所述充电口侧流动的充电的控制。
10.根据上述构成，交替地反复进行充放电，能够使充电口及充电连接器处的通电电阻引起的发热量增加，避免充电口与充电连接器的嵌合部冻结，能够在抑制向充电连接器另外追加加热机构引起的成本上升的同时，抑制冻结而充电连接器无法从充电口脱离的情况。
11.在本发明的方案所涉及的充电系统中，也可以是，所述充电连接器的一部分利用高导热性材料构成。
12.根据上述构成，能够使得易于将因通电电阻产生的大量热向充电口与充电连接器的嵌合部传递。
13.在本发明的方案所涉及的充电系统中，也可以是，对所述充电连接器进行保持并自动地进行所述充电连接器相对于所述充电口的插拔的臂机构设置于所述充电装置。
14.根据上述构成，在低温下也能够避免充电口与充电连接器的嵌合部冻结，使充电连接器从充电口自动脱离。
15.本发明的方案所涉及的充电系统，起到如下效果，即，能够在低温下使充电口及充电连接器处的通电电阻引起的发热量增加，避免充电口与充电连接器的嵌合部冻结，能够在抑制向充电连接器另外追加加热机构引起的成本上升的同时，抑制冻结而充电连接器无法从充电口脱离的情况。
附图说明
16.以下，参照附图，对本发明的例示性的实施方式的特征、优点、以及技术上和工业上的意义进行说明，附图中，同样的附图标记表示同样的要素，并且，其中：
17.图1是示出实施方式所涉及的充电系统的构成的框图。
18.图2是示出充电控制部实施的充电控制处理的流程的一例的流程图。
19.图3是示出低温充电曲线的一例的图。
20.图4是示出常温充电曲线的一例的图。
21.图5是示出充电控制部实施的充电控制处理的流程的另一例的流程图。
22.图6是关于冻结避免充放电的说明图。
具体实施方式
23.以下，对本发明所涉及的充电系统的实施方式进行说明。此外，本发明不受本实施方式所限定。
24.图1是示出实施方式所涉及的充电系统1的构成的框图。如图1所示，实施方式所涉及的充电系统1是将设置于电动汽车等车辆2的外部的充电装置3的充电连接器33连接于车辆2的充电口25而对搭载于车辆2的电池21进行充电用的系统。
25.在该充电系统1中，在车辆2侧设置有电池21、充电控制部22、温度检测部23、利用开始时刻取得部24以及充电口25。不过，根据车辆2的车型，也存在没有设置温度检测部23及利用开始时刻取得部24的情况。
26.电池21例如由镍氢电池、锂离子电池构成，是储蓄用于驱动车辆2的高电压的直流电力的电池。
27.充电控制部22由将包括cpu(central processing unit，中央处理单元)、ram(random access memory，随机存取存储器)、rom(read only memory，只读存储器)以及输入输出接口等的周知的微型计算机作为主体的电子电路构成。充电控制部22与设置于充电装置3侧的充电控制部31相协调，控制利用充电装置3对电池21进行充电的充电处理。另外，充电控制部22通过can(controller area network，控制器局域网)等车载网络，取得与电
池21的soc(state of charge，荷电状态)相关的信息。
28.温度检测部23由搭载于充电口25的温度传感器构成。温度检测部23检测充电口25的温度t，将表示检测到的充电口25的温度t的电信号向充电控制部22输出。
29.利用开始时刻取得部24取得用户开始利用车辆2的利用开始时刻。例如，利用开始时刻取得部24通过与用户拥有的通信终端、搭载于车辆2的输入装置等之间进行通信来取得用户使用上述通信终端、输入装置等输入的利用开始时刻。
30.充电口25通过在形成有供充电装置3的充电连接器33插入的孔的壳体内设置通电端子而构成。
31.另一方面，在充电装置3侧设置有充电控制部31、存储部32以及充电连接器33。
32.充电控制部31由将与充电控制部22同样的微型计算机作为主体的电子电路构成。充电控制部31与车辆2侧的充电控制部22相协调，控制经由充电连接器33及充电口25而对电池21进行充电的充电处理。另外，充电控制部31通过与充电控制部22进行通信，来取得例如温度检测部23检测到的充电口25的温度t、利用开始时刻取得部24取得的利用开始时刻、以及与电池21的soc相关的信息等各种信息。
33.另外，充电控制部31当充电连接器33与充电口25嵌合而电连接时，经由充电口25及充电连接器33从车辆2的充电控制部22取得表示嵌合了的状态的嵌合信号，判定为处于充电连接器33与充电口25嵌合了的状态。此时，充电控制部31例如在最初取得所述嵌合信号的时间点检知充电连接器33与充电口25的嵌合开始，之后，在一定时间持续进行了所述嵌合信号的取得的情况下，检知充电连接器33与充电口25的嵌合完成。另一方面，充电控制部31在不再取得所述嵌合信号的情况下，判定为充电连接器33从充电口25脱离，而处于充电连接器33与充电口25的嵌合解除了的状态(脱离状态)。此时，充电控制部31例如在最初不再取得所述嵌合信号的时间点检知充电连接器33从充电口25的脱离开始，之后，在一定时间未持续进行所述嵌合信号的取得的情况下，检知充电连接器33从充电口25的脱离完成。此外，是否处于充电连接器33与充电口25嵌合了的状态的判定的方法、嵌合的开始、嵌合的完成、脱离的开始以及脱离的完成各自的检知方法等，没有特别限定，可以采用公知的技术。
34.存储部32存储有在实施基于充电控制部31的充电控制时使用的信息，例如，存储有常温充电曲线和低温充电曲线等。
35.充电连接器33由在插入到车辆2的充电口25时与充电口25的通电端子电连接的通电端子、和对该通电端子进行保持的保持部构成。充电连接器33的所述保持部由导热性较高的树脂材料等高导热性材料构成。
36.在具有这样的构成的充电系统1中，通过充电装置3侧的充电控制部31执行以下所示的充电控制处理，在避免充电连接器33冻结的同时对电池21进行充电。以下，对执行充电控制处理时的充电控制部31的动作进行说明。
37.图2是示出充电控制部31实施的充电控制处理的流程的一例的流程图。首先，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33与车辆2的充电口25的嵌合开始(步骤s1)。接着，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33与车辆2的充电口25的嵌合完成(步骤s2)。接着，充电控制部31开始充电(步骤s3)。接着，充电控制部31判断温度检测部23检测到的充电口25的温度t是否小于预先设定的阈值温度t0(步骤s4)。此外，作为阈值温度t0，设为了若低
于阈值温度t0则充电连接器33与充电口25可能冻结的低温。
38.充电控制部31在判断为充电口25的温度t小于阈值温度t0的情况下(在步骤s4中为“是”)，从利用开始时刻取得部24取得用户开始利用车辆2的利用开始时刻(步骤s5)。此外，在此，作为用户开始利用车辆2的利用开始时刻，设为用户搭乘车辆2出发的出发时刻。接着，充电控制部31使用存储于存储部32的低温充电曲线执行充电(步骤s6)。
39.图3是示出低温充电曲线的一例的图。在使用低温充电曲线的充电中，以使得在所取得的出发时刻(利用开始时刻)之前电池21成为满充电的方式使电流流动而对电池21进行充电。此时，充电控制部31如图3所示，从充电开始起随着接近出发时刻(利用开始时刻)，使电流逐渐变大，当在充电后半段中即将成为出发时刻(利用开始时刻)之前时，作为比此前大的电流，使在低温充电曲线中设定的最大的电流(高电流)流动而进行充电。并且，充电控制部31在使用低温充电曲线执行充电之后，移向步骤s8的处理。
40.另一方面，在步骤s4的处理中，充电控制部31判断为充电口25的温度t为阈值温度t0以上的情况下(在步骤s4中为“否”)，使用常温充电曲线执行充电(步骤s7)。
41.图4是示出常温充电曲线的一例的图。在使用常温充电曲线的充电中，以使得从充电开始起在尽可能早的时间电池21成为满充电的方式，使电流流动而对电池21进行充电。此时，充电控制部31如图4所示，从充电开始起使在常温充电曲线中设定的最大的电流(高电流)流动，随着电池21接近满充电而使电流逐渐变小，在充电后半段中使低电流流动而进行充电。并且，充电控制部31在使用常温充电曲线执行充电之后，移向步骤s8的处理。
42.充电控制部31使用低温充电曲线或常温充电曲线执行充电，基于与电池21的soc相关的信息，判定电池21是否满充电(步骤s8)。接着，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33从车辆2的充电口25的脱离开始(步骤s9)。接着，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33从车辆2的充电口25的脱离完成(步骤s10)。然后，充电控制部31结束一例的充电控制处理。
43.在实施方式所涉及的充电系统1中，充电开始时，由搭载于车辆2的温度检测部23检测充电口25的温度t，将该检测到的温度t与阈值温度t0进行比较，判断充电口25与充电连接器33的嵌合部是否可能冻结，在温度t小于阈值温度t0的情况下，取得出发时刻等用户的车辆2的利用开始时刻，之后，执行使用了低温曲线的充电。在该使用了低温充电曲线的充电中，在即将成为利用开始时刻(出发时刻)之前通入高电流，所以，与像使用了常温充电曲线的充电那样在充电后半段通入低电流的情况相比，能够使充电口25及充电连接器33处的通电电阻引起的发热量变多。尤其是，在实施方式所涉及的充电系统1中，充电连接器33的一部分(保持部)由高导热性材料构成，所以能够使得易于将因通电电阻产生的大量热向充电口25与充电连接器33的嵌合部传递。
44.由此，在实施方式所涉及的充电系统1中，能够不向充电连接器33追加加热机构，使充电口25及充电连接器33处的通电电阻引起的发热量增加，在低温下，也会在利用开始时刻(出发时刻)之前对充电口25与充电连接器33的嵌合部进行加热而避免冻结。因此，在实施方式所涉及的充电系统1中，能够在抑制成本上升的同时，抑制冻结而充电连接器33无法从充电口25脱离的情况。
45.图5是示出充电控制部31实施的充电控制处理的流程的另一例的流程图。首先，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33与车辆2的充电口25的嵌合开始(步骤s11)。接
着，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33与车辆2的充电口25的嵌合完成(步骤s12)。接着，充电控制部31开始充电(步骤s13)。充电控制部31基于与电池21的soc相关的信息，判定为电池21满充电(步骤s14)。接着，充电控制部31检知充电装置3的充电连接器33从车辆2的充电口25的脱离开始(步骤s15)。接着，充电控制部31判断充电装置3的充电连接器33从车辆2的充电口25的脱离是否完成(步骤s16)。充电控制部31在判断为充电连接器33从充电口25的脱离完成的情况下(在步骤s16中为“是”)，结束一系列的充电控制处理。另一方面，充电控制部31在判断为充电连接器33从充电口25的脱离未完成的情况下(在步骤s16中为“否”)，视为充电连接器33与充电口25冻结，执行冻结避免充放电(步骤s17)。
46.该冻结避免充放电，是为了在由充电控制部31判断为充电连接器33从充电口25的脱离未完成(脱离ng)之后，通过如图6所示那样以使得电力收支平衡的方式交替地反复进行使电流从充电口25侧向充电连接器33侧(从车辆2的电池21侧向充电装置3侧)流动的放电、和使电流从充电连接器33侧向充电口25侧(从充电装置3侧向车辆2的电池21侧)流动的充电，从而在将电池21的soc保持在预定的范围内的同时，利用充电口25及充电连接器33处的通电电阻引起的发热避免充电口25与充电连接器33的嵌合部冻结。
47.之后，在以一定时间执行冻结避免充放电之后，移向步骤s16的处理，反复执行冻结避免充放电，直到判断为充电连接器33从充电口25的脱离完成为止。然后，充电控制部31若判断为充电连接器33从充电口25的脱离完成(在步骤s16中为“是”)，则结束一系列的充放电控制处理。
48.在实施方式所涉及的充电系统1中，在充电结束时充电连接器33无法从充电口25脱离的情况下，判断为充电连接器33与充电口25冻结，以使得电力收支平衡的方式实施充放电，在充电口25与充电连接器33之间进行通电。由此，在实施方式所涉及的充电系统1中，能够不向充电连接器33另外追加加热机构，在低温下，也会使充电口25及充电连接器33处的通电电阻引起的发热量增加，避免充电口25与充电连接器33的嵌合部冻结，使充电连接器33从充电口25脱离。
49.此外，实施方式所涉及的充电系统1不限定于通过用户的手动作业来进行充电装置3的充电连接器33相对于车辆2的充电口25的插拔(嵌合及脱离)，例如，也可以采用将对充电连接器33进行保持并自动地进行充电连接器33相对于充电口25的插拔(嵌合及脱离)的臂机构设置于充电装置3而能够自动实施充电的自动充电装置。由此，在通过自动充电装置进行了车辆2的电池21的充电时，能够使充电口25及充电连接器33处的通电电阻引起的发热量增加，在低温下，也避免充电口25与充电连接器33的嵌合部冻结，使充电连接器33从充电口25自动脱离。
50.此外，在使用了自动充电装置的情况下，是否处于充电连接器33与充电口25嵌合了的状态的判定、嵌合的开始、嵌合的完成、脱离的开始以及脱离的完成各自的检知等，可以除了上述方法之外，还例如基于臂机构的动作状态来进行。例如，可以将臂机构保持充电连接器33并开始将充电连接器33向充电口25插入的动作的时间点，作为充电连接器33与充电口25的嵌合开始的时间点而进行检知。

技术特征：
1.一种充电系统，构成为使充电装置的充电连接器嵌合于车辆的充电口而对搭载于所述车辆的电池进行充电，其特征在于，具备：温度检测部，构成为检测所述充电口的温度；利用开始时刻取得部，构成为取得用户开始利用所述车辆的利用开始时刻；和控制部，构成为在使所述充电口与所述充电连接器嵌合而进行所述电池的充电时，基于所述温度检测部的检测结果，在所述充电口的温度低于预先设定的阈值温度时，执行在即将成为所述利用开始时刻之前使比此前大的电流流动而进行充电的控制。2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述控制部，在所述充电口的温度低于预先设定的阈值温度时，从充电开始起随着接近所述利用开始时刻而使充电的电流变大。3.根据权利要求1或2所述的充电系统，其特征在于，所述充电连接器的一部分由高导热性材料构成。4.根据权利要求1或2所述的充电系统，其特征在于，在所述充电装置设置臂机构，所述臂机构保持所述充电连接器并自动地进行所述充电连接器相对于所述充电口的插拔。5.一种充电系统，构成为使充电装置的充电连接器嵌合于车辆的充电口而对搭载于所述车辆的电池进行充电，其特征在于，具备控制部，该控制部构成为使所述充电口与所述充电连接器嵌合而进行所述电池的充电，所述控制部在所述电池的充电完成之后，开始进行所述充电连接器从所述充电口的脱离，所述控制部构成为，在无法使所述充电连接器从所述充电口脱离的情况下，执行交替地反复进行使电流从所述充电口侧向所述充电连接器侧流动的放电和使电流从所述充电连接器侧向所述充电口侧流动的充电的控制。6.根据权利要求5所述的充电系统，其特征在于，所述充电连接器的一部分由高导热性材料构成。7.根据权利要求5所述的充电系统，其特征在于，在所述充电装置设置臂机构，所述臂机构保持所述充电连接器并自动地进行所述充电连接器相对于所述充电口的插拔。

技术总结
一种充电系统，使充电装置的充电连接器嵌合于车辆的充电口而对搭载于所述车辆的电池进行充电。所述充电系统包括：温度检测部，检测所述充电口的温度；利用开始时刻取得部，取得用户开始利用所述车辆的利用开始时刻；以及控制部，在进行所述电池的充电时，基于所述温度检测部的检测结果，在所述充电口的温度低于预先设定的阈值温度时，执行在即将成为所述利用开始时刻之前使比此前大的电流流动而进行充电的控制。电的控制。电的控制。


技术研发人员：冢本翔太
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/10/19