JP2010161910A - 電気自動車の充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を確保しながら、充電効率の向上も図ることのできる電気自動車の充電システムの提供を目的とする。
【解決手段】充電装置１に接続される充電ケーブル２を介して電気自動車３に充電する電気自動車の充電システムであって、
前記充電ケーブル２の接続対象との着脱可能接続部に配置される静電容量形近接センサ４と、
前記静電容量形近接センサ４からの検出信号の出力を条件に前記着脱可能接続部への電圧線を開成して該接続部への電力供給を停止するスイッチ部５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気自動車の充電システムに関するものである。

充電用電源から電気自動車に給電して電気自動車のバッテリを充電する電気自動車の充電装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この従来例において、充電装置は、車両の有無を検出する車両検出手段と、人体の有無を検出する人体検出手段とを有し、人体検出手段からの人体検出信号の出力があるときには電力供給しないように構成される。

特許第２９９１８７３号公報

しかし、上述した従来例において、人体検出手段が人体を検出する都度、電力供給が停止されるために、充電効率が著しく低下するという問題がある。

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、安全性を確保しながら、充電効率の向上も図ることのできる電気自動車の充電システムの提供を目的とする。また、本発明の他の目的は、上記充電システムに使用可能な電気自動車の充電ケーブル、および充電装置の提供にある。

本発明によれば上記目的は、
充電装置１に接続される充電ケーブル２を介して電気自動車３に充電する電気自動車の充電システムであって、
前記充電ケーブル２の接続対象との着脱可能接続部に配置される静電容量形近接センサ４と、
前記静電容量形近接センサ４からの検出信号の出力を条件に前記着脱可能接続部への電圧線を開成して該接続部への電力供給を停止するスイッチ部５とを備える電気自動車の充電システムを提供することにより達成される。

電気自動車３への充電は、充電ケーブル２を介して充電用電源１３と電気自動車３を接続して行われ、充電ケーブル２の着脱可能接続部、すなわち、充電ケーブル２と電気自動車３の受電部１０との接続部、または、充電ケーブル２が充電装置１のコンセント部７に対して着脱自在である場合には、コンセント部７と充電ケーブル２との接続部に静電容量形近接センサ４が配置される。ヒト等の被検知物体の接近を検知電極の静電容量の変化により検知すると、スイッチ部５は、充電用電源１３と当該着脱可能接続部とを接続する配線経路のうち、少なくとも電圧線、すなわち、１００Ｖ給電時の非接地線（非中性線）、単相３線配線の２００Ｖ給電時の２本を遮断して着脱可能接続部への電力供給を停止する。

したがってこの発明において、充電ケーブル２の着脱可能接続部に子供等が近付いて抜去される虞がある場合、着脱可能接続部に触れる前に充電が停止される。この結果、着脱可能接続部が悪戯により外されて端子等に触れても、上流側で電圧線が遮断されているために、感電する虞がない。

また、静電容量形近接センサ４の動作距離は、ヒトセンサ等の動作距離に比して短いために、ケーブル抜去の虞が高い場合にのみ給電停止される。この結果、不用意な停止動作が少なくなるために、充電効率の低下をもたらすことがない。

静電容量形近接センサ４は、充電ケーブル２の最下流端に固定される配線接続器６、または充電装置１のコンセント部７近傍のいずれか一方、あるいは双方に配置することが可能であり、スイッチ部５は、当該配線接続器６等への給電を上流側から断接することができる位置に配置される。

すなわち、スイッチ部５は、充電ケーブル２の配線接続器６に静電容量形近接センサ４が固定される場合には充電ケーブル２の配線接続内、ケーブル中間部、あるいは充電装置１への接続部、さらには充電器内部に配置することができ、充電装置１のコンセント近傍に静電容量形近接センサ４が配置される場合には、充電装置１内部に配置される。

スイッチ部５を充電装置１内部に設ける場合、充電装置１には、静電容量形近接センサ４からの出力を受信するセンサ監視部８と、センサ監視部８の出力により前記スイッチ部５を作動させるスイッチ制御部９とが配置される。センサ監視部８は、静電容量形近接センサ４が、充電装置１のコンセント部７、あるいは充電装置１から配線器等を介することなく引き出される充電ケーブル２の配線接続器６に配置される場合には、有線通信手段として構成することが可能であり、配線器等を介して充電装置１に接続される充電ケーブル２に配置される場合には、赤外線、電波、あるいは電力線通信による通信手段として構成することができる。

また、以上の電気自動車の充電システムには、
充電装置１と電気自動車３とを接続し、充電装置１から電気自動車３に給電して電気自動車３を充電する電気自動車３の充電ケーブル２であって、
電気自動車３の受電部１０に接続する配線接続器６に配置される静電容量形近接センサ４と、
充電装置１に搭載された電力線通信ユニット１１に静電容量形近接センサ４の出力を伝送する電力線通信ユニット１２と、
を有する電気自動車３の充電ケーブル２が使用でき、
充電装置１には、
コンセント部７に接続される充電ケーブル２を介して電気自動車３に給電して電気自動車３を充電する電気自動車３の充電装置１であって、
前記コンセント部７の近傍に配置される静電容量形近接センサ４と、
充電用電源１３とコンセント部７とを接続する配線経路の電圧線を断接するスイッチ部５と、
静電容量形近接センサ４からの検出信号の出力を条件に前記スイッチ部５を開成駆動するスイッチ制御部９と、
を有する電気自動車３の充電装置１が使用できる。

本発明によれば、安全性を確保しながら、充電効率の向上も図ることができる。

本発明を示す機能ブロック図である。 配線接続器を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の２Ｂ方向矢視図、（ｃ）は（ａ）の２Ｃ-２Ｃ線断面図である。 コンセント部を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 充電装置の動作を示すフローチャートである。

図１に示すように、電気自動車の充電システムを使用した電気自動車３への充電は、充電装置１と電気自動車３の受電部１０とを充電ケーブル２により接続して行われる。

充電ケーブル２の両端には配線接続器６、６’が固定され、一方が充電装置１に配置されるコンセント部７に、他方が電気自動車３の受電部１０にプラグインされる。受電部１０側の配線接続器６には、静電容量形近接センサ４と、通信ユニット１２が配置され、静電容量形近接センサ４からの出力は、通信ユニット１２を使用して充電装置１に伝送される。

上記受電部１０側の配線接続器６は、図２に示すように、左右半体を中央部で連結したハウジング６ａの内にケーブル１４を挿通させて形成される。ハウジング６ａは握り部６ｂを備えた銃形状に形成され、先端には、ハウジング６ａ内部を挿通するケーブル１４の先端に固定される複数のコンタクト１４ａが保持される。

また、ハウジング１４ａには、電極４ａと、検出回路基板４ｂとからなる静電容量形近接センサ４が格納される。図２（ｃ）に示すように、センサ４の電極４ａは、各半体の内壁面に溶着等の適宜手段で固定される。

さらに、検出回路基板４ｂには通信ユニット１２の回路モジュールが実装される。この実施の形態において、通信ユニット１２は、電力線ととともに配線される通信線を使用した有線通信が使用される。

一方、充電装置１には、商用電源等の充電用電源１３とコンセント部７とを接続する接続用配線を断接するノーマリーオープン状態で使用されるリレー、半導体リレー等により形成されるスイッチ部５と、充電用電源１３に接続されるＡＣ／ＤＣ変換器等を含む電源調整部１５から給電されて動作する制御ボード１６とを有し、制御ボード１６には、制御部１６ａと、制御部１６ａに制御されて動作するスイッチ制御部９、センサ監視部８、および静電容量形近接センサ４が搭載される。

コンセント部７は、図３に示すように、コンタクト７ａを保持するコンセント本体７ｂをハウジング７ｃにより保持して形成され、充電装置１の壁面、あるいは家屋の壁面に固定される。このコンセント部７には、ハウジング７ｃに装着されるフード７ｄの裏面に固定される電極４ａと、ハウジング７ｃ底壁部に固定される検出回路基板４ｂとからなる静電容量形近接センサ４が配置され、静電容量形近接センサ４の検出結果はセンサ監視部８に出力される。

また、上記センサ監視部８には、受電部１０側の配線接続器６に配置された通信ユニット１２と交信可能な通信ユニット１１が含まれ、当該配線接続器６に配置された静電容量形近接センサ４の出力がセンサ監視部８に入力される。センサ監視部８は、コンセント部７と配線接続器６に各々配置された静電容量形近接センサ４のいずれか一方がヒト等の被検知物体の接近を検出すると、検出信号を出力する。

図外の認証部での認証成立、あるいは充電ケーブル２のコンセント部７への接続等の充電条件が整うと、制御部１６ａはスイッチ制御部９に閉成信号をセットし、スイッチ部５を閉成して充電が開始される。この状態から制御部１６ａがセンサ監視部８からの検出信号を検出すると、スイッチ制御部９に開成信号をセットする。スイッチ制御部９への開成信号のセットによりスイッチ部５が開成され、コンセント部７への給電が停止される。

スイッチ部５の開成によってコンセント部７の電圧線は断線状態となるために、悪戯等によってプラグ差し込み口に導体を挿入しても感電することがなく、さらに、コンセント部７への雨水等の浸水による短絡事故も防止できる。

図４に充電装置１の動作を示す。この実施の形態において充電は、コンセント部７への充電ケーブル２の接続により開始され、制御部１６ａが充電ケーブル２の接続を検出すると（ステップ１００）、センサ監視部８の出力を確認する（ステップ１０１）。センサ監視部８が検出信号を出力している場合、すなわち、コンセント部７と配線接続器６に各々配置された静電容量形近接センサ４のいずれか一方がヒト等の被検知物体の接近を検出するとスイッチ部５を開成して充電を停止し（ステップ１０２）、センサ監視部８からの出力を監視する。

これに対してステップ１０１でセンサ監視部８からの検出信号出力が検出されなかった場合には、充電開始等の動作が行われる（ステップ１０３）。ステップ１０３での動作は、状況により異なり、正常な充電操作が行われている場合には充電の継続、ステップ１０２で充電が停止し低場合には充電再開、充電が開始されていない場合には充電開始動作が行われる。

センサ監視部８での出力監視は、充電完了まで続けられ（ステップ１０４）、充電完了により充電が停止されて制御が終了する（ステップ１０５）。

１ 充電装置
２ 充電ケーブル
３ 電気自動車
４ 静電容量形近接センサ
５ スイッチ部
６ 配線接続器
７ コンセント部
８ センサ監視部
９ スイッチ制御部
１０ 受電部
１１ 通信ユニット（充電装置）
１２ 通信ユニット（ケーブル）
１３ 充電用電源

Claims (6)

1. 充電装置に接続される充電ケーブルを介して電気自動車に充電する電気自動車の充電システムであって、
   前記充電ケーブルの接続対象との着脱可能接続部に配置される静電容量形近接センサと、
   前記静電容量形近接センサからの検出信号の出力を条件に前記着脱可能接続部への電圧線を開成して該接続部への電力供給を停止するスイッチ部とを備える電気自動車の充電システム。
2. 前記静電容量形近接センサが、充電ケーブルの電気自動車への配線接続器に配置される請求項１記載の電気自動車の充電システム。
3. 前記充電装置は、充電ケーブルを接続するコンセント部を有するとともに、
   前記静電容量形近接センサが、コンセント部近傍に配置される請求項１または２記載の電気自動車の充電システム。
4. 前記充電装置には前記スイッチ部と、
   前記静電容量形近接センサからの出力を受信するセンサ監視部と、
   センサ監視部の出力により前記スイッチ部を作動させるスイッチ制御部とが配置される請求項１、２または３記載の電気自動車の充電システム。
5. 充電装置と電気自動車とを接続し、充電装置から電気自動車に給電して電気自動車を充電する電気自動車の充電ケーブルであって、
   電気自動車の受電部に接続する配線接続器に配置される静電容量形近接センサと、
   充電装置に搭載された通信ユニットに静電容量形近接センサの出力を伝送する通信ユニットと、
   を有する電気自動車の充電ケーブル。
6. コンセント部に接続される充電ケーブルを介して電気自動車に給電して電気自動車を充電する電気自動車の充電装置であって、
   前記コンセント部の近傍に配置される静電容量形近接センサと、
   充電用電源とコンセント部とを接続する配線経路の電圧線を断接するスイッチ部と、
   静電容量形近接センサからの検出信号の出力を条件に前記スイッチ部を開成駆動するスイッチ制御部と、
   を有する電気自動車の充電装置。

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