JP3217205U - 電動車両を充電するための充電システム用のアダプタプラグ - Google Patents

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Abstract

【課題】規格化された現存の充電プラグを、別のスタンダードに従って規格化されている充電ソケットに接続できるようにするアダプタプラグを提供する。【解決手段】電動車両充電システム用のアダプタプラグ1であり、プラグハウジング10と、プラグハウジングに設けられ、第1の差し込み部分110、111、及び第1のコネクタ部品に電気的に接触するための第1の電気的接触要素112、113を備え、第1の接触要素が第1の差し込み部分に設けられる、第1のコネクタフェイス11と、プラグハウジングに設けられ、第2の差し込み部分120、及び第2のコネクタ部品に電気的に接触するための第2の電気的接触要素を備え、第2の接触要素が、第2の差し込み部分に設けられる、第2のコネクタフェイス12と、第1の接触要素と第2の接触要素との間の電気的制御信号、電流、および電圧の少なくとも1つを変換する電子装置と、を有する。【選択図】図2

Description

本考案は、電動車両を充電するための充電システム用のアダプタプラグに関する。
そのようなアダプタプラグは、プラグハウジングと、プラグハウジングに設けられたコネクタフェイスとを含み、当該コネクタフェイスは、差し込み部分と、具設されたコネクタ部品に電気的に接触するための、差し込み部分に設けられた少なくとも1つの電気的接触要素とを備える。
電動車両を充電するための充電システムでは、充電ケーブルを介して充電ステーションと連結されている充電プラグが、たとえば電動車両の充電ソケットに差し込まれるので、この方法で充電ステーションと電動車両との間の電気的連結を構築し、かつ電動車両のバッテリを充電するための充電電流を伝送することができる。この時充電電流は、直流電流としてあるいは交流電流としても伝送することができ、大きな電流たとえば200Aよりも大きく場合によっては350Aよりも大きい電流も伝送することができる。
電動車両を充電するための充電システムで用いられるコネクタ部品には、異なるスタンダードが存在する。これらは、3つのパート(IEC62196−1、IEC62196−2、IEC62196−3)がある国際規格IEC62196で規格化されている。規格の第4パート(IEC62196−4)のための規格化プロセスは、2015年6月に始まった。
国際規格IEC62196−3は、異なるスタンダードに従って形成され互いに機械的にも電気的にも適合しない5つの異なるコネクタタイプを規格化している。それで、1つのコネクタタイプの充電プラグは、別のコネクタタイプの充電ソケットに用いることができない。
その際国が異なれば、異なるスタンダードが使用される。それで日本においてはしばしば、いわゆるCHAdeMOスタンダードが用いられるが、他方でアメリカ合衆国ではCCS1スタンダードに従ったコネクタ部品が使用される。
たとえば、第1のスタンダードに従った充電ソケットを備える電動車両が、第2の異なるスタンダードに従った充電プラグを含む充電ステーションを介しても充電できるようにするために、異なるスタンダードのコネクタ部品間の適合性を改善する必要がある。
これまで意図されてきたのは、たとえば複数の充電ケーブルとこれに設けられた異なる充電プラグとを有する充電ステーションを作るということである。しかしながらこれは、面倒でありかつ費用がかかる。
特許文献1から知られている交換プラグでは、導線はバヨネット継手によって、導線側の受容部に固定されている。交換プラグを充電ステーションと連結し、これを介して電動車両を充電するために、インフラ側の受容部には国固有の接続要素が設けられてよい。
特許文献2からは、異なる差し込み部分が設けられた異なるアタッチメントを有して作ることができる充電プラグが知られている。
独国特許出願公開第102013007330号明細書 欧州特許第2555340号明細書
本願考案の課題は、規格化された現存の充電プラグを、場合によっては別のスタンダードに従って規格化されている充電ソケットに接続できるようにするアダプタプラグを利用できるようにすることである。
この課題は、請求項1の特徴を有する対象によって解決される。
それに従えば、電動車両を充電するための充電システム用のアダプタプラグは、
‐プラグハウジングと、
‐第1の差し込み部分と、第1のコネクタ部品に電気的に接触するための、第1の差し込み部分に設けられた少なくとも1つの第1の電気的接触要素とを備える、プラグハウジングに設けられた第1のコネクタフェイスと、
‐第2の差し込み部分と、第2のコネクタ部品に電気的に接触するための、第2の差し込み部分に設けられた少なくとも1つの第2の電気的接触要素とを備える、プラグハウジングに設けられた第2のコネクタフェイスと、
‐少なくとも1つの第1の接触要素と少なくとも1つの第2の接触要素との間の電気的制御信号、電流、および電圧のうちの少なくとも1つを変換するための、プラグハウジングにあるいはプラグハウジング内に設けられた電子装置
とを含む。
それに従えば、プラグハウジングには2つのコネクタフェイスが設けられている。これによって、たとえば充電ケーブルの充電プラグと電動車両の充電ソケットとの間にアダプタプラグを設けることが可能になるので、この方法で充電プラグと充電ソケットとの間にアダプタを提供できる。この時充電プラグは、このためにたとえばソケット(インレットとも呼ばれる)として作られていてよいコネクタフェイスの1つに差し込まれていてよい。この場合アダプタプラグは、このためにプラグ(コネクタ)として形成されている別のコネクタフェイスによって、電動車両の側の充電ソケットに差し込まれ得る。
この時第1のコネクタフェイスは、第1のコネクタタイプに従って形成され、第2のコネクタフェイスは、第1のコネクタタイプとは異なる第2のコネクタタイプに従って形成されていてよい。本願では、コネクタフェイスがコネクタタイプに従って形成されているというのは、コネクタフェイスは、定義されたスタンダードたとえば国際規格IEC62196によって規格化され、ひいてはスタンダード化されていると理解される。
この時意図されていてよいのは、異なるコネクタフェイスは、異なるスタンダードに対応するということである。この場合それによって、アダプタプラグは、たとえば第1のスタンダードに従った充電プラグをコネクタフェイスの1つに接続するのを可能にし、別のコネクタフェイスを有するアダプタプラグを別のスタンダードに従った充電ソケットに接続するのを可能にする。
しかしながら、第1のコネクタフェイスと第2のコネクタフェイスは、必ずしも異なるスタンダードに従って形成されているわけではない。コネクタフェイスは、同じスタンダードに従って形成されていてよいが、その際たとえば一方ではソケット(インレット)として、他方ではプラグ(コネクタ)として実現されていてよい。コネクタとソケットとが同じスタンダードの場合、基本的に信号の適合は必要なく、信号を単に通すだけでよい。同じスタンダードのコネクタフェイスを有するアダプタプラグを提供することによって、たとえばアダプタ内の導線にアクセスさせ得るテスト装置あるいは検査装置を提供できるであろう。
第1のコネクタフェイスの第1の差し込み部分は、好適には第1の差し込み方向に沿って差し込まれて第1のコネクタ部品と連結され得るが、他方で第2のコネクタフェイスの第2の差し込み部分は、第2の差し込み方向に沿って差し込まれて第2のコネクタ部品と連結され得る。この時一形態において、第1の差し込み方向と第2の差し込み方向とは互いに異なっており、特に互いに対して斜めを向いている。これによって、アダプタプラグの取り扱いが容易になる。なぜなら、充電プラグがコネクタフェイスの1つに嵌合されている場合、アダプタプラグがたとえば電動車両の側の具設された充電ソケットに差し込まれるべき差し込み方向とは別の方向で、充電ケーブルをプラグハウジングから離すことができるからである。
一実施例において、コネクタフェイスの少なくとも1つは、電気的接触要素が少なくとも1つずつ設けられている2つの差し込み部分を備える。2つの差し込み部分を含むそのようなコネクタフェイスは、たとえば対応して作られた充電ソケット、たとえばアメリカ合衆国で一般的に用いられているCCS1スタンダードに従った充電ソケットに差し込まれ得る。
好適には、少なくとも1つの第1の接触要素と少なくとも1つの第2の接触要素は、電気的連結装置を介して、電気的に互いに連結されている。それによってコネクタフェイスの接触要素は、電気的に互いに連結されているので、コネクタフェイスの接触要素間で、電流を伝送できる。この時連結は、電子装置を介して構築でき、当該電子装置はたとえば、1つのスタンダードから別のスタンダードに制御信号を変換するために、あるいは電流および電圧、又はそれらのうちの何れか一方がスタンダードの基準値に対応するようこれらを適合させるために、作られていてよい。
一形態において、電子装置は、中に電子基板が設けられている電子ハウジングを備える。電子基板はたとえば、電子装置の変換機能を果たす電子コンポーネントを備えてよい。電子基板はたとえば、対応する接触要素を介して、第1のコネクタフェイスの第1の接触要素および第2のコネクタフェイスの第2の接触要素と、又はそれらのうちの何れか一方と連結されていてよい。
好適には電子ハウジングは密閉されており、それによって電子基板を水分から保護している。この時電子ハウジングは、プラグハウジング内にはめ込まれていてよいので、プラグハウジング内部で電子基板の付加的な保護が、電子ハウジングを介して提供される。すべての電気コンポーネント特に導電線と電気接点は、好適にはプラグハウジング内に水分を通さないように封入されているので、水分がプラグハウジング内に浸入しても、プラグハウジング内でのショートが回避される。
一形態において、プラグハウジングはたとえば、ユーザーがアダプタプラグを握るためのグリップを備える。場合によっては充電プラグがすでにコネクタフェイスの1つに接続されている場合、アダプタプラグをたとえば電動車両の充電ソケットに嵌合するために、ユーザーはグリップのところでアダプタプラグを掴む。
本考案が基礎としている思想は、以下において、図に表わされる実施例に基づいてより詳細に説明されることになる。図に示されるのは以下である。
電動車両を充電するための充電システムの概略図である。 第1のコネクタタイプの充電プラグを別のコネクタタイプの充電ソケットに連結するためのアダプタプラグの図である。 アダプタプラグの別図である。 これもアダプタプラグの別図である。 アダプタプラグの部分断面図である。 第1のコネクタフェイスと第2のコネクタフェイスとを有する、アダプタプラグの内部アセンブリの図である。 図6に記載のアセンブリの別図である。 アダプタプラグの第1のコネクタフェイスの分離図である。 第1のコネクタフェイスを実現するハウジング部品の背面図である。 アダプタプラグの別の第2のコネクタフェイスの分離図である。 第2のコネクタフェイスを実現するハウジング部品の背面図である。 アダプタプラグの電子装置の図である。 電子装置の別図である。 電子装置の分解図である。 電子装置の電子基板の分離図である。
図1は、電動車両2を充電するための充電システムであって、充電ステーション3が、充電ケーブル30とそれに設けられた充電プラグの形状のコネクタ部品31とを介して、電動車両2の側の充電ソケット20と連結され得る充電システムの概略図を示している。電動車両2が充電ケーブル30を介して充電ステーション3に接続されているならば、電動車両2のバッテリを充電するために電流を伝送できる。
基本的に、充電電流の伝送には、直流電流と交流電流とが使用可能である。しかも、充電するための異なる方式を定義し、さらに充電ステーション3と電動車両2との間の連結を構築するためのコネクタ部品のための異なるスタンダードを規定する異なる規格が存在する。
世界中の異なる地域において、今日では、異なる規格に従った異なるコネクタ部品が使用され、異なる規格に従ったコネクタ部品は一般的に、電気的つまり充電のための電流と充電プロセスを制御するための制御信号とを伝送することにおいても、機械的つまり機械的な差し込み連結を構築するためのコネクタフェイスを構造的に形作ることにおいても、互いに適合しない。
異なるスタンダードに従って形成されている、充電プラグの形状のコネクタ部品31と充電ソケットの形状のコネクタ部品20とを互いに連結できるようにするために、本願で提案されるのは、図2から図15の実施例において表わされているようなアダプタプラグ1を用いることである。そのようなアダプタプラグ1は、充電ケーブル30の側の充電プラグの形状のコネクタ部品31と、電動車両2の側の充電ソケットの形状のコネクタ部品20との間に設けられることができ、コネクタ部品20とコネクタ部品31との間の電気的かつ機械的連結を構築するために形作られている。
図2から図15において具体的に表わされているアダプタプラグ1は、(たとえば日本で一般的に用いられているような)いわゆるCHAdeMOスタンダードに従って形成されているコネクタ部品31を、(たとえばアメリカ合衆国で一般的に用いられているような)CCS1スタンダードに従って形成されているコネクタ部品20に連結するために使われる。このためにアダプタプラグ1は、2つのコネクタフェイス11、12が設けられているプラグハウジング10を備え、当該コネクタフェイス11、12はその構造的かつ電気的形態において、コネクタフェイス11、12を連結すべき具設されるコネクタ部品20、31のスタンダードに応じてそれぞれ形成されている。
この時第1のコネクタフェイス11は、フレーム様に形成されかつ接触要素112、113の周囲を取り囲む2つの差し込み部分110、111を備える。差し込み部分110、111によって、プラグ(コネクタ)として形成されたコネクタフェイス11は、充電ソケットとして形成された電動車両2の側のコネクタ部品20の具設されたコネクタフェイスに、差し込み方向E1に沿って差し込まれ得るので、コネクタフェイス11の接触要素112、113は、コネクタ部品20のコネクタフェイスの側の具設された接触要素と電気的に接触する。
表わされた実施例では、コネクタフェイス11の下部差し込み部分111の接触要素113は、直流の負荷電流を伝送するための負荷接点である。コネクタフェイス11の上部差し込み部分110の接触要素112は、一方では制御信号を伝送するための制御接点であり、他方では接地電位を伝導するためのアース端子である。
別の第2のコネクタフェイス12は、たとえば図4から分かるように円筒形を備えかつ接触要素121の周囲を取り囲む差し込み部分120を(1つだけ)備える。ソケット(インレット)として形成されたこの差し込み部分120には、差し込み方向E1に対して斜めを向いている差し込み方向E2に沿って、充電プラグの形状のコネクタ部品31が差し込まれ得るので、コネクタフェイス12は、充電プラグの形状のコネクタ部品31の側の具設されたコネクタフェイスと係合し、電気的接触要素121は、充電プラグの形状のコネクタ部品31の接触要素と電気的に接触する。
直流の負荷電流を伝送するために使われる接触要素121に加えて、第2のコネクタフェイス12には、制御信号を伝送するために使われる制御接点124(図4と図10参照)が備わっている。第2のコネクタフェイス12は、全部で7つの制御接点124を備える。
図2から分かるように、プラグハウジング10にはグリップ13が設けられており、当該グリップ13によってユーザーは、場合によっては充電ケーブル30が設けられたアダプタプラグ1を取り扱うために、かつたとえば第1のコネクタフェイス11で、電動車両2の側の具設されたコネクタ部品20に差し込むために、プラグハウジング10を掴むことができる。
図5から図7から分かるように、第1のコネクタフェイス11は、プラグハウジング10と連結されているハウジング部品114に形成されている。これに対して第2のコネクタフェイス12は、背面でプラグハウジング10と連結されているハウジング部品122に形成されている。接触箇所115、123(図9と図11を参照)を介して、電気的連結装置15を実現するための導電線が、一方ではコネクタフェイス12の側の接触要素121と、他方ではコネクタフェイス11の下部差し込み部分111の接触要素113と連結されているので、コネクタフェイス12の接触要素121は、別のコネクタフェイス11の接触要素113の少なくとも1つのグループと電気的に連結されている。
導電線によって実現されている連結装置15を介して、第1のコネクタフェイス11の接触要素113と第2のコネクタフェイス12の接触要素121とは、電気的に互いに連結されているので、これらの負荷接点113、121の間で負荷電流を伝送できる。
第2のコネクタフェイス12はCHAdeMOスタンダードに従って形成されているが、第1のコネクタフェイス11はCCS1スタンダードに従って実現されている。充電ケーブル30を介して直流電流が伝送され、当該直流電流は、第2のコネクタフェイス12の接触要素121を介して供給され、第1のコネクタフェイス11の差し込み部分111の接触要素113へ伝送され、それを介してコネクタ部品20に伝送される。
図12から図15から分かるように、プラグハウジング10内には、電子ハウジング140とその中にはめ込まれた電子基板143とを備える電子装置14がはめ込まれている。電子ハウジング140は、互いに接置されているハウジングボディ142とハウジングキャップ141とから構成されているので、水分に対して密閉されており、かつ電子基板143を水分から保護して受容する閉じたユニットがもたらされる。それにより電子ハウジング140を介して、電子基板143は、プラグハウジング10内部に封入されるので、電子基板143は、プラグハウジング10内に浸入した水分と接触できない。
たとえば変換機能を実施するための複数の電子コンポーネントが設けられている電子基板143には、ハウジングボディ142を通って突き出ている接触要素144が設けられている。この時ハウジングボディ142は、たとえばゴムパッキンなどを介して接触要素144の出口箇所で密閉されているので、接触要素144の場所では、電子ハウジング140の内部に水分が浸入できない。
接触要素144を介して電子装置14は、たとえば制御信号を受信できる。このために電子装置14は、第1のコネクタフェイス11の上部差し込み部分110の制御接点112と、さらに第2のコネクタフェイス12の制御接点124と電気的に連結されているので、制御信号は電子装置14へ伝送されかつ電子装置14内で処理され得る。このために、第2のコネクタフェイス12のハウジング部品122の背面にはたとえば、第2のコネクタフェイス12の制御接点124を電子装置14と連結するための接続箇所125が設けられている(図11参照)。同様に接続箇所は、第1のコネクタフェイス11の制御接点112を電子装置14に接触させるために、ハウジング部品114にも備わっている。
電子装置14は、たとえばマイクロコントローラを備え、当該マイクロコントローラは、制御信号を電子的に変換し、そのフォーマットを変え、かつ処理をして、制御信号を1つのコネクタフェイス12から別のコネクタフェイス11へ伝送でき、それぞれ別のスタンダードで処理と評価ができるようにする。それで、たとえば制御接点124を介して受信される制御信号は電子装置14において、別のコネクタフェイス11に割り当てられたスタンダードのフォーマットに変換されるので、制御信号は、コネクタフェイス11の側でつまり表わされた実施例では車両側で、処理され得る。反対に、第1のコネクタフェイス11の制御接点112を介して受け取られる制御信号は、電子装置14において変換されフォーマットを変えられて、第2のコネクタフェイス12の制御接点124を介して、第2のコネクタフェイス12に割り当てられたスタンダードで伝送され得る。
マイクロコントローラは、図15に表わされた電子基板143に設けられており、接触要素144と連結されている。
本考案が基礎としている思想は、先に叙述された実施例に限定されるものではなく、基本的に、完全に異種の方法でも実現できる。
ここで記述されたようなアダプタプラグを用いて、全く異なるスタンダードのコネクタ部品を互いに連結させることができる。これは、前述のスタンダード(CHAdeMOとCCS1)に限定されない。基本的に、全く任意のスタンダードのコネクタ部品を、対応して適合されたアダプタプラグを介して互いに連結させることができる。
アダプタプラグを介して、同じコネクタタイプのつまり同じスタンダードのコネクタ部品を、互いに連結させることができるということも考えられ得る。この場合アダプタプラグはたとえば、充電プロセス時のテストを行うために、テスト目的で、電気的連結部にアクセスするのに使われてよい。この場合プラグハウジングにはたとえば、テスト導線などを接続するための専用の接続部が備わっていてよい。
1 アダプタプラグ
10 プラグハウジング
11 コネクタフェイス
110、111 差し込み部分
112、113 接触要素
114 ハウジング部品
115 接触箇所
12 コネクタフェイス
120 差し込み部分
121 接触要素
122 ハウジング部品
123 接触箇所
124 制御接点
125 接続箇所
13 グリップ
14 電子装置
140 電子ハウジング
141 ハウジングキャップ
142 ハウジングボディ
143 電子基板
144 接触要素
15 電気的連結装置
2 電動車両
20 コネクタ部品(充電ソケット)
3 充電ステーション
30 充電ケーブル
31 コネクタ部品(充電プラグ)
E1、E2 差し込み方向

Claims (11)

  1. 電動車両(2)を充電するための充電システム用のアダプタプラグ(1)であって、
    プラグハウジング(10)と、
    前記プラグハウジング(10)に設けられた第1のコネクタフェイス(11)であって、前記第1のコネクタフェイス(11)が、第1の差し込み部分(110、111)、及び第1のコネクタ部品(20)に電気的に接触するための少なくとも1つの第1の電気的接触要素(112、113)を備え、前記少なくとも1つの第1の電気的接触要素(112、113)が前記第1の差し込み部分(110、111)に設けられる、第1のコネクタフェイス(11)と、
    前記プラグハウジング(10)に設けられた第2のコネクタフェイス(12)であって、前記第2のコネクタフェイス(12)が、第2の差し込み部分(120)、及び第2のコネクタ部品(31)に電気的に接触するための少なくとも1つの第2の電気的接触要素(121)を備え、前記少なくとも1つの第2の電気的接触要素(121)が、前記第2の差し込み部分(120)に設けられる、第2のコネクタフェイス(12)と、
    少なくとも1つの前記第1の電気的接触要素(112、113)と少なくとも1つの前記第2の電気的接触要素(121)との間の電気的制御信号、電流、および電圧のうちの少なくとも1つを変換するための電子装置(14)であって、前記プラグハウジング(10)に、あるいは前記プラグハウジング(10)内に設けられた電子装置(14)と、
    を有するアダプタプラグ(1)。
  2. 前記第1のコネクタフェイス(11)は、第1のコネクタタイプに従って形成され、前記第2のコネクタフェイス(12)は、前記第1のコネクタタイプとは異なる第2のコネクタタイプに従って形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアダプタプラグ(1)。
  3. 前記第1のコネクタタイプと前記第2のコネクタタイプとは、それぞれ1つのコネクタスタンダードに対応して形成されていることを特徴とする、請求項2に記載のアダプタプラグ(1)。
  4. 前記第1のコネクタフェイス(11)の前記第1の差し込み部分(110、111)は、第1の差し込み方向(E1)に沿って差し込まれて前記第1のコネクタ部品(20)と連結可能であり、前記第2のコネクタフェイス(12)の前記第2の差し込み部分(120)は、第2の差し込み方向(E2)に沿って差し込まれて前記第2のコネクタ部品(31)と連結可能であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のアダプタプラグ(1)。
  5. 前記第1の差し込み方向(E1)と前記第2の差し込み方向(E2)とは互いに異なっており、特に互いに対して斜めを向いていることを特徴とする、請求項4に記載のアダプタプラグ(1)。
  6. 前記第1のコネクタフェイス(11)及び前記第2のコネクタフェイス(12)のうちの少なくとも1つは、電気的接触要素(112、113、121)が少なくとも1つずつ設けられている2つの差し込み部分(110、111、120)を備えることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載のアダプタプラグ(1)。
  7. 少なくとも1つの前記第1の電気的接触要素(112、113)と少なくとも1つの前記第2の電気的接触要素(121)は、電気的連結装置(15)を介して、電気的に互いに連結されていることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載のアダプタプラグ(1)。
  8. 前記電子装置(14)は、中に電子基板(143)が設けられている電子ハウジング(140)を備えることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載のアダプタプラグ(1)。
  9. 前記電子ハウジング(140)は、水分を通さないように前記電子基板(143)をはめ込むために密閉されていることを特徴とする、請求項8に記載のアダプタプラグ(1)。
  10. 前記電子ハウジング(140)は、前記プラグハウジング(10)内にはめ込まれていることを特徴とする、請求項8あるいは9に記載のアダプタプラグ(1)。
  11. 前記プラグハウジング(10)は、ユーザーが前記アダプタプラグ(1)を握るためのグリップ(13)を備えることを特徴とする、請求項1から10のいずれか1項に記載のアダプタプラグ(1)。
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