JP2017051090A - 電気自動車充電器 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、内部温度が上昇する前にその内部温度の上昇要因を予め遮断することができる電気自動車充電器に関する。
【解決手段】充電器本体１１０は、商用電源のコンセントと第１コネクタ１２０との間に配置され、一端が商用電源に連結され、他端が第１コネクタ１２０に連結される内部線路抵抗Ｒ３と、一端が第１コネクタ１２０に連結され、他端が内部線路抵抗Ｒ３の一端に連結されるスイッチ１１３と、一端が第１コネクタ１２０およびスイッチ１１３に連結され、他端が第２コネクタ１３０と連結されるリレー１１１，１１２と、予め設定された動作モードに応じてスイッチ１１３およびリレー１１１，１１２の動作を制御する制御部１５０と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車充電器に関する。
充電回路遮断装置（ＣＣＩＤ：Ｃｈａｒｇｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）とは、電気自動車に電気を供給するポータブル装置であり、リレー、メインボードなどからなる装置である。
充電回路遮断装置は、開放動作および閉鎖動作が可能なリレーにより連結された電気自動車に電気を供給する装置である。
図１は従来技術に係る充電回路遮断装置を示す図である。
図１を参照すると、充電回路遮断装置は、コンセント（壁電源）にさして使用するプラグ１１と、プラグ１１と電気自動車とを連結する電線１２と、電線１２の所定の距離に形成され、電線１２に沿って流れる電流の流れを連結または遮断するように手動操作によりオン／オフとなる電源スイッチ１３と、を含む。
上記の充電回路遮断装置は、プラグ１１と連結された電線１２の所定の距離に電流の流れをオン／オフする電源スイッチ１３が装着された構造となっている。これにより、プラグ１１をコンセントにさした状態でもパワーコードに流れる電流が電気自動車にまで印加されないことから、ユーザの安全性が確保される。
しかし、上記のような充電回路遮断装置は、ユーザが壁電源にプラグ１１を頻繁に連結したり解除したりすることから、ユーザの過失によって事故を生じる確率が高くなる。
特に、電気自動車の充電中に壁電源からプラグ１１が抜ける場合、プラグ１１には多くの電流が流れていることから、アーク放電による火花を生じる可能性があり、これによる被害が生じ得る。
また、近年、温度センサを充電器の内部に設置し、温度センサを介して測定される充電器の内部の温度に応じて、充電器の出力電流を遮断する機能が提供されている。
しかし、上記のような温度センサを備える充電器の場合、温度センサ自体が有する誤差により、充電器の内部の温度が正確に検知されないことがあり、これに起因して事故が生じ得る。
また、上記のような温度センサを備える充電器では、出力電流の制御時点が充電器の内部温度が特定の基準値を超えた時点であり、その出力電流の制御時点において内部温度が既に上昇していることから内部回路の信頼性に問題が生じ得る。
本発明は、内部温度が上昇する前にその内部温度の上昇要因を予め遮断することができる電気自動車充電器を提供することを目的とする。
また、本発明は、線路不良、若しくはプラグまたはコンセントの接触不良を検知し出力電流を制御できるようにした電気自動車充電器を提供することを目的とする。
また、本発明は、予め設定された周期ごとに線路不良または接触不良を検知するための検知モードに入るようにして動作信頼性を向上させることができる電気自動車充電器を提供することを目的とする。
提案される実施形態において解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から提案される実施形態に係る発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が明確に理解することができる。
本発明の電気自動車充電器は、商用電源のコンセントに連結される第１コネクタと、充電対象装置に連結される第２コネクタと、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの間に配置され、前記第１コネクタを介して供給される前記商用電源の経路を制御する充電器本体と、を含む電気自動車充電器であって、前記充電器本体は、前記商用電源のコンセントと前記第１コネクタとの間に配置され、一端が前記商用電源に連結され、他端が前記第１コネクタに連結される内部線路抵抗と、一端が前記第１コネクタに連結され、他端が前記内部線路抵抗の一端に連結されるスイッチと、一端が前記第１コネクタおよび前記スイッチに連結され、他端が前記第２コネクタと連結されるリレーと、予め設定された動作モードに応じて前記スイッチおよび前記リレーの動作を制御する制御部と、を含むものである。
また、本発明において、前記動作モードは、前記第２コネクタに連結された前記充電対象装置を含む第１経路に前記商用電源を供給し、前記充電対象装置に充電電源を供給する第１動作モードと、前記内部線路抵抗を含む第２経路に前記商用電源を供給し、内部線路の状態を確認する第２動作モードと、を含むと好適である。
また、本発明において、前記制御部は、予め設定されたイベントが発生すると、前記動作モードを前記第２動作モードと決定し、前記イベントは、前記第２コネクタに対する前記充電対象装置の連結が検知される第１イベントと、予め設定された所定の周期が経過した第２イベントと、予め設定された充電条件による充電可能時間が経過した第３イベントのうち少なくとも一つを含むと好適である。
また、本発明において、前記制御部は、前記第２動作モードで、前記内部線路抵抗に流れる線路電圧および線路電流を検出し、検出した前記線路電圧および前記線路電流に基づいて全体線路抵抗値を検出し、検出した前記全体線路抵抗値に応じて前記内部線路の状態を判断すると好適である。
また、本発明において、前記商用電源の内部線路に配置される商用電源線路抵抗と、前記第１コネクタ内に配置され、プラグと接触する接触抵抗と、をさらに含み、前記全体線路抵抗値は、前記商用電源線路抵抗、前記接触抵抗および前記内部線路抵抗により決定されると好適である。
また、本発明において、前記制御部は、前記全体線路抵抗値が第１基準値以下である場合には、前記動作モードを前記第１動作モードと決定し、前記充電対象装置で要求する充電条件に応じて充電電源が供給されるように制御し、前記全体線路抵抗値が前記第１基準値より大きい場合には、前記充電対象装置の充電のための充電条件を設定すると好適である。
また、本発明において、前記制御部は、前記全体線路抵抗値が第１基準値より大きい場合には、前記全体線路抵抗値が第２基準値以下であるか否かを判断し、前記全体線路抵抗値が前記第２基準値以下である場合には、前記全体線路抵抗値に応じて前記充電対象装置への前記充電電源を供給するための充電条件を設定し、前記全体線路抵抗値が前記第２基準値より大きい場合には、前記充電対象装置への前記充電電源の供給を遮断すると好適である。
また、本発明において、前記制御部は、前記全体線路抵抗値が前記第１基準値より大きく、前記第２基準値以下である場合には、前記第２コネクタに連結された前記充電対象装置への前記充電電源の供給が可能な前記充電可能時間を設定し、設定した前記充電可能時間の間に前記充電電源が供給されるようにし、前記充電可能時間は、前記全体線路抵抗値が前記第１基準値に近づくほど大きくなり、前記第２基準値に近づくほど小さくなり、前記制御部は、前記充電対象装置で要求する充電電流を確認し、確認した前記充電電流に応じて設定した前記充電可能時間を調整し、前記充電可能時間は、確認した前記充電電流が大きいほど減少すると好適である。
また、本発明において、前記制御部は、前記第１動作モードで、前記リレーをオン状態で動作させ、前記スイッチをオフ状態で動作させ、前記第２動作モードで、前記リレーをオフ状態で動作させ、前記スイッチをオン状態で動作させると好適である。
また、本発明において、前記内部線路の状態は、電気自動車充電器の内部線路状態、前記商用電源の内部線路状態および前記第１コネクタと前記コンセントとの接触状態により決定されると好適である。
本発明の一例である実施形態によると、充電器の内部の線路抵抗による線路電圧および線路電流を検知し、検知した線路電圧および線路電流に応じて充電動作を制御することにより、充電器の内部の実際の温度が高く上昇していない状態で、線路不良、コンセント／プラグの接触不良をすぐ判断することができる。
また、本発明の一例である実施形態によると、充電対象が連結されることにより充電対象を含まず、且つ、内部線路抵抗を含む経路に充電電流を供給し、供給される充電電流による線路電圧および線路電流を検知することにより、充電器の内部の線路不良だけでなく、商用電源の線路不良をも検知し、これにより製品の信頼性を向上させることができる。
また、本発明の一例である実施形態によると、線路不良、若しくはコンセントまたはプラグの接触不良が発生すると、出力電流の大きさを減少させたり遮断させたりすることにより、充電器の内部の温度が上昇する前に温度上昇要因を予め遮断することができ、これによる火事や事故などの可能性を予め排除することができる。
また、本発明の一例である実施形態によると、充電器の内部に備えられる温度センサを削除することができ、これにより、温度センサの追加による世界各国の複雑な認証手順を削除することが可能となり、それによる費用および時間を節約することができる。
従来技術に係る充電回路遮断装置を示す図である。 本発明の一例である実施形態に係る電気自動車充電器の外観を説明するための図である。 図２に図示されている電気自動車充電器の内部回路図である。 電気自動車充電システムの全体構成回路を示す図である。 本発明の一例である実施形態に係る第２動作モードでの全体構成回路を示す図である。 本発明の一例である実施形態に係る第１動作モードでの全体構成回路を示す図である。 本発明の一例である実施形態に係る電気自動車充電器の動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 本発明の一例である実施形態に係る電気自動車充電器の動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 本発明の一例である実施形態に係る電気自動車充電器の動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。
本発明の利点および特徴、またそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかしながら、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されず、互いに異なる様々な形態に具現され得る。ただし、実施形態は、本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に説明するために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。明細書の全体にわたり同一の参照符号は同一の構成要素を指す。
本発明の実施形態を説明するにあたり、公知の機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。また、後述する用語は、本発明の実施形態における機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザ、運用者の意図または慣例などに応じて異なりうる。したがって、その定義は、本明細書の全般にわたる内容に基づいて判断するべきである。
添付の図面における各ブロックとフローチャートの各ステップの組み合わせは、コンピュータプログラムの命令により実現されてもよい。これらコンピュータプログラムの命令は、汎用コンピュータ、特殊用コンピュータ、または、その他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、に搭載可能である。その場合、コンピュータ、または、その他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサにより実行することができるコンピュータプログラムの命令が、図面の各ブロックまたはフローチャートの各ステップで説明されている機能を行う手段を生成する。これらコンピュータプログラムの命令は、特定の方式で機能を具現するために、コンピュータ、または、その他のプログラム可能なデータ処理装置に組み込むことのできる、コンピュータ利用可能またはコンピュータ読み取り可能なメモリーに記憶されることも可能である。その場合、メモリーに記憶された命令は、図面の各ブロックまたはフローチャートの各ステップで説明された機能を行う命令手段を内包する構成要素を生成することも可能である。これらコンピュータプログラムの命令は、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置上に搭載されることも可能である。その場合、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置上で一連の動作ステップが行われ、コンピュータで実行されるプロセスを生成し、そのデータ処理装置が行う命令は、図面の各ブロックおよびフローチャートの各ステップで説明された機能を行うためのステップを提供することも可能である。
また、各ブロックまたは各ステップは、特定の論理的機能を行うための一つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメントまたはコードの一部であってもよい。また、いくつかの代替の実施形態では、ブロックまたはステップで言及された機能が手順から離脱して発生することも可能であることを注目すべきである。例えば、連続して図示されている二つのブロックまたはステップは、実際には、実質的に同時に行われることも可能である。また、そのブロックまたはステップが、場合により当該機能に応じて逆順に行われることも可能である。
図２は本発明の実施形態に係る電気自動車充電器の外観を説明するための図であり、図３は図２に図示されている電気自動車充電器の内部回路図である。
以下、図２および図３を参照して、本発明の実施形態に係る電気自動車充電器について説明する。
図２および図３を参照すると、電気自動車充電器は、一側が壁電源に連結され、他側が充電対象に連結され、壁電源から電力の供給を受けて、充電対象に充電電力を供給するコードセットタイプの充電器である。
電気自動車充電器は、充電器本体１１０と、第１コネクタ１２０と、第２コネクタ１３０と、を含む。
第１コネクタ１２０は、充電器本体１１０の一側に連結され、第２コネクタ１３０は、充電器本体１１０の他側に連結される。
第１コネクタ１２０は、商用電源を供給する壁電源のコンセントに挿入され、その挿入されたコンセントを介して商用電源から電力の供給を受け、商用電源から供給を受けた電力を充電器本体１１０に供給する。
第２コネクタ１３０は、充電対象となる電気自動車の充電プラグ（図示せず）に挿入される。また、充電器本体１１０を介して商用電源による充電電源の供給を受け、供給された充電電源の電力を電気自動車（より明確には、電気自動車内に備えられるバッテリー）に供給する。
第１コネクタ１２０と第２コネクタ１３０は、大きく二つのラインからなる。すなわち、第１コネクタ１２０と第２コネクタ１３０は、それぞれ、ポジ型の電源を供給する正極電源ラインと、ネガ型の電源を供給する負極電源ラインと、を含むことができる。
また、第１コネクタ１２０と第２コネクタ１３０は、それぞれ、正極電源ラインおよび負極電源ライン以外にも、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置と通信を行うための通信ラインと、接地のための接地ラインと、をさらに含むことができる。
充電器本体１１０には、電気自動車充電器の動作および制御のための回路が内蔵されている。
一方、充電器本体１１０の外部側には、電気自動車充電器の動作機能を設定するための複数の選択ボタン１４０を設けることができる。
複数の選択ボタン１４０のうち一つの選択ボタン１４０は電気自動車充電器の内部線路の状態をチェックするための状態確認ボタンであり得、他の一つの選択ボタン１４０は電気自動車充電器の動作をオンまたはオフするためのボタンであり得る。
電気自動車充電器は、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置に充電電源を供給する第１動作モードと、電気自動車充電器の内部線路の状態を確認するための第２動作モードと、で動作することができる。
第１動作モードの電気自動車充電器は、第１コネクタ１２０および第２コネクタ１３０を介して充電対象装置のバッテリーに充電電源を供給する。
好ましくは、第１コネクタ１２０が壁電源のコンセント、すなわち商用電源に連結され、第２コネクタ１３０が充電対象装置に連結される。また、内部線路の状態に異常が発生しない場合、電気自動車充電器は、第１コネクタ１２０を介して入力される商用電源から電力の供給を受け、商用電源から供給された電力を第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置に供給する。
また、第２動作モードの電気自動車充電器は、充電器本体１１０の内部線路の状態を確認する。
好ましくは、内部線路の状態は、内部線路に備えられた線路抵抗による線路電流値と、線路電圧値と、全体線路抵抗値と、を含むことができる。
このために、充電器本体１１０は、内部線路の状態を確認するために、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置を含まない経路、すなわち充電器本体１１０の内部に備えられた線路抵抗を含む経路、に第１コネクタ１２０を介して入力される商用電源が供給されるようにする。
換言すれば、第２動作モードでは、第２コネクタ１３０に充電対象装置が連結されていても、充電器本体１１０の内部に商用電源が供給されるように電源供給経路を形成して、充電対象装置に充電電源が供給されないようにする。
また、充電器本体１１０は、第２動作モードで確認した内部線路の状態に応じて、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置に充電電源を供給するか否かを決定する。
換言すれば、充電器本体１１０は、内部線路の状態が第１状態（正常状態）であると、第２コネクタ１３０を介して充電対象装置で要求する充電電流を充電対象装置に供給する。
また、充電器本体１１０は、内部線路の状態が第２状態（条件付き異常状態）であると、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置の充電条件を設定し、設定された充電条件に応じて充電対象装置に充電電流が供給されるようにする。
ここで、充電条件は、電気自動車充電器から充電対象装置に充電電流が供給される充電可能時間と、充電電流の大きさと、を含むことができる。
換言すれば、充電器本体１１０は、内部線路の状態が条件付き異常状態であると、予め設定された充電時間の間にのみ特定の充電電流による充電電源が充電対象装置に供給されるようにする。また、予め設定された充電時間が経過すると、充電対象装置に供給される充電電源が遮断されるようにする。
この際、充電器本体１１０は、充電電源が遮断された後、第２動作モードに再度入って、内部線路の状態を再確認し、再確認の結果に応じて充電条件を再設定することができる。
また、充電器本体１１０は、内部線路の状態が第３状態（異常状態）であると、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置への充電電源が供給されないように遮断し、これに伴い、異常状態を外部に知らせるための通知信号が出力されるようにする。
以下、前記のような電気自動車充電器についてより具体的に説明する。
図３を参照すると、電気自動車充電器は、充電器本体１１０と、第１コネクタ１２０と、第２コネクタ１３０と、を含み、電気自動車充電器の動作を制御する制御部１５０をさらに含む。
第１コネクタ１２０は、正極電源の供給を受ける第１端子１２１と、負極電源の供給を受ける第２端子１２２と、を含む。
また、第１コネクタ１２０内には、第１端子１２１と一端が連結される第１接触抵抗Ｒ１（「接触抵抗」の一例）と、第２端子１２２と一端が連結される第２接触抵抗Ｒ２（「接触抵抗」の一例）と、を含む。
第２コネクタ１３０は、第１端子１２１を介して供給される正極電源を充電対象装置に供給する第３端子１３１と、第２端子１２２を介して供給される負極電源を充電対象装置に供給する第４端子１３２と、を含む。
充電器本体１１０内には、第１端子１２１および第２端子１２２を介して供給される商用電源に対する出力経路を形成し、電気自動車充電器が第１動作モードおよび第２動作モードのいずれか一つの動作モードで動作するようにする選択回路が備えられている。
一般的に、充電器本体１１０には、第１端子１２１と第３端子１３１との間に形成され、充電対象装置に供給される充電電源を断続する第１リレー１１１（「リレー」の一例）と、第２端子１２２と第４端子１３２との間に形成され、充電対象装置に供給される充電電源を断続する第２リレー１１２（「リレー」の一例）と、を含む。
本実施形態における充電器本体１１０は、第１リレー１１１および第２リレー１１２に加え、第２動作モードの具現のためのスイッチ１１３と、内部線路抵抗Ｒ３と、をさらに含む。
スイッチ１１３は、一端が第１リレー１１１の一端と連結され、他端が第２リレー１１２の一端と連結される。
また、スイッチ１１３の他端と第２リレー１１２の一端との間には、内部線路抵抗Ｒ３が配置される。
したがって、内部線路抵抗Ｒ３は、一端がスイッチ１１３の他端と連結され、他端が第２リレー１１２の一端と連結される。
また、第１リレー１１１の他端は、第３端子１３１と連結され、第２リレー１１２の他端は、第４端子１３２と連結される。
制御部１５０は、第１リレー１１１、第２リレー１１２およびスイッチ１１３のオン‐オフ状態を制御する。
すなわち、制御部１５０は、第１動作モードおよび第２動作モードのうち予め決定された動作モードに応じて、第１リレー１１１、第２リレー１１２およびスイッチ１１３が、オン状態またはオフ状態のいずれか一つの状態で動作するようにする。
好ましくは、制御部１５０は、電気自動車充電器の動作モードが第１動作モードと決定された場合、第１リレー１１１および第２リレー１１２はオン状態で動作するようにし、スイッチ１１３はオフ状態で動作するようにする。
したがって、制御部１５０は、第１動作モードでは、スイッチ１１３がオフ状態となり、第１リレー１１１および第２リレー１１２がオン状態となるようにする。これにより、内部線路抵抗Ｒ３を含まず、且つ、第２コネクタ１３０を介して連結された充電対象装置を含む経路に第１コネクタ１２０を介して入力された商用電源が供給されるようにする。
また、制御部１５０は、電気自動車充電器の動作モードが第２動作モードと決定された場合、第１リレー１１１および第２リレー１１２はオフ状態で動作するようにし、スイッチ１１３はオン状態で動作するようにする。
したがって、制御部１５０は、第２動作モードでは、スイッチ１１３がオン状態となり、第１リレー１１１および第２リレー１１２がオフ状態となるようにして、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置を含まず、且つ、内部線路抵抗Ｒ３を含む経路に第１コネクタ１２０を介して入力された商用電源が供給されるようにする。
換言すれば、第１動作モードでは、第１コネクタ１２０を介して入力された商用電源が第２コネクタ１３０を介して充電対象装置を含む経路に供給され、第２動作モードでは、第１コネクタ１２０を介して入力された商用電源が内部線路抵抗Ｒ３を含む経路に供給される。
図４は電気自動車充電システムの全体構成回路を示す図であり、図５は本発明の実施形態に係る第２動作モードでの全体構成回路を示す図であり、図６は本発明の実施形態に係る第１動作モードでの全体構成回路を示す図である。
図４を参照すると、第１コネクタ１２０が壁電源のコンセントに連結され、第２コネクタ１３０が充電対象装置に連結された場合には、第１コネクタ１２０の一端には商用電源供給源ＡＣが連結される。また、それに伴い、商用電源供給源ＡＣと第１コネクタ１２０との間には商用電源の外部線路抵抗Ｒ４、Ｒ５が接触する。
すなわち、第１コネクタ１２０は、商用電源供給源ＡＣを含む商用電源供給部２００に連結される。
この際、第１コネクタ１２０と商用電源供給部２００の商用電源供給源ＡＣとの間には、商用電源の外部線路抵抗Ｒ４、Ｒ５が配置される。外部線路抵抗Ｒ４、Ｒ５は、ポジ型の電源ラインに配置される第１外部線路抵抗Ｒ４（「商用電源線路抵抗」の一例）と、ネガ型の電源ラインに配置される第２外部線路抵抗Ｒ５（「商用電源線路抵抗」の一例）と、を含み、商用電源供給部２００と第１コネクタ１２０との間の安全性を確保する。
すなわち、第１コネクタ１２０が商用電源のコンセントに挿入されると、図３に示す第１コネクタ１２０の第１端子１２１の一端は、図４等に示す商用電源供給源ＡＣの内部の線路抵抗に該当する第１外部線路抵抗Ｒ４と連結される。また、図３に示す第１コネクタ１２０の第２端子１２２の一端は、図４等に示す商用電源供給源ＡＣの内部の線路抵抗に対応する第２外部線路抵抗Ｒ５と連結される。
また、第２コネクタ１３０が充電対象装置に連結されると、図３に示す第２コネクタ１３０の第３端子１３１は、図４等に示す充電対象装置に対応する負荷Ｒ６の一端と連結され、図３に示す第２コネクタ１３０の第４端子１３２は、図４等に示す負荷Ｒ６の他端と連結される。
また、図５を参照すると、制御部１５０は、電気自動車充電器の動作モードが第２動作モードと決定されると、スイッチ１１３がオン状態で動作するようにし、第１リレー１１１および第２リレー１１２がオフ状態で動作するようにする。
したがって、制御部１５０は、第１コネクタ１２０を介して入力される商用電源が負荷Ｒ６を含まず、且つ、内部線路抵抗Ｒ３を含む経路に供給されるようにする。
したがって、第２動作モードでの商用電源は、第１外部線路抵抗Ｒ４と、第１接触抵抗Ｒ１と、スイッチ１１３と、内部線路抵抗Ｒ３と、第２接触抵抗Ｒ２と、第２外部線路抵抗Ｒ５と、を含む経路に流れる。
また、図６を参照すると、制御部１５０は、電気自動車充電器の動作モードが第１動作モードと決定されると、スイッチ１１３がオフ状態で動作するようにし、第１リレー１１１および第２リレー１１２がオン状態で動作するようにする。
したがって、制御部１５０は、第１コネクタ１２０を介して入力される商用電源が内部線路抵抗Ｒ３を含まず、且つ、負荷Ｒ６を含む経路に供給されるようにする。
したがって、第１動作モードでの商用電源は、第１外部線路抵抗Ｒ４と、第１接触抵抗Ｒ１と、第１リレー１１１と、負荷Ｒ６と、第２リレー１１２と、第２接触抵抗Ｒ２と、第２外部線路抵抗Ｒ５と、を含む経路に流れる。
一方、制御部１５０は、予め設定された条件に応じて電気自動車充電器の動作モードを決定する。
この際、一般的に、電気自動車充電器は、第１動作モードで動作し、特定のイベントが発生する時点において第２動作モードで動作する。
ここで、イベントの発生時点は、第２コネクタ１３０に充電対象装置の連結が検知された時点、予め設定された所定の周期が経過した時点および予め設定された充電条件による充電可能時間が経過した時点、のいずれか一つであり得る。
すなわち、制御部１５０は、第２コネクタ１３０に充電対象装置の連結が検知されると、充電対象装置に充電電源を供給する前に、内部線路の状態を優先して確認し、確認の結果に応じて充電電源が供給されるようにする。
また、制御部１５０は、予め設定された周期ごとに電気自動車充電器が第２動作モードで動作するようにする。
また、制御部１５０は、判断した内部線路の状態が第２状態（条件付き異常状態）であり、それに伴い、充電対象装置への充電電源供給が可能な充電時間が設定されると、設定された充電時間が経過する時点に電気自動車充電器が第２動作モードで動作するようにする。
これにより、充電器の内部の線路抵抗による線路電圧および線路電流を検知し、検知した線路電圧および線路電流に応じて充電動作を制御することにより、充電器の内部の実際の温度が高く上昇していない状態で線路不良、コンセント／プラグの接触不良をすぐ判断することができる。
また、充電対象が連結されることにより充電対象を含まず、且つ、内部線路抵抗Ｒ３を含む経路に充電電流を供給し、供給される充電電流による線路電圧および線路電流を検知することにより、充電器の内部の線路不良だけでなく、商用電源の線路不良をも検知し、これにより製品の信頼性を向上させることができる。
図７〜図９は本発明の実施形態に係る電気自動車充電器の動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。
以下、図７〜図９を参照して、電気自動車充電器の動作方法についてより具体的に説明する。
図７を参照すると、制御部１５０は、電気自動車充電器のテストのための条件が発生したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ここで、このテストは、電気自動車充電器の内部線路の状態のテストを意味する。
すなわち、制御部１５０は、電気自動車充電器が第２動作モードで動作するための少なくても一つのイベントが発生したか否かを判断する。
例えば、制御部１５０は、第２コネクタ１３０に充電対象装置の連結が検知されたか、若しくは前に電気自動車充電器が第２動作モードで動作した時点で予め設定された周期が経過したか、若しくは前に判断した内部線路の状態に応じて設定された充電可能時間が経過したか否かを判断する。
また、制御部１５０は、電気自動車充電器のテスト条件が発生すると（ステップＳ１０１；はい）、スイッチ１１３をオン状態に変更し、それにより、第１リレー１１１および第２リレー１１２の状態をオフ状態に変更する（ステップＳ１０２）。
スイッチ１１３がオン状態に変更されることにより、第１コネクタ１２０を介して入力される商用電源は、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置ではなく内部線路抵抗Ｒ３を含む経路に流れる。
また、制御部１５０は、スイッチ１１３のオン状態により設定された電源経路を介して流れる電源による内部線路の電流、電圧およびこれによる全体線路の抵抗値を検出し、検出した抵抗値を用いて内部線路の状態を判断する。
すなわち、制御部１５０は、第１コネクタ１２０が壁電源のプラグに正常に挿入されたか、若しくは商用電源供給源ＡＣの内部の線路に異常があるかなどを判断する。
ここで、一般的に、内部線路の状態の判断は、電気自動車充電器の内部線路状態の判断のみを意味するが、本発明の実施形態における内部線路の状態の判断には、電気自動車充電器の内部線路状態だけでなく、商用電源供給源ＡＣの内部線路状態、すなわち、電気自動車充電器の外部線路の状態の判断も含まれる。
また、制御部１５０は、内部線路の状態の判断結果に応じて第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置の充電条件を設定する（ステップＳ１０３）。
充電条件は、正常充電と、充電制限と、条件付き充電と、を含むことができる。
また、制御部１５０は、設定された充電条件が正常充電または条件付き充電であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
換言すれば、制御部１５０は、判断した内部線路の状態が第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置に充電電源の供給が可能な状態であるかを判断する。
また、制御部１５０は、その判断した内部線路の状態が充電対象装置への充電電源の供給が可能な状態であると（ステップＳ１０４；はい）、スイッチ１１３をオフ状態に変更し、これに伴い、第１リレー１１１および第２リレー１１２をオン状態に変更する（ステップＳ１０５）。
すなわち、制御部１５０は、スイッチ１１３をオフ状態に変更し、これに伴い、第１リレー１１１および第２リレー１１２をオン状態に変更して、電気自動車充電器が第１動作モードで動作するようにし、それにより、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置に充電電源が供給されるようにする。
また、制御部１５０は、その判断した内部線路の状態が充電対象装置への充電電源の供給が不可能な状態であると（ステップＳ１０４；いいえ）、第１リレー１１１および第２リレー１１２をオフ状態に維持し続ける（ステップＳ１０６）。
この際、制御部１５０は、スイッチ１１３の状態はオン状態に維持させるか、オフ状態に変更させることができ、それにより、スイッチ１１３の状態がオン状態に維持される場合、次いで、内部線路の状態を再確認することができる。
また、制御部１５０は、スイッチ１１３の状態がオフ状態に変更された場合、所定の周期ごとにスイッチ１１３の状態をオン状態に変更し、オン状態に変更されたスイッチ１１３により内部線路の状態を再確認することができる。
以下、図８を参照して、充電対象装置の充電条件を設定する過程についてより具体的に説明する。
先ず、制御部１５０は、第２動作モードで電気自動車充電器が動作することにより内部線路抵抗Ｒ３に流れる線路電圧を測定する（ステップＳ２０１）。
すなわち、内部線路抵抗Ｒ３の一端には電圧センサが配置され得、これにより、制御部１５０は、電圧センサを介して検知された線路電圧値を受信することができる。
また、制御部１５０は、内部線路抵抗Ｒ３に流れる線路電流を測定する（ステップＳ２０２）。
すなわち、内部線路抵抗Ｒ３の一端には電流センサが配置され得、それにより、制御部１５０は、電流センサを介して検知された線路電流値を受信することができる。
また、制御部１５０は、測定した線路電圧値と線路電流値を用いて、内部線路抵抗Ｒ３を含む経路の全体線路抵抗値を計算する（ステップＳ２０３）。
この際、全体線路抵抗値は、電気自動車充電器の内部線路の状態および商用電源供給源ＡＣの線路状態に応じて決定される。
また、全体線路抵抗値は、内部線路の状態が正常であると第１基準値Ａを有し、内部線路の状態に異常が発生するほどその値が大きくなる。
好ましくは、全体線路抵抗値は、電気自動車充電器の内部線路の状態が正常であり、第１コネクタ１２０が壁電源のプラグに正常に挿入され、商用電源供給源ＡＣの内部線路の状態が正常である場合に、第１基準値Ａを有する。
また、全体線路抵抗値は、電気自動車充電器の内部線路状態、第１コネクタ１２０とプラグの連結状態、および商用電源供給源ＡＣの内部線路状態のうち少なくとも一つに異常が発生することによって増加する。
この際、電気自動車充電器の内部線路状態、第１コネクタ１２０とプラグの連結状態、および、商用電源供給源ＡＣの内部線路状態のうち少なくとも一つに発生した異常状態の程度によって、全体線路抵抗値はさらに増加する。
これにより、本実施形態では、全体線路抵抗値に関して、正常状態に該当する第１基準値Ａと、異常状態に含まれるが所定時間の間は電気自動車充電器の動作が可能である第２基準値Ｂと、を決定する。
第１基準値Ａと第２基準値Ｂは、電気自動車充電器の内部線路抵抗Ｒ３の値、第１接触抵抗Ｒ１の値および第２接触抵抗Ｒ２の値などに応じて決定され得る。
制御部１５０は、確認した全体線路抵抗値が予め設定された第１基準値Ａ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
すなわち、制御部１５０は、確認した全体線路抵抗値に応じて内部線路の状態が第１状態（正常状態）であるかを判断する。
換言すれば、制御部１５０は、電気自動車充電器の内部線路状態、第１コネクタ１２０とプラグの連結状態および商用電源供給源ＡＣの内部線路状態が全て正常であるかを判断する。
また、制御部１５０は、確認した全体線路抵抗値が予め設定された第１基準値Ａ以下であると（ステップＳ２０４；はい）、内部線路の状態が第１状態（正常状態）であると判断し、それにより、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置に充電電源が正常に供給されるようにする（ステップＳ２０５）。
ここで、制御部１５０は、充電対象装置で要求する充電電流および充電時間に応じて充電電源を供給する。
また、制御部１５０は、全体線路抵抗値が第１基準値Ａより大きいと（ステップＳ２０４；いいえ）、全体線路抵抗値が第２基準値Ｂ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。
すなわち、制御部１５０は、確認した全体線路抵抗値に応じて内部線路の状態が第２状態（条件付き正常状態）であるかを判断する。
換言すれば、制御部１５０は、内部線路に異常があるが、所定時間の間には、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置への充電電源が供給可能な状態であるかを確認する。
また、制御部１５０は、確認した全体線路抵抗値が予め設定された第２基準値Ｂ以下であると（ステップＳ２０６；はい）、充電対象装置の充電条件を設定し、設定した充電条件に応じて充電対象装置の条件充電が行われるようにする（ステップＳ２０７）。
すなわち、制御部１５０は、確認した全体線路抵抗値が第１基準値Ａより大きく、第２基準値Ｂ以下であると、予め設定された充電電流および充電時間の間にのみ充電対象装置に充電電源が供給されるようにする。
また、制御部１５０は、全体線路抵抗値が第２基準値Ｂよりも大きいと（ステップＳ２０６；いいえ）、第１リレー１１１および第２リレー１１２をオフ状態に維持させ、充電対象装置に供給される充電電源を遮断する（ステップＳ２０８）。
次に、図９を参照して、充電条件を設定する方法についてより具体的に説明する。
図９を参照すると、制御部１５０は、計算した全体線路抵抗値による充電可能時間を確認する（ステップＳ３０１）。
すなわち、制御部１５０には、全体線路抵抗値に応じて電気自動車充電器の動作可能時間に関する情報が記憶されている。この際、記憶された情報内には、全体線路抵抗値が、第１基準値Ａと第２基準値Ｂとの間の範囲内に含まれる場合での充電可能時間の情報を含む。
また、充電可能時間の情報は、全体線路抵抗値が第１基準値Ａと近いほど増加し、第２基準値Ｂと近いほど減少する。
次いで、制御部１５０は、記憶された情報を用いて、第２コネクタ１３０に連結された充電対象装置の充電可能時間を設定する（ステップＳ３０２）。
また、制御部１５０は、第２コネクタ１３０に連結された充電対象状態の仕様に応じて、充電対象装置、より明確には、充電対象装置内に備えられたバッテリーの規格に応じて求められる充電電流を確認する（ステップＳ３０３）。
次いで、制御部１５０は、充電電流が確認されると、確認した充電電流に応じて設定した充電可能時間を調整する（ステップＳ３０４）。
すなわち、充電可能時間の情報は、特定の充電電流による情報であり得る。これにより、充電電流が変更されると、これに伴い、充電可能時間も変更されなければならない。
したがって、制御部１５０は、充電対象装置の充電電流が確認されると、確認した充電電流に応じて充電可能時間を調整する。
例えば、充電対象装置の充電電流が予め設定された既存の値よりも小さいと、設定した充電可能時間をそのまま維持させるか、所定時間増加させるかすることができる。
また、充電対象装置の充電電流が予め設定された既存の値より大きいと、設定した充電可能時間を減少させることができる。
また、制御部１５０は、充電可能時間が調整されると、調整された充電可能時間の間にのみ充電対象装置に充電電流による充電電源が供給されるようにする（ステップＳ３０５）。
また、制御部１５０は、充電対象装置に充電電源を供給した時点から調整された充電可能時間が経過すると、充電対象装置に供給する充電電源を遮断する。
この際、制御部１５０は、充電可能時間の経過に伴い充電電源が遮断されると、電気自動車充電器の動作モードを第２動作モードと設定し、それにより、内部線路の状態を再確認することができる。
上記実施形態によると、充電器の内部の線路抵抗による線路電圧および線路電流を検知し、検知した線路電圧および線路電流に応じて充電動作を制御することにより、充電器の内部の実際の温度が高く上昇していない状態で線路不良、コンセント／プラグの接触不良をすぐ判断することができる。
また、上記実施形態によると、充電対象が連結されることにより充電対象を含まず、且つ、内部線路抵抗Ｒ３を含む経路に充電電流を供給し、供給される充電電流による線路電圧および線路電流を検知することにより、充電器の内部の線路不良だけでなく、商用電源の線路不良をも検知し、これにより製品の信頼性を向上させることができる。
また、上記実施形態によると、線路不良、若しくはコンセントまたはプラグの接触不良が発生すると、出力電流の大きさを減少させたり、出力電流を遮断したりすることにより、充電器の内部の温度が上昇する前に温度上昇要因を予め遮断することが可能となり、これによる火事や事故などの可能性を予め排除することができる。
また、上記実施形態によると、充電器の内部に備えられる温度センサを削除することができ、これにより、温度センサの追加による世界各国の複雑な認証手順を削除することができ、それによる費用および時間を節約することができる。
以上、説明されている特徴、構造、効果などは、少なくとも一つが含まれていればよく、必ずしも全てを含む形態に限定されるものではない。さらに、例示されている特徴、構造、効果などは、実施形態に係る発明が属する分野において通常の知識を有する者により、他の特徴、構造、効果に対する組み合わせ、または、変形を施して実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。
以上、実施形態を中心に説明しているが、これは、単に例示であって、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、上記実施形態の本質的な特性から逸脱しない範囲で、上記実施形態に例示されていない様々な変形と応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に示されている各構成要素は変形して実施できるものである。また、このような変形と応用に関係する相違点は、本発明の範囲に含まれると解釈すべきである。
１１０ ：充電器本体
１１１ ：第１リレー（リレー）
１１２ ：第２リレー（リレー）
１１３ ：スイッチ
１２０ ：第１コネクタ
１３０ ：第２コネクタ
１５０ ：制御部
Ａ ：第１基準値
Ｂ ：第２基準値
Ｒ１ ：第１接触抵抗（接触抵抗）
Ｒ２ ：第２接触抵抗（接触抵抗）
Ｒ３ ：内部線路抵抗
Ｒ４ ：第１外部線路抵抗（商用電源線路抵抗）

Claims (10)

  1. 商用電源のコンセントに連結される第１コネクタと、充電対象装置に連結される第２コネクタと、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの間に配置され、前記第１コネクタを介して供給される前記商用電源の経路を制御する充電器本体と、を含む電気自動車充電器であって、
    前記充電器本体は、
    前記商用電源のコンセントと前記第１コネクタとの間に配置され、一端が前記商用電源に連結され、他端が前記第１コネクタに連結される内部線路抵抗と、
    一端が前記第１コネクタに連結され、他端が前記内部線路抵抗の一端に連結されるスイッチと、
    一端が前記第１コネクタおよび前記スイッチに連結され、他端が前記第２コネクタと連結されるリレーと、
    予め設定された動作モードに応じて前記スイッチおよび前記リレーの動作を制御する制御部と、を含む、電気自動車充電器。
  2. 前記動作モードは、
    前記第２コネクタに連結された前記充電対象装置を含む第１経路に前記商用電源を供給し、前記充電対象装置に充電電源を供給する第１動作モードと、
    前記内部線路抵抗を含む第２経路に前記商用電源を供給し、内部線路の状態を確認する第２動作モードと、を含む、請求項１に記載の電気自動車充電器。
  3. 前記制御部は、
    予め設定されたイベントが発生すると、前記動作モードを前記第２動作モードと決定し、
    前記イベントは、
    前記第２コネクタに対する前記充電対象装置の連結が検知される第１イベントと、
    予め設定された所定の周期が経過した第２イベントと、
    予め設定された充電条件による充電可能時間が経過した第３イベントのうち少なくとも一つを含む、請求項２に記載の電気自動車充電器。
  4. 前記制御部は、
    前記第２動作モードで、前記内部線路抵抗に流れる線路電圧および線路電流を検出し、検出した前記線路電圧および前記線路電流に基づいて全体線路抵抗値を検出し、
    検出した前記全体線路抵抗値に応じて前記内部線路の状態を判断する、請求項３に記載の電気自動車充電器。
  5. 前記商用電源の内部線路に配置される商用電源線路抵抗と、
    前記第１コネクタ内に配置され、プラグと接触する接触抵抗と、をさらに含み、
    前記全体線路抵抗値は、
    前記商用電源線路抵抗、前記接触抵抗および前記内部線路抵抗により決定される、請求項４に記載の電気自動車充電器。
  6. 前記制御部は、
    前記全体線路抵抗値が第１基準値以下である場合には、前記動作モードを前記第１動作モードと決定し、前記充電対象装置で要求する充電条件に応じて充電電源が供給されるように制御し、
    前記全体線路抵抗値が前記第１基準値より大きい場合には、前記充電対象装置の充電のための充電条件を設定する、請求項４に記載の電気自動車充電器。
  7. 前記制御部は、
    前記全体線路抵抗値が第１基準値より大きい場合には、前記全体線路抵抗値が第２基準値以下であるか否かを判断し、
    前記全体線路抵抗値が前記第２基準値以下である場合には、前記全体線路抵抗値に応じて前記充電対象装置への前記充電電源を供給するための充電条件を設定し、
    前記全体線路抵抗値が前記第２基準値より大きい場合には、前記充電対象装置への前記充電電源の供給を遮断する、請求項４に記載の電気自動車充電器。
  8. 前記制御部は、
    前記全体線路抵抗値が前記第１基準値より大きく、前記第２基準値以下である場合には、前記第２コネクタに連結された前記充電対象装置への前記充電電源の供給が可能な前記充電可能時間を設定し、設定した前記充電可能時間の間に前記充電電源が供給されるようにし、
    前記充電可能時間は、
    前記全体線路抵抗値が前記第１基準値に近づくほど大きくなり、前記第２基準値に近づくほど小さくなり、
    前記制御部は、
    前記充電対象装置で要求する充電電流を確認し、
    確認した前記充電電流に応じて設定した前記充電可能時間を調整し、
    前記充電可能時間は、
    確認した前記充電電流が大きいほど減少する、請求項７に記載の電気自動車充電器。
  9. 前記制御部は、
    前記第１動作モードで、前記リレーをオン状態で動作させ、前記スイッチをオフ状態で動作させ、
    前記第２動作モードで、前記リレーをオフ状態で動作させ、前記スイッチをオン状態で動作させる、請求項２に記載の電気自動車充電器。
  10. 前記内部線路の状態は、
    電気自動車充電器の内部線路状態、前記商用電源の内部線路状態および前記第１コネクタと前記コンセントとの接触状態により決定される、請求項５に記載の電気自動車充電器。
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