CN103402812B - 电推进车辆用充电线缆 - Google Patents

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Abstract

一种用于对电推进车辆的电池充电的充电线缆(A)，包括：电源插头(14)，其装卸自如地与商用电源的电源插座(12)连接；充电耦合器(16)，其装卸自如地与电推进车辆(C)连接；温度传感器(14a)，其检测电源插头(14)与充电耦合器(16)之间的电路的温度；以及充电装置(20)，其具有对从电源插头14流向充电耦合器16的电流值进行控制的控制单元(20a)，能够尽可能地减少充电时间，并且提高充电线缆与插座之间以及充电线缆与充电耦合器之间的耐久性。

Description

电推进车辆用充电线缆
技术领域
本发明涉及一种为了对例如电动汽车、混合动力车那样的电推进车辆的电池进行充电而使用的电推进车辆用充电线缆。
背景技术
近年来，作为环保的汽车，电推进车辆的开发正在迅速地进展。电推进车辆的充电基础结构(charging infrastructure)大体分类为作为电网的末端的利用家庭用电源的家庭用充电设备和设置于市区或路面下等的以不特定的多数人的使用为前提的公共用充电设备这两种。
另外，当考虑便利性时，为了普及电推进车辆而需要家庭用充电设备，因此开始对普通家庭、企业等导入利用100V、200V的商用电源的慢速充电设备。
在家庭用充电设备的情况下，在对电推进车辆的电池进行充电时，为了将商用电源的电源插座与电推进车辆侧的连接器连接而使用电推进车辆用充电线缆。
该充电线缆具备与商用电源的电源插座连接的电源插头和与电推进车辆侧的连接器连接的充电耦合器，在对电池充电时，将电源插头插入到配设于住宅的外壁等的电源插座进行使用。
然而，有可能引起因电源插座与电源插头的不完全连接、漏电现象所导致的异常发热。因此，还提出了如下一种充电线缆(例如参照专利文献1)：设置对电源插头的温度进行检测的温度传感器，当温度传感器检测出电源插头的温度超过规定的温度时，向用于开闭电源插头与充电耦合器之间的电路的开闭电路发送控制信号，来停止从电源插头向电推进车辆侧的连接器供给电力。
在该充电线缆的情况下，除了对电源插头的温度进行检测的温度传感器以外，还设置有检测漏电的漏电检测部，当漏电检测部检测出漏电时，停止从电源插头向电推进车辆侧的连接器供给电力。
专利文献1：日本特开2010-110055号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1所记载的充电线缆具有以下结构：在温度传感器检测出电源插头或充电耦合器的温度超过规定的温度、或者漏电检测部检测出漏电的情况下，停止从电源插头向电推进车辆侧的连接器供给电力。因此，在如电推进车辆那样需要长时间通电的情况下，存在充电时间变长的问题、因接通/断开控制引起的中继器等的耐久性问题。
本发明是鉴于现有技术所具有的这种问题点而完成的，其目的在于提供一种能够尽可能地减少充电时间且能够提高中继器等的耐久性的电推进车辆用充电线缆。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明是一种电推进车辆用充电线缆，用于对电推进车辆的电池进行充电，该电推进车辆用充电线缆具备：电源插头，其装卸自如地与商用电源的电源插座连接；充电耦合器，其装卸自如地与电推进车辆连接；温度检测单元，其在从电源插座对电推进车辆的电池充电时，检测电源插头与充电耦合器之间的电路的温度；以及控制单元，其根据由温度检测单元检测出的温度生成导频信号，并将该导频信号发送到电推进车辆，其中，该导频信号表示对电池的充电电流。
发明的效果
在电推进车辆中，根据从控制单元发送过来的导频信号来控制对内置的电池的充电电流。根据本发明，能够与充电线缆的电源插头、控制单元或充电耦合器的温度相应地对电推进车辆的充电电流进行可变设定，因此例如当电源插头、控制单元或充电耦合器的温度变高时，能够在减小充电电流的状态下继续对电池充电。由此，与以往的接通/断开控制相比，不仅能够缩短充电时间，还能够提高中继器等的耐久性。
另外，在电源插头和/或充电耦合器中配设第一温度检测单元，并且在控制单元中配设有第二温度检测单元，因此通过由控制单元对来自两个温度检测单元的输出进行比较，能够容易地判断设置在电源插头或充电耦合器中的温度检测单元的断线等问题，能够提高设备的可靠性。
附图说明
本发明的这些方式和特征通过针对所添附的附图的与优选实施方式相关联的下面的记述变得清楚。
图1是使用本发明的实施方式1所涉及的电推进车辆用充电线缆来从普通家庭的商用电源对电推进车辆的电池充电时的概要图。
图2是图1所示的充电线缆的概要框图。
图3示出从图2所示的充电装置输出的导频信号，是与电源插头的温度相应地变更的导频信号的波形图。
图4是表示充电控制的流程图。
图5是使用本发明的实施方式2所涉及的电推进车辆用充电线缆来从普通家庭的商用电源对电推进车辆的电池充电时的概要图。
图6是图5所示的充电线缆的概要框图。
图7是本发明的实施方式3所涉及的充电线缆的概要框图。
图8是本发明的实施方式4所涉及的充电线缆的概要框图。
具体实施方式
本发明是一种电推进车辆用充电线缆，用于对电推进车辆的电池进行充电，该电推进车辆用充电线缆具备：电源插头，其装卸自如地与商用电源的电源插座连接；充电耦合器，其装卸自如地与电推进车辆连接；温度检测单元，其在从电源插座对电推进车辆的电池充电时，检测电源插头与充电耦合器之间的电路的温度；以及控制单元，其根据由温度检测单元检测出的温度生成导频信号，并将该导频信号发送到电推进车辆，其中，该导频信号表示对电池的充电电流。
在电源插座与电源插头的连接部分、充电耦合器与电推进车辆的连接器的连接部分、控制单元中的馈电线与端子等的连接部分等中由于不完全接触、漏电现象而产生异常发热。因而，温度检测单元配设在产生异常发热的电路中的上述各连接部分附近。
众所周知，在电推进车辆中，根据从控制单元发送过来的导频信号来控制对内置的电池的充电电流。根据上述结构，当温度检测单元检测出异常发热时，能够与温度检测单元的检测温度相应地在电推进车辆侧对充电电流进行可变设定。因而，例如能够在电源插头的温度变高的情况下，减小充电电流，在抑制了电源插头的温度上升的状态下继续对电池充电。由此，不仅能够缩短充电时间，还能够提高中继器等的耐久性。
另外，通过在电源插头和/或充电耦合器中配置第一温度检测单元，并且在控制单元中配置第二温度检测单元，控制单元能够根据两个温度检测单元的输出来判别设置于电源插头或充电耦合器中的温度检测单元的问题，从而提高了设备的可靠性。
更具体地说，当由温度检测单元检测出的温度达到预先设定的阈值时，控制单元将变更了波形的导频信号发送到电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低充电电流，由此能够防止电源插头过热，提高安全性。
另外，当由温度检测单元检测出的温度达到阈值时，控制单元将变更了脉宽的导频信号发送到电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低充电电流，通过这样也能够起到同样的效果。
另外，控制单元也可以利用上述导频信号向电推进车辆通知以逐步地降低充电电流。
另外，也可以是当由温度检测单元检测出的温度达到阈值时，控制单元将变更了振幅的导频信号发送到电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低充电电流。
另外，也可以是控制单元对由温度检测单元检测出的温度进行运算，事先将慢慢变更了振幅的导频信号发送到电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低充电电流来避免达到阈值。
并且，除了上述的各控制方法以外，也可以设为最终切断电路的方式。
下面，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明不限定于该实施方式。
(实施方式1)
图1示出使用本发明所涉及的电推进车辆用充电线缆A来从普通家庭B的商用电源对电推进车辆C的电池充电时的状态。
如图1所示，电推进车辆C具备相互电连接的行驶用马达2、逆变器4、电池6以及充电控制装置8，通过与充电控制装置8连接的连接器10来与本发明所涉及的电推进车辆用充电线缆(以下简称为“充电线缆”。)A连接。充电线缆A用于将设置于普通家庭B的住宅的外壁等的电源插座12和电推进车辆侧连接器10连接来对搭载于电推进车辆C的电池6充电。
电源插座12是具有防止因雨水等导致电极短路的防水构造的插座，与提供单相两线式的交流100V的商用电源(未图示)连接。
另一方面，充电线缆A具备：电源插头14，其能够装卸自如地与电源插座12连接；充电耦合器16，其与电推进车辆C的连接器10连接，进行电力的供给；连接线缆18，其将电源插头14与充电耦合器16连接；以及充电装置20，其设置在连接线缆18的中途，具有控制单元(例如微计算机)20a。
另外，电源插头14在其内部埋设有作为检测电源插头14的温度的温度检测单元的温度传感器(例如测温电阻体)14a，从温度传感器14a输出的温度信号被输入到充电装置20的控制单元20a。
充电装置20还具备用于开闭电源插头14与充电耦合器16之间的电路的开闭电路(例如中继器，未图示)以及监视流过电路的电流来检测漏电的漏电检测部(未图示)。当漏电检测部检测出漏电时，控制单元20a通过开闭电路切断电路，中止从商用电源对电推进车辆C的电力供给。
在上述结构的电推进车辆的充电系统中，当电源插头14与电源插座12连接时，来自商用电源的电力被供给到充电线缆A的充电装置20。另外，在初始状态下，开闭电路为接通状态，因此来自商用电源的电力被供给到充电耦合器16，充电耦合器16与电推进车辆C的连接器10连接，由此通过充电控制装置8进行电池6的充电。
接着，参照图2和图3说明作为本发明的主要部分的充电控制。
图2是充电线缆A的概要框图，图3是表示从充电装置20向充电耦合器16输出的导频信号的波形图。
如图2所示，埋设于电源插头14的温度传感器14a检测电源插头14的温度，将表示电源插头14的温度的温度信号输出到设置于充电装置20的控制单元20a。控制单元20a接收温度信号并将与温度信号相应的导频信号通过充电耦合器16输出到电推进车辆C的充电控制装置8。
如后述那样，从控制单元20a输出的导频信号与充电电流具有紧密的关系。因此，通过电推进车辆C的充电控制装置8接收表示充电电流的导频信号，充电控制装置8能够识别可从电源插座12经由充电线缆A供给的充电电流，在与导频信号相应地控制对电池6的供给电流的同时进行充电。充入到电池6的电力通过逆变器4供给到行驶用马达2，能够使电推进车辆C行驶。
图3示出了控制单元20a向电推进车辆C输出的导频信号的波形，(a)表示基准波形，(b)表示电源插头14的温度低时的波形，(c)表示电源插头14的温度高时的波形。
当以使用100V的商用电源、电源插头14的额定电流为15A的情况为例进一步详细记述该导频信号时，在商用电源为100V、电源插头的额定电流为15A的情况下，充电电流(通电电流)例如设定为12A。表示该充电电流的导频信号具有图3的(a)所示的基准波形，该占空比(D)设定为20%(脉宽：20%、脉冲间宽度：80%)。
即，导频信号的占空比表示充电电流本身，当占空比大于20%时，充电电流大于12A，当占空比小于20%时，充电电流小于12A。
在此，电源插头14通常是塑料制品，当将其耐热温度设为65℃时，在本发明所涉及的充电线缆A中，设定低于耐热温度的阈值(例如50℃)，在电源插头14的温度小于阈值的情况下，如图3的(b)所示那样使占空比增大(D>20%)来增加充电电流，另一方面，当电源插头14的温度超过阈值时，如图3的(c)所示那样减小占空比(D<20%)来减少充电电流。
导频信号的占空比和充电电流遵照SAE J1772(SAE：美国汽车技术者协会)，例如具有如下的关系。
占空比D=20%：12A
占空比D=30%：18A
当参照图4的表示充电控制的流程图进一步进行说明时，在将充电线缆A与电推进车辆C连接之前的步骤S1中，导频信号的占空比被设定为D=20%。在步骤S2中，将充电线缆A的电源插头14与电源插座12连接，并且将充电线缆A的充电耦合器16与电推进车辆C的连接器10连接。之后，在步骤S3中，通过内置于电源插头14的温度传感器14a检测电源插头14的温度，将来自温度传感器14a的温度信号输入到充电装置20的控制单元20a。
在步骤S4中，控制单元20a将从温度传感器14a输入的温度与上述的阈值进行比较。
在从电源插座12通过充电线缆A对电推进车辆C的电池6充电之前，电源插头14的温度大致等于大气温度。当充电开始时，电源插头14的温度慢慢上升，在步骤S4中温度传感器14a检测出的温度为阈值以下的情况下，转移到步骤S5，进行无级提高导频信号的占空比的控制来使充电电流一步增加。
另一方面，当在步骤S4中温度传感器14a所检测出的温度超过阈值时，转移到步骤S6，进行无级降低导频信号的占空比的控制来使充电电流无级减少。
如上所述，导频信号的占空比与充电电流具有密切的关系，在电源插头14的温度低的情况下，增大充电电流。另一方面，在电源插头14的温度高的情况下，减小充电电流。通过这样，不像以往那样对充电电流进行接通/断开控制，就能够同时实现充电时间的缩短以及充电线缆A的安全性。
在步骤S5或步骤S6中进行了充电电流的控制之后，在步骤S7中，当电推进车辆C的充电控制装置8判别为对电推进车辆C的电池6的充电还未完成时，返回步骤S3。另一方面，当充电控制装置8判别为对电推进车辆C的电池6的充电已完成时，从电推进车辆C的充电控制装置8将表示充电完成的信号输入到充电线缆A的控制单元20a，结束对电池6的充电。
此外，控制单元20a与输出到电推进车辆C的导频信号的占空比(脉宽)相应地设定充电电流(通电电流)的最大值，而对电推进车辆C的电池6供给的充电电流由电推进车辆C的充电控制装置8最终决定。
另外，在上述实施方式中，通过变更控制单元20a所输出的导频信号的脉宽来变更充电电流，但是也可以通过变更脉宽以外的脉冲波形(例如脉冲的振幅(水平))来变更充电电流。
并且，在上述实施方式中，通过使导频信号的占空比无级增减来使充电电流无级增减，但是也可以使导频信号的占空比逐步地增减来使充电电流逐步地增减。
另外，在上述实施方式中，通过使导频信号的占空比无级增减来使充电电流无级增减，但是也可以设为仅使导频信号的占空比逐步减小来逐步降低充电电流的结构。
另外，在上述实施方式中，将商用电源设为交流100V，但是也能够使用其它的交流电压(例如交流200V)，这是不言而喻的。
也可以在控制单元20a中设定高于上述阈值的第二阈值，控制单元20a在检测出高于第二阈值的温度的情况下切断电路。
(实施方式2)
图5和图6表示本发明的实施方式2，图5是使用本发明的实施方式2的充电线缆对电推进车辆的电池充电时的概要图，图6是图5所示的充电线缆的概要框图。本发明的实施方式2在充电耦合器16中配置有温度传感器16a。温度传感器16a检测充电耦合器16的温度，将表示充电耦合器16的温度的温度信号输出到充电装置20的控制单元20a。控制单元20a接收温度信号并将与温度信号相应的导频信号通过充电耦合器16输出到电推进车辆C的充电控制装置8。根据接收到的导频信号，充电控制装置8能够识别可从电源插座12经由充电线缆A供给的充电电流，在与导频信号相应地控制对电池6的供给电流的同时进行充电。
如果是该结构，则能够在产生充电耦合器16与电推进车辆C的连接器10的不完全连接、漏电现象导致的异常发热时，能够起到与上述实施方式1相同的效果。
(实施方式3)
图7表示本发明的实施方式3的充电线缆的概要框图，将温度传感器20b配置在充电装置20的控制单元20a中。假定在各种状态下对电推进车辆C进行充电的情形，例如考虑充电装置20被放置在烈日下而控制单元20a异常发热的情形。还考虑产生因控制单元20a的连接线缆18与端子等的连接部分等不完全连接、漏电现象导致的异常发热的情形。通过设为实施方式3的结构，通过将温度传感器20b配置在控制单元20a中，能够防止控制单元20a的异常发热，并能够起到与上述的实施方式1相同的效果。
(实施方式4)
另外，图8表示本发明的实施方式4的充电线缆的概要框图，示出了在电源插头14中配置第一温度传感器14a、在控制单元20a中配置第二温度传感器20b的结构。假定电源插头14和充电耦合器16因使用者进行操作而其处理混乱的情形。因此，假定在电源插头14、充电耦合器16的内部设置有温度传感器14a的情况下温度传感器的耐久性劣化。通过设为实施方式4的结构，控制单元20a将设置于电源插头14的第一温度传感器14a与设置于充电装置20的第二温度传感器20b的值进行比较，由此能够容易地检测设置于电源插头14的温度传感器14a的断线。
将第二温度传感器配置于充电耦合器16时也起到同样的效果。另外，也可以在电源插头14、充电耦合器16以及充电装置20中分别配置温度传感器。
此外，通过将上述各种实施方式中的任意的实施方式适当地组合，能够起到各自具有的效果。
参照添附附图并与优选实施方式相关联地充分地记载了本发明，但是对于熟练该技术的人们来说，进行各种变形、修改是显而易见的。这样的变形、修改只要不脱离所添附的权利要求书所构成的本发明的范围，就应该理解为包含在本发明的范围中。
本发明所涉及的充电线缆能够降低充电时间，并能够提高中继器等的耐久性以及设备的可靠性，因此至少作为搭载行驶用电池来进行行驶的车辆的电池充电用线缆是有用的。
在2011年3月3日申请的日本专利申请No.2011-046392号的说明书、附图以及权利要求书的公开内容、以及在2012年1月27日申请的日本专利申请No.2012-015184号的说明书、附图以及权利要求书的公开内容整体被参照并被引用在本说明书中。
附图标记说明
A：电推进车辆用充电线缆；B：普通家庭；C：电推进车辆；2：行驶用马达；4：逆变器；6：电池；8：充电控制装置；10：连接器；12：电源插座；14：电源插头；14a：温度传感器；16：充电耦合器；16a：温度传感器；18：连接线缆；20：充电装置；20a：控制单元；20b：温度传感器。

Claims (6)

1.一种电推进车辆用充电线缆，用于对电推进车辆的电池充电，该电推进车辆用充电线缆具备：
电源插头，其装卸自如地与商用电源的电源插座连接；
充电耦合器，其装卸自如地与上述电推进车辆连接；
温度检测单元，其在对电推进车辆的电池充电时，检测上述电源插座与上述充电耦合器之间的电路的温度；以及
控制单元，其根据由上述温度检测单元检测出的温度生成导频信号，并将该导频信号发送到上述电推进车辆，其中，该导频信号表示对上述电池的充电电流，
上述温度检测单元包括在上述电源插头和/或上述充电耦合器中配设的第一温度检测单元以及在上述控制单元中配设的第二温度检测单元，
上述控制单元根据上述第一温度检测单元和上述第二温度检测单元的输出来判别上述第一温度检测单元的问题。
2.根据权利要求1所述的电推进车辆用充电线缆，其特征在于，
当由上述温度检测单元检测出的温度达到预先设定的阈值时，上述控制单元将变更了波形的导频信号发送到上述电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低上述充电电流。
3.根据权利要求2所述的电推进车辆用充电线缆，其特征在于，
当由上述温度检测单元检测出的温度达到上述阈值时，上述控制单元将变更了脉宽的导频信号发送到上述电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低上述充电电流。
4.根据权利要求3所述的电推进车辆用充电线缆，其特征在于，
上述控制单元利用上述导频信号向上述电推进车辆通知以逐步地降低上述充电电流。
5.根据权利要求2所述的电推进车辆用充电线缆，其特征在于，
当由上述温度检测单元检测出的温度达到上述阈值时，上述控制单元将变更了振幅的导频信号发送到上述电推进车辆，来向该电推进车辆通知以降低上述充电电流。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的电推进车辆用充电线缆，其特征在于，
上述充电线缆还具备用于开闭上述电源插头与上述充电耦合器之间的电路的开闭电路以及监视流过上述电路的电流来检测漏电的漏电检测部，当该漏电检测部检测出漏电时，上述控制单元通过上述开闭电路切断电路。
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