JP2014226014A - Power conversion system and connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池を搭載した電動車両が接続される電力変換システム、およびそれに用いられるコネクタに関する。 The present invention relates to a power conversion system to which an electric vehicle equipped with a storage battery is connected, and a connector used therefor.
近年、資源の制約や環境への配慮から、車両に搭載されている蓄電池を車両外部の充電器を用いて充電し、蓄電池に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する電動車両が注目されている。この種の電動車両としては、電動機の出力によって走行する電気自動車(EV)や、エンジンの出力と電動機の出力とを組み合わせて走行するプラグインハイブリッド車(PHEV)などがある。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to an electric vehicle that charges a storage battery mounted on a vehicle using a charger outside the vehicle and travels using electric energy stored in the storage battery because of resource restrictions and environmental considerations. . Examples of this type of electric vehicle include an electric vehicle (EV) that travels by the output of the electric motor, and a plug-in hybrid vehicle (PHEV) that travels by combining the output of the engine and the output of the electric motor.
これらの電動車両の充電には、一般的に、本体から延びるケーブルと、ケーブルを車両に接続するためのコネクタ(充放電コネクタ)とを備えた充放電器が用いられる(たとえば特許文献1参照)。特許文献1に記載の充放電器は、ケーブルに流れる電流の電流値が所定値以上の場合に、当該電流を遮断する開閉器(電磁開閉器)がコネクタに設けられている。また、電動車両には電流制限手段としてのコンタクタが設けられており、蓄電池は、コンタクタを介してコネクタに接続される。
In order to charge these electric vehicles, generally, a charger / discharger including a cable extending from the main body and a connector (charge / discharge connector) for connecting the cable to the vehicle is used (for example, see Patent Document 1). . In the charger / discharger described in
しかし、特許文献1に記載の充放電器は、電動車両に設けられている開閉器(コンタクタ)の異常の有無を検出する機能がなく、電動車両内の開閉器に溶着等の異常が生じてもユーザへの報知などの適切な措置をすぐに講じることができない。
However, the charger / discharger described in
本発明は上記事由に鑑みて為されており、電動車両に設けられている開閉器の異常の有無を検出できる電力変換システム、およびそれに用いられるコネクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide a power conversion system capable of detecting the presence or absence of abnormality of a switch provided in an electric vehicle, and a connector used therefor.
本発明の電力変換システムは、電力変換装置と、当該電力変換装置にケーブルを介して接続されており、蓄電池を搭載した電動車両の接続口に着脱可能に装着されることによって前記電力変換装置と前記蓄電池との間に給電路を形成するコネクタとを具備し、開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなり前記コネクタ内の前記給電路に挿入された保護装置と、前記電動車両内の前記給電路に挿入された車両開閉器の異常の有無を検出する検出回路とを備え、前記検出回路は、前記給電路において前記保護装置より前記電動車両側に設定された計測点の電圧値を、前記車両開閉器を開いた状態で計測する計測部を前記コネクタに有し、当該計測部の計測結果に基づいて前記異常の有無を検出するように構成されていることを特徴とする。 The power conversion system of the present invention is connected to a power conversion device and the power conversion device via a cable, and is detachably attached to a connection port of an electric vehicle on which a storage battery is mounted. A protective device that includes at least one of a switch and a fuse and is inserted into the power supply path in the connector, and a power supply path in the electric vehicle. A detection circuit that detects whether there is an abnormality in the vehicle switch inserted in the vehicle, wherein the detection circuit uses a voltage value at a measurement point set on the electric vehicle side from the protection device in the power feeding path. The connector has a measuring unit that performs measurement with the switch opened, and is configured to detect the presence or absence of the abnormality based on the measurement result of the measuring unit.
この電力変換システムにおいて、前記検出回路は、前記計測部で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、前記電圧値が前記閾値を超える場合に前記車両開閉器に異常があると判断する判断部を有することが望ましい。 In this power conversion system, the detection circuit compares the voltage value measured by the measurement unit with a predetermined threshold value, and determines that the vehicle switch is abnormal when the voltage value exceeds the threshold value. It is desirable to have a determination unit.
この電力変換システムにおいて、前記検出回路は、前記判断部と、前記判断部の判断結果を表す二値の信号を前記電力変換装置に送信する通知部とを前記コネクタに有することがより望ましい。 In this power conversion system, it is more preferable that the detection circuit includes the determination unit and a notification unit that transmits a binary signal representing a determination result of the determination unit to the power conversion device.
この電力変換システムにおいて、前記検出回路は、前記給電路における前記車両開閉器より前記電力変換装置側の容量成分に蓄積された電荷を放電する放電部を前記コネクタに有することがより望ましい。 In this power conversion system, it is more preferable that the detection circuit has a discharge part in the connector for discharging charges accumulated in a capacitive component on the power conversion device side from the vehicle switch in the power supply path.
この電力変換システムにおいて、前記計測部は前記放電部に兼用されていることがより望ましい。 In this power conversion system, it is more preferable that the measurement unit is also used as the discharge unit.
本発明のコネクタは、上記いずれかの電力変換システムに用いられることを特徴とする。 The connector of the present invention is used in any one of the power conversion systems described above.
本発明は、検出回路が、給電路において保護装置より電動車両側に設定された計測点の電圧値を、車両開閉器を開いた状態で計測する計測部をコネクタに有し、計測部の計測結果に基づいて車両開閉器の異常の有無を検出するように構成されている。したがって、電動車両に設けられている開閉器の異常の有無を検出できる、という利点がある。 In the present invention, the connector has a measurement unit that measures the voltage value of the measurement point set on the electric vehicle side from the protection device in the power supply path with the vehicle switch open, and the measurement of the measurement unit Based on the result, it is configured to detect whether or not the vehicle switch is abnormal. Therefore, there exists an advantage that the presence or absence of abnormality of the switch provided in the electric vehicle can be detected.
下記実施形態では、蓄電池を搭載した電動車両が接続される電力変換システム、およびそれに用いられるコネクタについて説明する。 In the following embodiment, a power conversion system to which an electric vehicle equipped with a storage battery is connected and a connector used for the power conversion system will be described.
電動車両は、車両に搭載されている蓄電池を車両外部の充電器を用いて充電し、蓄電池に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する。以下では、電動機の出力によって走行する電気自動車(EV)を電動車両の例とするが、電動車両は電気自動車に限らず、たとえばエンジンの出力と電動機の出力とを組み合わせて走行するプラグインハイブリッド車(PHEV)などであってもよい。 An electric vehicle charges a storage battery mounted on the vehicle using a charger outside the vehicle, and travels using electric energy stored in the storage battery. In the following, an electric vehicle (EV) that travels by the output of an electric motor is taken as an example of an electric vehicle. However, the electric vehicle is not limited to an electric vehicle, and for example, a plug-in hybrid vehicle that travels by combining an engine output and an electric motor output. (PHEV) may be used.
また、下記実施形態では、電力変換システムは双方向に電力変換を行うことで電動車両の蓄電池の充電と放電との両方に用いられる構成とする。 In the following embodiment, the power conversion system is configured to be used for both charging and discharging the storage battery of the electric vehicle by performing power conversion in both directions.
つまり電力変換システムは、蓄電池の充電時には、商用電源(系統電源)や、住宅に付設されている太陽光発電設備等の発電設備から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の電力を電動車両に供給することで蓄電池の充電を行う。蓄電池の放電時には、電力変換システムは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換し、変換後の電力を住宅に供給することで住宅内の機器、設備への電力供給を行うV2H(Vehicle to Home)を実現する。ただし、電力変換システムは、蓄電池との間で電力の授受を行う構成であればよく、蓄電池の充電と放電とのいずれか一方のみを行う構成であってもよい。 In other words, the power conversion system converts AC power supplied from a commercial power source (system power source) or a power generation facility such as a solar power generation facility attached to a house to DC power when charging the storage battery, and converts the converted power. The battery is charged by supplying to the electric vehicle. At the time of discharging the storage battery, the power conversion system converts the DC power discharged from the storage battery into AC power, and supplies the converted power to the house to supply power to the equipment and facilities in the house V2H (Vehicle to Home). However, the power conversion system only needs to be configured to transfer power to and from the storage battery, and may be configured to perform only one of charging and discharging of the storage battery.
また、以下では、蓄電池の充電方式としてCHAdeMO(登録商標)方式が採用されている場合を例に説明する。この充電方式では、電動車両に搭載されている電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)が残量や温度など蓄電池の状況に応じた充電電流値を計算する。電力変換システムは、CAN(Controller Area Network)通信によって電動車両から充電電流値の指示を受け、指示に従って出力電流値を制御する。 In the following, a case where the CHAdeMO (registered trademark) system is adopted as a storage battery charging system will be described as an example. In this charging method, an electronic control unit (ECU) mounted on the electric vehicle calculates a charging current value according to the state of the storage battery such as the remaining amount and temperature. The power conversion system receives an instruction of a charging current value from an electric vehicle by CAN (Controller Area Network) communication, and controls an output current value according to the instruction.
ただし、この例に限らず、下記実施形態に係る電力変換システムおよびコネクタは他の充電方式でも適用可能である。さらに、コネクタが接続される機器は、蓄電池を搭載し且つ車両開閉器としての開閉器を給電路に有する機器であればよく、電動車両に限らず、たとえば定置型蓄電装置などであってもよい。 However, the present invention is not limited to this example, and the power conversion system and connector according to the following embodiment can be applied to other charging methods. Furthermore, the device to which the connector is connected is not limited to an electric vehicle as long as it is a device equipped with a storage battery and having a switch as a vehicle switch in a power supply path, and may be a stationary power storage device, for example. .
(実施形態1)
本実施形態の電力変換システム10は、図1に示すように、電力変換装置1と、電力変換装置1にケーブル2を介して接続されているコネクタ3とを具備している。コネクタ3は、蓄電池41を搭載した電動車両4の接続口42に着脱可能に装着されることによって電力変換装置1と蓄電池41との間に給電路5を形成する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
電力変換システム10は、開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなりコネクタ3内の給電路5に挿入された保護装置と、電動車両4内の給電路5に挿入された車両開閉器の異常の有無を検出する検出回路32とを備えている。本実施形態では、コネクタ3内に設けられている開閉器(第1の開閉器31)を保護装置とし、電動車両4内に設けられている第2の開閉器43を車両開閉器として説明する。
The
検出回路32は、給電路5において第1の開閉器31より電動車両4側に設定された計測点P1,P2の電圧値を、第2の開閉器43を開いた状態で計測する計測部321をコネクタ3に有している。検出回路32は、計測部321の計測結果に基づいて異常の有無を検出するように構成されている。
The
検出回路32は、計測部321で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、電圧値が閾値を超える場合に第2の開閉器(車両開閉器)43に異常があると判断する判断部322を有している。さらに、検出回路32は、判断部322と、判断部322の判断結果を表す二値の信号を電力変換装置1に送信する通知部323とをコネクタ3に有している。
The
なお、コネクタ3内の給電路5に挿入された保護装置は、開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなればよく、第1の開閉器31に限らず、ヒューズ、あるいは開閉器とヒューズとの組み合わせを保護装置として用いてもよい。ここでいう開閉器とヒューズの組み合わせの態様には、たとえば開閉器とヒューズとを直列に接続する態様などがある。
The protection device inserted in the
以下、本実施形態の電力変換システム10の具体的な構成について説明する。
Hereinafter, a specific configuration of the
電力変換装置1は、蓄電池41の充電時および放電時に電力変換を行う主回路11を有している。主回路11は、給電路5に接続されており、コネクタ3が電動車両4の接続口42に装着された状態で、給電路5を介して蓄電池41と電気的に接続される。主回路11は、蓄電池41の充電時には、商用電源等からの供給電力をたとえば50〜600Vの直流電力に変換し電動車両4に供給し、蓄電池41の放電時には、蓄電池41からの放電電力をたとえば100Vの交流電力に変換し住宅に供給する。
The
さらに、電力変換装置1は、電動車両4との通信を行う通信部12と、後述する報知部13とを有している。通信部12は、たとえばCAN通信によって電動車両4との間で双方向に制御信号を伝送する。
Furthermore, the
なお、電力変換装置1は、建物の壁に取り付けられる壁掛け型であってもよいし、地面に設置される据え置き型であってもよい。
The
ケーブル2は、給電路5の一部を構成する一対の電源線21,22を有している。これら一対の電源線21,22は、充電時における主回路11から蓄電池41への電力供給、および放電時における蓄電池41から主回路11への電力供給に用いられる。主回路11と蓄電池41との間では、電源線21を高電位側(正極)、電源線22を低電位側(負極)とする直流電力が授受される。
The
また、ケーブル2は、一対の電源線21,22の他に、制御信号の伝送に用いられる一対のCAN信号線(図示せず)および5本のアナログ制御線(図示せず)を有している。図1では、これらCAN信号線とアナログ制御線とをまとめて通信線23としている。コネクタ3が電動車両4の接続口42に装着された状態では、通信線23はコネクタ3を介して電動車両4に接続され、電力変換装置1の通信部12は通信線23を通して電動車両4との間で通信可能となる。
In addition to the pair of
コネクタ3は、ケーブル2の先端に接続されており、電動車両4に設けられている接続口42としてのインレットに着脱可能に装着される。コネクタ3は、ケーブル2に電気的に接続された接触部33を有しており、この接触部33を接続口42と電気的に接続することによってケーブル2の電源線21,22および通信線23を電動車両4に電気的に接続する。したがって、コネクタ3は、接続口42に装着された状態で、電力変換装置1と蓄電池41との間に給電路5を形成する。給電路5は、高電位側と低電位側とからなる一対の電路である。以下では、電力変換装置1と蓄電池41との間に形成された給電路5のうち、コネクタ3内の給電路5を第1の給電路51、電動車両4内の給電路5を第2の給電路52とする。
The
コネクタ3は、電動車両4の接続口42に装着された状態を機械的に保持するラッチ機構(図示せず)と、ラッチ機構の動作を規制するロック機構(図示せず)とを筐体(図示せず)に備えている。コネクタ3は、蓄電池41の充放電時にはロック機構をロック状態とすることによってラッチ機構のラッチ状態が解除されることを禁止し、接続口42からの抜け止めが為される。
The
コネクタ3は、ケーブル2−接触部33間に第1の給電路51を形成しており、この第1の給電路51に挿入された保護装置としての第1の開閉器31を筐体内に有している。本実施形態では、第1の開閉器31は、第1の給電路51の高電位側に挿入された第1の接点311と、低電位側に挿入された第2の接点312とを有し、第1の接点311と第2の接点312との各々を開閉(オン・オフ)可能な両切りタイプの開閉器である。ただし、第1の開閉器31は、両切りタイプに限らず、第1の給電路51の高電位側に挿入された第1の接点311と低電位側に挿入された第2の接点312とのいずれか一方のみを有する片切りタイプの開閉器であってもよい。
The
第1の開閉器31は、第1の接点311と第2の接点312との各々を開閉する駆動装置としてソレノイド313(図2参照)を有している。なお、第1の開閉器31は常閉型であって、ソレノイド313への非通電時に第1および第2の両接点311,312が閉じた状態(オン状態)となり、ソレノイド313への通電時に両接点311,312が開いた状態(オフ状態)となる。
The
コネクタ3は、ソレノイド313を駆動する駆動部34(図2参照)と、接触部33の温度を検出する検出素子としてのサーミスタ35(図2参照)とを有している。駆動部34は、サーミスタ35の検出温度が所定温度を超えた場合に、ソレノイド313を駆動して第1の開閉器31を開状態とする。
The
また、コネクタ3は、接触部33が接続口42に接続されているときに第1および第2の両接点311,312を閉じ、接触部33が接続口42に接続されていないときに両接点311,312を開く機械式の開閉機構(図示せず)を有している。さらに、本実施形態では、第1の開閉器31は、第1の給電路51を過電流が所定時間以上継続して流れた場合や第1の給電路51を短絡電流が流れた場合にトリップし、開状態となることで回路を遮断する回路遮断器としても機能する。
The
本実施形態においては、コネクタ3は、電動車両4に設けられている第2の開閉器(車両開閉器)43の異常の有無を検出する検出回路32をさらに有している。検出回路32の構成については後述する。
In the present embodiment, the
なお、コネクタ3は、通信線23を介して電力変換装置1から供給される動作電圧(たとえば直流12V)から動作電源を生成し、各部(検出回路32等)に供給する電源回路(図示せず)を有している。
The
一方、電動車両4は、接続口42−蓄電池41間に第2の給電路52を形成しており、この第2の給電路52に挿入された車両コンタクタとしての第2の開閉器43を有している。本実施形態では、第2の開閉器43は、第2の給電路52の高電位側に挿入された第1の接点431と、低電位側に挿入された第2の接点432とを有し、第1の接点431と第2の接点432との各々を開閉可能な両切りタイプの開閉器である。なお、第1の開閉器31の場合と同様に、第2の開閉器43は、両切りタイプに限らず、第2の給電路52の高電位側に挿入された第1の接点431と低電位側に挿入された第2の接点432とのいずれか一方のみを有する片切りタイプの開閉器であってもよい。
On the other hand, the
この第2の開閉器43は、電動車両4の電子制御ユニット(図示せず)によって開閉制御される。電子制御ユニットは、基本的には、蓄電池41の充放電を開始する際に電力変換システム10からの通知を受けて第2の開閉器43を閉じ、蓄電池41の充放電を終了する際に第2の開閉器43を開くように構成されている。これにより、接続口42は、蓄電池41の充放電時に蓄電池41に接続され、蓄電池41の充放電時以外は蓄電池41から電気的に切り離されることになる。
The
次に、本実施形態の電力変換システム10における蓄電池41の充電動作(充電フロー)について簡単に説明する。
Next, the charging operation (charging flow) of the
電力変換システム10は、コネクタ3が接続口42に接続された後、操作部(図示せず)に対して充電開始のための所定の操作が為されることにより、充電フローを開始し、電動車両4に充電開始信号を送信する。電動車両4の電子制御ユニットは、充電開始信号を受信すると、電力変換システム10との間でCAN通信を開始し、蓄電池41の容量などのデータを授受する。
After the
電動車両4の電子制御ユニットは、充電準備が完了すると、充電許可信号を電力変換システム10へ送信する。電力変換システム10は、充電許可信号を受信すると、電力変換装置1からコネクタ3へ駆動電流を流してコネクタ3のロック機構を駆動しロック状態とする。その後、電力変換システム10は、電動車両4の電子制御ユニットに対し充電準備の完了を通知する。
When the preparation for charging is completed, the electronic control unit of the
電動車両4の電子制御ユニットは、電力変換システム10からの通知を受けると、第2の開閉器43を閉じ、電力変換システム10へ充電電流値を指示する。これにより、電力変換システム10は、電流出力を開始し蓄電池41を充電する。
When receiving the notification from the
電動車両4の電子制御ユニットは、蓄電池41の容量が規定値に達すると、電力変換システム10へ停止要求を送信する。その後、電動車両4の電子制御ユニットは、充電電流が所定値以下まで低下したことを確認すると、第2の開閉器43を開く。電力変換システム10は、停止要求を受けると電流出力を停止し、所定の診断処理の後にコネクタ3のロック機構を非ロック状態として、充電フローを終了する。
When the capacity of the
次に、本実施形態の電力変換システム10における蓄電池41の放電動作(放電フロー)について簡単に説明する。
Next, the discharge operation (discharge flow) of the
電力変換システム10は、コネクタ3が接続口42に接続された後、操作部(図示せず)に対して放電開始のための所定の操作が為されることにより、放電フローを開始し、電動車両4に放電開始信号を送信する。電動車両4の電子制御ユニットは、放電開始信号を受信すると、電力変換システム10との間でCAN通信を開始し、蓄電池41の容量などのデータを授受する。
After the
電動車両4の電子制御ユニットは、放電準備が完了すると、放電許可信号を電力変換システム10へ送信する。電力変換システム10は、放電許可信号を受信すると、電力変換装置1からコネクタ3へ駆動電流を流してコネクタ3のロック機構を駆動しロック状態とする。その後、電力変換システム10は、電動車両4の電子制御ユニットに対し放電準備の完了を通知する。
When the preparation for discharging is completed, the electronic control unit of the
電動車両4の電子制御ユニットは、電力変換システム10からの通知を受けると、第2の開閉器43を閉じ、電力変換システム10へ蓄電池41の放電を開始する。
When receiving the notification from the
電動車両4の電子制御ユニットは、蓄電池41の容量が規定値に達すると、電力変換システム10へ停止要求を送信する。その後、電動車両4の電子制御ユニットは、放電電流が所定値以下まで低下したことを確認すると、第2の開閉器43を開く。電力変換システム10は、停止要求を受けると、所定の診断処理の後にコネクタ3のロック機構を非ロック状態として、放電フローを終了する。
When the capacity of the
ところで、本実施形態の電力変換システム10は、図1に示すように電動車両4の第2の開閉器43の異常の有無を検出する検出回路32を備えている。この検出回路32は、給電路5に設定された計測点P1,P2の電圧値を計測する計測部321をコネクタ3に有している。ここで、計測部321は、給電路5において第1の開閉器31より電動車両4側、つまり第1の給電路51における開閉器31−接触部33間に設定された計測点P1,P2の電圧値を計測する。計測部321は、第2の開閉器43を開いた状態で、計測点P1,P2の電圧値を計測するように構成されている。
By the way, the
そのため、検出回路32は、電動車両4から第1の給電路51に印加される電圧を、第1の開閉器31の開閉によらず計測部321にて計測可能となる。したがって、検出回路32は、たとえば接触部33の温度が所定温度を超えて第1の開閉器31が開状態とされた状態であっても、計測部321の計測結果に基づいて第2の開閉器43の異常の有無を検出することができる。
Therefore, the
また、本実施形態の電力変換システム10では、検出回路32は、第2の開閉器43の異常の有無を判断する判断部322と、判断部322の判断結果を表す二値の信号を電力変換装置1に送信する通知部323とを、いずれもコネクタ3内に有している。判断部322は、計測部321で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、計測部321で計測された電圧値(計測値)が閾値を超える場合に第2の開閉器43に異常があると判断するように構成されている。
Further, in the
すなわち、電動車両4の電子制御ユニットが第2の開閉器43を開いた状態でも、第2の開閉器43がたとえば溶着により開状態とならない場合、第1の給電路51の計測点P1,P2には第2の開閉器43を介して蓄電池41から電圧が印加されることになる。要するに、ここでいう第2の開閉器43を開いた状態とは、第2の開閉器43を開くための指示信号が発生している状態を意味しており、溶着等により第2の開閉器43の接点(第1の接点431、第2の接点432)が物理的に開いていない状態も含む。そのため、第2の開閉器43を開いた状態でも、第2の開閉器43の異常(たとえば溶着)により実際には第2の開閉器43の接点が開いておらず、計測点P1,P2に第2の開閉器43を介して蓄電池41から電圧が印加される可能性がある。
That is, even when the electronic control unit of the
そこで、検出回路32は、第2の開閉器43を開いた状態での計測点P1,P2の電圧値を計測部321にて計測し、計測値が閾値以下であれば第2の開閉器43に異常なしと判断し、計測値が閾値を超えていれば第2の開閉器43に異常ありと判断する。さらに、検出回路32は、判断部322の判断結果を受け、“異常あり”を示す第1の値と“異常なし”を示す第2の値との二値からなる信号を、通知部323から電力変換装置1へ送信する。
Therefore, the
具体的には、計測部321は、図2に示すように、複数個(ここでは7個)の定電流ダイオードD1〜D7と、フォトカプラ3211と、フォトMOS(metal-oxide-semiconductor)リレー(フォトモスリレー:登録商標)3212とで構成されている。複数個の定電流ダイオードD1〜D7と、フォトカプラ3211の一次側と、フォトMOSリレー3212の二次側とは、第1の給電路51の計測点P1,P2間に直列に接続されている。フォトMOSリレー3212の一次側は、後述する制御部324に接続されている。フォトカプラ3211の二次側は、判断部322に接続されている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
この構成では、計測部321は、制御部324の出力を受けてフォトMOSリレー3212がオンすると、定電流ダイオードD1〜D7とフォトカプラ3211の一次側との直列回路に第1の給電路51の計測点P1,P2の電圧が印加されることになる。したがって、計測部321は、第1の給電路51の計測点P1,P2の電圧が、定電流ダイオードD1〜D7およびフォトカプラ3211の一次側の順方向電圧を超える場合に、フォトカプラ3211の二次側が導通(オン)する。
In this configuration, the
そこで、判断部322は、制御部324がフォトMOSリレー3212をオンした状態でフォトカプラ3211の出力を監視することにより、計測部321で計測された電圧値と閾値とを比較し、第2の開閉器43の異常の有無を判断する。通知部323は、ケーブル2の通信線23に接続されており、判断部322の判断結果を受け、二値の信号を電力変換装置1へ送信する。
Therefore, the
ここで、制御部324は、電力変換装置1からの指示に従ってフォトMOSリレー3212をオンし、判断部322に第2の開閉器43の異常の有無を判断させるように構成されている。本実施形態では、制御部324は、充電フローおよび放電フローにおいて、コネクタ3のロック機構がロック状態から非ロック状態に移行する直前の診断処理の開始をトリガにして、フォトMOSリレー3212をオンする。
Here, the
つまり、電力変換システム10は、充電フローおよび放電フローにおいて、電動車両4からの停止要求を受けると所定の診断処理の後にコネクタ3のロック機構を非ロック状態とするので、この診断処理の開始を第2の開閉器43の異常判断のトリガとする。これにより、計測部321は、第2の開閉器43を開いた状態での計測点P1,P2の電圧値を計測し、判断部322は、そのときの計測値が閾値を超える場合に、第2の開閉器43に異常があると判断することになる。
That is, when the
ただし、図2に示す計測部321の構成は一例に過ぎず、計測部321は上述した具体的回路に限定されない。要するに、計測部321は、給電路5において第1の開閉器31より電動車両4側に設定された計測点P1,P2の電圧値を、第2の開閉器43を開いた状態で計測する機能があればよく、その範囲内で適宜に構成を変更可能である。
However, the configuration of the
電力変換装置1は、検出回路32の検出結果、つまり通知部323から送信された二値の信号を通信部12で受信し、第2の開閉器43に異常がある場合には報知部13にて報知を行う。報知部13は、第2の開閉器43に異常がある旨のメッセージを、たとえば電力変換装置1のディスプレイ(図示せず)に表示させることにより報知を行う。さらに、電力変換装置1は、第2の開閉器43に異常がある場合には、ロック機構を非ロック状態へ移行させずにロック状態のままとし、その旨をディスプレイに表示することが望ましい。電力変換装置1は、第2の開閉器43に異常がなければ、診断処理の終了後、ロック機構を非ロック状態へと移行させる。
The
また、本実施形態では、上述したように検出回路32を構成する計測部321と判断部322と通知部323と制御部324とは、全てコネクタ3内に設けられている。検出回路32は検出結果をコネクタ3に設けられている表示灯(図示せず)に表示する機能を有していてもよい。
In the present embodiment, as described above, the
以上説明した本実施形態の電力変換システム10によれば、電動車両4内の給電路5に挿入された第2の開閉器43の異常の有無を検出する検出回路32を備えているので、電動車両4に設けられている第2の開閉器43の異常の有無を検出可能になる。したがって、この電力変換システム10によれば、電動車両4内の第2の開閉器43に溶着等の異常が生じても、すぐに適切な措置を講じること可能になる。
Since the
ここで、検出回路32は、給電路5において第1の開閉器31より電動車両4側に設定された計測点P1,P2の電圧値を、第2の開閉器43を開いた状態で計測する計測部321をコネクタ3に有し、計測部321の計測結果に基づいて異常の有無を検出する。そのため、検出回路32は、たとえば接触部33の温度が所定温度を超えて第1の開閉器31が開状態とされた状態であっても、計測部321の計測結果に基づいて第2の開閉器43の異常の有無を検出できる。
Here, the
さらに、検出回路32は、本実施形態のように、計測部321で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、電圧値が閾値を超える場合に第2の開閉器43に異常があると判断する判断部322を有することが好ましい。これにより、検出回路32は、計測部321で計測された電圧値と閾値とを比較するだけの簡単な処理で、第2の開閉器43の異常の有無を判断可能となる。
Furthermore, the
また、検出回路32は、本実施形態のように、判断部322と、判断部322の判断結果を表す二値の信号を電力変換装置1に送信する通知部323とをコネクタ3に有することが好ましい。すなわち、検出回路32は、第2の開閉器43の異常の有無の判断までコネクタ3内で行い、電力変換装置1へは判断結果を表す二値の信号を送信するだけである。したがって、検出回路32は、計測部321の計測値を電力変換装置1へ送信する場合に比べて、電力変換装置1へ送信するデータ量を少なく抑えることができ、ノイズの影響も受けにくくなる。
Moreover, the
なお、コネクタ3内には少なくとも計測部321が設けられていればよく、検出回路32は、コネクタ3と電力変換装置1とに分散して設けられていてもよい。たとえば、本実施形態の変形例として判断部322は電力変換装置1に設けられていてもよい。この場合、通知部323は計測部321の計測結果を電力変換装置1に送信し、判断部322は通知部323から送信された計測結果に基づいて異常の有無を判断する。また、他の変形例として、通知部323が省略されていてもよく、この場合、検出回路32はたとえば検出結果をコネクタ3の表示灯に表示する。
Note that at least the
(実施形態2)
本実施形態の電力変換システム10は、検出回路32が、給電路5における第2の開閉器(車両開閉器)43より電力変換装置1側の容量成分に蓄積された電荷を放電する放電部をコネクタ3に有する点が、実施形態1の電力変換システム10と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the
たとえば電動車両4においては、第2の開閉器43−接続口42間の第2の給電路52が線間容量(たとえば1μF以下)を持つので、この線間容量が容量成分として計測部321での計測値に影響を与えることがある。この場合、第2の開閉器43が閉状態から開状態へと正常に切り替わったとしても、容量成分の影響で計測部321の計測値はすぐには閾値以下まで低下しない可能性がある。本実施形態の電力変換システム10では、このような容量成分の影響を回避するために、検出回路32は、容量成分に蓄積された電荷を放電する放電部をコネクタ3に有している。
For example, in the
さらに、本実施形態では、検出回路32は、計測部321が放電部に兼用されている。つまり、検出回路32は、放電部を計測部321とは別に設けるのではなく、計測部321と放電部とを共用することにより、部品点数の増加を抑制している。具体的には、検出回路32は、図2に示した構成の計測部321を採用し、フォトMOSリレー3212のオン時に、定電流ダイオードD1〜D7とフォトカプラ3211の一次側との直列回路に電流を流すことによって、容量成分に蓄積された電荷を放電する。
Furthermore, in the present embodiment, in the
そこで、検出回路32は、フォトMOSリレー3212のオンから所定の遅延時間の経過後に、計測部321で計測点P1,P2の電圧値を計測し、この計測値に基づいて第2の開閉器43の異常の有無を検出するように構成されている。つまり、検出回路32は、放電部としての計測部321で容量成分に蓄積された電荷を放電した後で、判断部322にて、計測部321の計測値を閾値と比較し第2の開閉器43の異常の有無を判断する。
Therefore, the
次に、本実施形態の電力変換システム10の動作について図3を参照して説明する。図3では、(a)が第2の開閉器43の開閉状態、(b)がフォトMOSリレー3212のオンオフ状態、(c)が計測点P1,P2の電圧を表している。
Next, operation | movement of the
すなわち、第2の開閉器43が閉状態から開状態になると(t1)、計測点P1,P2の電圧は容量成分の影響で徐々に低下し始める。その後、コネクタ3のロック機構がロック状態から非ロック状態に移行する直前の診断処理の開始をトリガにして、制御部324はフォトMOSリレー3212をオンする(t2)。これにより、計測部321が放電部として機能し、計測点P1,P2の電圧は急激に低下する。それから遅延時間が経過すると、判断部322は、その時点(t3)での計測部321の計測値を読み込み、閾値と比較して第2の開閉器43の異常の有無を判断する。
That is, when the
以上説明した本実施形態の電力変換システム10によれば、検出回路32が、給電路5における第2の開閉器43より電力変換装置1側の容量成分に蓄積された電荷を放電する放電部をコネクタ3に有するので、容量成分の影響で誤検出が生じることを回避できる。
According to the
さらに、本実施形態のように、計測部321は放電部に兼用されていることが望ましい。これにより、計測部321と別に放電部を設ける場合に比べて回路構成が簡略化される。
Furthermore, as in the present embodiment, it is desirable that the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
なお、放電部は計測部321と別に設けられていてもよい。また、本実施形態で説明した構成は、実施形態1の変形例と適宜組み合わせることも可能である。
Note that the discharge unit may be provided separately from the
(実施形態3)
本実施形態の電力変換システム10は、図4に示すように、コネクタ3内の給電路5に挿入された保護装置がヒューズ36からなる点が、実施形態1の電力変換システム10と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 4, the
保護装置としてのヒューズ36は、コネクタ3のケーブル2−接触部33間に形成されている第1の給電路51の高電位側に挿入されている。なお、ヒューズ36は、第1の給電路51の低電位側に挿入されていてもよい。
The
ここでは一例として、ヒューズ36は、正常時に第1の給電路51を流れる最大電流(たとえば20A)の2倍の電流(たとえば40A)を定格電流とする。定格電流は、ヒューズエレメント(可溶体)の溶断特性を規定する電流であって、ヒューズ36に流れてもヒューズエレメントが溶断しない大きさの電流である。一般的に、ヒューズ36は、たとえば定格電流の135%の電流では60分以内にヒューズエレメントが溶断する、というように定格電流を用いて溶断特性が定められている。
Here, as an example, the
さらに、ヒューズ36は限流ヒューズからなる。ここでいう限流ヒューズは、容器(管)内のヒューズエレメントの周りに消弧剤が充填されており、ヒューズエレメントの溶断後、比較的高いアーク電圧を発生して過電流の上昇を制限するヒューズである。なお、本実施形態における保護装置は、少なくともヒューズ36を1個含んでいればよく、直列に接続された複数のヒューズを備えていてもよい。
Further, the
コネクタ3は、このようなヒューズ36を備えることにより、第1の給電路51を過電流や短絡電流等の異常電流が流れた場合にヒューズ36のヒューズエレメントが溶断し、ヒューズ36によって異常電流を遮断することができる。
The
ここで、検出回路32は、給電路5においてヒューズ36より電動車両4側に設定された計測点P1,P2の電圧値を、第2の開閉器43を開いた状態で計測する計測部321をコネクタ3に有し、計測部321の計測結果に基づいて異常の有無を検出する。
Here, the
以上説明した本実施形態の電力変換システム10によれば、検出回路32は、保護装置としてのヒューズ36が溶断した状態であっても、計測部321の計測結果に基づいて第2の開閉器43の異常の有無を検出できる。すなわち、本実施形態の電力変換システム10は、保護装置としてヒューズ36を用いているものの、第2の開閉器43の異常の有無を検出できる点では、保護装置として開閉器を用いた構成と技術的に同様である。したがって、この電力変換システム10によれば、電動車両4内の第2の開閉器43に溶着等の異常が生じても、すぐに適切な措置を講じること可能になる。
According to the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
なお、図4の例では、電力変換システム10は、第1の開閉器31(図1参照)に代えてヒューズ36を保護装置として備えているが、この例に限らず、ヒューズ36と開閉器とを組み合わせて保護装置として用いてもよい。また、本実施形態で説明した構成は、実施形態1の変形例や実施形態2で説明した構成と適宜組み合わせることも可能である。
In the example of FIG. 4, the
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 電力変換装置
3 コネクタ
31 第1の開閉器(保護装置)
32 検出回路
321 計測部(放電部)
322 判断部
323 通知部
36 ヒューズ(保護装置)
4 電動車両
41 蓄電池
43 第2の開閉器(車両開閉器)
5 給電路
10 電力変換システム
P1,P2 計測点
DESCRIPTION OF
32
322
5
Claims (6)
開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなり前記コネクタ内の前記給電路に挿入された保護装置と、
前記電動車両内の前記給電路に挿入された車両開閉器の異常の有無を検出する検出回路とを備え、
前記検出回路は、前記給電路において前記保護装置より前記電動車両側に設定された計測点の電圧値を、前記車両開閉器を開いた状態で計測する計測部を前記コネクタに有し、当該計測部の計測結果に基づいて前記異常の有無を検出するように構成されている
ことを特徴とする電力変換システム。 A power conversion path and a power supply path between the power conversion apparatus and the storage battery by being detachably attached to a connection port of an electric vehicle mounted with the storage battery and connected to the power conversion apparatus via a cable And a connector for forming
A protective device comprising at least one of a switch and a fuse and inserted into the power supply path in the connector;
A detection circuit for detecting the presence or absence of abnormality of a vehicle switch inserted in the power supply path in the electric vehicle,
The detection circuit has a measurement unit in the connector for measuring a voltage value at a measurement point set on the electric vehicle side from the protection device in the power supply path in a state where the vehicle switch is opened. It is comprised so that the presence or absence of the said abnormality may be detected based on the measurement result of a part. The power conversion system characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 The detection circuit includes a determination unit that compares the voltage value measured by the measurement unit with a predetermined threshold value and determines that the vehicle switch has an abnormality when the voltage value exceeds the threshold value. The power conversion system according to claim 1, wherein the system is a power conversion system.
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換システム。 3. The power according to claim 2, wherein the detection circuit includes the determination unit and a notification unit that transmits a binary signal representing a determination result of the determination unit to the power conversion device. Conversion system.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換システム。 The said detection circuit has the discharge part which discharges the electric charge accumulate | stored in the capacity | capacitance component by the side of the said power converter from the said vehicle switch in the said electric power feeding path in the said connector. The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The power conversion system according to item 1.
ことを特徴とする請求項4に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 4, wherein the measurement unit is also used as the discharge unit.
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