JP2009202677A - Charging structure of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部電源を用いて充電される蓄電デバイスを備える電気自動車の充電構造に関する。 The present invention relates to a charging structure for an electric vehicle including an electricity storage device that is charged using an external power source.
駆動源として電動モータのみを備える電気自動車や、駆動源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電気自動車がある。電気自動車にはバッテリやキャパシタ等の蓄電デバイスが搭載され、蓄電デバイスから電動モータに対して電力が供給される。また、外部電源によって蓄電デバイスを充電するため、車体には充電口が設けられており、充電時には外部電源から延びる充電ケーブルが充電口に対して接続される(例えば、特許文献1参照)。蓄電デバイスに対する充電方法としては、給電ステーション等に設置される急速充電器の充電ケーブルを充電口に接続する方法や、家庭用電源のコンセントから延びる充電ケーブルを充電口に接続する方法がある。電気自動車の使い勝手を考慮した場合には、急速充電器による蓄電デバイスの充電を可能とするだけでなく、家庭用電源による蓄電デバイスの充電を可能とすることが望ましい。
ところで、車体に対する充電口の設置位置については、通常、車種が同一であれば一様に設定されることになる。しかしながら、充電口の設置位置を一様に設定することは、家庭用電源を用いて充電するユーザの利便性を損なうおそれがある。すなわち、家庭用電源と駐車場とは様々な位置関係を有するため、電気自動車を駐車場に停めたときに、家庭用電源のコンセント側に車体の充電口が向いていない場合もある。この場合には、コンセントから延ばした充電ケーブルを、電気自動車を取り囲むように引き回す必要があるが、充電ケーブルを長く引き回すことは、ユーザによる充電ケーブルの接続作業を繁雑にするだけでなく、安全面からも好ましいものではなかった。一方、充電時におけるユーザの利便性を向上させるため、個々のユーザ側の事情に合わせて充電口の設置位置を適宜設定したり、車体の前後左右に複数の充電口を設置したりすることも考えられるが、このような対応を採ることは電気自動車の高コスト化を招く要因となっていた。 By the way, about the installation position of the charging port with respect to a vehicle body, if a vehicle model is the same, it will be set uniformly. However, setting the installation position of the charging port uniformly may impair the convenience of the user who uses the household power supply for charging. That is, since the household power source and the parking lot have various positional relationships, the charging port of the vehicle body may not face the outlet side of the household power source when the electric vehicle is parked in the parking lot. In this case, it is necessary to route the charging cable extending from the outlet so that it surrounds the electric vehicle. Therefore, it was not preferable. On the other hand, in order to improve the convenience of the user during charging, the installation position of the charging port may be appropriately set according to the circumstances of each user, or a plurality of charging ports may be installed on the front, rear, left and right of the vehicle body Although it is conceivable, taking such measures has been a factor in increasing the cost of electric vehicles.
本発明の目的は、電気自動車にかかるコストを抑制しながら、充電時におけるユーザの利便性を向上させることにある。 The objective of this invention is improving the convenience of the user at the time of charge, suppressing the cost concerning an electric vehicle.
本発明の電気自動車の充電構造は、外部電源からの電力が車載充電器を介して充電される蓄電デバイスを備える電気自動車の充電構造であって、車内外を連通するケーブル穴を車体のフロアパネルに形成し、前記フロアパネルの上面側に、一端部が前記車載充電器に接続されて他端部が前記ケーブル穴に向かう車内ケーブルを配設し、前記外部電源からの充電ケーブルが充電時に接続される充電口部を車体の外装パネルに複数設け、前記複数の充電口部の中から任意の充電口部を、前記フロアパネルの下面側に配設される車外ケーブルを介して前記車内ケーブルに接続することを特徴とする。 An electric vehicle charging structure according to the present invention is an electric vehicle charging structure including a power storage device in which electric power from an external power source is charged via an in-vehicle charger, and a cable hole communicating with the inside and outside of the vehicle is provided with a floor panel of the vehicle body. And an in-vehicle cable having one end connected to the in-vehicle charger and the other end toward the cable hole is disposed on the upper surface side of the floor panel, and the charging cable from the external power source is connected during charging. A plurality of charging port portions are provided on the exterior panel of the vehicle body, and an arbitrary charging port portion among the plurality of charging port portions is connected to the in-vehicle cable via an outside cable disposed on the lower surface side of the floor panel. It is characterized by connecting.
本発明の電気自動車の充電構造は、前記ケーブル穴を前記フロアパネルの中央部に形成し、前記車内ケーブルと何れの前記充電口部間であっても、同じ長さ寸法の前記車外ケーブルで接続することを特徴とする。 In the charging structure for an electric vehicle according to the present invention, the cable hole is formed in the center of the floor panel, and the cable outside the vehicle having the same length is connected between the in-vehicle cable and any of the charging ports. It is characterized by doing.
本発明によれば、車内外を連通するケーブル穴をフロアパネルに形成し、フロアパネルの上面側に車載充電器から延びる車内ケーブルをケーブル穴に向けて配設し、充電時に充電ケーブルが接続される充電口部を外装パネルに複数設けるようにしたので、複数の充電口部から利用者に選択される任意の充電口部を、フロアパネルの下面側に配設される車外ケーブルを用いて車内ケーブルに接続することが可能となる。これにより、利用者によって選択された充電口部を容易に機能させることができ、電気自動車の使い勝手を向上させることが可能となる。 According to the present invention, a cable hole communicating with the inside and outside of the vehicle is formed in the floor panel, and the in-vehicle cable extending from the in-vehicle charger is disposed on the upper surface side of the floor panel toward the cable hole, and the charging cable is connected during charging. Since multiple charging ports are provided on the exterior panel, any charging port selected by the user from the plurality of charging ports can be connected to the inside of the vehicle using an external cable disposed on the lower surface side of the floor panel. It becomes possible to connect to a cable. Thereby, the charging port part selected by the user can be easily functioned, and the usability of the electric vehicle can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は電気自動車10の内部構造を示す概略図であり、この電気自動車10には本発明の一実施の形態である電気自動車の充電構造が採用されている。図1に示すように、車体前部には駆動源としてのモータジェネレータ11が搭載されている。このモータジェネレータ11には歯車列12を介して前輪駆動軸13が連結され、前輪駆動軸13は駆動輪である前輪14に連結されている。つまり、モータジェネレータ11と前輪14とは歯車列12および前輪駆動軸13を介して連結され、モータ動力によって前輪14が駆動されることになる。また、制動時にはモータジェネレータ11を発電させることにより、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することが可能となる。このような電気自動車10には、モータジェネレータ11に供給する電力を蓄えるため、蓄電デバイスとしてリチウムイオンバッテリ等の高電圧バッテリ15が搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of an
モータジェネレータ11のトルクや回転数を制御するため、モータジェネレータ11にはインバータ16が接続されている。このインバータ16は通電ケーブル17,18を介して高電圧バッテリ15に接続されており、インバータ16は高電圧バッテリ15からの直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ11に供給する。また、高電圧バッテリ15からの直流電流を案内する通電ケーブル17,18には、電力系統に対する高電圧バッテリ15の接続状態を切り換えるメインリレー19が設けられている。さらに、高電圧バッテリ15の充放電状態を制御するため、高電圧バッテリ15にはバッテリ制御ユニット(BCU)20が接続されている。なお、バッテリ制御ユニット20は、高電圧バッテリ15の電圧、電流、温度等に基づいて、高電圧バッテリ15の残存容量を算出することが可能である。そして、インバータ16の駆動状態や高電圧バッテリ15の充放電状態を制御するため、電気自動車10には車両制御ユニット(EVCU)21が設けられている。車両制御ユニット21、バッテリ制御ユニット20、インバータ16等は、通信ネットワーク22を介して互いに接続されており、車両状態に基づいて車両制御ユニット21からインバータ16等に対して制御信号が出力される。
In order to control the torque and rotation speed of the
また、高電圧バッテリ15に対する急速充電を可能とするため、車体側部には急速充電用の受電側コネクタ30が設置されている。この受電側コネクタ30は一対の接続端子31,32を有しており、一方の接続端子31は通電ケーブル33を介して通電ケーブル17に接続され、他方の接続端子32は通電ケーブル34を介して通電ケーブル18に接続されている。すなわち、受電側コネクタ30の接続端子31,32は、高電圧バッテリ15の正極と負極とに接続されることになる。そして、急速充電器35が設置される給電ステーション等において、電気自動車10の高電圧バッテリ15を急速充電する際には、受電側コネクタ30に対して急速充電器35から延びる充電ケーブル36,37の先端に設けられる給電側コネクタ38が接続される。この給電側コネクタ38には、受電側コネクタ30の接続端子31,32に対応する一対の接続端子39,40が設けられている。また、急速充電器35は低電圧(例えば200V)の交流電流を高電圧(例えば400V)の直流電流に変換する昇圧コンバータ41を有しており、昇圧された直流電流が給電側コネクタ38から受電側コネクタ30を経て高電圧バッテリ15に供給される。
Further, in order to enable rapid charging of the
また、受電側コネクタ30には信号端子42が設けられており、この信号端子42は通信ネットワーク22を介して車両制御ユニット21に接続されている。さらに、給電側コネクタ38にも受電側コネクタ30の信号端子42に対応する信号端子43が設けられており、この信号端子43は通信線44を介して昇圧コンバータ41に接続されている。すなわち、受電側コネクタ30に対して給電側コネクタ38を接続することにより、急速充電器35は電気自動車10の通信ネットワーク22に接続された状態となっている。これにより、車両状態に応じて昇圧コンバータ41やリレー45を制御することができ、適切に急速充電モードを実行することが可能となる。
The
ところで、電気自動車10は、急速充電器35を用いた急速充電モードを備えるだけでなく、外部電源である家庭用電源50(例えばAC100VまたはAC200V)を用いた家庭充電モードを備えている。この家庭充電モードを実行するため、電気自動車10には車載充電器51が搭載されており、車載充電器51は家庭用電源50からの交流電流を高電圧バッテリ15に対応した高電圧(例えば400V)の直流電流に変換することになる。この車載充電器51には一対の出力ケーブル52,53が設けられており、一方の出力ケーブル52は通電ケーブル17に接続され、他方の出力ケーブル53は通電ケーブル18に接続されている。すなわち、車載充電器51の出力ケーブル52,53は、高電圧バッテリ15の正極と負極とに接続されることになる。また、車載充電器51には一対の入力ケーブル(車内ケーブル)54,55が設けられており、これらの入力ケーブル54,55の先端にはケーブルコネクタ56が接続されている。
By the way, the
さらに、車体前部には家庭充電用の受電側コネクタ57が設けられている。この受電側コネクタ57は一対の接続端子58,59を有しており、一方の接続端子58には通電ケーブル60が接続されており、他方の接続端子59には通電ケーブル61が接続されている。これらの通電ケーブル60,61の先端にはケーブルコネクタ62が設けられており、このケーブルコネクタ62は車載充電器側のケーブルコネクタ56に接続されている。すなわち、受電側コネクタ57の接続端子58,59は、車載充電器51を介して高電圧バッテリ15の正極と負極とに接続された状態となっている。そして、家庭用電源50を用いて高電圧バッテリ15を充電する際には、家庭用電源50のコンセント63に対して充電ケーブルユニット(充電ケーブル)64の一端に設けられるプラグ65が接続され、車体側の受電側コネクタ57に対して充電ケーブルユニット64の他端に設けられる給電側コネクタ66が接続される。この給電側コネクタ66は、受電側コネクタ57の接続端子58,59に対応する一対の接続端子67,68を有している。また、車載充電器51には通信ネットワーク22が接続されており、車両制御ユニット21からの制御信号に応じて車載充電器51が制御されるようになっている。これにより、高電圧バッテリ15の充電状態に応じて適切に家庭充電モードを実行することが可能となる。
Further, a power
このように、家庭充電モードを実施する際には、充電ケーブルユニット64を介して家庭用電源50のコンセント63と車体側の受電側コネクタ57とを接続する必要があるが、家庭用電源50と受電側コネクタ57とは各家庭において様々な位置関係を有するものである。このため、家庭用電源50と受電側コネクタ57との位置関係によっては、電気自動車10を取り囲むように充電ケーブルユニット64が引き回されるため、受電側コネクタ57の設置位置を一様に設定することは好ましいものではない。
As described above, when implementing the home charging mode, it is necessary to connect the
そこで、図示する電気自動車10は、ユーザ(利用者)が受電側コネクタ57の設置位置を任意に選択することの可能な充電構造を有している。以下、本発明の一実施の形態である電気自動車の充電構造について説明する。ここで、図2(A)は電気自動車10を示す正面図であり、図2(B)は電気自動車10を示す背面図であり、図2(C)は電気自動車10を示す側面図である。また、図3(A)および(B)は車載充電器51に接続される受電側コネクタ57の設置手順を示す説明図である。さらに、図4(A)は受電側コネクタ57が設置された電気自動車10の一部を切り欠いて示す側面図であり、図4(B)は受電側コネクタ57が設置された電気自動車10の一部を切り欠いて示す正面図である。
Therefore, the illustrated
図2(A)〜(C)に示すように、車体前部を構成する外装パネル70には2つの充電口部71,72が設けられ、車体後部を構成する外装パネル73には2つの充電口部74,75が設けられ、車体側部を構成する外装パネル76には1つの充電口部77が設けられている。車体の外装パネル70,73,76に設けられる複数の充電口部71,72,74,75,77は、図3(A)に示すように、受電側コネクタ57の形状に対応するコネクタ取付部78と、このコネクタ取付部78を閉塞するキャップ79とによって構成されている。また、図3(A)に示すように、車体のフロアパネル80には車内外を連通するケーブル穴81が形成されており、車載充電器51から延びる入力ケーブル54,55は、ケーブル穴81に向けてフロアパネル80の上面80a側に配設されている。このように、外装パネル70,73,76の充電口部71,72,74,75,77に受電側コネクタ57が設置されていない状態で電気自動車10が生産され、この状態の電気自動車10が車両工場から販売店等に向けて出荷される。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
続いて、ユーザが選択した充電口部71,72,74,75,77に受電側コネクタ57を設置するため、販売店等において車外ケーブルユニット(車外ケーブル)82が車体に取り付けられる。この車外ケーブルユニット82は、前述した通電ケーブル60,61、受電側コネクタ57、ケーブルコネクタ62によって構成されている。車外ケーブルユニット82を充電口部71に取り付ける際には、図3(B)に示すように、外装パネル70の充電口部71からキャップ79が取り外され、充電口部71のコネクタ取付部78に対して受電側コネクタ57が取り付けられる。また、車外ケーブルユニット82のケーブルコネクタ62は、フロアパネル80のケーブル穴81から露出するケーブルコネクタ56に対して接続されることになる。なお、図示する場合には、受電側コネクタ57に対して開閉自在となる給電リッド83が設けられているが、充電口部71,72,74,75,77を構成するキャップ79を外装パネル70,73,76に対して開閉自在に設けることにより、キャップ79を給電リッドとして機能させても良い。
Subsequently, in order to install the
すなわち、図4(A)および(B)に示すように、車外ケーブルユニット82をフロアパネル80の下面80b側に配設することができるため、内装等を取り外すことなく販売店等において車外ケーブルユニット82を容易に配設することが可能となる。このような充電構造を採用することにより、電気自動車10にかかるコストを抑制しながら、個々のユーザが受電側コネクタ57の設置位置を家庭用電源50に合わせて選択することが可能となる。ここで、図5は電気自動車10の家庭充電モードの実施状態を示す説明図である。図5に示すように、各家庭において家庭用電源50の設置位置が異なる場合であっても、受電側コネクタ57の設置位置をユーザが選択することができるため、電気自動車10の周囲に充電ケーブルユニット64を引き回すことなく家庭充電モードを実行することが可能となる。これにより、電気自動車10の使い勝手を向上させることができるとともに、充電ケーブルユニット64への干渉等を未然に防止して充電時の安全性を向上させることが可能となる。しかも、フロアパネル80の下面80bに沿って車外ケーブルユニット82が配設される構造であるため、引っ越し等によって家庭用電源50と駐車場Pとの位置関係が変更された場合であっても、容易に受電側コネクタ57の設置位置を変更することが可能となる。
That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, since the vehicle
図6(A)および(B)は他の充電口部72,77に対して受電側コネクタ57を設置した状態を示す概略図であり、図7(A)および(B)は他の充電口部74,75に対して受電側コネクタ57を設置した状態を示す概略図である。図6および図7に示すように、フロアパネル80に形成されるケーブル穴81は、フロアパネル80の中央部に形成されている。これにより、ケーブル穴81から各充電口部71,72,74,75,77までの距離を所定範囲内に収めることができるため、同じ長さ寸法の車外ケーブルユニット82を複数の充電口部71,72,74,75,77に対応させることが可能となる。このように、車外ケーブルユニット82の共通化を図ることができるため、電気自動車10にかかるコストの更なる抑制を図ることが可能となる。なお、図6(B)に示すように、車体側部に設けられる充電口部77を機能させるため、車外ケーブルユニット82をフロアパネル80の下面80bから外装パネル76の内側に案内する図示しない穴がフロアパネル80に対して形成される。この穴には開口部を閉塞するカバーが設けられており、必要に応じてカバーが取り外されることになる。
6 (A) and 6 (B) are schematic views showing a state where the power receiving
また、前述の説明では、充電口部71,72,74,75,77のうち1つを選択して受電側コネクタ57を設置しているが、これに限られることはなく、選択された複数の充電口部71,72,74,75,77に対して受電側コネクタ57を設置しても良い。ここで、図8は2つの充電口部71,75に受電側コネクタ57が設置された電気自動車10の一部を切り欠いて示す側面図である。図8に示すように、車載充電器51から延びるケーブルコネクタ56にはアダプタ84が接続されており、このアダプタ84に対して一対の車外ケーブルユニット82が接続されている。このように、複数の充電口部71,75に受電側コネクタ57を設置することにより、ユーザの利便性を更に向上させるようにしても良い。
In the above description, one of the charging
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の説明では、動力源として電動モータのみを備える電気自動車10に対して本発明の充電構造を適用しているが、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電気自動車に対して本発明の充電構造を適用しても良い。また、前述の説明では、販売店等において車外ケーブルユニット82を取り付けているが、これに限られることはなく、車両工場における電気自動車10の生産段階で車外ケーブルユニット82を取り付けるようにしても良い。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above description, the charging structure of the present invention is applied to the
また、前述の説明では、受電側コネクタ57が一体となった車外ケーブルユニット82を用いるようにしているが、充電口部のコネクタ取付部78に対して予め受電側コネクタ57を取り付け、通電ケーブル60,61とケーブルコネクタ62とによって構成される車外ケーブルユニット(車外ケーブル)を用いるようにしても良い。さらに、前述の説明では、コネクタ取付部78に対してキャップ79を取り付けるようにしているが、外装パネルに対してキャップ79を一体に形成し、必要に応じて外装パネルからキャップ79を切り離すようにしても良い。さらに、図示する場合には、車外ケーブルユニット82が車外に露出した状態となっているが、車外ケーブルユニット82に対してカバー等を取り付けても良い。
In the above description, the
また、図示する場合には、入力ケーブル54,55に設けられるケーブルコネクタ56がケーブル穴81から車外に突出しているが、車外ケーブルユニット82のケーブルコネクタ62が車外側から接続可能であれば、ケーブルコネクタ56が車内に配置されていても良い。さらに、前述の説明では、蓄電デバイスとしてリチウムイオンバッテリ等の高電圧バッテリ15を設けているが、蓄電デバイスとしては他の形式のバッテリやキャパシタであっても良いことはいうまでもない。なお、前述の説明では、モータ動力によって前輪14を駆動する前輪駆動型の電気自動車10に本発明を適用しているが、後輪を駆動する後輪駆動型の電気自動車に対して本発明を適用しても良く、前後輪を駆動する四輪駆動型の電気自動車に対して本発明を適用しても良いことはいうまでもない。
In the illustrated case, the
10 電気自動車
15 高電圧バッテリ(蓄電デバイス)
50 家庭用電源(外部電源)
51 車載充電器
54,55 入力ケーブル(車内ケーブル)
64 充電ケーブルユニット(充電ケーブル)
70 外装パネル
71,72 充電口部
73 外装パネル
74,75 充電口部
76 外装パネル
77 充電口部
80 フロアパネル
80a 上面
80b 下面
81 ケーブル穴
82 車外ケーブルユニット(車外ケーブル)
10
50 Household power supply (external power supply)
51 In-
64 Charging cable unit (charging cable)
70
Claims (2)
車内外を連通するケーブル穴を車体のフロアパネルに形成し、
前記フロアパネルの上面側に、一端部が前記車載充電器に接続されて他端部が前記ケーブル穴に向かう車内ケーブルを配設し、
前記外部電源からの充電ケーブルが充電時に接続される充電口部を車体の外装パネルに複数設け、
前記複数の充電口部の中から任意の充電口部を、前記フロアパネルの下面側に配設される車外ケーブルを介して前記車内ケーブルに接続することを特徴とする電気自動車の充電構造。 An electric vehicle charging structure including an electricity storage device in which electric power from an external power source is charged via an in-vehicle charger,
A cable hole that connects the inside and outside of the car is formed in the floor panel of the car body,
On the upper surface side of the floor panel, an in-vehicle cable having one end connected to the in-vehicle charger and the other end toward the cable hole is disposed.
A plurality of charging ports connected to the charging cable from the external power supply during charging are provided on the exterior panel of the vehicle body,
A charging structure for an electric vehicle, wherein an arbitrary charging port portion among the plurality of charging port portions is connected to the in-vehicle cable via an external cable disposed on a lower surface side of the floor panel.
前記ケーブル穴を前記フロアパネルの中央部に形成し、前記車内ケーブルと何れの前記充電口部間であっても、同じ長さ寸法の前記車外ケーブルで接続することを特徴とする電気自動車の充電構造。 The electric vehicle charging structure according to claim 1,
Charging of an electric vehicle, wherein the cable hole is formed in a center portion of the floor panel, and the external cable having the same length is connected between the in-vehicle cable and any of the charging ports. Construction.
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