JP2012105474A

JP2012105474A - 電気自動車用充電装置

Info

Publication number: JP2012105474A
Application number: JP2010252852A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nakayama; 将司中山; Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】安全性及び使い勝手の向上を図るとともに、雨水の有無に依らず屋外で使用することのできる電気自動車用充電装置を提供する。
【解決手段】内部に給電線１０を有する長尺の給電用ダクト１と、給電用ダクト１に移動自在に保持される電源プラグ２と、電源プラグ２に充電ケーブル３を介して接続される電気自動車１００を充電するための充電プラグ３とを備え、電源プラグ２は、非接触給電により給電線１０から充電ケーブル３を介して充電プラグ３０へと給電する給電手段としてピックアップ２０及びコンバータ２２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車に搭載される蓄電池を充電するための電気自動車用充電装置に関する。

近年、１００ボルト又は２００ボルトの商用交流電源から充電ケーブルを介して蓄電池が充電される電気自動車（プラグインハイブリッド自動車を含む。以下同じ。）が提供され始めている。そして、電気自動車の提供に併せて、住戸の車庫（駐車スペース）などに設置される充電スタンドも提供されている。例えば、特許文献１には、屋外の地面に立設されるスタンド本体と、スタンド本体から導出されて先端にコネクタが設けられる充電ケーブルとを備える充電スタンド（充電装置）が開示されている。

特開平５−３２８６１９号公報特開平７−００４０９５号公報

ところで、特許文献１に記載の従来例では、駐車場所からスタンド本体までの距離が長くなるにつれて充電ケーブルのケーブル長も長くなるが、ケーブル長が長くなると充電ケーブルを地面に這わせなければならない。充電ケーブルが地面に這わせられていると、人が充電ケーブルに躓いたり、充電ケーブルに付着した土などが車体や衣服を汚してしまう虞があった。また、ケーブル長の増加とともに重量も増加することから、充電ケーブルの取り回しが大変になり、安全性や使い勝手が良くないという問題があった。

一方、縦型無端コンベアを用いる回転式立体駐車装置において、車両が駐車されるパレットを有するゴンドラに車両のバッテリーを充電するための充電装置を備えた構成が特許文献２に開示されている。この充電装置は、電源供給部として電源トロリー線と接続手段とを有している。電源トロリー線は、無端コンベアの無端チェーンとほぼ相似形に配設されており、商用電源に接続されている。接続手段は、各ゴンドラに配設されて電源トロリー線と常時接触して移動する。この接続手段によって、各ゴンドラに配設されて車両のバッテリーを充電する充電機と電源トロリー線とが電気的に接続される。このように構成することで、入庫時及び出庫時にゴンドラが回転移動されても、充電機への電源の供給が常時可能である。

したがって、特許文献２に記載の従来例では、特許文献１に記載の従来例とは異なり駐車場所であるゴンドラのパレットから充電機までの距離が常に一定であることから、ケーブル長が長くなることもなく、上記の問題点を解決することができる。

しかしながら、特許文献２に記載の従来例では、電源トロリー線と接続手段とを常時接触させる必要があるため、電源トロリー線が剥き出しで配設されている。このため、電源トロリー線は雨水に対する耐性が無く、屋外で使用することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、安全性及び使い勝手の向上を図るとともに、雨水の有無に依らず屋外で使用することのできる電気自動車用充電装置を提供することを目的とする。

本発明の電気自動車用充電装置は、内部に給電線を有する長尺の給電用ダクトと、前記給電用ダクトに移動自在に保持される電源プラグと、前記電源プラグに充電ケーブルを介して接続される電気自動車を充電するための充電プラグとを備え、前記電源プラグは、非接触給電により前記給電線から前記充電ケーブルを介して前記充電プラグへと給電する給電手段を備えることを特徴とする。

この電気自動車用充電装置において、前記電源プラグには、前記充電プラグの前記電気自動車への接続を検知するとともに、前記充電プラグが前記電気自動車に接続される場合に前記電源プラグから前記充電プラグへの給電路を閉成する接続検知手段が設けられることが好ましい。

この電気自動車用充電装置において、前記充電ケーブルの一部を巻き取る巻取部を備えることが好ましい。

この電気自動車用充電装置において、前記給電用ダクトは床面に配設されることが好ましい。

この電気自動車用充電装置において、前記給電用ダクトは壁面に配設されることが好ましい。

本発明は、安全性及び使い勝手の向上を図ることができ、また、雨水の有無に依らず屋外で使用することができるという効果がある。

本発明に係る電気自動車用充電装置の実施形態を示す図で、（ａ）は概略図で、（ｂ）は要部拡大図である。同上の電源プラグのブロック図である。同上の巻取部を備えた構成を示す概略図である。同上の給電用ダクトを地面に埋め込み配設した構成を示す図で、（ａ）は概略図で、（ｂ）は給電用ダクトの断面図である。

以下、本発明に係る電気自動車用充電装置の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、図１における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図１に示すように、給電用ダクト１と、給電用ダクト１に移動自在に保持される電源プラグ２と、電源プラグ２に充電ケーブル３を介して接続される電気自動車１００を充電するための充電プラグ３０とを備える。

給電用ダクト１は、その下面に充電ケーブル３を通すための開口（図示せず）が設けられた長尺の角筒状に形成される。給電用ダクト１は、図示しない天井と並行して設置され、その内部には電源プラグ２が内底面に載置される形で配置されている。また、給電用ダクト１の内部には、高周波電源４に接続されるとともに高周波電源４から出力される高周波電流が流れる給電線１０が敷設されている。給電線１０は、図示しないが金属材料から成る長尺の導体を筒状の合成樹脂成形品から成る絶縁体で被覆して構成される。

電源プラグ２は、図１（ｂ）に示すように、給電線１０と誘導結合されるピックアップ２０と、ピックアップ２０で取り込んだ電力を低周波（商用交流電源の周波数と同じ５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電力に変換するコンバータ２２とを備える。なお、コンバータ２２はケース２１に収納される。

ピックアップ２０は、給電線１０を周方向に沿って囲む筒状のコア（図示せず）と、コアに巻線を巻き回して成るコイル（図示せず）とを有し、給電線１０の周囲に生じる磁束の大半をコア内に通すことでコイルに誘起される誘導起電力を高めている。また、コアには、少なくとも給電線１０が径方向に通過可能である開口溝（図示せず）が給電線１０の軸方向に沿って設けられている。このため、給電線１０へのピックアップ２０の着脱を容易に行うことができるようになっている。なお、ピックアップ２０のコアの形状は筒状であればよいが、その内周面及び外周面の少なくとも一方が曲面で構成されるのが望ましい。このように構成することで、給電線１０からピックアップ２０への電力の伝達効率を向上させ、給電量を増大させることができる。

ケース２１内部には、図２に示すように、コンバータ２２と、ピックアップ２０とコンバータ２２との間の給電路を開閉するリモコンブレーカ２３と、リモコンブレーカ２３を制御する制御部２４とが設けられている。制御部２４は、例えばマイコンから成り、その入力端子には充電ケーブル３の被覆内を通して充電プラグ３０から引き出される信号線２５が接続されている。なお、充電ケーブル３の被覆内には、コンバータ２２に接続されるとともに充電プラグ３０へ電力を供給するための電源線２６も収納されている。したがって、ピックアップ２０で取り込まれた電力がコンバータ２２で低周波の交流電力に変換され、電源線２６を介して充電プラグ３へと供給されるようになっている。つまり、ピックアップ２０とコンバータ２２とで、非接触給電により給電線１０から充電ケーブル３を介して充電プラグ３０へと給電する給電手段を構成している。

充電プラグ３０が電気自動車１００に接続されると、接続した旨を知らせる検知信号が制御部２４に入力される。制御部２４では、検知信号が入力されるとリモコンブレーカ２３を制御して給電路を閉成する。充電プラグ３０が電気自動車１００に接続されていない場合には、制御部２４に検知信号が入力されないので、制御部２４はリモコンブレーカ２３を制御して給電路を開成する。つまり、リモコンブレーカ２３と制御部２４とで、充電プラグ３０の電気自動車１００への接続を検知するとともに、充電プラグ３０が電気自動車１００に接続される場合に電源プラグ２から充電プラグ３０への給電路を閉成する接続検知手段を構成している。

このように、本実施形態では接続検知手段を設けているので、充電プラグ３０が電気自動車１００に接続されていない場合には通電せず、安全性を向上させることができる。なお、接続検知手段は上記のリモコンブレーカ２３及び制御部２４から成る構成に限定される必要はなく、充電プラグ３の電気自動車１００への接続を検知して給電路を開閉できるものであればよい。また、本実施形態では上記のように接続検知手段を設けているが、接続検知手段を設けない構成であってもよい。

以下、本実施形態における電気自動車１００への給電方法について図１を用いて説明する。先ず、充電ケーブル３を給電用ダクト１の長尺方向に沿って引っ張る等して、駐車した電気自動車１００の近くまで電源プラグ２を移動させる。そして、充電ケーブル３の一端に設けられた充電プラグ３０を電気自動車１００に設けられた充電用の差込口１０１に接続することで、電気自動車１００に電力が供給されて充電が開始する。充電が完了すると、電気自動車１００の差込口１０１から充電プラグ３０を外し、その後、充電ケーブル３を引っ張る等して邪魔にならない場所まで電源プラグ２を移動させる。

ここで、電源プラグ２は、ケース２１を給電用ダクト１の内底面上で摺動させることで給電用ダクト１の長尺方向に沿って移動自在となっているが、例えばケース２１にローラー等を設けることで、給電用ダクト１の内底面上を走行させるように構成してもよい。この構成であれば、摺動させる場合と比較して電源プラグ２を容易に移動させることができる。また、人力を要さずに電源プラグ２を移動させる構成であってもよい。例えば、給電用ダクト１と並行に移動用レールを配設するとともに、当該移動用レール上にリモコンの遠隔制御によって走行自在な移動ユニットを配設し、当該移動ユニットと電源プラグ２とを連結させる構成が考えられる。この構成であれば、リモコンの遠隔制御により移動ユニットを走行させることで、電源プラグ２も連動して給電用ダクト１上を移動させることができるので、人力を要さずに電源プラグ２を移動させることができる。

上述のように、本実施形態では、給電用ダクト１に電源プラグ２を移動自在に保持させているので、電源プラグ２を移動させることで電気自動車１００と電源プラグ２との間の距離を一定に保つことができる。このため、充電ケーブル３のケーブル長を長くする必要がないので、充電ケーブル３を地面に這わせることがなく、したがって人が充電ケーブル３に躓いたり、充電ケーブル３に付着した土などが車体や衣服を汚してしまう虞がない。また、充電ケーブル３のケーブル長が長くならないことから、充電ケーブル３を容易に取り回すことができ、安全性や使い勝手を向上させることができる。

更に、本実施形態では、非接触給電により給電線１０から充電ケーブル３を介して充電プラグ３０へと給電するので、給電線１０の導体を剥き出しにして配設する必要がない。したがって、本実施形態の絶縁体で被覆した給電線１０のように給電線１０の雨水に対する耐性を強くすることができ、雨水の有無に依らず屋外で使用することができる。

なお、図３に示すように、充電ケーブル３の中間部に巻取部５を設けてもよい。巻取部５は、充電ケーブル３を巻き取るものであり、充電ケーブル３が引き出される向きの回動をラッチするラッチ機構（図示せず）が設けられている。このため、充電ケーブル３の自重程度では巻取部５が回動しないようになっている。また、巻取部５には、モータ等によって充電ケーブル３を自動的に巻き取る自動巻取機構（図示せず）が設けられており、この自動巻取機構をリモコン６１で遠隔制御することで、充電ケーブル３を所望のケーブル長に調整することができる。

したがって、上記構成であれば、電気自動車１００を充電する場合には充電ケーブル３のケーブル長を長くして充電ケーブル３を下げ、不要の場合には巻取部５によって充電ケーブル３を巻き取ることで充電ケーブル３を天井側に上げることができる。このため、不要な場合に邪魔にならない場所まで電源プラグ２を給電用ダクト１の長尺方向に沿って移動させる必要がなく、利便性を向上させることができる。

なお、リモコン６１は、充電プラグ３０と同様にケーブル６０によって給電用ダクト１から吊り下げられる。即ち、ケーブル６０の一端がリモコン６１に接続され、他端が給電用ダクト１の内部に保持される電源プラグ６に接続される。電源プラグ６は、図示しないが電源プラグ２と同様にピックアップ及びコンバータを備えている。したがって、非接触給電により給電線１０からケーブル６０を介してリモコン６１へと給電することができるようになっている。勿論、ケーブル６０を給電用ダクト１の長尺方向に沿って引っ張る等することで、電源プラグ６を移動させることができるので、不要な場合には邪魔にならない場所までリモコン６１を移動させることができる。

ところで、本実施形態では、給電用ダクト１を天井面に並行して設置しているが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、給電用ダクト８を地面Ａ１に埋め込み配設してもよい。

給電用ダクト８は、図４（ｂ）に示すように、上面に後述するピックアップ７０を通すための開口８１が設けられた長尺の角筒状に形成され、その内部には給電線８０が敷設されている。そして、給電用ダクト８が埋め込み配設された地面Ａ１上には、充電ケーブル３及び充電プラグ３０を備えたスタンド本体７が設置される。

スタンド本体７は、その下面から突出するピックアップ７０を備える。ピックアップ７０は、上述のピックアップ２０と同様の構造を有し、その内側に開口溝７１を通して給電線８０が挿入可能となっている。したがって、スタンド本体７を地面Ａ１上の任意の場所に設置し、ピックアップ７０に給電線８０を挿入させることで、非接触給電により給電線８０から充電ケーブル３を介して充電プラグ３０へと給電することができる。

このように構成することで、スタンド本体７を地面Ａ１上の任意の場所に容易に移設させることができる。なお、スタンド本体７の下面にキャスター（図示せず）等を取り付けることで、スタンド本体７が給電用ダクト８の長尺方向に沿って走行自在となるように構成してもよい。この場合、スタンド本体７を駐車した電気自動車１００の近くまで容易に移動させることができるので、利便性を向上させることができる。

なお、給電用ダクト８を地面Ａ１に埋め込み配設する他に、電気安全をとった上で給電用ダクト８を地面Ａ１から露出する形で配設してもよい。また、給電用ダクト８を壁面に配設してもよい。この場合も、スタンド本体７を容易に移設させることができるとともに、利便性を向上させることができる。

１給電用ダクト
１１給電線
２電源プラグ
２０ピックアップ（給電手段）
２２コンバータ（給電手段）
３充電ケーブル
３０充電プラグ
１００電気自動車

Claims

内部に給電線を有する長尺の給電用ダクトと、前記給電用ダクトに移動自在に保持される電源プラグと、前記電源プラグに充電ケーブルを介して接続される電気自動車を充電するための充電プラグとを備え、前記電源プラグは、非接触給電により前記給電線から前記充電ケーブルを介して前記充電プラグへと給電する給電手段を備えることを特徴とする電気自動車用充電装置。
前記電源プラグには、前記充電プラグの前記電気自動車への接続を検知するとともに、前記充電プラグが前記電気自動車に接続される場合に前記電源プラグから前記充電プラグへの給電路を閉成する接続検知手段が設けられることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用充電装置。
前記充電ケーブルの一部を巻き取る巻取部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電気自動車用充電装置。
前記給電用ダクトは床面に配設されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気自動車用充電装置。
前記給電用ダクトは壁面に配設されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気自動車用充電装置。