JP2014060893A - 充電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】充電装置の出力側に回り込むノイズ成分を除去することにより、充電装置の出力を安定させること。
【解決手段】充電装置１００は、外部電源２０から供給された電力を用いて蓄電池３０を充電する。充電部１０２は、１次コイル１５０及び２次コイル１５１を有し、外部電源２０から供給された電力を充電電力に変換し、充電電力を蓄電池３０に供給する。ノイズ除去部１０３は、充電部１０２により蓄電池３０に供給する充電電力に含まれるノイズ成分を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部電源から供給された電力を用いて蓄電池を充電する充電装置に関する。
従来、外部電源に接続する電源コネクタと充電器との間に設けられた交流入力回路に、ノイズ除去用のＹコンデンサを挿入する車載用充電装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の車載用充電装置では、Ｙコンデンサを設けたことにより、外部電源から供給される交流電力に含まれている種々のノイズ成分を除去することができる。
特開２００９−２４００１６号公報
しかしながら、特許文献１においては、充電器とバッテリとの間でノイズ成分を除去する構成を有していない。従って、特許文献１では、車輌に搭載されている蓄電池に含まれるＬ成分及びＣ成分、及び充電器と蓄電池とを接続する配線に含まれるＬ成分及びＣ成分が、ノイズ成分として充電器の出力側に回り込む可能性がある。この場合、特許文献１においては、充電装置の出力が不安定になるという問題がある。
本発明の目的は、充電装置の出力側に回り込むノイズ成分を除去することにより、充電装置の出力を安定させることができる充電装置を提供することである。
本発明に係る充電装置は、外部電源から供給された電力を用いて蓄電池を充電する充電装置であって、前記外部電源から供給された電力を充電電力に変換し、前記充電電力を蓄電池に供給する充電部と、前記充電部により前記蓄電池に供給する前記充電電力に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去部と、を有する。
本発明によれば、充電装置の出力側に回り込むノイズ成分を除去することにより、充電装置の出力を安定させることができる。
本発明の実施の形態１における充電システムの構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるノイズ除去部の構成を示す図 本発明の実施の形態２におけるノイズ除去部の構成を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
＜充電システムの構成＞
本発明の実施の形態１における充電システム１０の構成について、図１を用いて説明する。
充電システム１０は、外部電源２０と、蓄電池３０と、充電装置１００とから主に構成されている。
外部電源２０は、商用電源であり、充電装置１００に接続した際に、充電装置１００に交流電力を供給する。外部電源２０は、高電位の入力側充電経路ｒ１及び低電位の入力側充電経路ｒ４により充電装置１００に接続する。外部電源２０は、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ＰＥＶ（Plug-in Electric Vehicle）またはＥＶ（Electric Vehicle）といった蓄電池の電力で走行する自動車（以下、「電動自動車」と記載する）に搭載されている蓄電池３０を充電するための充電スタンドの電源である。なお、外部電源２０は、外部電源２０側の図示しない充電プラグが充電装置１００の図示しない充電ソケットに接続することにより、充電装置１００に接続される。
蓄電池３０は、充電装置１００を介して外部電源２０から供給される電力を蓄える。蓄電池３０は、高電位の出力側充電経路ｒ２及び低電位の出力側充電経路ｒ３により充電装置１００に接続されている。蓄電池３０は、例えば電動自動車に搭載される。そして、蓄電池３０は、例えば電動自動車に搭載されているモータに対して蓄えた電力を供給してモータを駆動させる。
充電装置１００は、外部電源２０から供給される電力を用いて蓄電池３０を充電する。なお、充電装置１００の構成の詳細については後述する。
充電装置１００及び蓄電池３０は、例えば電動自動車に搭載される。
＜充電装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る充電装置１００の構成について、図１を用いて説明する。
充電装置１００は、ノイズ除去部１０１と、充電部１０２と、ノイズ除去部１０３とから主に構成されている。
ノイズ除去部１０１は、充電部１０２よりも外部電源２０側において、入力側充電経路ｒ１及び入力側充電経路ｒ４に対して並列に接続されている。ノイズ除去部１０１は、Ｙコンデンサ１５２、１５３を有している。ノイズ除去部１０１は、Ｙコンデンサ１５２とＹコンデンサ１５３との間をグランドに接続している。ノイズ除去部１０１は、外部電源２０から充電部１０２に供給される交流電力に含まれているノイズ成分を除去する。
充電部１０２は、１次コイル１５０及び２次コイル１５１を有している。充電部１０２は、１次コイル１５０及び２次コイル１５１を用いて、外部電源２０から供給される電力を充電電力に変換し、変換した充電電力を蓄電池３０に供給する。１次コイル１５０は、外部電源２０から電力の供給を受ける。２次コイル１５１は、１次コイル１５０が外部電源２０から電力の供給を受けた際に１次コイル１５０と電磁的に結合する。２次コイル１５１は、１次コイル１５０と電磁的に結合することにより誘起された電力を充電電力として蓄電池３０に供給する。充電電力は、出力側充電経路ｒ２及び出力側充電経路ｒ３により、充電部１０２と蓄電池３０との間で伝送される。
充電部１０２は、外部電源２０が家庭用のコンセント等の一般的な電源の場合には、外部電源２０から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を充電電力として蓄電池３０に供給する。
ノイズ除去部１０３は、充電部１０２と蓄電池３０との間に設けられている。ノイズ除去部１０３は、出力側充電経路ｒ２及び出力側充電経路ｒ３に対して並列に接続されている。ノイズ除去部１０３は、充電部１０２から蓄電池３０に供給される充電電力に含まれるノイズ成分を除去する。具体的には、ノイズ除去部１０３は、２次コイル１５１から蓄電池３０に供給される充電電力に含まれるノイズ成分を除去する。
ノイズ除去部１０３は、蓄電池３０と、ノイズ除去部１０３と、２次コイル１５１と、出力側充電経路ｒ２と、出力側充電経路ｒ３とを電気的に浮いた状態にすることにより除去することができないノイズを、除去するために設けられている。なお、ノイズ除去部１０３の構成の詳細については後述する。
ここで、蓄電池３０と、ノイズ除去部１０３と、２次コイル１５１と、出力側充電経路ｒ２と、出力側充電経路ｒ３とを含むエリアｅ１は、周囲から絶縁されている。即ち、エリアｅ１は、電気的に浮いた状態になっている。エリアｅ１を電気的に浮いた状態にする理由は、電気自動車が搭載する蓄電池は従来のガソリン車が搭載していた蓄電池に比べて高電圧の電力を蓄積しており、蓄電池の高電位部分と例えば車輌のボディとに触れたユーザが感電しないようにするためである。一方、エリアｅ１を電気的に浮いた状態にした場合には、エリアｅ１に含まれる蓄電池及び各装置を、安定したグランド（例えば自動車のボディ）に接続することができなくなる。この結果、ノイズをグランドに十分逃がすことができず、充電部の出力側にノイズが回り込む。従って、本実施の形態の充電装置１００では、ノイズ除去部１０３を設けることにより、エリアｅ１を電気的に浮いた状態にした場合であっても、ノイズを確実に除去することができる。
＜ノイズ除去部の構成＞
本発明の実施の形態１におけるノイズ除去部１０３の構成について、図２を用いて説明する。
ノイズ除去部１０３は、Ｙコンデンサ２０１及びＹコンデンサ２０２を有している。
Ｙコンデンサ２０１は、出力側充電経路ｒ２とグランドＧ１とを接続する接続線２０３に対して直列に挿入されている。
Ｙコンデンサ２０２は、出力側充電経路ｒ３とグランドＧ１とを接続する接続線２０４に対して直列に挿入されている。
Ｙコンデンサ２０１とＹコンデンサ２０２との中点Ｑ１は、グランドＧ１に接続されている。グランドＧ１は、例えば、図示しない車輌のボディである。
Ｙコンデンサ２０１及びＹコンデンサ２０２は、出力側充電経路ｒ２の配線長または出力側充電経路ｒ３の配線長に応じて変化するノイズを除去することができる容量値のものを選択する。その理由は、出力側充電経路ｒ２の配線長または出力側充電経路ｒ３の配線長に応じて、ノイズとなる出力側充電経路ｒ２または出力側充電経路ｒ３のＬ成分またはＣ成分が変化するためである。
＜実施の形態１の効果＞
本実施の形態では、充電部により蓄電池に供給する充電電力に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去部を設けることにより、充電装置の出力側に回り込むノイズ成分を除去する。これにより、本実施の形態によれば、充電装置の出力を安定させることができる。
また、本実施の形態によれば、充電部により蓄電池に供給する充電電力に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去部を設けることにより、蓄電池３０と、ノイズ除去部１０３と、２次コイル１５１と、出力側充電経路ｒ２と、出力側充電経路ｒ３とを含むエリアｅ１を電気的に浮いた状態にすることにより除去できなくなるノイズを、確実に除去することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における充電システム及び充電装置は、ノイズ除去部１０３の代わりにノイズ除去部３０３を設ける以外は図１と同一構成を有するので、その説明を省略する。
＜ノイズ除去部の構成＞
本発明の実施の形態２におけるノイズ除去部３０３の構成について、図３を用いて説明する。
ノイズ除去部３０３は、Ｙコンデンサ４０１と、Ｙコンデンサ４０２と、抵抗４０３と、抵抗４０４とを有している。
Ｙコンデンサ４０１は、出力側充電経路ｒ２とグランドＧ２とを接続している接続線４０５に対して直列に挿入されている。
Ｙコンデンサ４０２は、出力側充電経路ｒ３とグランドＧ２とを接続している接続線４０６に対して直列に挿入されている。
抵抗４０３は、接続線４０５において、出力側充電経路ｒ２とＹコンデンサ４０１との間に直列に挿入されている。抵抗４０３は、Ｙコンデンサ４０１に対して急激に電流が供給されることを防ぐために設けられている。
抵抗４０４は、接続線４０６において、出力側充電経路ｒ３とＹコンデンサ４０２との間に直列に挿入されている。抵抗４０４は、Ｙコンデンサ４０２に対して急激に電流が供給されることを防ぐために設けられている。
Ｙコンデンサ４０１とＹコンデンサ４０２との中点Ｑ２は、グランドＧ２に接続されている。グランドＧ２は、例えば、図示しない車輌のボディである。
Ｙコンデンサ４０１及びＹコンデンサ４０２は、出力側充電経路ｒ２の配線長または出力側充電経路ｒ３の配線長に応じて変化するノイズを除去することができる容量値のものを選択する。その理由は、上記実施の形態１と同一である。
＜実施の形態２の効果＞
本実施の形態では、ノイズ除去部３０３においてＹコンデンサと出力側充電経路との間に抵抗を直列に挿入することにより、Ｙコンデンサに対して急激に電流が供給されることを防ぐことができる。これにより、本実施の形態によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、Ｙコンデンサに対して急激に電流が供給されることにより生じるノイズを防ぐことができ、ノイズ除去部３０３で生じたノイズが充電部の出力側に回り込むことにより、充電装置の出力が不安定になることを防ぐことができる。
＜全ての実施の形態に共通の変形例＞
上記実施の形態１及び実施の形態２において、充電装置１００を電気自動車に設けたが、電気自動車以外の車輌または車輌以外の蓄電池を搭載する装置に充電装置１００を設けることができる。
また、上記実施の形態１及び実施の形態２において、Ｙコンデンサを用いて充電部の出力側に回り込むノイズを除去したが、Ｙコンデンサ以外のＸコンデンサまたはコモンコイルを用いる等の他の方法により、充電部の出力側に回り込むノイズを除去することができる。
本発明に係る充電装置は、外部電源から供給された電力を用いて蓄電池を充電するのに好適である。
１０ 充電システム
２０ 外部電源
３０ 蓄電池
１００ 充電装置
１０１、１０３ ノイズ除去部
１０２ 充電部
１５０ １次コイル
１５１ ２次コイル
１５２、１５３ Ｙコンデンサ
ｅ１ エリア
ｒ１ 入力側充電経路
ｒ２ 出力側充電経路
ｒ３ 出力側充電経路
ｒ４ 入力側充電経路

Claims (5)

  1. 外部電源から供給された電力を用いて蓄電池を充電する充電装置であって、
    前記外部電源から供給された電力を充電電力に変換し、前記充電電力を蓄電池に供給する充電部と、
    前記充電部により前記蓄電池に供給する前記充電電力に含まれるノイズ成分を除去するノイズ除去部と、
    を有する充電装置。
  2. 前記充電部は、
    前記外部電源から電力の供給を受ける１次コイルと、前記蓄電池と共に電気的に浮いた状態であり、前記１次コイルと電磁的に結合することにより誘起された電力を前記充電電力として前記蓄電池に供給する２次コイルと、を有し、
    前記ノイズ除去部は、
    前記２次コイルにより前記蓄電池に供給する前記充電電力に含まれるノイズ成分を除去する、
    請求項１記載の充電装置。
  3. 前記充電部から前記蓄電池まで前記充電電力を伝送する一対の出力側充電経路をさらに有し、
    前記ノイズ除去部は、
    前記一対の出力側充電経路の各々とグランドとを接続する接続線に設けたＹコンデンサを有する、
    請求項１記載の充電装置。
  4. 前記充電部から前記蓄電池まで前記充電電力を伝送する一対の出力側充電経路をさらに有し、
    前記ノイズ除去部は、
    前記一対の出力側充電経路の各々とグランドとを接続する接続線に設けたＹコンデンサと、前記接続線において前記Ｙコンデンサと前記一対の出力側充電経路との間に直列に挿入された抵抗と、を有する、
    請求項１記載の充電装置。
  5. 請求項１記載の充電装置を有する車輌。
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