JP2010110054A

JP2010110054A - 充電ケーブルユニット

Info

Publication number: JP2010110054A
Application number: JP2008277421A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Mukai; 達哉向井; Hirotsugu Minami; 洋次南; Satoru Ueno; 哲上野; Kiyoshi Goto; 潔後藤; Shiro Mori; 志朗森; Hirotoshi Watanabe; 博俊渡邉; Koji Kakiuchi; 孝二垣内; Hiroshi Oya; 博史大屋; Tomoyoshi Hayashi; 友好林; Yutaka Takada; 豊高田
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: JP4991674B2

Abstract

【課題】複数の電気自動車に対して充電する際の作業効率を向上させた充電ケーブルユニットを提供する。
【解決手段】充電ケーブルユニットＢは、商用電源が供給されるコンセントＡのプラグ受けに着脱自在に接続される差込プラグ２と、それぞれ電気自動車Ｃ側のコネクタに着脱自在に接続され、対応する電気自動車Ｃのバッテリに充電電流を供給する複数の車両接続用コネクタ４Ａと、複数の車両接続用コネクタ４Ａの中から給電先の車両接続用コネクタ４Ａを切り替えるための切替装置３とを備えている。上記複数の車両接続用コネクタ４Ａおよび差込プラグ２は、それぞれ充電ケーブル１を介して切替装置３に接続されており、切替装置３の切替スイッチ３ａにより複数の車両接続用コネクタ４Ａの中から給電先の車両接続用コネクタ４Ａを切り替えることで、選択された車両接続用コネクタ４Ａに対応する電気自動車Ｃのバッテリに充電電流が供給されるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車を充電するための充電ケーブルユニットに関するものである。

従来より、電気自動車に搭載されたバッテリを充電するための充電装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。この充電装置では、ケーブルを介してその先端部に設けられたコネクタを、電気自動車側の受電用のコネクタに接続することで上記バッテリに充電されるようになっている。
特開平５−３２８６１９号公報（段落［０００８］−段落［００１０］、及び、第１図）

上述の特許文献１に示した充電装置では、電気自動車に接続されるケーブルが１本しか設けられていないため、複数の電気自動車に充電する場合には、充電が完了した電気自動車からケーブルを外すとともに次の電気自動車に接続しなければならず、手間がかかっていた。また、通常は夜間に充電することになるため、本充電装置では１台しか充電できなかった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、複数の電気自動車に対して充電する際の作業効率を向上させた充電ケーブルユニットを提供することにある。

請求項１の発明は、商用電源が供給されるプラグ受けに着脱自在に接続される差込プラグと、それぞれ電気自動車側のコネクタに着脱自在に接続され、対応する電気自動車のバッテリに充電電流を供給する複数の車両接続用コネクタと、複数の車両接続用コネクタおよび差込プラグがそれぞれ充電ケーブルを介して接続され、複数の車両接続用コネクタの中から給電先のコネクタを選択し、選択した車両接続用コネクタから充電電流を供給させる選択手段とを備えることを特徴とする。ここに、電気自動車とは、バッテリのみを動力源とする自動車を含むとともに、バッテリとガソリンとを動力源として併用する所謂ハイブリッド自動車を含むものとする。

請求項２の発明は、複数の車両接続用コネクタと差込プラグとの間の充電ケーブルは、複数のケーブルを直列に接続して構成されることを特徴とする。

請求項３の発明は、充電ケーブルを巻き取るための巻き取り手段を設けたことを特徴とする。

請求項４の発明は、選択手段は、選択した車両接続用コネクタに対応する電気自動車への充電が完了すると、次の給電先の車両接続用コネクタを自動的に選択することを特徴とする。

請求項５の発明は、充電ケーブルに流れる漏洩電流を検出する漏電検知手段を備え、選択手段は、複数の車両接続用コネクタの中から選択したコネクタに給電する状態と、すべての車両接続用コネクタへの給電を遮断する状態との間で切替可能であって、漏電検知手段により漏電が検出されると、すべての車両接続用コネクタへの給電を遮断することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、複数の電気自動車にそれぞれ接続された複数の車両接続用コネクタの中から選択手段により給電先のコネクタを選択するだけでよく、従来例に比べて作業効率を向上させることができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、電気自動車がコンセントから離れた位置にある場合でも、複数のケーブルを直列に接続して充電ケーブルを延長することで充電作業が可能になる。また、上記選択手段を延長ケーブル側に設けているので、必要に応じて車両接続用コネクタを分岐させることができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、使用時には引き出す充電ケーブルの長さを調節できるので使い勝手が向上し、また使用後は巻き取り手段を介して充電ケーブルを巻き取ることができるので収納性が向上するという効果がある。

請求項４の発明によれば、給電先の車両用コネクタが選択手段により順次自動的に選択されるので、複数の電気自動車にそれぞれ車両用コネクタを介して充電ケーブルを接続するだけですべての電気自動車を充電することができる。また、複数の電気自動車に一度に充電する場合には、接続される車の台数に応じて電圧や電流などの充電条件を設定する必要があるが、本発明によれば１台ずつ順番に充電することになるから、充電条件を変える必要がなく使い勝手のよい充電ケーブルユニットを実現できるという効果がある。

請求項５の発明によれば、漏電検知手段により漏電が検出された場合、選択手段によりすべての車両接続用コネクタへの給電が遮断されるので、漏電検知手段には給電を遮断するためのリレーなどを設けなくてもよく、部品点数の削減が図れるという効果がある。

以下に本発明に係る充電ケーブルユニットの実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る充電ケーブルユニットは、電気自動車に搭載されたバッテリに充電電流を供給するために用いられるものであり、特に複数の電気自動車に対する充電を可能とするものである。

（実施形態１）
図１は実施形態１の充電ケーブルユニットＢを用いた概略システム図であり、本実施形態の充電ケーブルユニットＢは、商用電源が供給されるコンセント（プラグ受け）Ａに着脱自在に接続される差込プラグ２と、それぞれ電気自動車Ｃ側のコネクタ（図示せず）に着脱自在に接続される複数（本実施形態では２個）の車両接続用コネクタ４Ａと、複数の車両接続用コネクタ４Ａの中から給電先の車両接続用コネクタ４Ａを切り替えるための切替装置（選択手段）３とを備えている。なお、上記複数の車両接続用コネクタ４Ａおよび差込プラグ２は、それぞれ充電ケーブル１を介して切替装置３に接続されている。ここに、本実施形態の電気自動車Ｃは、バッテリのみを動力源とする自動車を含むとともに、バッテリとガソリンとを動力源として併用する所謂ハイブリッド自動車を含むものとする。

車両接続用コネクタ４Ａは、図７（ａ）に示すように略円柱状のコネクタ本体を有し、コネクタ本体における充電ケーブル１と反対側の面には、電気自動車Ｃ側のコネクタに設けた複数の接続ピン（図示せず）がそれぞれ嵌合接続される複数（図７（ａ）では４個）のピン受け４１が突設されている。また、上記複数のピン受け４１の周りには、当該複数のピン受け４１を取り囲むように嵌合壁４３が突設されている。

切替装置３は、給電先の車両接続用コネクタ４Ａを切り替えるための装置であって、図６（ａ）に示すように内部には複数組（図６（ａ）では３組）の切替接点からなる接点部３ｂが設けられており、器体表面に設けられた切替スイッチ３ａにより接点部３ｂの各切替接点が、同時に何れかの車両接続用コネクタ４Ａに切り替えられるようになっている。なお、上記各切替接点のコモン端子側には、それぞれ電源Ｌ，Ｎまたはアースの何れかが接続され、選択された車両接続用コネクタ４Ａに商用電源が供給されるようになっている。

次に、本実施形態の充電ケーブルユニットＢによる充電動作について説明する。まず、各車両接続用コネクタ４Ａをそれぞれ電気自動車Ｃ側のコネクタに接続するとともに、差込プラグ２をコンセントＡに差し込むと、切替スイッチ３ａにより選択された車両接続用コネクタ４Ａを介して対応する電気自動車Ｃに商用電源が供給され、電気自動車Ｃ側で内蔵するバッテリの充電が行われる。その後、所定時間が経過して上記バッテリが満充電になった場合には、切替スイッチ３ａを操作して接点部３ｂを他方の車両接続用コネクタ４Ａ側に切り替え、対応する電気自動車Ｃに商用電源を供給する。そして、さらに所定時間が経過して両電気自動車Ｃのバッテリがともに満充電になった場合には、コンセントＡから差込プラグ２を外すとともに、各車両接続用コネクタ４Ａをそれぞれ電気自動車Ｃ側のコネクタから外すと充電動作が完了する。

ここにおいて、例えばＵＬ規格やＩＥＣ規格では、コンセントから３０ｃｍ以内に漏電遮断装置を設けることが規定されており、本発明に係る充電ケーブルユニットＢにおいても、図２に示すようにコンセントＡに差込接続される差込プラグ２から３０ｃｍ以内の位置に漏電遮断装置５を設けるのが好ましく、当該漏電遮断装置５を設けることで安全性を向上させた充電ケーブルユニットＢを実現することができる。なお、上記漏電遮断装置５には、漏電検知部（図示せず）の検出結果に応じて接点がオン／オフされるリレー（図示せず）が内蔵されており、漏電検知部により漏電が検出された場合には上記接点をオフにすることで各車両接続用コネクタ４Ａへの給電が遮断されるようになっている。

而して、本実施形態によれば、複数の電気自動車Ｃにそれぞれ接続された複数の車両接続用コネクタ４Ａの中から切替装置３により給電先の車両接続用コネクタ４Ａを選択するだけでよく、従来例に比べて複数の電気自動車に充電する際の作業効率を向上させることができる。

ここで、上述した充電ケーブルユニットＢでは、接点部３ｂが切替スイッチ３ａを介して手動切替される切替装置３を用いているが、例えば電気自動車Ｃからの所定の電気信号により接点部３ｂが自動的に切り替えられる切替装置３を用いてもよい。図６（ｂ）は上記接点部３ｂが自動的に切り替えられる切替装置３の回路図の一例であり、複数（図６（ｂ）では４個）の切替接点からなる接点部３ｂと、電気自動車Ｃからの電気信号（例えば、充電が完了したことを知らせる信号など）が入力され、入力された電気信号に応じて接点部３ｂを切り替える制御部７とを備えている。なお、上記電気信号の代わりに、バッテリへの充電電流を検出して接点部３ｂを切り替えるように構成してもよい。

次に、本例の充電ケーブルユニットＢによる充電動作について説明する。まず、各車両接続用コネクタ４Ａをそれぞれ電気自動車Ｃ側のコネクタに接続するとともに、差込プラグ２をコンセントＡに差し込むと、制御部７により選択された車両接続用コネクタ４Ａを介して対応する電気自動車Ｃに商用電源が供給され、電気自動車Ｃ側で内蔵するバッテリの充電が行われる。その後、上記バッテリへの充電が完了し、電気自動車Ｃから制御部７に上記電気信号が入力されると、制御部７は接点部３ｂを他方の車両接続用コネクタ４Ａ側に切り替え、当該車両接続用コネクタ４Ａに対応する電気自動車Ｃへの給電が開始される。

而して、本例によれば、給電先の車両用コネクタ４Ａが切替装置３により順次自動的に切り替えられるので、複数の電気自動車Ｃにそれぞれ車両用コネクタ４Ａを介して充電ケーブル１を接続するだけで、すべての電気自動車Ｃを充電することができる。また、複数の電気自動車Ｃに一度に充電する場合には、接続される車の台数に応じて電圧や電流などの充電条件を設定する必要があるが、本例によれば１台ずつ順番に充電することになるから、充電条件を変える必要がなく使い勝手のよい充電ケーブルユニットＢを実現できる。

なお、図２に示した充電ケーブルユニットＢでは、漏電遮断装置５を切替装置３と別体に設けているが、例えば漏電遮断装置５を切替装置３に内蔵するように構成してもよい。

（実施形態２）
図３は実施形態２の充電ケーブルユニットＢを用いた概略システム図であり、実施形態１では充電ケーブル１を１本のケーブルで構成しているが、本実施形態では複数（本実施形態では２本）の充電ケーブル１Ａ，１Ｂで充電ケーブル１を構成している。なお、それ以外の構成は図２に示す充電ケーブルユニットＢと同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

充電ケーブル１Ａには、コンセントＡに差込接続される差込プラグ２が一端側に設けられるとともに、車両接続用コネクタ４Ａが他端側に設けられており、また差込プラグ２と車両接続用コネクタ４Ａとの間（差込プラグ２から３０ｃｍ以内の位置）には漏電遮断装置５が設けられている。一方、充電ケーブル１Ｂには、充電ケーブル１Ａに設けた車両接続用コネクタ４Ａと接続する車両接続用コネクタ４Ｂが一端側（充電ケーブル１Ａ側）に設けられるとともに、複数（本実施形態では２個）の車両接続用コネクタ４Ａが他端側に設けられており、複数の車両接続用コネクタ４Ａと車両接続用コネクタ４Ｂとの間には器体表面に切替スイッチ３ａを備えた切替装置３が設けられている。そして、車両接続用コネクタ４Ａ，４Ｂを介して充電ケーブル１Ａ，１Ｂを直列に接続することで本実施形態の充電ケーブル１が構成され、また切替装置３の切替スイッチ３ａを操作することで接点部３ｂが何れかの車両接続用コネクタ４Ａに切り替えられるようになっている。

車両接続用コネクタ４Ｂは、図７（ｂ）に示すように略円柱状のコネクタ本体を有し、コネクタ本体における充電ケーブル１と反対側の面には、複数（図７（ｂ）では４本）の接続ピン４２が突設されており、各接続ピン４２を車両接続用コネクタ４Ａ側の対応するピン受け４１にそれぞれ嵌合させることで、車両接続用コネクタ４Ａと車両接続用コネクタ４Ｂとが接続されるようになっている。

なお、電気自動車Ｃへの充電動作については実施形態１と同様であるから、本実施形態では説明を省略する。

ここにおいて、本実施形態の充電ケーブルユニットＢでは、１台の電気自動車Ｃに充電する場合には充電ケーブル１Ａのみで充電することも可能であり、また複数の電気自動車Ｃに充電する場合には充電ケーブル１Ｂを充電ケーブル１Ａに延長接続することで充電が可能となる。すなわち、本充電ケーブルユニットＢによれば、切替装置３を充電ケーブル１Ｂ側（延長ケーブル側）に設けているので、充電ケーブル１Ｂを充電ケーブル１Ａに延長接続することで、必要に応じて車両接続用コネクタ４Ａを複数に分岐させることができる。また、電気自動車ＣがコンセントＡから離れた位置にある場合でも、複数の充電ケーブル１Ａ，１Ｂを直列に接続して充電ケーブル１を延長することで充電作業が可能になる。

なお、本実施形態では、直列に接続するケーブルの本数を２本とした場合について説明したが、３本以上であってもよい。また、本実施形態では、切替スイッチ３ａにより手動切替可能な切替装置３を用いているが、図６（ｂ）に示すように自動切替できるものであってもよい。

（実施形態３）
図４は実施形態３の充電ケーブルユニットＢを用いた概略システム図であり、本実施形態では充電ケーブル１を巻き取るための巻取りドラム（巻き取り手段）６を設けている点で実施形態１，２と異なっている。なお、実施形態１，２と同様の構成については同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の充電ケーブルユニットＢは、差込プラグ２と、複数（本実施形態では２個）の車両接続用コネクタ４Ａと、切替装置３と、充電ケーブル１を巻き取るための巻取りドラム６とを備えており、切替装置３の切替スイッチ３ａを操作することで接点部３ｂが何れかの車両接続用コネクタ４Ａに切り替えられるようになっている。

なお、電気自動車Ｃへの充電動作については実施形態１と同様であるから、本実施形態では説明は省略する。

而して、本実施形態によれば、使用時には引き出す充電ケーブル１の長さを調節できるので使い勝手が向上し、また使用後は巻取りドラム６を介して充電ケーブル１を巻き取ることができるので収納性が向上するという利点がある。

なお、本実施形態では、充電ケーブル１を１本のケーブルで構成しているが、例えば図５に示すように充電ケーブル１を、巻取りドラム６と一体に設けられた充電ケーブル１Ｂと、巻取りドラム６の側面に設けた接続コネクタ６ａに、車両接続用コネクタ４Ａを介して接続される充電ケーブル１Ａとで構成してもよく、この場合も同様に使用時には引き出す充電ケーブル１Ｂの長さを調節できるので使い勝手が向上し、また使用後は巻取りドラム６を介して充電ケーブル１Ｂを巻き取ることができるので収納性が向上するという利点がある。また、本実施形態では、切替スイッチ３ａにより手動切替可能な切替装置３を用いているが、図６（ｂ）に示すように自動切替できるものであってもよい。

（実施形態４）
本発明に係る充電ケーブルユニットＢの実施形態４を図８に基づいて説明する。実施形態１〜３では、漏電が検出された場合、漏電遮断装置５が備えるリレーの各接点をオフにすることですべての車両接続用コネクタ４Ａへの給電を遮断しているが、本実施形態では漏電が検出された場合、切替装置３が備える接点部３ｂの各切替接点を何れの車両接続用コネクタ４Ａにも接続されていない接点に切り替えることで、すべての車両接続用コネクタ４Ａへの給電を遮断するようになっている。なお、それ以外の構成については実施形態１〜３と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の切替装置３は、図８に示すように複数（図８では４個）の切替接点からなる接点部３ｂと、充電ケーブル１に流れる漏洩電流を検出する漏電検知部（漏電検知手段）８と、電気自動車Ｃからの充電完了信号や漏電検知部８からの漏電検知信号が入力され、入力された各信号に応じて接点部３ｂを切り替える制御部７とを備えている。また、漏電検知部８は、各電源線（電源Ｌ，Ｎが供給される線）１ａと大地との間に流れる漏洩電流を検出する漏電検知回路８２と、漏電検知回路８２の検出結果に応じて上記制御部７に漏電検知信号を出力する漏電制御回路８１とを備えている。

ここにおいて、上記接点部３ｂの各切替接点は、図８に示すようにそれぞれ３箇所に切替可能になっており、そのうちの２箇所はそれぞれ各車両接続用コネクタ４Ａに接続され、残りの１箇所は未接続になっている。すなわち、本実施形態の切替装置３は、複数の車両接続用コネクタ４Ａの中から選択した車両接続用コネクタ４Ａに給電する状態と、すべての車両接続用コネクタ４Ａへの給電を遮断する状態との間で切替可能であって、漏電検知部８により漏電が検出された場合には、すべての車両接続用コネクタ４Ａへの給電が遮断されるようになっている（すなわち、切替接点が上記未接続の接点に切り替えられるようになっている）。

ここで、各車両接続用コネクタ４Ａをそれぞれ電気自動車Ｃ側のコネクタに接続するとともに、差込プラグ２をコンセントＡに差し込むと、制御部７により選択された車両接続用コネクタ４Ａを介して対応する電気自動車Ｃに商用電源が供給され、電気自動車Ｃ側で内蔵するバッテリの充電が行われるのであるが、例えばこの電気自動車Ｃへの充電中に漏電検知部８の漏電検知回路８２が漏電を検出すると、漏電制御回路８１は制御部７に対して漏電検知信号を出力する。そして、制御部７に上記漏電検知信号が入力されると、制御部７は接点部３ｂのすべての切替接点を未接続の接点に切り替え、両車両接続用コネクタ４Ａ，４Ａへの給電を遮断する。

而して、本実施形態によれば、漏電検知部８により漏電が検出された場合、接点部３ｂのすべての切替接点を上記未接続の接点に切り替えることで両車両接続用コネクタ４Ａ，４Ａへの給電が遮断されるので、漏電検知部８には給電を遮断するためのリレーなどを設けなくてもよく、部品点数の削減が図れる。

なお、実施形態１〜４では、車両接続用コネクタ４Ａが２個の場合について説明したが、車両接続用コネクタ４Ａの個数は２個に限定されるものではなく、３個以上であってもよい。また、実施形態１〜４では、電気自動車Ｃから出力される電気信号を伝送するための信号線を電力線とは別に設けているが、上記電気信号を電力線に重畳させて電力線搬送通信により切替装置３に伝送するように構成してもよい。

実施形態１の充電ケーブルユニットを用いた概略システム図である。同上の別の充電ケーブルユニットを用いた概略システム図である。実施形態２の充電ケーブルユニットを用いた概略システム図である。実施形態３の充電ケーブルユニットを用いた概略システム図である。同上の別の充電ケーブルユニットを用いた概略システム図である。（ａ）（ｂ）は実施形態１〜３の充電ケーブルユニットに用いられる切替装置の回路図である。（ａ）（ｂ）は実施形態１〜３の充電ケーブルユニットに用いられる車両接続用コネクタの斜視図である。実施形態４の充電ケーブルユニットに用いられる切替装置の回路図である。

符号の説明

１充電ケーブル
２差込プラグ
３切替装置（選択手段）
４Ａ車両接続用コネクタ
Ａコンセント（プラグ受け）
Ｂ充電ケーブルユニット
Ｃ電気自動車

Claims

商用電源が供給されるプラグ受けに着脱自在に接続される差込プラグと、それぞれ電気自動車側のコネクタに着脱自在に接続され、対応する電気自動車のバッテリに充電電流を供給する複数の車両接続用コネクタと、複数の車両接続用コネクタおよび差込プラグがそれぞれ充電ケーブルを介して接続され、複数の車両接続用コネクタの中から給電先のコネクタを選択し、選択した車両接続用コネクタから充電電流を供給させる選択手段とを備えることを特徴とする充電ケーブルユニット。
前記複数の車両接続用コネクタと差込プラグとの間の充電ケーブルは、複数のケーブルを直列に接続して構成されることを特徴とする請求項１記載の充電ケーブルユニット。
前記充電ケーブルを巻き取るための巻き取り手段を設けたことを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の充電ケーブルユニット。
前記選択手段は、選択した車両接続用コネクタに対応する電気自動車への充電が完了すると、次の給電先の車両接続用コネクタを自動的に選択することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の充電ケーブルユニット。
前記充電ケーブルに流れる漏洩電流を検出する漏電検知手段を備え、前記選択手段は、前記複数の車両接続用コネクタの中から選択したコネクタに給電する状態と、すべての車両接続用コネクタへの給電を遮断する状態との間で切替可能であって、前記漏電検知手段により漏電が検出されると、すべての車両接続用コネクタへの給電を遮断することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の充電ケーブルユニット。