JP2010110055A - Charging cable for electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車のバッテリを充電するために用いられる充電ケーブルに関するものである。 The present invention relates to a charging cable used for charging a battery of an electric vehicle.
近年、動力源として二次電池に蓄電された電力とガソリンなどの燃料とを併用して走行するハイブリッド車や、二次電池に逐電された電力を動力源として走行する二次電池車などの電気自動車の実用化が進んでいる。これらの電気自動車には、各家庭に供給されている商用電源からの電力供給を受けて、バッテリを充電する電気自動車(例えば、プラグインハイブリッドカー)もあり、バッテリの充電には、商用電源の電源コンセントと電気自動車側のコネクタとを接続するために電気自動車用充電ケーブルが用いられる。 In recent years, electricity such as hybrid vehicles that travel using both power stored in the secondary battery as a power source and fuel such as gasoline, and secondary battery vehicles that travel using the power continuously discharged from the secondary battery as a power source. Automobiles are in practical use. Among these electric vehicles, there are also electric vehicles (for example, plug-in hybrid cars) that charge a battery by receiving power supply from a commercial power source supplied to each household. An electric vehicle charging cable is used to connect the power outlet to the connector on the electric vehicle side.
この種のバッテリには、例えば200V〜300V程度の高電圧を必要とするものが利用されており、また充電時には、商用電源として200Vの高電圧を利用することも多く、電気自動車や電気自動車用充電ケーブルには安全性が求められる。 As this type of battery, for example, a battery that requires a high voltage of about 200V to 300V is used, and when charging, a high voltage of 200V is often used as a commercial power source. Safety is required for the charging cable.
ところで、一般家庭において電気自動車は、屋外の駐車スペースや、屋外に設置されたカーポートなどに駐車されることが多い。このため、電気自動車のバッテリを充電する場合には、住宅の外壁などに配設された抜け止め式の防水電源コンセントに電気自動車用充電ケーブルの電源プラグを挿し込み、防水電源コンセントから商用電源の供給を受けてバッテリを充電する。一方で、例えば電気自動車で外出する場合など、電気自動車の充電を行わない場合には、電気自動車用充電ケーブルは、屋内や電気自動車の社内(例えばトランク)に収納されることが想定できる。すなわち、電気自動車用充電ケーブルは使用する毎に防水電源コンセントに抜き挿しして利用されることとなる。 By the way, in an ordinary home, an electric vehicle is often parked in an outdoor parking space or a car port installed outdoors. For this reason, when charging the battery of an electric vehicle, insert the power plug of the charging cable for the electric vehicle into a retaining-type waterproof power outlet installed on the outer wall of the house, etc. Recharge the battery with the supply. On the other hand, when the electric vehicle is not charged, such as when going out with an electric vehicle, for example, it can be assumed that the charging cable for the electric vehicle is housed indoors or inside the electric vehicle (for example, a trunk). That is, the electric vehicle charging cable is inserted into and removed from a waterproof power outlet every time it is used.
しかしながら、住宅の外壁などに配設される抜け止め式の防水電源コンセントは、通常、長期間プラグを差し続けて使用することを想定して設計されており、抜き差しする頻度が高いと、不完全な接続によって異常な発熱などが発生する可能性があった。また、屋外は湿気が高く塵や埃も多いため、トラッキング現象によって異常に発熱する可能性もあった。 However, non-removable waterproof power outlets that are installed on the outer wall of a house are usually designed on the assumption that the plug will be used for a long period of time. There was a possibility that abnormal heat generation etc. might occur by the simple connection. In addition, since the humidity is high outside and there is a lot of dust and dirt, there is a possibility of abnormal heat generation due to the tracking phenomenon.
そこで、バッテリの充電時に温度の上昇を検知して給電を停止することで、異常な発熱を防止した、給電用カプラが従来提案されている(例えば、特許文献1)。上記文献に開示された給電用カプラは、1次コイルが内蔵されたケース内に温度検出手段としてサーミスタを備え、給電用カプラが設定温度以上になると、サーミスタの抵抗増加によって温度異常を検知して、給電を停止するものである。
接続不良やトラッキング現象などによる異常な発熱以外にも、前述のような高電圧を利用した充電時に漏電が発生すると、過電流が流れてバッテリや充電回路にストレスが加わる可能性があった。そのため、例えば特許文献1の給電用カプラと商用電源の給電経路に漏電ブレーカを設けて使用するなど、複数の手段を組み合わせて異常な発熱や漏電を回避する必要があり、使用する器具のコストが高くなったり、設置の手間がかかるという問題があった。
In addition to abnormal heat generation due to poor connection or tracking phenomenon, if leakage occurs during charging using the high voltage as described above, there is a possibility that overcurrent flows and stress is applied to the battery or the charging circuit. Therefore, it is necessary to avoid abnormal heat generation and leakage by combining a plurality of means, for example, by using a leakage breaker in the power supply path of the power supply coupler and commercial power supply of
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、異常な発熱や漏電を検知して充電を遮断できる、低コストの電気自動車用充電ケーブルを安価に提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and an object of the present invention is to provide a low-cost electric vehicle charging cable that can detect abnormal heat generation or leakage and cut off charging. There is.
上記目的を達成するために、電気自動車用充電ケーブルは、電気自動車のバッテリを商用電源を用いて充電するための電気自動車用充電ケーブルであって、商用電源のコンセントに着脱自在に接続される電源プラグと、電源プラグの温度を検出する温度検出手段と、電気自動車に着脱自在に接続されてバッテリに充電電流を供給する車両用コネクタと、電源プラグと車両用コネクタの間の電路を開閉する開閉手段と、記電路を流れる電流に基づいて漏電を検出する漏電検出手段と、温度検出手段の検出温度が所定の閾値を超えるか、もしくは、漏電検出手段が漏電を検出すると、開閉手段を開極させる電力遮断手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric vehicle charging cable is an electric vehicle charging cable for charging an electric vehicle battery using a commercial power source, and is a power source detachably connected to a commercial power source outlet. A plug, temperature detection means for detecting the temperature of the power plug, a vehicle connector that is detachably connected to the electric vehicle and supplies a charging current to the battery, and an open / close that opens and closes an electric circuit between the power plug and the vehicle connector Means, a leakage detecting means for detecting a leakage based on the current flowing in the recording circuit, and when the detected temperature of the temperature detecting means exceeds a predetermined threshold or the leakage detecting means detects a leakage, the switching means is opened. And an electric power cut-off means.
ここにおいて電気自動車とは、動力源として二次電池に蓄電された電力とガソリンなどの燃料とを併用して走行するハイブリッド車(例えば、プラグインハイブリッドカー)や、二次電池に逐電された電力を動力源として走行する二次電池車など、動力源の一部ないし全部に、二次電池を利用した自動車のことをいう。 Here, an electric vehicle refers to a hybrid vehicle (for example, a plug-in hybrid car) that travels by using a combination of electric power stored in a secondary battery and a fuel such as gasoline as a power source, and electric power that is discharged to the secondary battery. A vehicle using a secondary battery as a part or all of a power source, such as a secondary battery vehicle that travels using as a power source.
請求項1の発明によれば、温度検出手段によって温度の異常な上昇を検出するとともに、漏電検出手段が漏電を検出することができ、また、温度検出手段と漏電検出手段の何れかが異常を検知すると、電力遮断手段が供給経路を開路して電力を遮断するので、接続不良やトラッキング現象による異常な発熱や漏電によって過電流が流れるのを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the temperature detection means can detect an abnormal rise in temperature, the leakage detection means can detect a leakage, and either the temperature detection means or the leakage detection means has an abnormality. When detected, the power interruption means opens the supply path and cuts off the electric power, so that it is possible to prevent an overcurrent from flowing due to abnormal heat generation or leakage due to poor connection or tracking phenomenon.
また、電力遮断手段は温度検出手段と漏電検出手段の両方の検出手段からの異常を検出して供給経路を開路するので、開閉手段を複数備える必要が無く、両方の検出手段で開閉手段を共用することによって、低コストの電気自動車用充電ケーブルを提供することができる。 In addition, since the power interruption means detects an abnormality from both the temperature detection means and the leakage detection means and opens the supply path, there is no need to provide a plurality of opening and closing means, and both detection means share the opening and closing means. By doing so, a low-cost charging cable for an electric vehicle can be provided.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態にかかる電気自動車用充電ケーブルの概略回路図であり、図2は、当該電気自動車用充電ケーブルを用いて電気自動車の走行用バッテリの充電を行う使用例を示す図である。図3(a)は同電気自動車用充電ケーブルの要部を示す斜視図であり、図3(b)は同要部の断面図である。 FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a charging cable for an electric vehicle according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a use example in which a battery for traveling of the electric vehicle is charged using the charging cable for the electric vehicle. It is. Fig.3 (a) is a perspective view which shows the principal part of the charging cable for electric vehicles, and FIG.3 (b) is sectional drawing of the principal part.
電気自動車用充電ケーブル1は、図2に示すとおり、住宅の外壁に設けられた電源コンセント7と、宅外の駐車スペースに駐車された電気自動車8の車両側コネクタ9との間を接続して、電気自動車8に搭載された走行用のバッテリ10を充電するために用いられる。
As shown in FIG. 2, the electric
電源コンセント7は、例えば、電源プラグがその自重によって抜け落ちないようにした抜け止め構造を有しており、また、雨水などによる電極の短絡を防止する防水構造を有している。また電源コンセント7は、JIS C 8303で規格化された、2極接地極付きコンセントであって、単相2線式の交流100Vを供給する商用電源(図示せず)に接続されている。電気自動車8に設けられた車両側コネクタ9と、電気自動車8に搭載されたバッテリ10は、電源ケーブル(図示せず)及び充電用回路(図示せず)を介して接続されており、当該充電回路が車両側コネクタ9から商用電源の供給を受けることで、バッテリ10の充電が行われる。
The power outlet 7 has, for example, a retaining structure that prevents the power plug from falling off due to its own weight, and also has a waterproof structure that prevents a short circuit of the electrode due to rain water or the like. The power outlet 7 is a socket with a two-pole grounding electrode standardized by JIS C 8303, and is connected to a commercial power source (not shown) that supplies a single-phase two-wire AC 100V. A vehicle-side connector 9 provided in the
電気自動車用充電ケーブル1は、電源コンセント7に着脱自在に接続可能な電源プラグ3と、車両側コネクタ9に接続して電力の供給を行う車両用コネクタ4と、電源プラグ3と車両用コネクタ4を接続して商用電源の電路となる電源ケーブル5(5a、5b)と、電源ケーブル5の途中に設けられた制御ボックス2とを備える。
The electric
電源プラグ3は、接続端子31、31、32を備え、各接続端子31、31、32にはそれぞれ電源ケーブル5aの内部に有するケーブルL1、L1、L2が接続されている。接続端子31、31は電源コンセント7から交流電力の供給を受ける端子であり、接続端子32は接地用の端子である。また電源プラグ3はその内部に、例えば測温抵抗体などからなる温度センサ13が埋設されており(図3を参照)、温度センサ13の温度信号は信号線L3、L3を介して制御回路11に出力される。なお、ケーブルL1、L1、L2及び信号線L3、L3は束ねられ、絶縁性の素材によって覆われ、電源ケーブル5aを構成している。
The
制御ボックス2はその内部に、電源プラグ3と車両用コネクタ4の間の電路であるケーブルL1、L1を開閉する開閉回路12と、充電時に異常を検出すると開閉回路12を介して電路を開いて商用電源の供給を中止させる制御回路11とを備えている。
The
制御回路11は、ケーブルL1、L1、L2に接続されており、ケーブルL1、L1、L2を介して供給される商用電源を制御回路11の動作電源として動作している。また制御回路11は、ケーブルL1、L1上に流れる電流を監視して漏電を検出する漏電検出部14を有しており、漏電検出部14が漏電を検出すると制御回路11は開閉回路12へ回路を開く命令を含む信号を送信する。また制御回路11と温度センサ13は信号線L3を介して接続されており、制御回路11は温度センサ13から入力された温度信号が所定の温度以上であると、制御回路11は開閉回路12へ回路を開く命令を含む信号を送信する。すなわち、制御回路11と温度センサ13によって温度検出手段を形成するとともに、制御回路11の漏電検出部14によって漏電検出手段を形成している。
The
開閉回路12は、ケーブルL1、L1を開閉するスイッチSW、SWを有し、制御回路11からの信号を受けて、当該スイッチSWを開閉させ、電源プラグ3から車両用コネクタ4への商用電源の供給をオフ/オンさせる。
The opening /
ここで、電源プラグ3が電源コンセント7に接続されると、ケーブルL1、L2を介して商用電源からの電力が制御回路11に供給される。また、初期状態では開閉回路12はオン状態であるので、商用電源からの電力は車両用コネクタ4に供給され、車両用コネクタ4が車両側コネクタ9に接続されることで、バッテリ10の充電が行われる。このとき、制御回路11は商用電源からの電力をもとに動作しており、温度センサ13の検出温度と回路内の電流または電圧を測定している。
Here, when the
このとき、電源コンセント7や電源プラグ3に水分を含んだ塵や埃が蓄積されて各端子間の絶縁状態が低下したり、電源コンセント7と電源プラグ3の接触不良によって発熱が発生すると、温度センサ13の検出温度が高くなる。温度センサ13からの検出温度が、制御回路11に予め設定された温度を超えると、制御回路11は開閉回路12に電力を遮断する信号を送信する。開閉回路12は当該信号を受信して、スイッチSWを開き、ケーブルL1を流れる電流が遮断され、バッテリ10の充電が停止される。
At this time, if dust or dirt containing moisture accumulates in the power outlet 7 or the
また一方で、前述のようなバッテリ10の充電が行われている時において、車両側コネクタ9や電源ケーブル5の破損によって漏電が発生すると、制御回路11が漏電を検出して開閉回路12に電力を遮断する信号を送信する。開閉回路12は当該信号を受信すると、スイッチSWを開き、ケーブルL1を流れる電流が遮断されるので、バッテリ10の充電は停止される。なお、漏電の検出方法については、既知の技術であるので説明を省略する。
On the other hand, when the
このように、バッテリ10の充電時に、電源プラグ3の温度上昇や、漏電が発生すると、制御回路11がそれらを検出して直ちに充電を停止することが出来るので、安全にバッテリ10の充電を行うことが出来る。また、開閉回路12は、温度検出手段である温度センサ13及び制御回路11と、漏電検出手段である漏電検出部14によって共有されているので低コストの電気自動車用充電ケーブルを提供することができる。
In this way, when the
なお、本実施の形態では商用電源は交流100Vとしたが、交流200Vなどの高電圧電源でもよい。このとき、電源プラグ3は電源の電圧に応じた形状であって、電源コンセント7に着脱自在に接続できれば良い。
In this embodiment, the commercial power supply is AC 100V, but may be a high-voltage power supply such as AC 200V. At this time, the
1 電気自動車用充電ケーブル
2 制御ボックス
3 電源プラグ
4 車両用コネクタ
5a、5b 電源ケーブル
11 制御回路(電力遮断手段)
12 開閉回路(開閉手段)
13 温度センサ(温度検出手段)
14 漏電検出部(漏電検出手段)
31 接続端子
32 接続端子(アース端子)
SW スイッチ
L1 ケーブル
L2 ケーブル
L3 信号線
DESCRIPTION OF
12 Open / close circuit (open / close means)
13 Temperature sensor (temperature detection means)
14 Earth leakage detector (earth leakage detection means)
31
SW switch L1 cable L2 cable L3 Signal line
Claims (1)
電源プラグの温度を検出する温度検出手段と、
電気自動車に着脱自在に接続されて電気自動車のバッテリに充電電流を供給する車両用コネクタと、
電源プラグと車両用コネクタの間の電路を開閉する開閉手段と、
前記電路を流れる電流に基づいて漏電を検出する漏電検出手段と、
前記温度検出手段の検出温度が所定の閾値を超えるか、もしくは、前記漏電検出手段が漏電を検出すると、前記開閉手段を開極させる電力遮断手段とを備えたことを特徴とする電気自動車用充電ケーブル。 A power plug that is detachably connected to a commercial power outlet,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the power plug;
A vehicle connector that is detachably connected to the electric vehicle and supplies a charging current to the battery of the electric vehicle;
Opening and closing means for opening and closing an electric circuit between the power plug and the vehicle connector;
A leakage detecting means for detecting a leakage based on a current flowing through the circuit;
Charging for an electric vehicle, comprising: a power cut-off means for opening the opening / closing means when the detected temperature of the temperature detection means exceeds a predetermined threshold value or the leakage detection means detects a leakage. cable.
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