JP2014195340A

JP2014195340A - 車両用電力装置

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Publication number: JP2014195340A
Application number: JP2013069920A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Tanabe; 充田邊
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-09
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Abstract

【課題】電動車両側の異常によってコネクタ側遮断器をオフすることができる車両用電力装置を提供する。
【解決手段】電動車両Ｃ１に搭載された蓄電池Ｂ１への電力供給、または蓄電池Ｂ１との間での電力授受を行う電力変換器１と、電力変換器１に一端を接続した電気ケーブル２と、電気ケーブル２の他端に設けられて、電動車両Ｃ１のインレット４に着脱可能に接続するコネクタ３と、コネクタ３内に設けられ、電力変換器１と電動車両Ｃ１との間に電気ケーブル２を介して形成された給電路を導通・遮断するコネクタ側遮断器３ａとを備え、コネクタ３は、電動車両Ｃ１に異常が発生した場合にコネクタ側遮断器３ａをオフさせる遮断制御部３ｂを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電力装置に関するものである。

近年、有害排気物質が少なく、環境にやさしい電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などの電動車両が市場に導入され、電動車両の蓄電池の充電、充放電を行う車両用電力装置が普及しつつある。

電動車両を充電する車両用電力装置は、図７に示すように、電動車両Ｃ２に搭載された蓄電池Ｂ２を充電する充電電力を出力する電力変換器１０１（充電器）を有し、電力変換器１０１の出力には電気ケーブル１０２の一端が接続している。この電気ケーブル１０２の他端はコネクタ１０３を接続しており、このコネクタ１０３が電動車両Ｃ２に設けたインレット１０４に着脱可能に接続する。そして、電力変換器１０１は、電気ケーブル１０２およびコネクタ１０３を介して、電動車両Ｃ２の蓄電池Ｂ２に充電電力を供給する。

そして、電動車両の直流充電システムとしてＣＨＡｄｅＭＯ方式があり、図８に示すインターフェースが規定されている。ＣＨＡｄｅＭＯ方式の電気ケーブル１０２は、充電電力を供給する２本の電源線Ｗｐ１０１，Ｗｐ１０２と、５本のアナログ線Ｗａ１０１〜Ｗａ１０５と、２本のＣＡＮ信号線Ｗｃ１０１，Ｗｃ１０２とで構成される。電力変換器１０１と電動車両Ｃ２とは、この電気ケーブル１０２を経由して接続されている。なお、電力変換器１０１の回路グランドと電動車両Ｃ２の回路グランドとは、アナログ線Ｗａ１０５を介して互いに接続される。

また、電源線Ｗｐ１０１，Ｗｐ１０２、アナログ線Ｗａ１０１〜Ｗａ１０５、ＣＡＮ信号線Ｗｃ１０１，Ｗｃ１０２に対応するコネクタ１０３のピン配置は、図９に示される。図９中において、ピンＰｐ１０１，Ｐｐ１０２は電源線Ｗｐ１０１，Ｗｐ１０２に対応し、ピンＰａ１０１〜Ｐａ１０５はアナログ線Ｗａ１０１〜Ｗａ１０５に対応し、ピンＰｃ１０１，Ｐｃ１０２はＣＡＮ信号線Ｗｃ１０１，Ｗｃ１０２に対応する。

電力変換器１０１は、充電電力の出力にダイオードＤ１０１を直列接続している。電動車両Ｃ２は、電源線Ｗｐ１０１，Ｗｐ１０２を介して蓄電池Ｂ２へ供給される充電電力を導通・遮断する車両側遮断器Ｍ１００を備える。車両側遮断器Ｍ１００は、制御リレー２１１のオン・オフによって励磁・非励磁が切り替えられて、オン・オフ制御される。

電力変換器１０１は、制御電圧Ｖｃｃ１０（ＤＣ１２Ｖ）を生成しており、この制御電圧Ｖｃｃ１０は、電力変換器１０１のリレー２０１、アナログ線Ｗａ１０１を介して電動車両Ｃ２側へ供給される。この制御電圧Ｖｃｃ１０は、電動車両Ｃ２の制御リレー２１１がオンすることで車両側遮断器Ｍ１００を駆動しており、電力変換器１０１から電動車両Ｃ２へ制御電圧Ｖｃｃ１０が供給されることよって車両側遮断器Ｍ１００がオン（閉）する。すなわち、車両側遮断器Ｍ１００は、電力変換器１０１と電動車両Ｃ２との間を電気ケーブル１０２で接続しなければ、駆動電源が供給されないので、接点がオンすることはない。

そして、ユーザによって、電力変換器１０１の充電操作が行われると充電フローが始まる。

充電操作が行われた電力変換器１０１は、リレー２０１をオンし、電力変換器１０１側の制御電圧Ｖｃｃ１０がアナログ線Ｗａ１０１を通じて電動車両Ｃ２側に供給され、フォトカプラＰＣ２１を励起させる。これによって、電動車両Ｃ２は充電操作が開始されたことを認識して、蓄電池Ｂ２の最大電圧、電池容量などのパラメーターを、ＣＡＮ信号線Ｗｃ１０１，Ｗｃ１０２を介したＣＡＮ（Controller Area Network）通信によって電力変換器１０１に伝送する。そして、電力変換器１０１は、最大出力電圧、最大出力電流などのデータを電動車両Ｃ２側にＣＡＮ通信によって送信する。電動車両Ｃ２は、電力変換器１０１との適合性を確認した後、トランジスタＴｒ２１をオンして、電力変換器１０１のフォトカプラＰＣ１１を励起させることによって、アナログ線Ｗａ１０４を通じて電力変換器１０１へ充電開始を伝える。電力変換器１０１は、電動車両Ｃ２側が充電を許可したことを了解し、コネクタ１０３をインレット１０４にロックさせた後、短絡、地絡などの異常の有無を判定する絶縁試験を行う。電力変換器１０１は、絶縁試験が完了すると、リレー２０２をオンすることによって、電動車両Ｃ２のフォトカプラＰＣ２２を励起させて、アナログ線Ｗａ１０２を通じて電動車両Ｃ２側に充電準備が整ったことを伝える。

そして、電動車両Ｃ２では、制御リレー２１１をオンさせることによって、車両側遮断器Ｍ１００がオンする。以降、電動車両Ｃ２は、充電可能な最大電流値をＣＡＮ通信によって０．１秒毎に電力変換器１０１に送信する。電力変換器１０１は、定電流制御によって最大電流値に一致する充電電流を供給する。充電中の電動車両Ｃ２は、蓄電池Ｂ２の状態、および充電電流値を監視しており、異常が検出された場合は、充電電流の供給を停止させることができる。

異常を検出した電動車両Ｃ２は、
（１）ＣＡＮ通信によって電力変換器１０１に出力電流のゼロ指示値を送信する。
（２）ＣＡＮ通信によって電力変換器１０１にエラー信号を送信する。
（３）トランジスタＴｒ２１をオフして、充電禁止のアナログ信号を電力変換器１０１に送信する。
（４）制御リレー２１１をオフさせて車両側遮断器Ｍ１００をオフさせる。
ことによって、充電電流の供給を停止させる。

また、電力変換器１０１も、自己の各回路の電流、電圧、温度を監視し、電流、電圧、温度が制限値を超える場合、ＣＡＮ通信でエラー信号を電動車両Ｃ２側に送信して、充電電力の供給を停止する。

充電終了時には、電動車両Ｃ２から電力変換器１０１へＣＡＮ通信によってゼロ電流指示値が送信され、充電電流がゼロになった後、車両側遮断器Ｍ１００をオフする。さらに、電動車両Ｃ２は、トランジスタＴｒ２１をオフすることで、電力変換器１０１にアナログ停止信号を出力する。電力変換器１０１は、出力電流がゼロであることを確認した後に、リレー２０１，２０２をオフする。

また、電力変換器１０１のコネクタ１０３が電動車両Ｃ２のインレット１０４に接続した場合、電動車両Ｃ２が生成した制御電圧Ｖｃｃ２０によってアナログ線Ｗａ１０３にコネクタ接続確認のアナログ信号が流れる。コネクタ接続確認のアナログ信号によって電動車両Ｃ２のフォトカプラＰＣ２３が励起し、電動車両Ｃ２は、コネクタ１０３がインレット１０４に接続していることを確認できる。

さらに図１０に示すように、電力変換器１０１は、ＡＣ／ＤＣ変換を行う電力変換回路１０１ａの入力となる交流電力ラインに設けた地絡検出器１０１ｂと、電力変換回路１０１ａの出力となる直流電力ラインに設けた地絡検出器１０１ｃとを備えている。そして、電力変換器１０１は、交流電力ラインの地絡を検出したときだけでなく、直流電力ラインの地絡を検出した場合も、充電電力の出力を解列することによって、安全を確保している。

また、電動車両の別の充電システムとしてコンボ方式がある。コンボ方式の電気ケーブルは、交流の充電電力を供給する２本の電源線と、直流の充電電力を供給する２本の電源線と、制御信号を伝達する３本のアナログ線とを有する。コンボ方式のコネクタ２０３のピン配置を、図１１に示す。ピンＰｐ２０１，Ｐｐ２０２は、交流の充電電力を供給する２本の電源線に対応する。ピンＰｐ２０３，Ｐｐ２０４は、直流の充電電力を供給する２本の電源線に対応する。ピンＰａ２０１〜Ｐａ２０３はアナログ線に対応する。

このように、電動車両の充電システムとして様々な方式が提案されている。さらには、車両側遮断器が何らかの要因で溶着した場合でも、給電路を遮断することできるように、コネクタ内にコネクタ側遮断器を設けた構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−３１３４８号公報

しかしながら、上述の特許文献１では、短絡等によって充電電流が過大となった場合に、コネクタ側遮断器をオフして給電路を遮断している。すなわち、特許文献１の構成は、電動車両の異常によってコネクタ側遮断器をオフするものではなく、電動車両に異常が発生して車両側遮断器が溶着したとしても、コネクタ側遮断器をオフすることはできなかった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動車両側の異常によってコネクタ側遮断器をオフすることができる車両用電力装置を提供することにある。

本発明の車両用電力装置は、電動車両に搭載された蓄電池への電力供給、または前記蓄電池との間での電力授受を行う電力変換器と、前記電力変換器に一端を接続した電気ケーブルと、前記電気ケーブルの他端に設けられて、前記電動車両のインレットに着脱可能に接続するコネクタと、前記コネクタ内に設けられ、前記電力変換器と前記電動車両との間に前記電気ケーブルを介して形成された給電路を導通・遮断するコネクタ側遮断器とを備え、前記コネクタは、前記電動車両に異常が発生した場合に前記コネクタ側遮断器をオフさせる遮断制御部を有することを特徴とする。

この発明において、前記遮断制御部は、前記インレットを介した第１の信号伝送路を用いて前記電動車両から車両異常信号を受信し、前記車両異常信号を受信したときに前記コネクタ側遮断器をオフすることが好ましい。

この発明において、前記電力変換器は、前記電気ケーブル、前記コネクタ、前記インレットを介した通信路を用いて前記電動車両との間で通信し、前記遮断制御部は、前記電気ケーブルを介した第２の信号伝送路を用いて前記電力変換器から信号を受信し、前記電力変換器は、前記通信路を用いて前記電動車両から車両異常通知を受信した場合、前記第２の信号伝送路を介して遮断信号を送信し、前記遮断制御部は、前記遮断信号を受信したときに前記コネクタ側遮断器をオフすることが好ましい。

この発明において、前記電力変換器は、前記電気ケーブル、前記コネクタ、前記インレットを介した通信路を用いて前記電動車両との間で通信し、前記コネクタは、前記コネクタの異常が発生した場合、前記インレットを介した第３の信号伝送路を介してコネクタ異常信号を前記電動車両へ送信し、前記電力変換器は、前記コネクタ異常信号を受信した前記電動車両が前記通信路を介して送信するコネクタ異常通知を受信することが好ましい。

以上説明したように、本発明では、電動車両に異常が発生した場合にコネクタ側遮断器をオフして給電路を遮断する遮断制御部をコネクタに設けたので、電動車両側の異常によってコネクタ側遮断器をオフすることができるという効果がある。

実施形態１の車両用電力装置の構成を示すブロック図である。同上の車両用電力装置の構成を示す概略図である。実施形態２の車両用電力装置の構成を示すブロック図である。実施形態３の車両用電力装置の構成を示すブロック図である。実施形態４の車両用電力装置の構成を示すブロック図である。同上の別の車両用電力装置の構成を示すブロック図である。従来の車両用電力装置の構成を示す概略図である。ＣＨＡｄｅＭＯ方式のインターフェースを示す回路図である。ＣＨＡｄｅＭＯ方式のコネクタのピン配置を示す平面図である。地絡検出のための構成を示す概略図である。コンボ方式のコネクタのピン配置を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図２は、本実施形態の車両用電力装置の概略構成を示す。車両用電力装置は、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などの電動車両Ｃ１に搭載している蓄電池Ｂ１の充電電力を供給して、蓄電池Ｂ１を充電する。さらに、車両用電力装置は、蓄電池Ｂ１の放電電力を電力変換して図示しない負荷へ供給する。すなわち、車両用電力装置は、双方向の電力変換機能を有する充放電器である。

まず、車両用電力装置は、電力変換器１、電気ケーブル２、コネクタ３を備える。電気ケーブル２の一端は電力変換器１に接続し、電気ケーブル２の他端にはコネクタ３が設けられる。

電力変換器１は、図１に示すように、電力変換回路１ａ、制御部１ｂ、ゲート駆動回路１ｃ、ＣＡＮ通信部１ｄ、メモリ１ｅ、漏電検出器１ｆ、異常検出部１ｇ、制御電源部１ｈで構成される。

電気ケーブル２は、蓄電池Ｂ１の充電電力および放電電力が伝送される一対の電源線Ｗｐ１，Ｗｐ２を有する。さらに、電気ケーブル２は、４本のアナログ線Ｗａ１〜Ｗａ４、ＣＡＮ通信路Ｗｃ１を有する。

電力変換回路１ａは、スイッチング素子を用いた双方向のコンバータ回路で構成される。電力変換回路１ａは、商用電力を電力変換して直流電力を生成し、この直流電力を充電電力として、電気ケーブル２（電源線Ｗｐ１，Ｗｐ２）およびコネクタ３を介して電動車両Ｃ１へ供給する。また、電力変換回路１ａは、電気ケーブル２（電源線Ｗｐ１，Ｗｐ２）およびコネクタ３を介して電動車両Ｃ１から供給される放電電力を入力され、この放電電力を所定電圧（交流または直流）に電力変換して、図示しない負荷へ供給する。

ゲート駆動回路１ｃは、電力変換回路１ａのスイッチング素子をオン・オフ駆動するドライブ回路である。そして、制御部１ｂは、ゲート駆動回路１ｃによって電力変換回路１ａのスイッチング素子をオン・オフ駆動させることによって、電力変換回路１ａの動作を制御する。なお、制御部１ｂが実行するプログラム、このプログラムで用いられるデータ等は、メモリ１ｅに格納されている。

ＣＡＮ通信部１ｄは、電動車両Ｃ１との間で、電気ケーブル２のＣＡＮ通信路Ｗｃ１を介したＣＡＮ（Controller Area Network）通信を行う。なお、ＣＡＮ通信路Ｗｃ１は、一対の信号線で構成されている。

漏電検出器１ｆは、電力変換器１−コネクタ３間の給電路の漏電を検出する機能を有し、漏電を検出した場合、制御部１ｂへ漏電発生を通知する。

異常検出部１ｇは、電力変換器１に設けた図示しない各種センサからの信号に基づいて、電力変換器１の温度異常、電力変換回路１ａの入出力の過電圧および過電流等の異常を検出する。そして異常検出部１ｇは、異常を検出した場合、制御部１ｂへ異常発生を通知する。なお、以降、漏電検出部１ｆによる漏電検出も、異常検出に含めて説明する。

制御電源部１ｈは、制御電圧Ｖｃｃ１を生成しており、この制御電圧Ｖｃｃ１は、アナログ線Ｗａ３−Ｗａ４間に印加されてコネクタ３へ供給される。なお、この制御電圧Ｖｃｃ１は、電力変換器１の制御電源として用いられてもよい。あるいは、制御電源部１ｈは、主回路から制御電圧Ｖｃｃ１を生成する構成であってもよい。

そして、制御部１ｂは、異常検出部１ｇが異常を検出した場合、または漏電検出器１ｆが漏電を検出した場合、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。すなわち、制御部１ｂは、充電中または放電中にあっては、電力変換回路１ａによる充電動作または放電動作を停止させる。また、制御部１ｂは、充電開始前または放電開始前にあっては、電力変換回路１ａによる充電動作または放電動作を開始しない。さらに、制御部１ｂは、異常検出部１ｇが異常を検出した場合、または漏電検出器１ｆが漏電を検出した場合、ＣＡＮ通信部１ｄから電動車両Ｃ１へ変換器異常通知を送信する。

さらに、制御部１ｂは、アナログ線Ｗａ１，Ｗａ２に接続しており、アナログ線Ｗａ１，Ｗａ２を介して入力される後述のコネクタ異常信号、車両異常信号によっても、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。

また、電力変換器１は、電力変換回路１ａの充電電力の出力経路、放電電力の入力経路に図示しない遮断器（変換器側遮断器）を設けてもよい。この場合、電力変換器１は、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止すると、変換器側遮断器をオフして電力変換器１内の給電路を遮断する。

そして、電気ケーブル２の他端にはコネクタ３が設けられており、コネクタ３は、電動車両Ｃ１のボディ外面に設けたインレット４に着脱可能に接続する。そして、コネクタ３をインレット４に接続することによって、電気ケーブル２の電源線Ｗｐ１，Ｗｐ２が、電動車両Ｃ１内の蓄電池Ｂ１の給電路にインレット４を介して電気的に接続する。

また、コネクタ３をインレット４に接続することによって、電気ケーブル２のＣＡＮ通信路Ｗｃ１が、電動車両Ｃ１内の後述するＣＡＮ通信部５ｂにインレット４を介して電気的に接続する。すなわち、電気ケーブル２、コネクタ３、インレット４を介した通信路Ｔ１が形成される。

さらに、コネクタ３をインレット４に接続することによって、電気ケーブル２のアナログ線Ｗａ２が、電動車両Ｃ１内の後述する異常検出部５ｄにインレット４を介して電気的に接続する。

コネクタ３は、コネクタ側遮断器３ａ、遮断制御部３ｂ、異常検出部３ｃを備える。

コネクタ側遮断器３ａは、電源線Ｗｐ１を含んで形成される給電路を導通・遮断する接点３０１、電源線Ｗｐ２を含んで形成される給電路を導通・遮断する接点３０２を有する。さらに、コネクタ側遮断器３ａは、接点３０１をオン・オフするソレノイド３０３、接点３０２をオン・オフするソレノイド３０４を有する。なお、コネクタ側遮断器３ａは、ソレノイド３０３，３０４が駆動されていないときに、接点３０１，３０２がオン（閉）し、ソレノイド３０３，３０４が駆動されたときに、接点３０１，３０２がオフ（開）する常閉型である。

また、コネクタ３は、インレット４に機械的に固定される係止爪等で構成される図示しないラッチ機構を備える。さらに、コネクタ３は、給電中にラッチ状態が解除されてコネクタ３がインレット４から離脱しないように、ラッチ状態を電気的にロックする図示しないロック機構を備える。このロック機構は、図示しないソレノイドバルブを備えており、このソレノイドバルブが駆動されることによって、ロック・アンロックを切り替える。そして、制御部１ｂは、ケーブル２内の図示しない信号線を用いてソレノイドバルブを駆動し、ロック機構のロック・アンロックを制御する。

そして、異常検出部３ｃは、コネクタ３の異常（ロック機構の異常であるロック異常、温度異常等）を検出する機能を有しており、正常時の出力はＬレベルであり、異常検出時にＨレベルのコネクタ異常信号を遮断制御部３ｂへ出力する。

遮断制御部３ｂは、ＮＯＲ回路３１１、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴであるＦＥＴ素子３１２で構成される。ＮＯＲ回路３１１の一方の入力は、異常検出部３ｃの出力に接続している。ＮＯＲ回路３１１の他方の入力は、インレット４を介した信号伝送路Ｓ１（第１の信号伝送路）によって電動車両Ｃ１内の後述する異常検出部５ｄの出力に接続している。

そして、ＮＯＲ回路３１１の出力は、ＦＥＴ素子３１２のゲートに印加されて、ＦＥＴ素子３１２をオン・オフする。ＦＥＴ素子３１２は、ソレノイド３０３およびソレノイド３０４の並列回路に直列接続されており、ＦＥＴ素子３１２のオン時に、アナログ線Ｗａ３を介して供給される制御電圧Ｖｃｃ１がソレノイド３０３，３０４に印加される。そして、ＮＯＲ回路３１１が出力するＬレベルの信号によってＦＥＴ素子３１２がオンし、ソレノイド３０３，３０４が駆動されて接点３０１，３０２がオフする。また、ＮＯＲ回路３１１が出力するＨレベルの信号によってＦＥＴ素子３１２がオフし、ソレノイド３０３，３０４が駆動されないので、接点３０１，３０２がオンする。

また、異常検出部３ｃは、コネクタ異常信号を、アナログ線Ｗａ１を介して電力変換器１の制御部１ｂへ出力する。

また、ＮＯＲ回路３１１の信号伝送路Ｓ１に接続した入力は、アナログ線Ｗａ２を介して電力変換器１の制御部１ｂに接続している。

次に、電動車両Ｃ１は、制御部５ａ、ＣＡＮ通信部５ｂ、車両側遮断器５ｃ、異常検出部５ｄ、蓄電池Ｂ１を備える。

ＣＡＮ通信部５ｂは、電力変換器１との間で、通信路Ｔ１を介したＣＡＮ通信を行う。

電動車両Ｃ１側の給電路には、車両側遮断器５ｃが介挿されており、車両側遮断器５ｃは、蓄電池Ｂ１−インレット４間の給電路を導通・遮断する。

異常検出部５ｄは、電動車両Ｃ１に設けた図示しない各種センサからの信号に基づいて、電動車両Ｃ１側の異常を検出する機能を有しており、正常時の出力はＬレベルであり、異常検出時にＨレベルの車両異常信号を出力する。この車両異常信号は、インレット４を介した信号伝送路Ｓ１によってコネクタ３のＮＯＲ回路３１１の入力へ伝達される。電動車両Ｃ１側の異常には、電動車両Ｃ１内の回路の過電圧および過電流、絶縁不良、蓄電池Ｂ１の異常、車両側遮断器５ｄの溶着、充電中および放電中における電動車両Ｃ１の移動等がある。

制御部５ａは、ＣＡＮ通信部５ｂの通信制御、車両側遮断器５ｃのオン・オフ制御等を行う。

以下、車両用電力装置の動作を説明する。

まず、漏電検出器１ｆが漏電を検出しておらず、異常検出部１ｇ、異常検出部３ｃ、異常検出部５ｄが異常を検出していない場合（正常時）、電力変換器１の制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作（充電動作、放電動作）を許可する。また、正常時において、異常検出部３ｃ，５ｄは、Ｌレベルの信号を出力しており、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１は、Ｈレベルの信号を出力する。したがって、ＦＥＴ素子３１２はオフして、ソレノイド３０３，３０４が駆動されないので、接点３０１，３０２がオンする。また、正常時において、電動車両Ｃ１の制御部５ａは、車両側遮断器５ｃをオン制御する。

そして、正常時において、ユーザが電力変換器１の充電開始操作（または放電開始操作）を行うと、制御部１ｂは電力変換回路１ａの電力変換動作を開始する。このとき、電力変換回路１ａと蓄電池Ｂ１との間には、オン状態のコネクタ側遮断器３ａおよび車両側遮断器５ｃを介した給電路が形成されて、蓄電池Ｂ１の充電電力（または放電電力）が伝送される。

次に、電力変換器１の異常検出部１ｇが異常を検出した場合、制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。すなわち、充電中または放電中にあっては、電力変換回路１ａによる充電動作または放電動作を停止させる。充電開始前または放電開始前にあっては、電力変換回路１ａによる充電動作または放電動作を開始しない。

そして、制御部１ｂは、異常検出部１ｇが異常を検出した場合、ＣＡＮ通信部１ｄから通信路Ｔ１を介して、電動車両Ｃ１へ変換器異常通知を送信する。電動車両Ｃ１の制御部５ａは、ＣＡＮ通信部５ｂが変換器異常通知を受信すると、車両側遮断器５ｃをオフして、電動車両Ｃ１内の給電路を遮断する。したがって、電力変換器１の異常によって、電力変換回路１ａの動作停止、車両側遮断器５ｃによる給電路の遮断動作が行われ、安全性を確保することができる。

さらに、ＣＡＮ通信部５ｂが変換器異常通知を受信した場合、制御部５ａは、異常検出部５ｄにＨレベルの車両異常信号を擬似的に発生させてもよい。この場合、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなって、ＦＥＴ素子３１２はオンし、接点３０１，３０２がオフする。すなわち、コネクタ側遮断器３ａは、コネクタ３内の給電路を遮断する。したがって、電力変換器１の異常によって、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作が行われ、一層の安全性を確保することができる。

なお、漏電検出器１ｆが漏電を検出した場合も、電力変換器１の異常検出部１ｇが異常を検出した場合と同様の動作を行う。

次に、コネクタ３の異常検出部３ｃが異常を検出した場合、異常検出部３ｃはＨレベルのコネクタ異常信号を出力する。したがって、ＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなって、ＦＥＴ素子３１２はオンし、接点３０１，３０２がオフする。すなわち、コネクタ側遮断器３ａは、コネクタ３内の給電路を遮断する。

さらに、このコネクタ異常信号は、アナログ線Ｗａ１を通って電力変換器１の制御部１ｂに伝達され、制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。そして、制御部１ｂは、ＣＡＮ通信部１ｄから通信路Ｔ１を介して、電動車両Ｃ１へ遮断通知を送信する。電動車両Ｃ１の制御部５ａは、ＣＡＮ通信部５ｂが遮断通知を受信すると、車両側遮断器５ｃをオフして、電動車両Ｃ１内の給電路を遮断する。

したがって、コネクタ３の異常によって、電力変換回路１ａの動作停止、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作、車両側遮断器５ｃによる給電路の遮断動作が行われ、安全性を確保することができる。

次に、電動車両Ｃ１の異常検出部５ｄが異常を検出した場合、制御部５ａは、車両側遮断器５ｃをオフして、電動車両Ｃ１内の給電路を遮断する。さらに、異常検出部５ｄは、Ｈレベルの車両異常信号を発生し、この車両異常信号は、インレット４を介した信号伝送路Ｓ１によってコネクタ３のＮＯＲ回路３１１に入力される。したがって、ＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなって、ＦＥＴ素子３１２はオンし、接点３０１，３０２がオフする。すなわち、コネクタ側遮断器３ａは、コネクタ３内の給電路を遮断する。

さらに、Ｈレベルの車両異常信号は、アナログ線Ｗａ２を通って電力変換器１の制御部１ｂに伝達され、制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。

したがって、電動車両Ｃ１側の異常によって、電力変換回路１ａの動作停止、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作、車両側遮断器５ｃによる給電路の遮断動作が行われ、安全性を確保することができる。例えば、異常発生時において、電動車両Ｃ１の車両側遮断器５ｃが溶着した場合であっても、電力変換器１よりも蓄電池Ｂ１に近いコネクタ３のコネクタ側遮断器３ａで給電路を遮断することができる。

また、電動車両Ｃ１側の異常をコネクタ３に伝達するために専用の信号線を電気ケーブル２に追加すると、電気ケーブル２の径および重量が増大し、電気ケーブル２の可とう性が低下して硬くなり、引き回し等が困難になって使い勝手が悪化する。しかしながら、本実施形態では、インレット４を介した信号伝送路Ｓ１を設けることによって、電動車両Ｃ１側の異常をコネクタ３に伝達するために専用の信号線を電気ケーブル２に追加する必要がない。したがって、電気ケーブル２の径および重量が増大することがなく、電気ケーブル２を引き回しが困難になることはない。すなわち、電気ケーブル２に専用の信号線を用いることなく、電動車両Ｃ１側の異常によってコネクタ側遮断器３ａをオフすることができる。

また、電動車両Ｃ１側の異常をコネクタ３に伝達するためにプログラムを用いたソフトウェア処理を行わないので、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作が迅速に行われる。

（実施形態２）
本実施形態の車両用電力装置は、図３に示すように、アナログ線Ｗａ１を削除し、電気ケーブル２のアナログ線Ｗａ２を、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１の入力ではなく、ＮＯＲ回路３１１の出力に接続した点が実施形態１とは異なる。

まず、コネクタ３の異常が発生して異常検出部３ｃがＨレベルのコネクタ異常信号を発生した場合、または電動車両Ｃ１側の異常が発生して異常検出部５ｄがＨレベルの車両異常信号を発生した場合に、ＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなる。したがって、電力変換器１は、アナログ線Ｗａ２を介して入力されるＮＯＲ回路３１１の出力によって、コネクタ３または電動車両Ｃ１側で異常が発生したことを認識でき、制御部１ｂは、ＮＯＲ回路３１１の出力がＬレベルであれば、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。

したがって、電気ケーブル２に用いるアナログ線の本数を削減できるので、電気ケーブル２の径および重量が低減し、電気ケーブル２の可とう性が向上する。すなわち、電気ケーブル２の引き回し等が容易になって使い勝手がよくなる。

なお、他の構成は実施形態１と同様であり、説明は省略する。

（実施形態３）
本実施形態の車両用電力装置は、図４に示すように、インレット４を介した信号伝送路Ｓ１，アナログ線Ｗａ１，Ｗａ２を削除し、電気ケーブル２にアナログ線Ｗａ５を設けた点が、実施形態１とは異なる。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

アナログ線Ｗａ５は、電力変換器１の制御部１ｂからコネクタ３のＮＯＲ回路３１１の入力へ遮断信号を伝達するための信号線である。すなわち、アナログ線Ｗａ５を用いて、電力変換器１（の制御部１ｂ）からコネクタ３（の遮断制御部３ｂ）への信号が送信される信号伝送路Ｓ２（第２の信号伝送路）が形成される。そして、ＮＯＲ回路３１１の各入力には、異常検出部３ｃの出力、制御部１ｂの出力がそれぞれ接続されている。

以下、車両用電力装置の動作を説明する。

まず、漏電検出器１ｆが漏電を検出しておらず、異常検出部１ｇ、異常検出部３ｃ、異常検出部５ｄが異常を検出していない正常時において、電力変換器１の制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作（充電動作、放電動作）を許可する。また、正常時において、異常検出部３ｃが出力する信号，制御部１ｂがアナログ線Ｗａ５に出力する信号は、Ｌレベルであり、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１は、Ｈレベルの信号を出力する。したがって、ＦＥＴ素子３１２はオフして、ソレノイド３０３，３０４が駆動されないので、接点３０１，３０２がオンする。また、正常時において、電動車両Ｃ１の制御部５ａは、車両側遮断器５ｃをオン制御する。

さらに、制御部１ｂは、信号伝送路Ｓ２を介して、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１へＨレベルの遮断信号を送信する。そして、ＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなって、ＦＥＴ素子３１２はオンし、接点３０１，３０２がオフする。すなわち、コネクタ側遮断器３ａは、コネクタ３内の給電路を遮断する。したがって、電力変換器１の異常によって、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作が行われ、一層の安全性を確保することができる。

次に、コネクタ３の異常検出部３ｃが異常を検出した場合、異常検出部３ｃはＨレベルのコネクタ異常信号を出力する。したがって、ＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなって、ＦＥＴ素子３１２はオンし、接点３０１，３０２がオフする。すなわち、コネクタ側遮断器３ａは、コネクタ３内の給電路を遮断する。したがって、コネクタ３の異常によって、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作が行われる。

次に、電動車両Ｃ１の異常検出部５ｄが異常を検出した場合、制御部５ａは、車両側遮断器５ｃをオフして、電動車両Ｃ１内の給電路を遮断する。さらに、制御部５ａは、ＣＡＮ通信部５ｂから、通信路Ｔ１を介して、電力変換器１へ車両異常通知を送信する。

電力変換器１のＣＡＮ通信部１ｄが通信路Ｔ１を介して車両異常通知を受信すると、制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。

さらに、制御部１ｂは、信号伝送路Ｓ２を介して、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１へＨレベルの遮断信号を送信する。そして、ＮＯＲ回路３１１の出力はＬレベルとなって、ＦＥＴ素子３１２はオンし、接点３０１，３０２がオフする。すなわち、コネクタ側遮断器３ａは、コネクタ３内の給電路を遮断する。

したがって、電動車両Ｃ１側の異常によって、電力変換回路１ａの動作停止、コネクタ側遮断器３ａによる給電路の遮断動作、車両側遮断器５ｃによる給電路の遮断動作が行われ、安全性を確保することができる。

また、電気ケーブル２に用いるアナログ線の本数を削減できるので、電気ケーブル２の径および重量が低減し、電気ケーブル２の可とう性が向上する。すなわち、電気ケーブル２の引き回し等が容易になって使い勝手がよくなる。

（実施形態４）
本実施形態の車両用電力装置は、図５に示すように、アナログ線Ｗａ１，Ｗａ２を削除し、異常検出部３ｃの出力が、インレット４を介した信号伝送路Ｓ３（第３の信号伝送路）によって電動車両Ｃ１の制御部５ａに接続している点が、実施形態１とは異なる。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

以下、車両用電力装置の動作を説明する。

まず、漏電検出器１ｆが漏電を検出しておらず、異常検出部１ｇ、異常検出部３ｃ、異常検出部５ｄが異常を検出していない正常時において、電力変換器１の制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作（充電動作、放電動作）を許可する。また、正常時において、異常検出部３ｃ，５ｄは、Ｌレベルの信号を出力しており、コネクタ３のＮＯＲ回路３１１は、Ｈレベルの信号を出力する。したがって、ＦＥＴ素子３１２はオフして、ソレノイド３０３，３０４が駆動されないので、接点３０１，３０２がオンする。また、正常時において、電動車両Ｃ１の制御部５ａは、車両側遮断器５ｃをオン制御する。

さらに、異常検出部３ｃが出力したコネクタ異常信号は、インレット４を介した信号伝送路Ｓ３によって、電動車両Ｃ１の制御部５ａに入力される。制御部５ａは、車両側遮断器５ｃをオフして、電動車両Ｃ１内の給電路を遮断する。さらに、制御部５ａは、ＣＡＮ通信部５ｂから、通信路Ｔ１を介して、電力変換器１へコネクタ異常通知を送信する。

電力変換器１のＣＡＮ通信部１ｄが通信路Ｔ１を介してコネクタ異常通知を受信すると、制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止する。

さらに、制御部５ａは、ＣＡＮ通信部５ｂから、通信路Ｔ１を介して、電力変換器１へ車両異常通知を送信する。

また、インレット４を介した信号伝送路Ｓ３を設けることによって、コネクタ３の異常を電力変換器１に伝達するために専用の信号線を電気ケーブル２に追加する必要がない。したがって、電気ケーブル２の径および重量が増大することがなく、電気ケーブル２を引き回し難くなることはない。すなわち、電気ケーブル２に専用の信号線を用いることなく、コネクタ３の異常を電力変換器１へ伝達することができる。

また、実施形態３においても、異常検出部３ｃの出力が、インレット４を介した信号伝送路Ｓ３（第３の信号伝送路）によって電動車両Ｃ１の制御部５ａに接続してもよい（図６参照）。この場合も、異常検出部３ｃが出力したコネクタ異常信号は、インレット４を介した信号伝送路Ｓ３によって、電動車両Ｃ１の制御部５ａに入力される。したがって、コネクタ３の異常時には上記同様に、車両側遮断器５ｃをオフして電動車両Ｃ１内の給電路を遮断し、制御部１ｂは、電力変換回路１ａの電力変換動作を禁止することができる。

なお、上述の各実施形態において、電力変換器１と電動車両Ｃ１との間では、通信路Ｔ１を介した通信が行われている。この通信路Ｔ１を介した通信は、図９に示すＣＨＡｄｅＭＯ方式のインターフェースにおいて、ＣＡＮ信号線Ｗｃ１０１，Ｗｃ１０２を用いたＣＡＮ通信に対応する。また、この通信路Ｔ１を介した通信は、図１１に示すコンボ方式のインターフェースにおいては、ピンＰａ２０１〜Ｐａ２０３のアナログ線を用いたインバンド通信であってもよい。

また、ＣＨＡｄｅＭＯ方式またはコンボ方式に規定されている構成を、上述の各実施形態の電気ケーブル２の構成、電力変換器１と電動車両Ｃ１との間の通信シーケンス等に適用してもよい。

１電力変換器
２電気ケーブル
３コネクタ
３ａコネクタ側遮断器
３ｂ遮断制御部
４インレット
Ｃ１電動車両
Ｂ１蓄電池

Claims

電動車両に搭載された蓄電池への電力供給、または前記蓄電池との間での電力授受を行う電力変換器と、
前記電力変換器に一端を接続した電気ケーブルと、
前記電気ケーブルの他端に設けられて、前記電動車両のインレットに着脱可能に接続するコネクタと、
前記コネクタ内に設けられ、前記電力変換器と前記電動車両との間に前記電気ケーブルを介して形成された給電路を導通・遮断するコネクタ側遮断器とを備え、
前記コネクタは、前記電動車両に異常が発生した場合に前記コネクタ側遮断器をオフさせる遮断制御部を有する
ことを特徴とする車両用電力装置。
前記遮断制御部は、前記インレットを介した第１の信号伝送路を用いて前記電動車両から車両異常信号を受信し、前記車両異常信号を受信したときに前記コネクタ側遮断器をオフすることを特徴とする請求項１記載の車両用電力装置。
前記電力変換器は、前記電気ケーブル、前記コネクタ、前記インレットを介した通信路を用いて前記電動車両との間で通信し、
前記遮断制御部は、前記電気ケーブルを介した第２の信号伝送路を用いて前記電力変換器から信号を受信し、
前記電力変換器は、前記通信路を用いて前記電動車両から車両異常通知を受信した場合、前記第２の信号伝送路を介して遮断信号を送信し、
前記遮断制御部は、前記遮断信号を受信したときに前記コネクタ側遮断器をオフする
ことを特徴とする請求項１記載の車両用電力装置。
前記電力変換器は、前記電気ケーブル、前記コネクタ、前記インレットを介した通信路を用いて前記電動車両との間で通信し、
前記コネクタは、前記コネクタの異常が発生した場合、前記インレットを介した第３の信号伝送路を介してコネクタ異常信号を前記電動車両へ送信し、
前記電力変換器は、前記コネクタ異常信号を受信した前記電動車両が前記通信路を介して送信するコネクタ異常通知を受信する
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の車両用電力装置。