JP2023020624A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、電動自動車の充電装置に関して、脱炭素社会の実現に資する技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示する充電装置は、入力ポートと、出力ポートと、中継回路と、を備える。入力ポートは、外部に設けられる外部電力源と電気的に接続され、外部電力源から直流電力及び交流電力を入力可能に構成される。出力ポートは、電動自動車と電気的に接続され、電動自動車に直流電力を出力する。中継回路は、入力ポートと出力ポートとの間で電力を中継する。中継回路は、入力ポートに交流電力が入力された場合に、当該交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、入力ポートに直流電力が入力された場合に、当該直流電力にコンバータ回路をバイパスさせる入力バイパス回路と、を備える。
【選択図】図４

Description

本明細書に開示の技術は、充電装置に関する。特に、電動自動車に直流電力を出力する出力ポートを備える充電装置に関する。なお、本明細書における電動自動車には、エンジンを備えることなく走行用のモータだけを備える、いわゆる電気自動車と、走行用のモータ及びエンジンの両者を備える、いわゆるハイブリッド自動車と、の双方を含む。

特許文献１に充電装置が開示されている。充電装置には、例えば、家庭用コンセントに代表されるような、商用交流電源から交流電力が入力される。充電装置は、入力された交流電力を整流回路によって直流電力に変換する。これにより、充電装置は、充電対象に直流電力を出力する。

特開２００２－１５１１６１号公報

近年、環境に対する配慮から、太陽光発電といった再生可能エネルギーの利用が促進されている。各家庭においても、太陽光パネルを設置することによって、家庭内の消費電力を太陽光発電によって賄うことが可能となっている。太陽光発電では、太陽光パネルから直流電力が出力される。太陽光パネルから出力された直流電力は、パワーコンディショナで交流電力に変換され、家庭内の屋内配線や外部の電力系統に供給される。屋内配線に供給された電力は、上記のような充電装置を用いることで、電動自動車の充電にも利用することができる。電動自動車の充電が、再生可能エネルギーによって行われることは、脱炭素社会の実現に大きく資するものである。

しかしながら、上記の仕組みでは、太陽光発電で作られた直流電力が、パワーコンディショナで交流電力に変換され、その後に充電装置で直流電力に再変換された上で、電動自動車に供給される。このように、電力変換が繰り返される態様では、電力変換時に生じる損失によって、エネルギー効率が低下するという問題がある。これを避けるためには、太陽光パネルから出力される直流電力を、交流電力へ変換することなく、そのまま電動自動車へ供給することが考えられる。この場合、上記した従来の充電装置に代え、直流電力を受け入れて、直流電力を出力する充電装置を用意すればよい。

一方で、例えば夜間といった時間帯や、降雪といった天候によっては、太陽光発電が十分に機能せず、電動自動車を充電することができないことも想定される。この場合は、電力系統から供給される交流電力を利用する必要があり、そのためには、交流電力を受け入れて、直流電力を出力する充電装置も用意しておく必要がある。即ち、太陽光発電が利用可能な場合と、太陽光発電が利用不要な場合とに備えて、二つの充電装置が必要となってしまうとともに、それら使い分けるという手間も生じてしまう。

上記の実情を鑑み、本明細書は、電動自動車の充電装置に関して、脱炭素社会の実現に資する技術を提供する。

本明細書が開示する充電装置は、入力ポートと、出力ポートと、中継回路と、を備える。入力ポートは、外部に設けられる外部電力源と電気的に接続され、前記外部電力源から直流電力及び交流電力を入力可能に構成される。出力ポートは、電動自動車と電気的に接続され、前記電動自動車に直流電力を出力する。中継回路は、前記入力ポートと前記出力ポートとの間で電力を中継する。前記中継回路は、前記入力ポートに交流電力が入力された場合に、当該交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、前記入力ポートに直流電力が入力された場合に、当該直流電力に前記コンバータ回路をバイパスさせる入力バイパス回路と、を備える。

上述した構成によると、充電装置は、入力ポートにおいて、交流電力と直流電力とのいずれも受け入れることができるとともに、入力された電力の種類にかかわらず、出力ポートにおいて、直流電力を電動自動車へ供給することができる。これにより、電動自動車を充電するときの電源が直流電源であっても、交流電源であっても、共通の充電装置を用いることができる。複数の充電装置を用意する必要がなく、電源に応じて充電装置を使い分ける必要もない。このような充電装置が普及することで、再生可能エネルギーの利用が促進され、もって脱炭素社会の実現に貢献することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の充電装置２０の概略図を示す。 電動自動車６を充電する充電装置２０の概略図を示す。 住宅３０のブロック図を示す。 第１実施例の充電装置が備える中継回路７０ａの回路図を示す。 第２実施例の充電装置が備える中継回路７０ｂの回路図を示す。 第３実施例の充電装置が備える中継回路７０ｃの回路図を示す。 第４実施例の充電装置が備える中継回路７０ｄの回路図を示す。

本技術の一実施例では、前記中継回路は、さらに、前記コンバータ回路と前記入力バイパス回路とを切り替える第１の入力スイッチを備えてもよい。その場合、前記第１の入力スイッチは、ユーザによって切り替え可能に構成されてもよい。但し、別の実施例では、例えば、充電を実行する時間帯に応じて、コンバータ回路と入力バイパス回路とを切り替えてもよい。

本技術の一実施例では、前記中継回路は、さらに、前記コンバータ回路と前記入力バイパス回路とを切り替える第２の入力スイッチと、前記外部電力源から前記入力ポートに入力される電力が、直流電力であるか交流電力であるかを示す入力情報を、前記外部電力源から受信する入力情報受信部と、を備えてもよい。その場合、前記第２の入力スイッチは、前記入力情報受信部が受信した前記入力情報に基づいて、前記コンバータ回路と前記入力バイパス回路とを切り替えてもよい。このような構成によると、例えばユーザが切り替える構成に比して、確実にコンバータ回路と入力バイパス回路とを切り替えることができる。

本技術の一実施例では、前記入力ポートは、ＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）規格のプラグに接続されてもよい。このような構成によると、充電装置は、比較的簡易な構成により、外部電力源から入力情報を受信することができる。

本技術の一実施例では、前記出力ポートは、前記電動自動車に交流電力も出力可能に構成されていてもよい。その場合、前記中継回路は、さらに、前記電動自動車に交流電力を出力する場合に、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記電動自動車に直流電力を出力する場合に、前記インバータ回路をバイパスさせる出力バイパス回路と、を備えてもよい。小型の電動自動車では、バッテリーの容量が小さい。このような小型の電動自動車を充電する場合、直流電力ではなく、交流電力で充電することがある。このような構成によると、充電装置の中継回路は、小型の電動自動車の充電時に、インバータ回路を介して交流電力を小型の電動自動車に出力する。一方、中継回路は、通常の電動自動車の充電時には、インバータ回路をバイパスさせて直流電力を電動自動車に出力する。これにより、充電装置は、サイズの拡大を抑制しつつ、小型の電動自動車を充電することができる。

本技術の一実施例では、前記中継回路は、さらに、前記インバータ回路と前記出力バイパス回路とを切り替える第１の出力スイッチを備えてもよい。その場合、前記第１の出力スイッチは、ユーザによって切り替え可能に構成されてもよい。但し、別の実施例では、例えば、出力ポートに接続されるケーブルの仕様に応じて、インバータ回路と入力バイパス回路とを切り替えてもよい。

本技術の一実施例では、前記中継回路は、さらに、前記インバータ回路と前記出力バイパス回路とを切り替える第２の出力スイッチと、前記電動自動車に出力可能な電力が、直流電力であるか交流電力であるかを示す出力情報を、前記電動自動車から受信する出力情報受信部と、を備えてもよい。その場合、前記第２の出力スイッチは、前記出力情報受信部が受信した前記出力情報に基づいて、前記インバータ回路と前記出力バイパス回路とを切り替えてもよい。このような構成によると、例えばユーザが切り替える構成に比して、確実にインバータ回路と出力バイパス回路とを切り替えることができる。

本技術の一実施例では、前記入力ポートは、前記外部電力源に対して着脱可能に構成されてもよい。その場合、前記充電装置は、持ち運び可能に構成されてもよい。このような構成によると、家庭用コンセントによる交流電力の電動自動車の充電と、一方の電動自動車を電力源とする直流電力の他方の電動自動車の充電と、を同じ充電装置によって実行することができる。

本技術の一実施例では、前記入力ポートには、入力プラグが接続されてもよく、前記出力ポートには、出力プラグが接続されてもよい。その場合、充電装置は、前記入力プラグと前記出力プラグとを識別するための特徴を備えてもよい。このような構成によると、ユーザが、外部電力源に接続する入力プラグと、電動自動車に接続する出力プラグと、を容易に識別することができる。

本技術の一実施例では、前記中継回路を収容するハウジングをさらに備えてもよい。その場合、前記入力ポートと前記出力ポートは、前記ハウジングの同一面に設けられている、または、互いに反対側に位置する面にそれぞれ設けられていてもよい。このような構成によると、入力ポートと出力ポートをハウジングの同一面に設けることで、ユーザは、双方のポートに容易にアクセスすることができる。また、入力ポートと出力ポートをハウジングの互いに反対側に位置する面に設けることで、双方のポートを容易に識別することができる。

（実施例）
図面を参照して実施例の充電装置について説明する。図１に示されるように、充電装置２０は、矩形形状のハウジングを備え、持ち運びが可能な可搬型の充電装置である。充電装置２０を可搬型とすることで、以下で説明する住宅３０で電動自動車６を充電した後、電動自動車６によって充電装置２０を搬送することができる。これにより、充電装置２０は、例えば、他の住宅や、電動自動車６とは異なる電動自動車を外部電力源として、電動自動車６を充電することができる。

充電装置２０は、入力ポート２６と、出力ポート２８と、入力スイッチ２２と、出力スイッチ２４と、を備える。充電装置２０は、その内部に後述する中継回路を収容する。

入力ポート２６には、入力ケーブル１０が着脱可能に接続される。入力ポート２６には、入力ケーブル１０を介して、例えば図２に示す住宅３０に示されるような外部電力源から電力が入力される。入力ポート２６には、外部電力源に応じて、直流電力が入力されることもあり、交流電力が入力されることもある。

入力ケーブル１０は、入力プラグ１２と、入力ケーブル本体１４と、を備える。入力プラグ１２は、ＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）規格のプラグであり、外部電力源のソケットに接続される。ＣＨＡｄｅＭＯ規格は、例えば、電動自動車のインレットに接続する急速充電用のケーブルにも利用されている。

図２に示されるように、充電装置２０は、外部電力源である住宅３０と、充電対象である電動自動車６との間に配置される。住宅３０のアウトレット３１には、入力ケーブル１０の入力プラグ１２が接続される。入力ケーブル１０の入力ケーブル本体１４は、充電装置２０の入力ポート２６と接続される。これにより、住宅３０から入力電力Ｐ１が、充電装置２０に入力される。

同様に、出力ポート２８も、出力ケーブル１１の出力ケーブル本体４及び出力プラグ２を介して、電動自動車６のインレット７に接続される。これにより、出力電力Ｐ２が、電動自動車６のバッテリー８に供給される。この結果、出力電力Ｐ２によってバッテリー８が充電される。なお、本実施例では、入力ケーブル１０と出力ケーブル１１とは、同様の構造を備える。すなわち、出力プラグ２も、ＣＨＡｄｅＭＯ規格である。

図２に示されるように、入力プラグ１２には、住宅３０のアウトレット３１（即ち、入力側）に接続されることを示す「ＩＮ」の文字が記載されている。一方、出力プラグ２には、電動自動車６のインレット７（即ち、出力側）に接続されることを示す「ＯＵＴ」の文字が記載されている。このように、各プラグ１２，２に入力側、出力側を識別するための文字を記載することで、ユーザは、各プラグ１２，２を容易に識別することができる。

また、入力ポート２６は、充電装置２０のハウジングの一方（図２の紙面左側）の面に設けられる。出力ポート２８は、充電装置２０のハウジングの他方（図２の紙面右側）の面に設けられる。すなわち、ハウジングの入力ポート２６が設けられる面は、ハウジングの出力ポート２８が設けられる面の反対側に位置する。これにより、ユーザは、各ポート２６，２８が隣接する構成に比して、各ポート２６，２８を容易に識別することができる。

入力スイッチ２２は、入力電力Ｐ１の種類に応じて、ユーザによって切り替えられる。ユーザは、例えば、充電装置２０に住宅３０から直流電力が入力される場合には、入力スイッチ２２のノブをＤＣ側に向ける。図２では、入力スイッチ２２のノブがＤＣ側に向けられた状態が示される。一方、ユーザは、充電装置２０に住宅３０から交流電力が入力される場合には、入力スイッチ２２のノブをＡＣ側に向ける。これにより、充電装置２０は、住宅３０から入力ポート２６に入力される電力が、交流電力か直流電力かに関わらず、電動自動車６を充電することができる。入力スイッチ２２の構造の詳細については、図４～７を参照して後述する。

出力スイッチ２４は、出力電力Ｐ２の種類に応じて、ユーザが切り替えるスイッチである。いわゆる急速充電と呼ばれるように、電動自動車６は、直流電力によって短時間で充電される。しかしながら、例えば小型の電動自動車等では、そのバッテリーの容量が小さいため交流電力で充電する。この場合、充電装置２０は、交流電力を出力されることがある。

このため、ユーザは、通常の電動自動車６を充電する場合には、出力スイッチ２４のノブをＤＣ側に向ける。図２では、出力スイッチ２４のノブがＤＣ側に向けられた状態が示される。一方、ユーザは、小型の電動自動車を充電する場合には、出力スイッチ２４のノブをＡＣ側に向ける。これにより、充電装置２０は、充電対象の電動自動車を充電する電力が、交流電力か直流電力かに関わらず、充電対象の電動自動車を充電することができる。出力スイッチ２４の構造の詳細については、図４～７を参照して後述する。

図３を参照して、住宅３０の詳細構造について説明する。住宅３０は、ユーザが居住する一般的な住宅である。住宅３０は、太陽光パネル５０を備える。太陽光パネル５０は、太陽５２の光５４を収集し、そのエネルギーを直流電力に変換する。なお、太陽光パネル５０の詳細構造については、既知であるため説明を省略する。

太陽光パネル５０は、光５４を変換した直流電力Ｐ４（以下では、個別電力Ｐ４と称することがある）をＰＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）３２に供給する。ＰＣ３２は、住宅３０内の電力を制御する。

また、太陽光パネル５０による個別電力Ｐ４に加え、住宅３０のＰＣ３４には、発電所（図示省略）から、電柱４０を介して、交流電力Ｐ３（以下では、系統電力Ｐ３と称することがある）が供給される。

ＰＣ３２は、供給された個別電力Ｐ４及び系統電力Ｐ３を利用して、住宅３０内の家電（図示省略）を動作させる。ＰＣ３２は、日中、太陽光パネル５０から供給される個別電力Ｐ４の量が多い場合には、個別電力Ｐ４を交流電力に変換して、住宅３０内の家電を動作させる。また、ＰＣ３２は、個別電力Ｐ４を蓄電池３４に蓄える。また、ＰＣ３２は、夜間等、個別電力Ｐ４の量が少ない場合には、蓄電池３４に蓄えられた個別電力Ｐ４、系統電力Ｐ３を利用して住宅３０内の家電を動作させる。なお、図３では、個別電力Ｐ４を太線の破線矢印で示し、系統電力Ｐ３を細線の破線矢印で示す。

住宅３０の外壁には、アウトレット３１が設けられている。アウトレット３１は、ＣＨＡｄｅＭＯ規格のプラグと嵌合するソケットである。ＰＣ３２は、太陽光パネル５０の発電状況等に応じて、個別電力Ｐ４あるいは系統電力Ｐ３を、アウトレット３１に分電盤３６を介して供給する。これにより、アウトレット３１と接続されている入力プラグ１２には、個別電力Ｐ４（すなわち、直流電力）あるいは系統電力Ｐ３（すなわち交流電力）が入力される。

先に述べたように、入力プラグ１２は、ＣＨＡｄｅＭＯ規格である。このため、入力プラグ１２は、住宅３０の通信装置３８とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を行うことができる。これによりＰＣ３２から、通信装置３８を介して、ＰＣ３２がアウトレット３１に対して個別電力Ｐ４を供給したか、あるいは、系統電力Ｐ３を供給したか、を示す入力情報Ｓ１が、入力プラグ１２に供給される。

従来では、住宅３０の個別電力Ｐ４を利用して電動自動車６を充電する場合、ＰＣ３２は、個別電力Ｐ４を交流電力に変換して、アウトレット３１に供給する。そのため、充電装置は、太陽光パネル５０によって生成された直流電力から変換された交流電力を、再度充電器側で直流電力に再び変換して、電動自動車６に供給する必要があった。このため、従来の技術では、住宅３０で電動自動車６を充電する場合、電力変換時に生じる損失によって、エネルギー効率が低下する。

上述したように、住宅３０では、ＰＣ３２は、アウトレット３１に対して、個別電力Ｐ４（すなわち、直流電力）及び系統電力Ｐ３（すなわち、交流電力）を供給する。これにより、電力変換時のエネルギー効率の低下を抑制することができる。

しかしながら、住宅３０が直流電力及び交流電力をアウトレット３１に対して供給すると、従来では、ユーザは、例えば、直流電力を受け入れて直流電力で電動自動車６を充電する第１の充電装置と、交流電力を受け入れて直流電力で電動自動車６を充電する第２の充電装置と、を用意し、使い分ける必要がある。この場合、ユーザの利便性が悪化するため、上述したエネルギー効率の低下を抑制することができる、個別電力Ｐ４による電動自動車６の普及が滞る。

また、ユーザの利便性を向上させるために、一個の充電装置に直流電力を入力可能な第１の入力ポートと、交流電力を入力可能な第２の入力ポートと、を別個に設ける場合、充電装置のサイズが拡大してしまう。その結果、拡大した充電装置を設置するスペースが拡大するため、個別電力Ｐ４による電動自動車６の普及が滞る。

図４を参照して、第１実施例の充電装置２０が備える中継回路７０ａについて説明する。中継回路７０ａは、入力スイッチ回路７２と、出力スイッチ回路７４と、入力バイパス回路７５と、出力バイパス回路８５と、入力コンバータ７６と、コンデンサ７８と、インバータ８０と、絶縁トランス８２と、出力コンバータ８４と、を備える。

入力ポート２６は、正極入力端子２７ｐと、負極入力端子２７ｎと、を備える。同様に、出力ポート２８は、正極出力端子２９ｐと、負極出力端子２９ｎと、を備える。中継回路７０ａは、各端子２７ｐ，２７ｎ，２９ｐ，２９ｎと接続される。即ち、中継回路７０ａは、入力ポート２６と出力ポート２８との間で電力を中継する。

入力スイッチ回路７２は、交流入力回路２Ａと直流入力回路２Ｄとを備える。各入力回路２Ａ，２Ｄは、一対の片切スイッチを有する。交流入力回路２Ａは、各入力端子２７ｐ，２７ｎと入力コンバータ７６との間に位置する。直流入力回路２Ｄは、各入力端子２７ｐ，２７ｎと入力バイパス回路７５との間に位置する。

入力スイッチ回路７２は、入力スイッチ２２と接続される。例えば夜間等、太陽光パネル５０により発生する個別電力Ｐ４（図３参照）の量が減少している場合、ユーザは、入力スイッチ２２のノブをＡＣ側に向ける。この場合、交流入力回路２Ａがオンされ、直流入力回路２Ｄがオフされる。より詳細には、ユーザによって入力スイッチ２２のノブがＡＣ側に向けられている場合、交流入力回路２Ａの一対の片切スイッチは、各入力端子２７ｐ，２７ｎを、入力コンバータ７６に接続する（図４の交流入力回路２Ａの破線参照）。その場合、直流入力回路２Ｄの一対の片切スイッチは、各入力端子２７ｐ，２７ｎを、入力バイパス回路７５から切り離す（図４の直流入力回路２Ｄの破線参照）。

この状態で電動自動車６の充電を実行すると、住宅３０のアウトレット３１（図２参照）を介して、交流電力（すなわち、図３の系統電力Ｐ３）が入力ポート２６に入力される。さらに、交流電力は、交流入力回路２Ａを介して、入力コンバータ７６に送り込まれる。入力コンバータ７６は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子を備える。各スイッチング素子をスイッチングさせることで、入力コンバータ７６は、交流電力を直流電力に変換する。なお、本明細書では、各デバイス７６，８０，８４が電力を変換する詳細については、説明を省略する。

一方、例えば、昼間等、太陽光パネル５０の発電量が多い場合、ユーザは入力スイッチ２２のノブをＤＣ側に向ける。この場合、交流入力回路２Ａがオフされ、直流入力回路２Ｄがオンされる。具体的には、交流入力回路２Ａは、各入力端子２７ｐ，２７ｎを、入力コンバータ７６から切り離し、直流入力回路２Ｄは、各入力端子２７ｐ，２７ｎを、入力バイパス回路７５に接続する。この結果、アウトレット３１を介して、直流電力（すなわち、図３の個別電力Ｐ４）が入力ポート２６に入力されと、当該直流電力は、直流入力回路２Ｄ及び入力バイパス回路７５を介して、入力コンバータ７６をバイパスする。

このように、第１実施例の充電装置２０の中継回路７０ａでは、入力スイッチ回路７２によって、入力ポート２６に入力される電力が、直流電力であるか交流電力であるかに応じて、各入力端子２７ｐ，２７ｎを接続する回路を変更することができる。これにより、一つの充電装置２０には、直流電力及び交流電力の双方が入力可能となる。さらに、一つの中継回路７０ａに入力バイパス回路７５及び入力コンバータ７６を配置することで、そのサイズの拡大を抑制することができる。これにより、充電装置２０の普及が促進される。その結果、太陽光パネル５０により再生されるエネルギーの利用が促進され、もって脱炭素社会の実現に貢献することができる。

入力コンバータ７６によって変換された直流電力、または、入力コンバータ７６をバイパスした直流電力は、コンデンサ７８を通過して、インバータ８０に印加される。コンデンサ７８は、いわゆる平滑コンデンサであり、中継回路７０ａにおける脈流の発生を抑制する。インバータ８０は、絶縁トランス８２に電力を入力するために、直流電力を交流電力に変換する。絶縁トランス８２は、住宅３０側と、電動自動車６側と、を絶縁しつつ、電力を伝達する。図示は省略したが、絶縁トランス８２は、入力ポート２６側の一次コイルと、出力ポート２８側の二次コイルと、それらの間に位置する鉄心と、を備える。各コイルは、電気的に絶縁される。一次コイルに入力された電力が、鉄心に磁束を発生させ、それにより二次コイルに電力が入力される。これにより、仮に電動自動車６側で漏電等の問題が生じても、住宅３０側さらには系統側に影響が生じることを防止することができる。

先に述べたように、出力スイッチ回路７４には、インバータ８０によって変換された交流電力が供給される。ここで、電動自動車６は、直流電力によって充電されるため、交流電力を出力コンバータ８４によって直流電力に変換する必要がある。一方で、例えば小型の電動自動車は、交流電力によって充電される。

図４に示されるように、絶縁トランス８２の正極トランス端子８３ｐと負極トランス端子８３ｎとは、出力スイッチ回路７４に接続される。出力スイッチ回路７４は、交流出力回路４Ａと直流出力回路４Ｄとを備える。各出力回路４Ａ，４Ｄは、一対の片切スイッチを有する。交流出力回路４Ａは、各トランス端子８３ｐ，８３ｎと出力バイパス回路８５との間に位置する。直流出力回路４Ｄは、各トランス端子８３ｐ，８３ｎと出力コンバータ８４との間に位置する。

出力スイッチ回路７４は、出力スイッチ２４と接続される。例えば小型の電動自動車の充電を行う場合、ユーザは、出力スイッチ２４のノブをＡＣ側に向ける。この場合、交流出力回路４Ａがオンされ、直流出力回路４Ｄがオフされる。具体的には、ユーザによって出力スイッチ２４のノブがＡＣ側に向けられている場合、交流出力回路４Ａの一対の片切スイッチは、各トランス端子８３ｐ，８３ｎを、出力バイパス回路８５に接続する（図４の交流出力回路４Ａの破線参照）。その場合、直流出力回路４Ｄの一対の片切スイッチは、各トランス端子８３ｐ，８３ｎを、出力コンバータ８４に接続しない（図４の直流出力回路４Ｄの破線参照）。

これにより、インバータ８０によって変換された交流電力が、出力コンバータ８４をバイパスして、出力ポート２８に印加される。その結果、インバータ８０によって変換された交流電力が、小型の電動自動車のバッテリーに直接的に出力される。

一方、例えば、電動自動車６を急速に充電する場合、ユーザは、出力スイッチ２４のノブをＤＣ側に向ける。この場合、交流出力回路４Ａがオフされ、直流出力回路４Ｄがオンされる。具体的には、ユーザによって出力スイッチ２４のノブがＤＣ側に向けられている場合、直流出力回路４Ｄは、各トランス端子８３ｐ，８３ｎを、出力コンバータ８４に接続する（図４の直流出力回路４Ｄの実線参照）。その場合、交流出力回路４Ａは、各トランス端子８３ｐ，８３ｎを、出力バイパス回路８５から切り離す（図４の交流出力回路４Ａの実線参照）。これにより、交流電力が出力コンバータ８４によって直流電力に変換され、当該直流電力が、電動自動車６に出力される。

このように、第１実施例の充電装置２０の中継回路７０ａでは、出力スイッチ回路７４によって、電動自動車に出力する電力が、直流電力であるか交流電力であるかに応じて、各トランス端子８３ｐ，８３ｎを接続する回路を変更することができる。これにより、直流電力及び交流電力を出力する場合であっても、充電装置２０のサイズの拡大を抑制することができる。

図５を参照して第２実施例の充電装置２０の中継回路７０ｂについて説明する。第２実施例の充電装置２０は、出力スイッチ２４（図１参照）を備えない。そのため、第２実施例の中継回路７０ｂは、第１実施例の中継回路７０ａと異なり、出力スイッチ回路７４を備えない。また、第２実施例の中継回路７０ｂは、第１実施例の備えるインバータ８０，絶縁トランス８２、出力コンバータ８４に代えて、昇圧コンバータ７９を備える。その他の点において、第２実施例の中継回路７０ｂは、第１実施例の中継回路７０ａと同様の構成を備える。

第１実施例の中継回路７０ａと同様に、第２実施例の中継回路７０ｂも、入力スイッチ回路７２によって、各入力端子２７ｐ，２７ｎを入力コンバータ７６に接続するか、各入力端子２７ｐ，２７ｎを入力バイパス回路７５に接続するか、を変更可能である。このため、第２実施例の充電装置２０は、直流電力及び交流電力が入力されても、そのサイズの拡大を抑制することができる。さらに、第２実施例の中継回路７０ｂは、昇圧コンバータ７９によって、直流電力を電動自動車６に適した電圧に増圧する。なお、変形例では、第２実施例の中継回路７０ｂは、昇圧コンバータ７９を備えなくてもよい。

図６を参照して、第３実施例の充電装置２０の中継回路７０ｃについて説明する。第３実施例の充電装置２０は、上述した第３実施例の充電装置２０は、入力スイッチ２２及び出力スイッチ２４を備えない。第３実施例の中継回路７０ｃは、入力スイッチ２２に代えて、入力情報受信部９２を備え、出力スイッチ２４に代えて、出力情報受信部９４を備える。その他の点において、第３実施例の中継回路７０ｃは、第１実施例の中継回路７０ａと同様の構成を備える。

入力情報受信部９２は、入力スイッチ回路７２と接続される。さらに、入力情報受信部９２は、入力ポート２６及び入力プラグ１２（図１参照）を介して、住宅３０の通信装置３８と接続されている。先に述べたように、入力プラグ１２は、ＣＨＡｄｅＭＯ規格であり、住宅３０の通信装置３８とＣＡＮ通信を実行可能である。このため、入力情報受信部９２は、ＣＡＮ通信を利用して、住宅３０の通信装置３８から入力情報Ｓ１を受信することができる。このように、第３実施例の充電装置２０では、ＣＨＡｄｅＭＯ規格の入力プラグ１２を介して住宅３０と入力ポート２６とを接続することで、比較的簡易な構造によって通信装置３８と中継回路７０ｃとの間でＣＡＮ通信を行うことができる。

入力情報受信部９２は、住宅３０のＰＣ３２（図３参照）から、アウトレット３１に対して個別電力Ｐ４（すなわち、直流電力）が供給されたことを示す入力情報Ｓ１を受信した場合、交流入力回路２Ａをオフし、直流入力回路２Ｄをオンする。一方、入力情報受信部９２は、ＰＣ３２からアウトレット３１に対して系統電力Ｐ３が供給されたことを示す入力情報Ｓ１を受信した場合、交流入力回路２Ａをオンし、直流入力回路２Ｄをオフする。このように、第３実施例の中継回路７０ｃでは、ＰＣ３２から供給される電力が直流電力であるか、あるいは交流電力であるかを示す入力情報Ｓ１に基づいて、入力スイッチ回路７２の各入力回路２Ａ，２Ｄのオンオフが切り替えられる。このため、ユーザが入力スイッチ２２を操作する構成に比して、確実に入力スイッチ回路７２の各入力回路２Ａ，２Ｄのオンオフを切り替えることができる。

先に述べたように、出力プラグ２は、ＣＨＡｄｅＭＯ規格である。このため、出力情報受信部９４は、出力ポート２８及び出力プラグ２を介して、電動自動車６の発信装置９とＣＡＮ通信を実行可能である。出力情報受信部９４は、ＣＡＮ通信を利用して、電動自動車６の発信装置９から出力情報Ｓ２を受信することができる。出力情報受信部９４は、電動自動車６の発信装置９から、電動自動車６が直流電力で充電されることを示す出力情報Ｓ２を受信した場合、交流出力回路４Ａをオフし、直流出力回路４Ｄをオンする。一方、出力情報受信部９４は、発信装置９から交流電力で充電されることを示す出力情報Ｓ２を受信した場合、交流出力回路４Ａをオンし、直流出力回路４Ｄをオフする。このように、第３実施例の中継回路７０ｃでは、充電対象に出力可能な出力が直流電力であるか、あるいは交流電力であるかを示す出力情報Ｓ２に基づいて、出力スイッチ回路７４の各回路４Ａ，４Ｄのオンオフが切り替えられる。このため、ユーザが出力スイッチ２４を操作する構成に比して、確実に出力スイッチ回路７４の各回路４Ａ，４Ｄのオンオフを切り替えることができる。

図７を参照して、第４実施例の充電装置２０の中継回路７０ｄについて説明する。第４実施例の中継回路７０ｄでは、第２実施例の中継回路７０ｂの入力スイッチ２２に代えて、入力情報受信部９２が設けられる。上述したように、入力情報受信部９２は、入力情報Ｓ１に基づいて、入力スイッチ回路７２の各入力回路２Ａ，２Ｄのオンオフが切り替えられる。このため、ユーザが入力スイッチ２２を操作する構成に比して、確実に入力スイッチ回路７２の各入力回路２Ａ，２Ｄのオンオフを切り替えることができる。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。上記の実施例の変形例を以下に列挙する。

（変形例１）インバータ８０及び絶縁トランス８２は省略可能である。その場合、中継回路７０ａ及び７０ｃは、出力コンバータ８４に代えて、出力インバータを備える。本変形例では、電動自動車６に交流電力を出力する場合、出力スイッチ回路７４の直流出力回路４Ｄによって、出力インバータを上流側と接続する。一方、電動自動車６に直流電力を出力する場合、出力スイッチ回路７４の交流出力回路４Ａによって、出力バイパス回路８５を上流側と接続する。

（変形例２）入力スイッチ２２及び入力情報受信部９２は省略可能である。その場合、例えば、時間帯に応じて、入力スイッチ回路７２の各入力回路２Ａ，２Ｄのオンオフを切り替えてもよい。

（変形例３）入力プラグ１２は、ＣＨＡｄｅＭＯ規格とは異なる規格の構造を有してもよい。また、入力ケーブル１０と出力ケーブル１１とは、互いに異なるケーブルが用いられてもよい。特に、出力ケーブル１１は、直流電力で電動自動車を充電する場合と、交流電力で電動自動車を充電する場合とで、異なるケーブルが充電装置２０に接続されてもよい。

（変形例４）充電装置２０は、可搬型でなくてもよい。例えば、住宅３０に埋設された充電装置であってもよい。

（変形例５）上述した実施例では、入力プラグ１２に「ＩＮ」の文字を記載し、出力プラグ２に「ＯＵＴ」の文字を記載することで、両者を識別する。すなわち、実施例では、これらの文字が、「特徴」の一例である。本変形例では、これに代えて、各プラグ１２，２が異なる色を有してもよい。その場合、各プラグ１２，２の色が、「特徴」の一例である。さらに、文字に代えて、各プラグ１２，２を識別するマークを付してもよい。この場合、当該マークが、「特徴」の一例である。さらに、これらの特徴は、各プラグ１２，２に代えて、各ケーブル本体１４，４に付されてもよいし、各ポート２６，２８に付されてもよい。ここでいう「特徴」は、視認可能なものに限定されず、触覚といった他の感覚によって識別可能なもの（例えば「点字」）であってもよい。

（変形例６）上述した実施例では、各ポート２６，２８は、ハウジングの反対側に位置する面にそれぞれ設けられる。本変形例では、これに代えて、各ポート２６，２８は、充電装置２０のハウジングの同一面上に、隣接して配置されてもよい。これにより、ユーザは、各ポート２６，２８に対して容易にアクセスすることができる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：出力プラグ
２Ａ ：交流入力回路
２Ｄ ：直流入力回路
４Ａ ：交流出力回路
４Ｄ ：直流出力回路
６ ：電動自動車
１０ ：入力ケーブル
１１ ：出力ケーブル
１２ ：入力プラグ
２０ ：充電装置
２２ ：入力スイッチ
２４ ：出力スイッチ
２６ ：入力ポート
２８ ：出力ポート
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ ：中継回路
７２ ：入力スイッチ回路
７４ ：出力スイッチ回路
７５ ：入力バイパス回路
７６ ：入力コンバータ
８４ ：出力コンバータ
８５ ：出力バイパス回路
９２ ：入力情報受信部
９４ ：出力情報受信部

Claims (10)

1. 外部に設けられる外部電力源と電気的に接続され、前記外部電力源から直流電力及び交流電力を入力可能に構成される入力ポートと、
   電動自動車と電気的に接続され、前記電動自動車に直流電力を出力する出力ポートと、
   前記入力ポートと前記出力ポートとの間で電力を中継する中継回路と、を備え、
   前記中継回路は、
   前記入力ポートに交流電力が入力された場合に、当該交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、
   前記入力ポートに直流電力が入力された場合に、当該直流電力に前記コンバータ回路をバイパスさせる入力バイパス回路と、を備える、充電装置。
2. 前記中継回路は、さらに、前記コンバータ回路と前記入力バイパス回路とを切り替える第１の入力スイッチを備え、
   前記第１の入力スイッチは、ユーザによって切り替え可能に構成される、請求項１に記載の充電装置。
3. 前記中継回路は、さらに、
   前記コンバータ回路と前記入力バイパス回路とを切り替える第２の入力スイッチと、
   前記外部電力源から前入力ポートに入力される電力が、直流電力であるか交流電力であるかを示す入力情報を、前記外部電力源から受信する入力情報受信部と、を備え、
   前記第２の入力スイッチは、前記入力情報受信部が受信した前記入力情報に基づいて、前記コンバータ回路と前記入力バイパス回路とを切り替える、請求項１または２に記載の充電装置。
4. 前記入力ポートには、ＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）規格のプラグが接続される、請求項３に記載の充電装置。
5. 前記出力ポートは、前記電動自動車に交流電力も出力可能に構成されており、
   前記中継回路は、さらに、
   前記電動自動車に交流電力を出力する場合に、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
   前記電動自動車に直流電力を出力する場合に、前記インバータ回路をバイパスさせる出力バイパス回路と、を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の充電装置。
6. 前記中継回路は、さらに、前記インバータ回路と前記出力バイパス回路とを切り替える第１の出力スイッチを備え、
   前記第１の出力スイッチは、ユーザによって切り替え可能に構成される、請求項５に記載の充電装置。
7. 前記中継回路は、さらに、
   前記インバータ回路と前記出力バイパス回路とを切り替える第２の出力スイッチと、
   前記電動自動車に出力可能な電力が、直流電力であるか交流電力であるかを示す出力情報を、前記電動自動車から受信する出力情報受信部と、を備え、
   前記第２の出力スイッチは、前記出力情報受信部が受信した前記出力情報に基づいて、前記インバータ回路と前記出力バイパス回路とを切り替える、請求項５または６に記載の充電装置。
8. 前記入力ポートは、前記外部電力源に対して着脱可能に構成され、
   前記充電装置は、持ち運び可能に構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の充電装置。
9. 前記入力ポートには、入力プラグが接続され、
   前記出力ポートには、出力プラグが接続され、
   前記入力プラグと前記出力プラグとを識別するための特徴を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の充電装置。
10. 前記中継回路を収容するハウジングをさらに備え、
    前記入力ポートと前記出力ポートは、前記ハウジングの同一面に設けられている、又は、互いに反対側に位置する面にそれぞれ設けられている、請求項１から９のいずれか一項に記載の充電装置。
    

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