JP2015532086A - ポータブル電気自動車充電装置 - Google Patents

Abstract

電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）システムであって、前側プラグ面と後側面と、左右のグリップ側部を有し、これらがまとまって台形プリズム断面を規定するＥＶＳＥケースを具え、左右のグリップ側部は更に、それぞれ左右の凹グリップ部分をと、ＥＶＳＥケース内に配置したリレーと、ＥＶＳＥケース内に配置され、リレーに接続されたコントローラであって、パイロットデューティ信号が存在する場合にパイロットデューティ信号に応答するコントローラとを具えるシステム。【選択図】図２ａ

Description

[関連出願のクロスリファレンス]
本出願は、２０１２年８月２７日付で出願された暫定特許出願第６１／６９３，７３３号の優先権と利益を主張する。この出願の内容は、すべての目的において引用によりここに組み込まれている。
[技術分野]
本発明が属する技術分野は電気自動車（ＥＶ）の充電であり、特にＡＣ商用電源を用いてＥＶｓに充電する電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）に関する。

[関連技術の説明]
電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）は、電気自動車の充電に使用でき、家庭であるいはその他の場所で電力を取る標準的なソケットから取り出した標準ＡＣ商用電源を使用することができる。図１ａには、ＥＶＳＥの従来技術の一例が示されており、これは、電源と、コントローラと、レセプタクルプラブアッセンブリ２から提供される商用電力を受けるリレー（図示せず）が入ったＥＶＳＥケース１と、Ｊ１７７２対応のコネクタ４に選択的に電力を送る電源コード３と共に示されている。

充電ステーション（ＥＶＳＥ）システムは、前側プラグ面と、後側面と、左右のグリップ側部であってさらに左右の凹形グリップ部分を有するグリップ側部とを具え、これらがまとめて台形プリズム断面を画定しているＥＶＳＥケースと；ＥＶＳＥケース内に位置するリレーと；ＥＶＳＥ内に位置し、リレーと通信するコントローラであって、パイロットデューティ信号が存在する場合にパイロットデューティ信号に応答するコントローラと；を具える。いくつかの実施例では、後側面の一部がベースとなるカットアウト部分を有しており、カンニングタワーを形成している。これは、前側プラグ面に垂直な方向にカンニングタワーに接続したケーブルを有しており、このケーブルは最初は前側プラグ面と平行に延在している。その他の実施例では、前側プラグ面から後側面までの距離が、３．１インチより短いか、３．１インチと同じである。更に、このシステムは、電源と、前側プラグ面から延在するニュートラルプラグブレードを具え、この電源及びニュートラルプラグブレードと熱的に接続されているサーミスタを具える。その他の実施例では、このシステムはトランスフォーマを具えており、これは、フライバック式トランスフォーマであってもよい。更に、このシステムは、ＥＶＳＥケースを覆うアウトドアプラグエンクロージャを有していてもよい。一実施例では、左右のグリップ側部の少なくとも一方が、前側プラグ面に対して７２度より小さいか、あるいは７２度と同じ角度を成している（Ａｎｇｌｅｘ）。

電気自動車充電ステーション（ＥＶＳＥ）システムは、前側プラグ面から離れる方向に延在する内側にテーパが付いた電子ボリュームを具える。この内側にテーパが付いた電子ボリュームは、ＥＶＳＥケースに位置するリレーとリレーコントローラを覆っており、リレーコントローラは、パイロットデューティ信号が存在する場合に、パイロットデューティ信号に応答する。また、拡張ボリュームは、内側にテーパが付いた電子ボリュームと相補的であり、アウトドア保護カバーの内側と、内側にテーパが付いた電子ボリュームの外側の間に規定されている。いくつかの実施例では、内側にテーパが付いた電子ボリュームが、ＥＶＳＥケースの内側となっている。

電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）の操作方法が開示されており、この方法は、ＥＶＳＥコネクタをＡＣ電源出力に差し込むステップと、ＥＶＳＥコネクタに接続されたＳＡＥ−Ｊ１７７２−適合コネクタ上のプラグリリースボタンを押したまま３秒以上保持するステップと、プラグリリースボタンを開放するステップと、ＳＡＥ−Ｊ１７７２−適合コネクタがプログラムモードに入っている旨の信号をユーザに送るステップと、プラグリリースボタンを少なくとも一回押して、１）ＡＣ電源周波数依存型ＥＶ電流引き込みと、２）時刻依存側電流引き込みと、３）低減電流引き込みからなる群から選択された電気自動車（ＥＶ）電流引き込みプロファイルを選択するステップと、を具える。この方法は、コントローラ内のプラグリリースボタンをモニタしてプラグリリースボタンが押されているかどうかを決定し、プラグリリースボタンの少なくとも３秒間の不活性状態に応じてプログラムモードを終了するステップを具えていてもよい。

電気自動車充電ステーション（ＥＶＳＥ）の故障を発見する方法が開示されており、この方法は、ＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタの第１及び第２の出力ラインに差動直流電流（ＤＣ）バイアス電圧を印加するステップと；第１及び第２の出力ラインの各電圧を測定して、ＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタに故障が存在するかどうかを決定するステップと；を具える。この方法は、第１及び第２の出力ラインの各々のＤＣバイアス電圧に達していない第１の出力ラインの電圧又は第２の出力ラインの電圧の何れかに応じて、コネクタの故障をユーザに表示するステップを具えており、第１の出力の電圧又は第２の出力の電圧のいずれかがそれぞれのＤＣバイアス電圧に到達しない不具合が、出力ラインの故障又は溶接したリレーの故障を表示するようにしてもよい。この方法は又、ＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタを電気自動車（ＥＶ）給電コネクタに接続するステップを具えていてもよく、また、ゼロボルトの作動電圧を表示するこの測定に応じてコネクタの故障をユーザに表示し、ゼロボルトの作動電圧がＥＶ給電コネクタを介する低インピーダンス状態を示すようにするステップを具えていてもよい。このような実施例では、この方法は、ゼロボルトにおける第１の出力及び第２の出力の一方のみを表示するこの測定に応じてコネクタの故障をユーザに表示し、一方のみの出力におけるゼロボルトの測定電圧が、測定したゼロボルト出力ラインがショート又は接地されていることを示すステップを具えていてもよい。この方法は、第１及び第２の出力に電気的に接続されている第１及び第２のリレーを閉じるステップと、第１及び第２のリレーを介して第１及び第２の出力ラインと電気的に接続されている第１及び第２の入力ラインの電圧を測定するステップと、この測定に応じてコネクタの故障をユーザに表示するステップと、第１及び第２の出力ラインの測定した電圧と同じ第１及び第２の入力ラインの測定した電圧を表示して、この測定した同じ電圧がリレーの故障を表示するようにする、ステップとを具える。

電気的に誘発された過剰な熱を防ぐ方法が開示されており、この方法は、電気自動車充電ステーション（ＥＶＳＥ）のパワープラグブレードとニュートラルプラグブレードとの間のブレード位置におけるプラグブレードの温度を測定するステップと、ブレード位置から離れた位置における基準温度を測定するステップと、プラグブレード温度と基準温度間の温度差を計算するステップとを具える。この方法は、所定の温度差上限を超える温度差に応じて電気自動車（ＥＶ）の給電を停止するステップを具えていてもよく、また、所定の温度差上限を超える温度差に応じて電気自動車（ＥＶ）の給電を低減するステップを具えていてもよい。

過剰な電気的に誘発された熱を防止する方法が開示されており、この方法は、電気自動車充電ステーション（ＥＶＳＥ）の、電力プラグブレードとニュートラルプラグブレードの間のブレード位置におけるプラグブレード温度を測定するステップと、このプラグブレード温度を所定のプラグブレードカットオフ温度と比較するステップと、所定のプラグブレードカットオフ温度より大きいプラグブレード温度に応じて、電気自動車（ＥＶ）の給電を停止するステップを具える。

設定を変更できるＡＣプラグ装置が開示されており、これは、回転可能な第１のプラグ本体と、このプラグ本体上の回転可能な第２のプラグブレードと、を具え、この回転可能な第２のプラグブレードはアマチュアスイッチと、プラグ本体の表示スイッチとを具え、このアマチュアスイッチは、回転可能な第２のプラグスイッチが回転すると、表示スイッチを閉じるように接続されている。この装置は、また、表示スイッチと通信するコントローラを具え、このコントローラは、第１のプラグブレードの電圧と第２のプラグブレードの電圧を表示する電圧信号を受信するように構成されている。回転可能な第１のプラグと、回転可能な第２のプラグと、表示スイッチと、コントローラとは、全国電気製造業者協会のＮＥＭＡ５−１５、５−２０、６−１５及び６−２０レセプタクルからなる群から選択された、少なくとも一のＮＥＭＡ標準ＡＣパワーレセプタクルで、第１及び第２のプラグの使用を認識するように構成することができる。

貼付図面に実施例を例示の形で限定することなく記載する。
図１ａは、ＥＶＳＥケースと、レセプタクルプラグアッセンブリから離れているケースに封入したコントローラと接触器を有するＥＶＳＥシステムの従来例を示す図である。 図１ｂは、ＥＶに給電する、保護カバーと共に電源出力に差し込んだＥＶＳＥの一実施例を示すシステム図である。 図１ｃは、ＥＶＳＥと電力アウトレットと、保護エンクロージャの一実施例を示す側部断面図である。 図１ｄは、ＥＶＳＥと電力アウトレットと、保護エンクロージャの一実施例を示す側部断面図である。 図１ｅは、ＥＶＳＥと電力アウトレットと、保護エンクロージャの一実施例を示す側部断面図である。 図１ｆは、ＥＶＳＥと電力アウトレットと、保護エンクロージャの一実施例を示す側部断面図である。 図２ａは、前側プラグ面に対して７２度より小さい鋭角を成す左右のグリップ側部を有していることで共通のアウトドアプラグエンクロージャを用いた使用を容易にしているＥＶＳＥケースの一実施例を示す斜視図である。 図２ｂは、図１に示すＥＶＳＥケースの平面図である。 図３は、図１に示すＥＶＳＥケースの側面図である。 図４ａは、ユニットサイズを小さくして構成部品効率を上げる、重なり合った二点ボードシステムを具えるＥＶＳＥケースの一実施例を示す左前側面図である。 図４ｂは、図４ａに示す重なり合った二点ボードシステムの左後側面図である。 図５ａは、ユニットサイズを小さくして構成部品効率を上げる、重なり合った二点ボードシステムを具えるＥＶＳＥケースの断面図である。 図５ｂは、ユニットサイズを小さくして構成部品効率を上げる、重なり合った二点ボードシステムを具えるＥＶＳＥケースの断面図である。 図６は、図４及び図５に示す重なり合った二点ボードシステムの左側平面図である。 図７は、周辺温度又は基準温度と、レセプタクルプラブブレードアッセンブリ付近の温度を検知する、ＥＶＳＥケース内で使用する温度センサシステムの一実施例を示す左前側斜視図である。 図８は、図７に示す温度センサシステムを示す右前側斜視図である。 図９は、図７及び図８に示す温度センサシステムの左側平面図である。 図１０は、プラグブレードアッセンブリ近傍で行った絶対温度の測定を用いて、レセプタクルプラグブレードアッセンブリにダメージを与える過剰な熱を防止する手段の一実施例を示すフローチャートである。 図１１は、温度差測定を用いた、レセプタクルプラグブレードアッセンブリにダメージを生じさせる過剰な熱を防止する手段の一実施例を示すフローチャートである。 図１２は、ＥＶＳＥシステムの一実施例を示すブロック図である。 図１３は、周波数依存型電力バランス電流引き込み、時間依存型電流引き込み、をユーザが選択できるようにする、ＥＶＳＥに新しいソフトウエアをアップロードする、または低減した電流引き込みを選択する、ＥＶＳＥプログラミング方法の一実施例を示すフローチャートである。 図１４は、図１３に記載のＥＶＳＥプログラミング方法を実行するのに使用できる、ＥＶプラグ近接検知回路の一実施例を示す図である。 図１５は、全国電気製造業者協会（ＮＥＭＡ）５−１５、５−２０、６−１５及び６−２０標準ＡＣレセプタクルを用いて操作可能に構成した、パワー及びニュートラルプラグブレードを有するＥＶＳＥパワープラグアッセンブリを示す前側斜視図であり、ＮＥＭＡ５−１５ＡＣパワーレセプタクルを用いた使用を示すために回転させた図である。 図１６は、図１４に示すＥＶＳＥパワープラグアッセンブリを示す後側斜視図であり、ＮＥＭＡ５−２０ＡＣパワーレセプタクルを用いた使用を示すために回転させた図である。 図１７は、図１４に示すＥＶＳＥパワープラグアッセンブリの後側斜視図である。 図１８は、ＥＶＳＥシステムについてのバイポーラ出力インピーダンスの欠陥及び溶接したコンタクト部の欠陥を検出するためのＤＣバイアスの使用方法を示す一実施例を示す図である。 図１９は、電気自動車に給電するＡＣユーティリティ回路に差し込んだＥＶＳＥの一実施例を示すシステム図である。 図２０は、車両のタイヤに轢かれている実施例を示す側面図である。 図２１Ａは、各レセプタクルの保護エンクロージャを有する電源出力に差し込んだＥＶＳＥの斜視図及び平面図であり、各保護エンクロージャは、前側レセプタクル面に対して最大角度（Ａｎｇｌｅｘ）約７２度より小さい又は約７２度に開くように操作可能である。 図２１Ｂは、各レセプタクルの保護エンクロージャを有する電源出力に差し込んだＥＶＳＥの斜視図及び平面図であり、各保護エンクロージャは、前側レセプタクル面に対して最大角度（Ａｎｇｌｅｘ）約７２度より小さい又は約７２度に開くように操作可能である。

図１ｂ−ｅは、電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）、電源出力、及び保護エンクロージャを具えるシステムの一実施例を示しており、ＥＶＳＥは、電源出力に接続したときに、保護エンクロージャ内に合致する又は少なくとも実質的に合致するようなサイズであり、そのように構成されている。更に、保護エンクロージャ内のＥＶＳＥケース内から出て、電気自動車に電力を提供するコネクタの外に延在するＥＶＳＥパワーコードが示されている。

図１ｂは、保護カバーのついた電気自動車給電用の電源出力に差し込んだＥＶＳＥの一実施例を示すシステム図である。これらの実施例では、システム５はＥＶＳＥ１０と、電源５０を具えており、ＥＶＳＥ１０は電源５０に接続するあるいはこれに差し込んで、電気自動車に接続できる。ＥＶＳＥ１０は、電気自動車に接続するための電気接続部を有するコネクタ１２を具える。このコネクタは、実施例では、電源５０に接続するための、Ｊ１７７２適合コネクタ、電源及びデータコード１４、及びケース又はエンクロージャ１６を具える。電源５０は、ＥＶＳＥ１０に接続してこれに電力を供給する電源出力５４と、ケース１６とコード１４の少なくとも一部を受ける保護エンクロージャ又はカバー５２（代替的に、アウトドアエンクロージャ又はカバー、あるいは雨囲い又はカバー）を具える。安全のために、ＥＶＳＥ１０は、電気自動車に接続して、自動車がＥＶＳＥ１０から電力を受け取る準備ができた後は、電気自動車への電力供給のみに機能する。このように、また、通常の電力コードと違って、電気接触部である、コネクタ１２もケーブル１４も、ＥＶＳＥ１０が自動車に正しく接続されない限り、電力が供給されない。これは、ケース１６内に配置した接触器セット（代替的に「リレー」と言う）がコードとコネクタへの電力の流れを制御することによって達成される。実施例では、接触器セットが二つの接触器であり、一方は電源出力５４から電力を搬送する２本の電力ライン又はワイヤの各々と直列に接続されているか、あるいは電源５０とＥＶＳＥ１０の間に接続されている。これらの接触器は、ケース１６内に位置するコントロールシステムによって操作され、ケーブル１４内に入っているデータラインまたはパイロットラインを介して自動車と通信可能であるか、あるいは少なくとも自動車から信号を受け取ることができ、コネクタ１２が電気自動車に接続されると、接触器も自動車に接続される。ＥＶＳＥコントロールシステムは、この接触器が開か閉かを検出できる接触器テスタを具えており、ＥＶＳＥが、接触器が正常な状態にないあるいは操作される状態にない場合に警告することができる。ＥＶＳＥの接触器テスタによって、ＥＶＳＥは最低二つの接触器を使用することができ、これによって、ＥＶＳＥのケースの全サイズを小さくして保護カバー５２内に入るようになっている。保護カバー５２は、市販の様々なアウトドアプラグエンクロージャでもよく、このような市販のエンクロージャ内に入る及び／又は受け入れられるサイズ及び形状のケースがついており、ケース１６の各外側寸法は、市販のアウトドアプラグエンクロージャ、又はこのようなエンクロージャの大半又は相当数の内側寸法及び体積に対応する最も小さいものより小さい。実施例では、ケース１６は、ケース１６と保護カバー５２との間のボイドまたは空の部分の体積を画定するサイズ及び形状であり、これはケーブル１４の一部を受けるために使用でき、ケーブル１４のこの部分は、保護カバー５２内で操作できる。このボイド内でのケーブル１４のこの部分の操作は、ケーブル１４の位置決めを容易にし、カバー５２内の開口から出す、及び／又は、ケース１６を、反転したあるいは「ホスピタル」構造又は電源出力５４の方向に差し込む（図１ｆに示すように）ために反転させるなど、代替位置にセットできるようにする。

図１ｃは、ＥＶＳＥ、電源出力、及び保護エンクロージャの実施例の概略側部断面図である。実施例では、ＥＶＳＥ１０は、コード１４とケース１６を具えており、電源５０の電源出力５４に差し込んで保護カバー５２内にある様子が示されている。図に示すＥＶＳＥ１０は、コントロールシステム２０を具えており、これは、パイロットラインに接続されているが、コネクタ１２（図示せず）を介して電気自動車に接続できる。コントロールシステム２０は、更に、接触器セットである、リレー又はスイッチ２６及び２８に接続されており、これは、電源５０から自動車への電力の流れをコントロールするように機能する。コントロールシステム２０は、パイロットラインのパイロット信号の状態で指定された通りに、接触器２６及び／又は２８の開閉動作を行う。これは、自動車による指定又はパイロットラインが自動車からの接続がされていないときを含む。コントロールシステム２０は、接触器コントローラ２２と接触器モニタ２４を具えていてもよい。接触器コントローラ２２は、接触器２６及び／又は２８の動作を制御する。接触器モニタ２４は、接触器２６及び／又は２８の動作又は位置が、指令した位置に合致しているかどうかをチェックする。接触器モニタ２４が、接触器２６及び／又は２８が指令した通り機能していないことを検知した場合は、接触器モニタ２４は、ＥＶＳＥ１０の動作にエラーが発生したことを表示する。このような表示は、警告灯（ライト２１２など）を光らせることによる。

図１ｂ及びｃに示すように、ケース１６を位置決めすることによって、より詳しくは、接触器２６及び２８を電源５０の出力５４近傍に、実質的に隣接させてあるいは少なくとも近接させることによって、接触器２６及び２８の後ろのＥＶＳＥ１０の残りの部分には、ＥＶＳＥ１０が自動車に接続されて、接触器２６及び２８に電力を流すコマンドが与えられる前に、また、そのようにならない限りは、電力が供給されない、あるいは電圧が加わらないであろう。すなわち、ＥＶＳＥ１０のこの構成は、自動車によってＥＶＳＥ１０に自動車に電力を供給するコマンドが出されることなくして電圧が加わるＥＶＳＥ１０の部分を最小限にするあるいは少なくすることによって、安全性を最大にしている。従来のＥＶＳＥｓは、電力リレーを収納するケースが電力コードに沿って電源出力から距離を置いて配置されており、コードの実質的な長さが電源出力からリレーを切り離しているため、コードのこの部分がＥＶＳＥが出力に差し込まれると、リレーの動作に関係なく常に電圧が供給され、これほど安全ではなかった。

図１ｄ及び１ｅは、それぞれ、ＥＶＳＥ、電源出力及び保護エンクロージャの側面図及び平面図である。実施例では、ケース１６は電源の電源出力５６によって受けることができるコネクタ又はプラグ１８を具える。ケース１６の内積は、プロセッサ、レジスタ、などのＥＶＳＥの制御及び電源システムのより小さい構成部品３２を収納するサイズの狭い領域３０を有する。この内積は更に、接触器、リレー、スイッチなどの、ＥＶＳＥの制御及び電源システムのより大きい構成部品４２を収納するサイズの広い領域４０を有する。この狭い領域及び広い領域（３０、４０）は、まとまって、内部にテーパのついた電子部品ボリュームを形成しており、これは、前側プラグ面４４から離れる方向に延在し、ＥＶＳＥの様々な電子部品を収納している。保護カバー５２によって封入されると、このボリュームはケース１６とその内部にテーパのついた電子部品ボリュームによって囲まれて、ケース１６と内部にテーパのついた電子ボリュームに相補の拡張ボリューム４６を規定する。ＥＶＳＥのより小さい構成部品をケース１６の規定された領域に位置決めすることによって、ケース１６はその位置で小さくあるいは狭くなって、保護カバー５２内に、コード１４の一部をケース１６近傍に配置させるのに十分広いスペースを規定することができる。このように、コード１４は保護カバー５２と共に使用することができるあるいはその使用を容易にするように配置できる。例えば、コード１４は、図１ｆに示すように、保護カバー５２の開口に届くように折り曲げることができる。図１ｆは、電源出力８４に接続されたアウトドアプラグエンクロージャの保護カバー８２内に、ケース７０の狭い領域７３によって規定されるスペース９０とカバー８２の内壁８８を通って折り畳まれたコード７２と共に配置されたＥＶＳＥケース７０を示す。この構成によって、コード７２を、カバー８２が閉じられた位置にあるときに、開口８６を通って配置することができる。規定されたスペース９０によっても、ケース７０を、逆の代替の方向に配置して、様々な方向の電源出力（「ホスピタル」構造など）に接続することができる。

図２ａ、２ｂ及び３は、ＥＶＳＥケースの別の様子を示す。特に、図２ａは、様々な共通のアウトドアプラグエンクロージャと適切に使用できるＥＶＳＥケース１００の一実施例の斜視図である。ケース１００は、二つのケースハウジングシェル（１０２、１０４）を具えており、アウトドアプラグエンクロージャの前側寸法とほぼ同じである、ケース高さ（Ｃａｓｅ_Ｈ）とケース前側幅（Ｆｒｏｎｔ_Ｗ）を有する。ケース深さ（Ｃａｓｅ_Ｄ）は、アウトドアプラグエンクロージャの内部深さとほぼ同じであり、使用中に周囲から電源を保護し、閉じた時にＥＶＳＥケース１００がアウトドアプラグエンクロージャの内部に合致するようにしている。

電力及び信号ケーブル１０６は、成型サブアッセンブリとして製造でき、ＥＶＳＥケース１００内のその他の構成要素に配線で接続されてベースカットアウト部１０８においてＥＶＳＥケース１００の内部から外部に縦方向に延在している。ケーブル１０６とケース１００（ケーブル付近に配置した張力緩和装置を具えるものが示されている）との接続位置は、少なくとも一般的にプラグ２１４の後側かあるいはプラグ２１４に揃った位置にありケーブル１０６を横方向に又は外側に引っ張ることによって生じるなどの、ケーブル１０６によってケース１００にかかる力によるレバーアームの変異が最小になる、すなわち、ケース１００に生じるねじれ力又はねじれモーメントが最小になるようにしている。ＥＶＳＥにかかるモーメント力の低減は、矢印Ｒで示すような、電源出力（図示せず）の外のデバイスの回転を少なくするあるいは防止する、及び／又は力Ｆで示すような、ケーブル１０６にかかる力によって、デバイスで電源出力にかかる力及びモーメントを低減させる。実施例では、図３に示すＣｏｒｄ_Ｈの長さは、ケース１００へのケーブル１０６の接続位置が、プラブ２１４に対してインライン、ほぼインライン、又は少なくとも実質的にインラインにあるようになっている。また、実施例では、Ｃａｓｅ_Ｄの長さが最小であり、ＥＶＳＥによってケース１００と電源出力とに係るモーメント力を低減する。

図２ｂは、左右のグリップ側部（２００、２０２）を前側プラグ面２０４と後側プラグ面２０６と共に示す平面図であり、これらはまとまって、それぞれ左右のグリップ側部（２００、２０２）上の左右の凹グリップ部（２０８、２１０）を有する台形のプリズム断面を形成している。左右のグリップ側部（２００、２０２）は、前側プラグ面２０４に対して７２度より小さい鋭角Ａｎｇｌｅ_Ｘを成しており、通常の市販の外部アウトドアプラグカバー又はエンクロージャ（図２１Ａ及びＢに示すような）の前側カバーが完全に開いて、ＥＶＳＥケース１００を受けることができる。実施例では、Ａｎｇｌｅ_Ｘが変化し、４５度、４５度乃至９０度、約６０度乃至８０度、約７０度乃至８０度、及び訳７２度といった、アウトドア出力カバーの角度に合致する又は対応する。結果的に、前側プラグ面２０４は、後側面２０６より長さが短くなる。一実施例では、左右の凹グリップ部分（２０８、２１０）が、後側面２０６より薄い蛇腹又はその他の刻み目を形成して、左右の凹グリップ部分（２０８、２１０）をユーザがより良好に握って、アウトドアプラグエンクロージャの外にＥＶＳＥケース１００を引っ張れるようになっている。ＬＥＤライト２１２をＥＶＳＥケース１００の外面に設けて、ユーザに対するユーザインターフェースを提供することができる。

図３は、図２に示すＥＶＳＥケース１００の側面図である。電力及び信号ケーブル１０６は、ＥＶＳＥケース１００の内面からカンニングタワー３０４（代替的に、ケーブル１０６を受ける、盛り上がったあるいは延長された部分３０４）を通って、もともと前側プラグ面２０４に対して直交する方向において外側長手方向に延在している。ケーブル１０６は、底側プラグ面３０２に隣接している曲率半径に達する前は、ＥＶＳＥケース１００の上側面３００から、反対方向に延在しており、電力及び信号ケーブル１０６の残りの部分がいずれの方向においてもＥＶＳＥケース１００の本体から外側に向けてフレックスになるようにしてもよい。

ＥＶＳＥケース１００の形状は、エンクロージャタイプの最も普通のアウトドアプラグの入手可能なボリュームエンベロープで決まる。一の例示的デザインでは、ＥＶＳＥケース１００がレベル１及び２の給電用にアウトドアプラグエンクロージャに挿入するように設計されており、ケースは、表１に示す以下の寸法を有する。（寸法はインチで表す）

台形プリズムを規定しているＥＶＳＥケース１００の別の実施例では、後側面２０６は前側プラグ面２０４に平行ではないが、最大長ＣａｓｅＤを有する。

プラグブレードの方向に対してアスペクト比が実質的に長く平行なこれらの寸法によって、このユニットは、デバイスが地面におかれるあるいは落とされたとしても、プラグブレードが上向きになって配置される可能性は少ない。このアスペクト比は、従って、ほとんどの場合、ブレードの長手方向軸に直交する方向に踏まれたり、その上を車が通ったりすることが防止され、結果的に操作不可能なあるいは危険なデバイスとなることがある、取り返しがつかないダメージを受けたブレードとなる機会を減らす。図２０に示すように、自動車のタイヤがＥＶＳＥ２０００の上を通るときは、ＥＶＳＥ２０００は側部２００４が上になっている。コーナ２００８がタイヤを受けて、プラブアッセンブリ２００６のスペースを作り、プラグ２００６はタイヤと接触しない（又は、少なくとも接触が制限される）か、あるいは、タイヤによって傷つけられない（少なくとも実質的に傷つかない）。

図４ａ、４ｂ、５及び６は、二点システムボードを示しており、これは、ＥＶＳＥケース１００内に電力ボードと、制御／検出ボードを具え、ユニットサイズの小型化を促進している。特に、図４ａ及びｂは、ロジックボード４０２上に重ねた電力ボード４００を示す、左前側及び左後側側面図である。ロジックボード４０２は、プロセッサ又は電力ボード４００を制御する専用の制御回路を具える。別の実施例では、ボードを重ねる位置が逆である。一のボードの上のロジックコントロールと別のボードの上の電力エレメントを分離することによって、電力ボードファミリィに接続できる複数の制御ボードを設計することができる。これは、様々なプロセッサあるいは特定のアプリケーション専用の制御回路を使用できるようにする。例えば、ロジックボード４０２は、様々な電力ボードと共に操作可能にプログラムすることができ、これによって、製造業者と制御ボードアッセンブリに対するスケールメリットが可能になる一方で、電力ボードをオーダーメイドすることができる。代替の実施例では、電力ボード４００とロジックボード４０２の一方又は両方が、二つまたはそれ以上のボードに分かれていて、ＥＶＳＥケース１００に組み付けることができる。

電力ボード４００は、ＥＶＳＥケース１００に取り外し可能に接続できるプラグアッセンブリ４０４と電気的に接続されている。プラグアッセンブリ４０４は、抵抗（図示せず）又は、電力ボード又は制御ボードで検知して、特定の国々の電気プラグ構造用のプラグアッセンブリ４０４を認識するその他の電気部品で構成することができる。電力ボード４００は、ある国で販売され使用されるものである場合、その国用に構成したプラグアッセンブリ４０４は製造業者、販売業者又は小売業者によって提供され、電力又は制御ボードは、ＥＶＳＥの正しい構成出力に対するレジスタ又はその他の電気部品によって、それに含まれているプラグアッセンブリを自動的に認識する。代替の実施例では、プラグアッセンブリ４０４に物理的な識別子が設けられており、これをＥＶＳＥが読み取って、プラグアッセンブリ４０４の物理的構成を認識して、販売され使用されている国又は地域に応じてＥＶＳＥの出力を正しく動作させる。

図５ａ及びｂは、制御及び電力ボードを代替の方法で配置したＥＶＳＥの実施例の断面図である。これらの断面図の位置は、図６に５−５線で示されている。図５ａ及びｂにおいては、ボードの大きな部品はケース１００の広い部分１１２付近に位置している。図５ａにおいて、電力ボード４００と制御ボード４０２は、ケース１００の外側壁とほぼ整列しており、大きなスペース１１４が広い部分１１２内にあるいはその近傍に、次いで狭い部分１１０の近傍に確定されている。このスペース１１４によって、部品４１０などのボード４００及び４０２の大きな部品の位置決めが可能となり、小さな部品４０８を狭い部分１１０内にあるいはその近傍に配置することによって、ケース１００の全体積を小さくすることができる。このような大きい部品には、電力接続器又はリレー、その他がある。図５ｂは、別の実施例を示しており、電力ボード４００’と制御ボード４０２’が、ケース１００内でほぼ整列して中央に位置している。この構成では、大きい部品４１０’と４１２’が大きいスペース１１６’と１１８’に位置しており、小さい部品４０８’が狭い部分１１０に位置している。

図６は、ＥＶＳＥケース１００をほぼ全て埋める電力ボード４００を示す左側面図である。代替の実施例では、電力ボード４００とロジックボード４０２のいずれか一方あるいは両方が、部分的にのみＥＶＳＥケース１００を通って延在している。

代替の実施例では、一方のボードのロジックコントロールと他方のボードの電力エレメントを分離することによって、コントロールボードのファミリィに電力ボードを接続できる設計が可能となる。これによって、様々なプロセッサと特定のアプリケーション専用の制御回路の使用が可能となる。例えば、電力ボード４００は、特定の電圧で作動するように構成することができ、電力ボードの製造と組みたてについてのスケールメリットを提供している。例えば、米国とヨーロッパの両方では２４０Ｖの電圧が入手可能であるが、ＥＶ標準が異なる場合は、単独電力ボード設計用の特定の制御ボードが必要となる。

図７、８及び９は、それぞれ、基準温度とレセプタクルプラグブレードアッセンブリ近傍の温度を検知する温度センサを示す、左前側及び左後側斜視図と、左平面図である。図７において、レセプタクルプラグブレードアッセンブリ７００は、電力及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）と接地用ピン７０６を有する。プラグブレード温度サーミスタ７０８などのプラグブレード温度センサは、電力ボード４００の上にあり、パワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）とそれぞれ熱的に接続されている。一実施例では、プラグブレード温度サーミスタ７０８がポットマテリアル中にパワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）と接触して埋め込まれており、レセプタクルプラグブレードアッセンブリ７００をモニタして、接続の故障を表す有意な温度の上昇を検出する。例えば、いずれかのブレードとＡＣレセプタクルとの間の接続故障の主な兆候は、プラグブレードアッセンブリ７００で生じる熱である。この熱は、ソケットの接続が悪い場合に生じる高インピーダンスを負荷電流が流れることによって生じる。このソケットの接続不良は、接触面がダメージを受けたり、接触点が小さかったり、導電性が非常に低い異物によって生じる。パワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）の表面は、熱的又は化学的コンタミネーションに起因する酸化によってダメージを受ける。これによって、酸化又は硫化した表面となり、この状態と共にコンタクト抵抗が上がる。変形したプラグブレードでは、プラグとソケットピンとの間の接触点が非常に小さい点となる。この場合、全負荷電流が小さな金属断面を流れなくてはならず、これが、ＡＣプラグのその部分の局所的な熱を上げる。接触面における異物の存在によっても、２点間の面積が小さくなり、やはり、局所的な熱スポットとなる。これらのいずれかの問題によって生じた熱で、熱暴走状態となり、熱が発生し続けて、時間と共にブレードが劣化し、レセプタクルプラグブレードアッセンブリが溶けたり、燃焼が生じるといった危険レベルに達するまで、問題がエスカレートする。このような状態を検出するために、一実施例では、プラグブレード温度サーミスタ７０８を、パワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）の間及びすぐ近くのポットマテリアル中に配置している。ソケットによって生じる熱は、パワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）のいずれか一方又は両方に伝達され、プラグブレード温度サーミスタ７０８で検出する温度が上昇する。好ましくない代替の実施例では、プラグブレード温度サーミスタ７０８が、パワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）間の適切な等距離にある点に位置しておらず、むしろ、パワー及びニュートラルプラグブレード（７０２、７０４）の一方又は他方の近くに位置している。

基準温度サーミスタ７１０であるプラグ基準温度センサは、パワーボード４００又はロジックボード４０２上に配置され、プラグブレード温度サーミスタ７０８から離れて位置しており、温度差の読取を提供している。好ましい実施例では、プラグブレード温度サーミスタ７０８と基準温度サーミスタ７１０が、ＥＶＳＥケース内でできるだけ互いに離れて配置されており、基準温度サーミスタが動作中に周囲温度状態を測定できるようにしている。熱伝導物質でできているエンクロージャと、システムに固有の局所熱源が、二つのセンサ間に温度勾配を規定している。

図１０は、ブレードアッセンブリの直近で測定した絶対温度を用いて、接続不良に起因するレセプタクルプラグブレードアッセンブリにダメージを与える過剰な熱を防止する手段の一実施例を示すフローチャートである。プラグブレード温度（Ｔ_ｐ）を、パワー及びニュートラルプラグブレード間に配置したプラグブレード温度サーミスタから読み取る（ブロック１０００）。センサがプラグブレード温度（Ｔ_ｐ）が所定のカットオフ温度（Ｔ_ＣＵＴ）より高い旨を表示したら、ＥＶＳＥはパイロット信号を変更することで応答して、ＥＶによる電力を停止する（ブロック１００４）。さもなければ、給電を続け、プラグブレード温度サーミスタはプラグブレード温度（Ｔ_Ｐ）をモニタし続けて、所定のカットオフ温度（Ｔ_ＣＵＴ）と比較する（ブロック１０００、１００２）。所定のカットオフ温度（Ｔ_ＣＵＴ）は最悪の場合の基準温度においてどのような正常動作が期待されるかによって決まる。例えば、最悪の基準温度が７０度であり、基準温度を超えて４０度上がるとすると、所定のカットオフ温度（Ｔ_ＣＵＴ）は、１１０度（４０度＋７０度＝１１０度）となる。一実施例では、給電のシャットダウンではなく、ＥＶＳＥは、ＥＶに送られるパイロット信号の適切な変更を介するＥＶによる給電を止めるのではなく、減らす（ブロック１００６）ことによって応答する。この実施例では、ＥＶＳＥは、プラグブレード温度サーミスタによる測定に応じて、基準温度サーミスタで表示され温度に関係なく、パイロット信号を変更する。

図１１は、プラグブレード温度サーミスタと基準温度サーミスタで行った測定値を用いて計算した温度差によって、レセプタクルプラグブレードアッセンブリにダメージを与える過剰な熱を防止する手段についての一実施例を示すフローチャートである。プラグブレード温度（Ｔ_Ｐ）をプラグブレード温度サーミスタで検知し（ブロック１１００）、基準温度を基準温度サーミスタで検知する（ブロック１１０２）。温度差（Ｔ_Ｄ）を計算し（ブロック１１０４）、計算した温度サーミスタで（Ｔ_Ｄ）を所定の温度差上限（Ｔ_Ｍ）と比較する（ブロック１１０６）。所定の温度差上限（Ｔ_Ｍ）は、予測した接触不良で生じる熱に基づく読取値の差で決まる。一実施例では、所定の温度差上限（Ｔ_Ｍ）は５０℃である。温度差（Ｔ_Ｄ）が所定の温度差上限（Ｔ_Ｍ）を超えない場合、プラグブレード温度センサと基準温度センサは、レセプタクルプラグブレードと基準温度をそれぞれモニタし続けるとともに、温度差（Ｔ_Ｄ）を温度差上限（Ｔ_Ｍ）と比較し続ける（ブロック１１００、１１０４、１１０６）。温度差が所定の温度差上限（Ｔ_Ｍ）を超えた場合（ブロック１１０６）、ＥＶＳＥが応答してＥＶＳＥの給電をシャットダウンするパイロット信号を送信する（ブロック１１０８）。代替の実施例では、ＥＶＳＥは、ＥＶへの電流チャージを低減するパイロット信号を送信する応答をしてもよい（ブロック１１１０）。このような実施例では、電流チャージの低減はステップ機能として行うことができ、安定した低減状態とするランプ機能又はこのような電流の低減は、計算した温度差（Ｔ_Ｄ）に比例しており、電流チャージの低減を能動的に制御する結果、温度差（Ｔ_Ｄ）は温度差上限（Ｔ_Ｍ）以下に維持される。一実施例では、この試験のより複雑な変形が、温度差上限（Ｔ_Ｍ）のスケールとして使用する二つのセンサの全体温度読取値を含む。別の実施例では、温度センサで測定した温度の上昇率が、ブレード位置からシステムに入るワット数をあらわしている。ＥＶＳＥは特別な熱質量を有するため、本体全体の温度の上昇率は、ブレード温度、基準温度、エンクロージャの物理特性、及び所定の時間スパンにおける温度の上昇量によって決まる。

図１２は、電気自動車への給電にＡＣ商用電源を使用するＥＶＳＥシステム１２００の一実施例を示す図である。このシステムは、標準家庭用商用ソケットからの標準ＮＥＭＡ又はＣＥＥ７／７プラグを介して取り出す１２０ＶＡＣ−６０Ｈｚ、２５０ＶＡＣ−６０Ｈ（分相）または２３０ＶＡＣ−５０Ｈｚ（８０ＶＡＣから２６４ＶＡＣ）のＡＣ電源へ差し込んで動作する。ＡＣ電源は、リレー１２０４を介してＧＦＩ／ＲＣＤ（漏電遮断器／残留電流装置電流センサ）であるＧＦＩモニタ１２０２に送られ、ＥＶ給電ケーブル１２０６に送られる。リレー１２０４は、電圧が加わっていないときに通常開（Ｎ．Ｏ．）であり、リレーを閉状態にして、これを維持するにはロジック電源がなくてはならない。機械的リレーの開閉動作は、リレー制御ドライバと故障ラッチ１２０７によって駆動される。ＧＦＩモニタ１２０２リレー制御ドライバと故障ラッチコントローラ１２０７は、まとまって、ロバストハードウエア安全システムを提供している。コントローラ１２０８は、ＡＣ電圧モニタ１２１０からアナログマルチプレクサ１２１２を介してライン電圧信号を受信し、ＡＣ電圧モニタ１２１０は、ライン１及びライン２の電圧及びリレー１２０４にかかる電圧をモニタして、コントローラ１２０８と通信する。コントローラ１２０８は、マイクロプロセッサと制御モニタリング電子部品を具えており、フライバックトランスベースの電源であるＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ１２０９で給電されるロジック電源によって、異なる電源環境においてＥＶＳＥシステム１２００を使用できるようにしている。コントローラ１２０８の主な機能は、自動車のコネクタからの入力と電気を利用して、リレーの開閉を行うことである。状態が正常であればリレーを閉じて、安全が求められる故障あるいは非接触事象がある場合には、確実にリレーを開く。ＥＶＳＥシステム１２００の入力における電気から動作電力を得ている。

ＳＡＥ−Ｊ１７７２又はＩＥＣ−６２１９６タイプＩＩ、Ｍｏｄｅ２適合コネクタなどの給電カプラ１２１４が、ＥＶ給電ケーブル１２０６と通信して、給電カプラに接続されているＥＶ（図示せず）にＡＣ電力を供給している。ＥＶ（図示せず）は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するオンボード充電器を具えており、自動車のバッテリを充電する。例えば、ＥＶＳＥシステム１２００を作動させる準備として、ユーザがコネクタを自動車のレセプタクルに取り付けセッションを充電する。自動車は、充電状態とその完了をユーザにお知らせるＳＡＥ−Ｊ１７７２／ＩＥＣ６２１９６毎の主システム部であるが、コントローラ１２０８が、パイロットドライバとモニタ１２１５を介して主パイロット信号を提供するように設計されており、パイロット信号は、リレー１２０４を閉じる前にＳＡＥ−Ｊ１７７２毎にＥＶＳＥと自動車の間に設定される。パイロット信号は給電ケーブル１２０６を介して自動車に送られ、ピーク振幅が＋／−１２Ｖであり、ＰＷＭ（パルス幅変調）を行う。ＳＡＥ−Ｊ１７７２ごとに、パイロットＰＷＭ信号のデューティサイクルがＥＶＳＥシステム１２００で使用され、ＥＶＳＥシステム１２００が自動車に供給できる最大電流アンペア数上限を通信する。パイロット信号の電圧振幅と変調特性を使用して、正しい接続、給電条件、自動車とＥＶＳＥシステム１２００との間のデフォルト条件を表示する。

その他ＥＶＳＥシステム１２００に含まれるものには、レセプタクルプラグブレードアッセンブリ１２２０のプラグブレード１２１８と熱的に接続して配置されたプラグブレード温度サーミスタ１２１６があり、プラグブレード温度サーミスタ１２１６は、コントローラ１２０８に接続されている。基準温度サーミスタ１２２２は、プラグブレード温度サーミスタ１２１６から離れて配置されており、このような位置における温度差を測定することができ、これもコントローラ１２０８に接続されている。プラグブレード温度サーミスタ１２１６と基準温度サーミスタ１２２２を具えることによって、レセプタクルプラグブレードアッセンブリで測定した絶対温度あるいはプラグブレード温度サーミスタと基準温度サーミスタでの測定を用いて計算した温度差とのいずれかを使用することによって、レセプタクルプラグブレードアッセンブリにダメージを与える過剰な熱を防止する手段が提供され、コントローラ１２０８によって送られてくるパイロット信号の変調を介してＥＶを充電する電流のインテリジェント制御が可能となる。

ＥＶＳＥシステム１２００は、一の又は複数のＬＥＤライトと、コントローラ１２０８に接続された一又はそれ以上のスイッチ入力を具えるユーザインターフェースを有する。ＥＶＥＳシステム１２００が壁コンセントに差し込まれていない場合、ＬＥＤはオフになる。ＥＶＳＥシステム１２００が壁コンセントに差し込まれ給電していない（スタンバイ状態）場合、ＬＥＤはオンになる。給電状態の間、ＬＥＤは、完全オンからわずかに見える状態への円滑な移行を表示する。その他の状態とは明らかに異なる、ＬＥＤの様々なフラッシュ率を通して、トラブルコードを示すことができる。ＥＶＳＥシステム１２００は、給電カプラ１２１４を介して接続できるので、一実施例では、給電カプラ１２１４をパーソナルコンピュータに接続して、ＥＶＳＥシステム１２００を特定の領域に対して最大定格電流に構成することができる。コントローラ１２０８によって保存されたソフトウエアを給電カプラ１２１４を介して更新して、そのフィールドにおけるアップグレードが非常に容易になる（図１３参照）。また、ＥＶＳＥシステム１２００に含まれているのは、ライン１及びライン２の両方と電気的に接続された接地不在検出器１２２６であり、接地電流不在信号と接地電圧不在信号をコントローラ１２０８に送信する。図１７により詳細に示すように、近接モニタ１２２８が、ＥＶ給電ケーブル１２０６を介して給電カプラ１２１４に電気的に接続されており、図１３に示すように、ＥＶＳＥのプログラミングが可能となる。ライン１及びライン２とにそれぞれ電気的に接続されたバイアス抵抗Ｒ_Ｘ１２３０とＲ_Ｙ１２３２（好ましくは、それぞれ３００ｋΩ）を介してＤＣバイアス回路が設けられており、以下により詳細に説明するようにバイポーラ出力インピーダンスと溶接した接点のテストをおこなうことができる。

図１３は、ＥＶコネクタのプラグリリースボタンとＥＶＳＥシステムのユーザインターフェースを用いて、ＥＶＳＥシステムの特性をプログラムできるようにするシステムの一実施例を示すフローチャートである。ＥＶＳＥをＡＣ電源に差し込み（ブロック１３００）、ユーザがプラグリリースボタンを押す（ブロック１３０２）。ボタンが、３秒といった所定の時間押されていると（テスト１３１４）、ユーザインターフェースに信号が送信されてＥＶＳＥシステムがプログラムモードに入る（ブロック１３１６）。リリースする前にボタンが３秒間押されないと、ＥＶＳＥのコントローラがプラグリリース動作を表す信号をモニタし続ける（ブロック１３０２）。プログラムモードに入った（ブロック１３１６）後に、コントローラがプラグリリースボタンの動作を表示する信号をモニタし、ボタンが３秒間動作しなければ（テスト１３１８）プログラムモードが終了する（ブロック１３２０）。さもなければ、ユーザがプラグリリースボタンを何度も押したり離したりして、様々なプログラム動作モードあるいは動作パラメータ設定値の動作状態を変える。例えば、ユーザがプラグリリースボタンを１回押して、３秒以上の間離した場合、ＥＶＳＥシステムは、周波数依存電力バランス電流引き込みモードに入り（ブロック１３２２）、パイロット信号の変調がＡＣ商用電源の測定した周波数に依存することになる。一実施例では、１２０ＶＡＣ−６０Ｈｚ、又は２５０ＶＡＣ−６０Ｈｚ（分相）商用電源システムにおけるＡＣ商用電源の周波数が６０Ｈｚから５０Ｈｚに下がると、ＥＶＳＥシステムがパイロット信号を駆動して最大ＥＶ電力引き込みの低下を１００％から６０％にするようにリクエストする。別の実施例では、ユーザがプラグリリースボタンを３秒以内に２回押して（ブロック１３２２、１３２４）、プラグリリースボタンを３秒以上離した場合（テスト１３１８）、ＥＶＳＥシステムは時間依存型電流引き込みプログラムモードに入る（ブロック１３２４）。このモードでは、コントローラがパイロット信号をＥＶに提供して、夜間の給電を最大にして、より費用がかかる昼間のＥＶ最大給電率を制限することによるなどして、ＥＶの最大給電率をＥＶの給電コストが最小になるローカルタイムスケジュールに基づいて変える。別の実施例では、ユーザがプラグリリースボタンを３秒以内に３回押して（ブロック１３２２、１３２４、１３２６）、プラグリリースボタンを３秒間離しておいた場合、ＥＶＳＥシステムはプログラムモードに入って、ＥＶＳＥシステムのコントローラに新しいソフトウエアをダウンロード又はアップロードするようにする（ブロック１３２６）。一実施例では、パイロット電圧をＳＡＥ−Ｊ１７７２で規定された、６Ｖ、９Ｖ、又は１２Ｖといった電圧から、パイロット電圧信号を超えるＥＶＳＥへデータをアップロードするキャリア信号である非基準電圧に切り替えるようにしている。別の実施例では、ユーザがプラグリリースボタンを３秒以内に４回押して（ブロック１３２２、１３２４、１３２６、１３２８）、３秒以上プラグリリースボタンを離したら（テスト１３１８）、ＥＶＳＥシステムがプログラムモードに入って、コントローラがパイロット信号をＥＶに提供し、ＥＶの最大給電率を６０％、４０％、又は別の所定の率に低減し（ブロック１３２８）、ユーティリティ回路の既知の電流制約におけるユーティリティ回路の負担を減らす。各関連するプログラムモードに入ったのちは、コントローラはプラグリリースボタンのモニタに戻り、更なるプログラムモードの変更を表示する（ブロック１３０２）（テスト１３１４）。上述した各実施例においては、プラグリリースボタンを押したり離したりしてモードを変えるのではなく、一実施例では、ユーザはプラグリリースボタンをコントローラが様々なモードを通る間押し続けるようにしている。このような実施例では、ユーザは、ユーザーインターフェース上の可視表示を通じて、可聴音を介して、あるいはその他の手段によるなどして、所望のプログラミングモードになったらプラグを離す。上述のプログラミングモードと特徴に加えて、その他のプログラミングモード又は特徴を、同様のプラグリリースボタンサイクリングを用いて選択あるいは起動させるようにしてもよい。

図１４は、ＥＶプラグ近接検知回路の一実施例を示す図であり、これは、図１２に示す近接モニタ１２２８によって、図１３で述べたＥＶＳＥプログラミング方法を実行するのに使用される。図１２及び１４を参照すると、ＳＡＥ−Ｊ１７７２は、近接信号を用いたプラグ挿入−取り外し認識方法を提供する。ＥＶ（図示せず）は、近接回路を用いて、ＥＶの給電プラグが係合されているか、又は係合解除されているかを検出する。これは、ＥＶケーブルプラブのインターロック機構（ＰＩＮＳ５及び３）に接続したスイッチＳ３の使用によって行われる。スイッチＳ３は、インターロック機構が開いている信号をＥＶに送り、これは、ＥＶの給電プラグの係合又は係合解除処理が行われていることを意味する。ＥＶコントローラ１２０８は、パイロットドライバ及びモニタ１２１５によって駆動される負荷電流の供給が止まり、電力の接続が壊れたとしても電気アーク又はスパークが生じないと仮定する。この信号の二次的使用により、ＥＶＳＥシステム１２００がスイッチＳ３を使用してＥＶＳＥの追加動作についてのプログラム動作を制御できるようになる。一実施例では、５ＶＤＣバイアスが抵抗Ｒ４（好ましくは３３０Ω）に印加され、これがＲ１（好ましくは２７００Ω）とプラグ中のＲ２−Ｒ３−Ｓ３回路（好ましくは、３３０Ωと１５０Ω）に分かれる。ＥＶロジック（図示せず）はノード「Ｂ」の信号電圧を見ており、ＥＶＳＥはアナログマルチプレクサ１２１２と近接モニタ１２２８を介してコントローラ１２０８で受けるときにノード「Ａ」を見ている。充電カプラ１２１４がＥＶポートに差し込まれていない場合は、ノード「Ｂ」の電圧は［＋４．４６ＶＤＣ］になる。これは、ＥＶにプラグが挿入されていないとの制御を表示する。充電カプラ１２１４がＥＶポートに挿入されると、追加のインピーダンスが、近接電圧を二つのレベルの内の一方に変える。インターロック機構が係合すると、Ｓ３が開になって、ノード「Ａ」及び「Ｂ」電圧が［＋２．７６ＶＤＣ］である。このことは、挿入又は取り外し事象が進行中であることを示す。インターロック機構が係合されていない場合は、Ｓ３が閉じられ、ノード「Ａ」及び「Ｂ」電圧が［＋１．５ＶＤＣ］となる。これは、プラグ接続が安定していることを示す。近接回路（Ｓ３、Ｒ１−Ｒ４）をその正常動作を妨げることなく検知するためには、デジタル入力に類似する高インピーダンスをノード「Ａ」（Ｄ１、Ｄ２、Ｃ１、ＲＸ）に接続する。充電カプラ１２１４がＥＶポートに挿入されている場合は、この電圧は以前の値と一致している：
ノード「Ａ」＝［＋２．７６ＶＤＣ］開 ［＋１．５１ＶＤＣ］閉
プラグがＥＶポートに挿入されていない場合は、Ｒ４からのバイアス電圧がなくなり、ＥＶＳＥコントローラ１２０８は、Ｖ２＋ＲＸサプライが近接モニタｂ１２２８で提供する電圧降下を読み取る。この場合、Ｓ３の状態条件は；
ノード「Ａ」＝［＋１．２６ＶＤＣ］開 ［＋０．６０ＶＤＣ］閉
となる。

ノード「Ａ」電圧は、表２に示すように、４つの充電カプラ１２１４の内の一つをＥＶＳＥコントローラに表示する。

これらの電圧の読みから、ＥＶＳＥソフトウエアはその動作を変更して、固有の近接スイッチを用いて、追加の制御デバイスを加える必要なく、有益な動作特徴を提供できる。

図１５は、ＥＶＳＥパワープラグアッセンブリ１５００の前側斜視図であり、これは、ニュートラルプラグブレードの位置に基づいて、また、パワープラブブレードにおいて検出した電圧に応じて、ＮＥＭＡ５１５、５２０、６１５、及び６２０ＡＣパワーレセプタクルで動作するように構成されている。図１５では、パワーブレードとニュートラルブレード（１５０２、１５０４）はアッセンブリ１５００の中で回転可能に接続されており、水平位置及び図１７に示す垂直位置のような垂直位置との間で回転する。接地した先端１５０６は固定されており、アッセンブリ１５００に対して回転しない。電力ケーブル１５０８とニュートラルケーブル１５１０は、パワーブレードとニュートラルブレード（１５０２、１５０４）にそれぞれ電気的に接続されており、アッセンブリ本体１５１２の後側から出て延在している。

図１６では、パワーブレードとニュートラルブレード（１５０８、１５１０）がアッセンブリ本体１５１２の後面１６００から出て延在しており、ＥＶＳＥシステムの残り部分と接続している。スイッチレバー１６０２は、ニュートラルブレード１５０４に電気的に接続されており、エルボー曲部を介するなどして、ニュートラルブレード１５０４が垂直方向に回転した時に第１のスイッチコンタクト１６０２を押すように構成されている。第１のスイッチコンタクト１６０４は、スイッチレバー１６０２によって押され、第２のスイッチコンタクト１６０６と接触し、これによって、第１及び第２のスイッチコンタクト（１６０４、１６０６）とコントローラ１２０８との間に回路が形成され（図１２参照）、コントローラがニュートラルブレードの垂直方向を検出して、ＮＥＭＡ５−１５及びＮＥＭＡ６−２０ＡＣパワーレセプタクルと共に使用できるようにする（表３参照）。一実施例では、コントローラはニュートラルブレードの方向検出をパワーブレード１５０２における電圧測定と組み合わせて使用して、ＮＥＭＡ５−１５又はＮＥＭＡ６−２０ＡＣパワーレセプタクルのどれがＥＶＳＥパワープラグアッセンブリ１５００によって使用されているのかを決定する。例えば、コントローラと共に回路を形成している第１及び第２のスイッチコンタクト（１６０４、１６０６）によって表示されたように、コントローラが垂直ニュートラルブレード１５０４を検出し、また、パワーブレードにおいて１２０Ｖの電圧を検出すれば、コントローラはパワーブレード１５０２が垂直位置に回転して、ＥＶＳＥパワープラグアッセンブリ１５００が、ＮＥＭＡ５−１５（すなわち、１２０Ｖ、１５Ａ）で規定されるＡＣパワーレセプタクルに差し込まれていると推定できる（表３参照）。この情報はコントローラで使用され、パイロット信号で駆動される最大ＥＶ給電率が規定される。コントローラがパワーブレード１５０２で２４０Ｖを検出したら、コントローラはパワーブレードが水平位置（図示せず）に回転して、ＥＶＳＥパワープラグアッセンブリ１５００がＮＥＭＡ６−２０ＡＣパワーレセプタクル（すなわち、２４０Ｖ、２０Ａ）に差し込まれて適切なパイロット信号をＥＶに送ったと推定できる（表３参照）。

図１７では、ニュートラルブレード１５０４が、垂直パワーブレード１５０２に対して水平位置までユーザによって回転し、スイッチレバー１６０２が第１のスイッチコンタクト１６０４から回転して第１のスイッチコンタクト１６０４が、第２のスイッチコンタクト１６０６に平行でこれと接触していない元の位置に戻る。コントローラは、これによって、コントローラと第１及び第２のスイッチコンタクト（１６０４、１６０６）を伴う回路が破壊した時に、ニュートラルブレードの水平位置を検出する。コントローラはパワーブレード１５０２の位置を検出しないが、コントローラがパワーブレード１５０２において１２０Ｖを検出したら、コントローラは、ＥＶＳＥパワープラグアッセンブリ１５００がＮＥＭＡ５−２０ＡＣパワーレセプタクル（すなわち、１２０Ｖ、２０Ａ）に差し込まれたと推定して（表２を参照）、パイロット信号を送信する。同様に、コントローラがパワーブレード１５０２と水平位置にあるニュートラルブレード１５０４で２４０Ｖを検出したら、コントローラはこのような方向を直接モニタしているわけではないが、コントローラはＥＶＳＥパワープラグアッセンブリ１５００がＮＥＭＡ６−１５ＡＣパワーレセプタクル（すなわち、２４０Ｖ、１５Ａ）に差し込まれていることがわかる（表２参照）。代替の実施例では、第３及び第４のスイッチコンタクトが設けられており、スイッチアームをパワーブレードに係合させて、コントローラがパワーブレードの位置を検出できるようにする。別の実施例では、スイッチコンタクトとスイッチアームを、パワーブレードの位置の検出のみのために設けている。

図１８は、ＤＣバイアスを用いてＥＶＳＥとＥＶの給電のための調子と安全性を決定する方法の一実施例を示す。図１２と１８を参照すると、ＥＶＳＥシステム１２００の出力電圧は、リレー１２０４を閉じることによる。まれに、ほぼゼロΩの出力インピーダンスによってコンタクトが重なる又は溶接されてしまい、リレー１２０４が閉じて大電流が生じることがある。ＥＶ給電器の正常な負荷インピーダンスは、電力が最初に与えられたときなど、給電器が動いていないときは、最初は容量性である。ＥＶＳＥが有効なＤＣ「ショートした」負荷となって閉じた場合、「溶接」効果が生じる。例えば、試験により、ほぼショートした状態の場合のように、ＥＶにかかるインピーダンスが非常に低いことがわかった場合、コントローラ１２０８は閉じずに疑似負荷とすることを決定する。バイアス抵抗Ｒ_Ｘ１２３０とＲ_Ｙ１２３２を介してＤＣバイアスをかけることで、抵抗性及び容量性負荷インピーダンスの予め閉じた読み出しを作って、リレー１２０４を閉じる決定を故障負荷がかかる前に止めることができる。ＤＣバイアスの存在によって、ユーザにコンタクトが閉じており、予想しない出力パワーが存在する信号を送るために、「溶接した」コンタクトの決定を行うことができる。

より詳しくは、充電カプラ１２１８がＥＶから切り離され（ブロック１８００）、好ましくは＋／−１５Ｖの差動ＤＣバイアスがバイアス抵抗Ｒ_ＸとＲ_Ｙを介してそれぞれ印加される（ブロック１８０２）。ライン１及び２の電圧を測定して（ブロック１８０４）故障の状態を見る。ライン１及びライン２の電圧がＤＣバイアス電圧に達していなければ（テスト１８０６）、溶接したリレー又は出力ラインの故障が表示され（ブロック１８０８）、コントローラ１２０８は、ユーザインターフェース１２２４を介して故障を表示する。しかしながら、ライン１及びライン２の電圧がＤＣバイアス電圧に達していたら（テスト１８０６）、リレーのスイッチ１２０４が開いている間にユーザは充電カプラをＥＶ給電器とコントローラ１２０８に接続できる（ブロック１８１０）。ライン１及び２の電圧を再度測定して、ライン１と２の間の電圧差が０Ｖであれば（テスト１８１２）、ＥＶがショートしている場合（ブロック１８１４）など低インピーダンス状態の故障状態が記録され、コントローラ１２０８は、ユーザインターフェース１２２４を介してあるいは、可聴警告音などその他の手段によって、故障を表示する。電圧差が０Ｖでなく（テスト１８１２）、二つのライン（ライン１及びライン２）の何れかが０Ｖを示していれば（テスト１８１６）、出力ラインがグラウンドにショートして故障を表示する（ブロック１８１８）。また、コントローラ１２０８は、ユーザインターフェース１２２４を介して故障を表示する。さもなければ、コントローラ１２０８は、リレーコントロールドライバ１２０６を用いてリレー１２０４を閉じてもよい（ブロック１８２０）。出力電圧が入力電圧と同じである場合（テスト１８２２）、リレーが開く故障の可能性が表示され（ブロック１８２４）、ユーザにユーザインターフェース１２２４を介して通知される。

図１９は、ＥＶに給電するＡＣ商用回路に差し込んだＥＶＳＥの一実施例を示すシステム図である。ＥＶ１９００は、ＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタ１９２０に接続され、ＡＣ電源出力１９０４から提供される電流を、ＥＶＳＥ１９０６を介して受け取る。

図２１Ａ及び２１Ｂは、電源出力に差し込まれた、各レセプタクル用の保護エンクロージャを有するＥＶＳＥを示す。保護エンクロージャ（２１００、２１０２）は、各々、前側レセプタクル面２１０４に対して約７２度より小さい又はこれと同じ最大角度（Ａｎｇｌｅｘ）に開くように動作可能であり、前側レセプタクル面２１０４に対して７２度より小さいあるいはこれと同じ角度（Ａｎｇｌｅｘ）にある左右のグリップ側部（２１０８、２１１０）を有するケースを持つＥＶＳＥ２１０６を受けている。前側レセプタクル面２１０４は、ＥＶＳＥ２１０６の前側プラグ面２１１２に平行に配置されており、従って前側プラグ面２１１２も前側レセプタクル面２１０４に対して７２度より小さいあるいはこれと同じ角度（Ａｎｇｌｅｘ）にある。ＬＥＤライト１２１４の形のユーザインターフェースが、ＥＶＳＥケース１００の外側に設けられている。ＬＥＤライトは、前側プラグ面２１１２からある角度に設けられており、ユーザは上側斜め位置あるいは前側斜め位置のいずれからでもＬＥＤライトを見ることができる。

ここに示した図及び例は、例示的な目的であり、特許請求の範囲を限定することを意図したものではない。この開示は、本発明の原理の例示と考えられ、発明及び図に示した実施例についての請求の範囲の精神及び範囲を限定することを意図するものではない。上述の実施例の特定の特徴、システム、方法、及び態様の様々な組み合わせ及び／又はサブコンビネーションを作ることが意図されており、これらは本発明の範囲内に入る。したがって、個々に開示した実施例の様々な特徴及び態様は、互いに組み合わせるあるいは交換することができ、開示した発明の変形モードを形成できると解すべきである。更に、例示の形で個々に開示した本発明の範囲は、上述の特定の実施例によって限定されるべきではないことを意図している。

Claims (28)

1. 電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）システムにおいて：
   台形プリズム状断面を規定する、前側プラグ面と、後側面と、左右のグリップ側部を有するＥＶＳＥケースであって、前記左右のグリップ側部が更に、左右の凹グリップ部分をそれぞれ具えるケースと；
   前記ＥＶＳＥケース内に配置したリレーと；
   前記ＥＶＳＥケース内に配置され、前記リレーと接続したコントローラであって、パイロットデューティ信号が存在する場合に、パイロットデューティ信号に応答するコントローラと；
   を具えることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
2. 請求項１に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記後側面の一部がベースカットアウト部を具え、カンニングタワーを形成することを特徴とするＥＶＳＥシステム。
3. 請求項２に記載のＥＶＳＥシステムが更に、前記前側プラグ面に直交する方向において前記展望タワーに接続されたケーブルを具え、当該ケーブルが最初は前記前側プラグ面に平行に延在していることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
4. 請求項１に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記前側プラグ面から前記後側面までの距離が３．１インチより短いか、３．１インチであることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
5. 請求項１に記載のＥＶＳＥシステムが更に：
   前記前側プラグ面から延在するパワー及びニュートラルブレードと；
   当該パワー及びニュートラルブレードと熱的に接続されたサーミスタと；
   を具えることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
6. 請求項１に記載のＥＶＳＥシステムが更に、トランスフォーマを具えることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
7. 請求項６に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記トランスフォーマがフライバックベースのトランスフォーマであることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
8. 請求項１に記載のＥＶＳＥシステムが更に、
   前記ＥＶＳＥに亘るアウトドアプラグエンクロージャを具えることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
9. 請求項１に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記左右のグリップ側部の少なくとも一方が、前記前側プラグ面に対して７２度より小さいあるいは７２度の角度（Ａｎｇｌｅｘ）にあることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
10. 電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）システムにおいて：
    前側プラグ面から離れて延在する内部にテーパが付いた電子ボリュームであって、当該電子ボリュームがリレーとリレーコントローラに亘っており、前記リレーコントローラがパイロットデューティ信号が存在する場合に当該パイロットデューティ信号に応答する、電子部品ボリュームと；
    前記内部にテーパが付いた電子部品ボリュームに相補である拡張ボリュームであって、アウトドア保護カバーと前記内部にテーパが付いた電子部品ボリュームの外部との間に規定される、拡張ボリュームと；
    を具えることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
11. 請求項１０に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記内部にテーパが付いた電子部品ボリュームがＥＶＳＥケースの内部であることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
12. 請求項１１に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記ＥＶＳＥケースが前側プラグ面とグリップ側部を具え、前記グリップ側部が前記前側プラグ面に対して７２度より小さい角度（Ａｎｇｌｅｘ）にあることを特徴とするＥＶＳＥシステム。
13. 請求項１１に記載のＥＶＳＥシステムにおいて、前記ＥＶＳＥケースが、３．１インチより短い長さＣａｓｅＤを有することを特徴とするＥＶＳＥシステム。
14. 電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）を操作する方法において：
    ＥＶＳＥコネクタをＡＣ電源出力に差し込むステップと；
    前記ＥＶＳＥコネクタに接続したＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタ上のプラグリリースボタンを３秒以上押し続けるステップと；
    前記プラグリリースボタンを離すステップと；
    前記ＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタがプログラムモードに入ったとの信号をユーザに送るステップと；
    前記プラグリリースボタンを少なくとも１回押して、１）ＡＣ電源周波数依存ＥＶ電流引き込みと、２）時刻依存電流引き込みと；３）低減した電流引き込みと、からなる群から選択された電気自動車（ＥＶ）電流引き込みプロファイルを選択するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法が更に：
    コントローラ内のプラグリリースボタンをモニタして、当該プラグリリースボタンが押されているかどうかを決定するステップと；
    少なくとも３秒間のプラグリリースボタンの非動作状態に応じて前記プログラムモード終了させるステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
16. 電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）の故障を検出する方法において：
    差動直流（ＤＣ）バイアス電圧をＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタの第１及び第２の出力ラインに印加するステップと；
    前記第１及び第２の出力ライン御各電圧を測定して、前記ＳＡＥ−Ｊ１７２２適合コネクタに故障があるかどうかを決定するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法が更に：
    各ＤＣバイアス電圧に到達しない前記第１の出力電圧又は前記第２の出力電圧の何れかに応答してコネクタの故障をユーザに表示するステップを具え、
    各ＤＣバイアス電圧に到達しない前記第１の出力電圧又は前記第２の出力電圧のいずれかの故障が、出力ラインの故障、あるいは溶接されたリレーの故障を表示することを特徴とする方法。
18. 請求項１７に記載の方法が更に：
    ＳＡＥ−Ｊ１７７２適合コネクタを電気自動車（ＥＶ）の給電コネクタに接続するステップを具えることを特徴とする方法。
19. 請求項１８に記載の方法が更に：
    電圧差ゼロボルトを表示する前記測定に応じて、コネクタの故障をユーザに表示するステップを具え、
    前記ゼロボルトの電圧差が、ＥＶ給電コネクタを介する低いインピーダンス状態を表示することを特徴とする方法。
20. 請求項１８に記載の方法が更に：
    前記第１の出力及び前記第２の出力の一方のみがゼロボルトであることを表示する前記測定に応じてコネクタの故障をユーザに表示するステップを具え、
    前記一方の出力のみにおいて測定されたゼロボルト電圧が、前記測定したゼロボルトの出力ラインがショートしているか接地していることを表示することを特徴とする方法。
21. 請求項１８に記載の方法が更に：
    前記第１及び第２の出力と電気的に接続された第１及び第２のリレーを閉じるステップと；
    前記第１及び第２の出力と電気的に接続された第１及び第２の入力ラインの各電圧を、それぞれ、第１及び第２のリレーを介して測定するステップと；
    前記測定した第１及び第２の入力ラインの電圧が前記測定した前記第１及び第２の出力ラインの電圧と同じであることを表示する前記測定に応じて、ユーザにコネクタの故障を表示するステップと；を具え、
    前記同じである測定した電圧がリレーの故障を表示していることを特徴とする方法。
22. 過剰な電気的に誘発された熱を防止する方法において：
    電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）のパワープラグブレードとニュートラルプラグブレード間のブレード位置におけるプラグブレード温度を測定するステップと；
    前記ブレード位置から離れた位置における基準温度を測定するステップと；
    前記プラグブレード温度と基準温度間の温度差を計算するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
23. 請求項２２に記載の方法が更に：
    所定の温度差上限より大きい温度差に応じて、電気自動車（ＥＶ）の給電を停止するステップを具えることを特徴とする方法。
24. 請求項２２に記載の方法が更に：
    所定の温度差上限より大きい温度差に応じて、電気自動車（ＥＶ）の給電を低減するステップを具えることを特徴とする方法。
25. 過剰の電気的に誘発された熱を防止する方法において：
    電気自動車充電装置（ＥＶＳＥ）のパワープラグブレードとニュートラルプラグブレード間のブレード位置におけるプラグブレード温度を測定するステップと；
    前記プラグブレード温度を所定のプラグブレードカットオフ温度と比較するステップと；
    前記所定のプラグブレードカットオフ温度より高い前記プラグブレード温度に応じて、電気自動車（ＥＶ）の給電を停止するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。
26. 設定可能なＡＣプラグ装置において：
    プラグ本体に設けた回転可能な第１のプラグブレードと；
    前記プラグ本体に設けた回転可能な第２のプラグブレードであって、スイッチアーマチャに接続された第２のプラグブレードと；
    前記プラグ本体に設けた表示スイッチであって、前記回転可能な第２のプラグスイッチが回転した時に、前記表示スイッチ近傍に前記スイッチアーマチャが接続される、表示スイッチと；
    を具えることを特徴とする装置。
27. 請求項２６に記載の装置が更に：
    前記表示スイッチに接続されたコントローラであって、前記第１のプラグブレードの電圧と前記第２のプラグブレードの電圧を表示する電圧信号を受けるように構成されたコントローラと；
    を具えることを特徴とする装置。
28. 請求項２７に記載の装置において、前記回転可能な第１のプラグと、回転可能な第２のプラグと、表示スイッチと、コントローラが、ＮＥＭＡ５−１５、５−２０、６−１５及び６−２０レセプタクルからなる群から選択された、少なくとも一の全国電気製造業者協会（ＮＥＭＡ）標準ＡＣパワーレセプタクルとともに前記第１及び第２のプラグの使用を認識するように構成されていることを特徴とする装置。
    

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