JP5225346B2 - 電動車両の充電方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電動車両の充電方法に関する。
近年、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、電動バイク、電動アシスト自転車、及びシニアカー（登録商標）といった電動車両が普及しつつある。
電動車両の普及前においては、仕様の異なる複数の充電インレット（車側コネクタ）が存在していた。このため、複数種類の充電アウトレット（電源側コネクタ）を用いることで、充電インレットの仕様が異なる電気自動車への充電を可能にする技術が提案されていた（例えば特許文献１を参照）。
電動車両の本格普及を前に、利便性のよい充電ケーブル付き充電スタンドや価格の安い充電コンセントボックス等、様々な充電設備が各メーカーから多数販売されている。このような充電設備では、様々な種類の電動車両へ充電を可能とすべく、充電インレットについては、所定形状に標準化されたものが採用されている。また、充電設備の位置をカーナビ等に表示するサービスや、充電予約を携帯電話で行えるサービス等の実証試験もなされており、ソフトウェアの開発も進められている。
特開平１１−２２０８１３号公報
充電設備に対するハードウェアの標準化やアプリケーションの開発が進められている一方で、電動車両と充電設備との間の通信方式については、いまだ標準化がされていない。例えば、図１２に示すように、電気自動車１００には、車両側通信部１０１ａを有する通信機能付の電気自動車１０１と、この通信部を有していない電気自動車１０２とがある。
通信機能付の電気自動車１０１は、供給側通信部１１１ａを有する普通充電設備１１１によって充電するか、供給側通信部を有する付属の充電ケーブル（図示せず）を用いて自宅等で充電する必要がある。すなわち、通信機能付の電気自動車１０１を、供給側通信部を有しない普通充電設備１１２で充電しようとしても、車両側通信部１０１ａによる通信が成立せず、電気自動車１０１が充電可能状態に移行できない。従って、通信機能付の電気自動車１０１は、供給側通信部を有さない普通充電設備１１２では充電できないという問題がある。なお、車両側通信部を有していない電気自動車１０２は、供給側通信部を有していない普通充電設備１１２と供給側通信部１１１ａを有する普通充電設備１１１の何れでも充電することができる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、供給側通信部を有さない普通充電設備によって、通信機能付の電動車両を充電できるようにすることにある。
前記目的を達成するため、本発明は、電動車両が備える車両側通信部と通信することで前記電動車両を充電可能状態に移行させる供給側通信部を有さない普通充電設備を用いた電動車両の充電方法であって、前記車両側通信部を有さない第１の電動車両に対する充電時には、前記第１の電動車両に設けられた充電インレットに前記充電ガンを接続することで、前記第１の電動車両の車載充電器へ電源を供給し、前記車両側通信部を有する第２の電動車両に対する充電時には、前記供給側通信部を有する充電ケーブルと前記普通充電設備の充電ガンとを充電ガン用アダプタを介して電気的に接続するとともに、前記第２の電動車両に設けられた充電インレットに前記充電ケーブルの充電アウトレットを接続することで、前記供給側通信部と前記車両側通信部とを通信させて前記第２の電動車両を充電可能状態に移行させた後、前記充電ガン、前記充電ガン用アダプタ、及び前記充電ケーブルを介して前記第２の電動車両の車載充電器へ前記普通充電設備からの電源を供給することを特徴とする。
本発明によれば、充電ガンに充電ガン用アダプタを接続することで、充電ガンと充電ケーブルとを電気的に接続することができる。この充電ケーブルは、供給側通信部を有するので、供給側通信部を有していない普通充電設備であっても、前記第２の電動車両が備える車載充電器へ電源を供給することができる。すなわち、供給側通信部を有さない普通充電設備であっても、第２の電動車両を充電できる。
本発明によれば、供給側通信部を有さない普通充電設備であっても、通信機能付の電動車両を充電できる。
本実施形態の概略を説明する図である。 普通充電設備を説明するブロック図である。 充電ガンの外観を説明する斜視図である。 電気自動車を説明するブロック図である。 電気自動車に設けられる充電インレットを説明する正面図である。 充電ケーブルが有する電源プラグを説明する側面図である。 住宅の壁面等に設けられるコンセントを説明する正面図である。 充電ガン用アダプタを説明する概念図である。 充電ガン用アダプタの構成を説明する図である。 充電ガン用アダプタに、充電ガンと電源プラグとを接続した状態を説明する図である。 コンセント部における他の形態を説明する図である。 従来の設備を説明する概念図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、電動車両として電気自動車を例にあげることとする。
図１に示す実施形態では、普通充電設備１０と、電気自動車２０と、充電ケーブル３０と、充電ガン用アダプタ４０とを示している。
まず、普通充電設備１０について説明する。普通充電設備１０は、電気自動車２０が有する車載充電器６３（図４を参照）に単相低圧電源（単相１００Ｖ又は単相２００Ｖ）を供給するための装置である。この普通充電設備１０は、車両側通信部（後述する車両側制御部６１Ｂ）との通信を行わない第１普通充電設備１０Ａと、車両側通信部と通信可能な通信機能付きの第２普通充電設備１０Ｂとに分類される。
第１普通充電設備１０Ａ及び第２普通充電設備１０Ｂの何れも、電源供給部１１と、充電ガン１２と、充電コード１３とを有している。なお、これらの各部１１〜１３に関し、第１普通充電設備１０Ａと第２普通充電設備１０Ｂとで区別せずに説明する場合には、符号１１〜１３を用いて説明し、区別して説明する場合には符号１１Ａ〜１３Ａ，１１Ｂ〜１３Ｂを用いて説明する。
電源供給部１１は、充電ガン１２への単相低圧電源の供給を制御する部分である。図２に示すように、電源供給部１１は、充電側制御部５１と、開閉器５２と、電力量計５３とを有している。
充電側制御部５１は、電源供給部１１における制御を担当する部分であり、開閉器５２に対する開閉制御を行ったり、電力量計５３が計測した電力量を取得したりする。また、第２普通充電設備１０Ｂにおける充電側制御部５１は、第２電気自動車２０Ｂが有する車両側制御部６１Ｂ（図４参照）との間で通信を行う。従って、第２普通充電設備１０Ｂの充電側制御部５１Ｂは、供給側通信部としても機能する。一方、第１普通充電設備１０Ａにおける充電側制御部５１Ａは、車両側制御部６１Ｂとの通信機能を有していない。
開閉器５２は、配電盤（図示せず）から供給される単相低圧電源を充電ガン１２へ供給したり、遮断したりする部分である。この開閉器５２は、充電側制御部５１によって動作が制御され、充電ガン１２へ向けて許容量を超える電流が流れた場合に開放される。
電力量計５３は、充電ガン１２を介して車載充電器６３に供給された電力量、すなわち車載バッテリー６４，６５（図４参照）への充電量を計測する部分である。そして、充電側制御部５１は、計測された電力量を記憶し、例えば精算機等の外部機器へ送信する。
充電ガン１２は、電気自動車２０との間の電気的な接続を行う部分である。図３に示すように、充電ガン１２は、例えばＳＡＥ（Society of Automotive Engineers, Inc.）の規格Ｊ１７７２に準拠しており、２つの電源端子１２ａと１つの接地端子１２ｂとを有している。この充電ガン１２は、電気自動車２０が備える充電インレット６２（図５参照）に接続される。なお、通信機能付の第２普通充電設備１０Ｂが有する充電ガン１２Ｂについては、これらの端子１２ａ，１２ｂに加えて通信用端子１２ｃが設けられる。この通信用端子１２ｃは、車両側制御部６１と通信を行う際に用いられる。また、第１普通充電設備１０Ａの充電ガン１２Ａについては、通信用端子１２ｃが無効化されている。そして、充電ガン１２が充電インレット６２に接続されると、電源供給部１１からの電源が電気自動車２０側へ供給される。
充電コード１３は、図２に示すように、電源供給部１１と充電ガン１２との間を電気的に接続する。この充電コード１３は、２本の電源供給用導線と、１本の接地用導線とを有している（いずれも図示せず）。そして、電源供給用導線は充電ガン１２の電源端子１２ａと個別に接続され、接地用導線は充電ガン１２の接地端子１２ｂに接続される。なお、第２普通充電設備１０Ｂ用の充電コード１３Ｂは、これらの導線の他に、通信用信号線を有している（図示せず）。この通信用信号線は、充電ガン１２Ｂの通信用端子１２ｃに接続される。
次に、電気自動車２０について説明する。図１に示すように、電気自動車２０も、供給側通信部（充電側制御部５１Ｂ）との通信を行わない第１電気自動車２０Ａと、供給側通信部と通信可能な第２電気自動車２０Ｂとに分類される。
図４に示すように、電気自動車２０は、車両側制御部６１と、充電インレット６２と、車載充電器６３と、駆動用バッテリー６４と、補機用バッテリー６５と、インバーター６６と、駆動モーター６７と、トランスミッション６８とを有している。
車両側制御部６１は、電気自動車２０における制御を担当する部分である。ここで、第２電気自動車２０Ｂにおける車両側制御部６１Ｂは、第２普通充電設備１０Ｂの充電側制御部５１Ｂとの間の通信をも行う。従って、第２電気自動車２０Ｂの車両側制御部６１Ｂは、車両側通信部としても機能する。一方、第１電気自動車２０Ａにおける車両側制御部６１Ａは、充電側制御部５１Ｂとの通信機能を有していない点で相違している。
充電インレット６２は充電ガン１２が接続される部分である。例えば、図５に示すように、充電インレット６２は、雌型のコネクタによって構成されており、２つの電源端子６２ａと、１つの接地端子６２ｂとを有している。なお、第２電気自動車２０Ｂの充電インレット６２Ｂには、これらの端子６２ａ，６２ｂに加えて通信用端子６２ｃも設けられている。そして、電源端子６２ａから供給された単相低圧電源は、車載充電器６３に供給される。また、第２電気自動車２０Ｂにおいては、通信用端子６２ｃが車両側制御部６１Ｂと電気的に接続されており、充電側制御部５１Ｂ（供給側通信部）との間で通信ができるように構成されている。
図４に示すように、車載充電器６３には、駆動用バッテリー６４及び補機用バッテリー６５が接続されている。そして、車載充電器６３は、供給された単相低圧電源によって、これらの駆動用バッテリー６４及び補機用バッテリー６５を充電する。なお、駆動用バッテリー６４は、駆動モーター６７を動作させるための直流電力を蓄える部分である。補機用バッテリー６５は、車両側制御部６１等の計器類を動作させるための直流電力を蓄える部分である。
各バッテリー６４，６５への充電時において、車載充電器６３は、充電電圧の調整や充電終了といった充電に関する制御も行う。なお、駆動用バッテリー６４と補機用バッテリー６５とは、蓄える直流電力の電圧が異なっている。このため、車載充電器６３には、ＤＣ／ＤＣコンバーター回路が設けられており、適した電圧で充電が行えるように構成されている。
インバーター６６は、駆動用バッテリー６４に蓄えられた直流電力から交流電力を生成する電力変換装置である。このインバーター６６は、車両側制御部６１からの制御信号に応じて、周波数が調整された交流電力が出力される。そして、インバーター６６で生成された交流電力は、駆動モーター６７に供給される。従って、駆動モーター６７の回転数は、車両側制御部６１からの制御信号に応じて制御される。
駆動モーター６７は、タイヤＴＲを回転させる駆動源となる部分である。すなわち、駆動モーター６７の回転軸は、トランスミッション６８に接続されており、駆動モーター６７からの回転力は、適宜減速されて車軸ＤＦに伝達されている。車軸ＤＦの端部にはタイヤＴＲが取り付けられているため、駆動モーター６７の回転によってタイヤＴＲが回転する。
次に、充電ケーブル３０について説明する。図１に示すように、充電ケーブル３０は、コード３１の一端に電源プラグ３２が、コード３１の他端に充電アウトレット３３がそれぞれ設けられた部材である。電源プラグ３２は、例えば図６に示すように、円柱状部の端面から３つの端子が突設された形状をしている。３つの端子のうちの２つは電源端子３２ａであり、残りの１つが接地端子３２ｂである。そして、これら３つの端子は、円弧上に配置されている。なお、充電アウトレット３３は、前述した充電ガン１２（図３参照）と同様に構成されているので、説明は省略する。
この充電ケーブル３０は、電気自動車２０の付属品であり、家庭で電気自動車２０を充電する際に用いられる。すなわち、電気自動車２０を充電する際には、電源プラグ３２を住宅等に設けられたコンセントＥＯ（図７参照）に差し込み、充電アウトレット３３を電気自動車２０の充電インレット６２に接続する。
ここで、各家庭には、第２普通充電設備１０Ｂの充電側制御部５１Ｂのような通信設備は設けられていない。このため、第２電気自動車２０Ｂに用いられる充電ケーブル３０Ｂには、コード３１の途中に通信制御部３４が設けられている。この通信制御部３４は、車両側制御部６１Ｂ（車両側通信部）と通信する供給側通信部として機能し、家庭用の単相低圧電源にて第２電気自動車２０Ｂを充電するために設けられている。すなわち、通信によって、第２電気自動車２０Ｂの車両側制御部６１Ｂを、充電可能な状態に移行させている。なお、第１電気自動車２０Ａに付属の充電ケーブル３０Ａには、この通信制御部３４は設けられない。
次に、充電ガン用アダプタ４０について説明する。この充電ガン用アダプタ４０は、通信機能を有する第２電気自動車２０Ｂを、通信機能を有さない第１普通充電設備１０Ａで充電する際に用いられるものである。図８に示すように、この充電ガン用アダプタ４０は、第１普通充電設備１０Ａの充電ガン１２Ａと、第２電気自動車２０Ｂの充電ケーブル３０Ｂとの間に介在する。
図９に例示した充電ガン用アダプタ４０は、直方体状のケーシング４１を備えている。このケーシング４１における一方の端面にはインレット部４２が設けられ、他方の端面にはコンセント部４３が設けられている。インレット部４２は、充電ガン１２Ａが接続される部分であり、先に説明した充電インレット６２と同様に、雌型のコネクタによって構成され、２つの電源端子４２ａと、１つの接地端子４２ｂとを有している。コンセント部４３は、電源プラグ３２Ｂが接続される部分であり、先に説明した住宅用のコンセントＥＯと同様に、電源プラグ３２Ｂが有する３つの端子３２ａ，３２ｂが挿入される端子内蔵の差し込み口４３ａ，４３ｂが設けられている。
そして、図８にて模式的に示したが、インレット部４２が有する電源端子４２ａは、コンセント部４３の差し込み口４３ａ（電源端子）へ個別に接続されている。同様に、インレット部４２の接地端子４２ｂは、コンセント部４３の差し込み口４３ｂ（接地端子）に接続されている。
使用時においては、図１０に示すように、充電ガン用アダプタ４０のインレット部４２へ第１普通充電設備１０Ａの充電ガン１２Ａを接続し、充電ガン用アダプタ４０のコンセント部４３へ充電ケーブル３０Ｂの電源プラグ３２Ｂを接続する。また、充電ケーブル３０Ｂの充電アウトレット３３Ｂを第２電気自動車２０Ｂの充電インレット６２Ｂに接続する。これにより、充電ガン１２Ａと充電ケーブル３０Ｂとが電気的に接続される。そして、充電ケーブル３０Ｂは通信制御部３４を有しているので、車両側制御部６１Ｂとの通信によって、第２電気自動車２０Ｂを充電可能状態に移行させることができる。
これにより、第１普通充電設備１０Ａの電源供給部１１Ａから、充電ガン１２Ａ、充電ガン用アダプタ４０、及び充電ケーブル３０Ｂ等を通じて、第２電気自動車２０Ｂの車載充電器６３Ｂに単相低圧電源が供給される。その結果、通信機能を有さない第１普通充電設備１０Ａであっても、通信機能を有する第２電気自動車２０Ｂへの充電が行える。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、この実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、その等価物が含まれる。
例えば、前述の実施形態では、電動車両として電気自動車２０を例に挙げて説明したが、本発明は電気自動車２０以外の電動車両であっても適用できる。例えば、プラグインハイブリッド車、電動バイク、電動アシスト自転車、及びシニアカーといった各種の電動車両に対しても同様に適用できる。
また、コンセント部４３の形状は、充電ケーブル３０が有する電源プラグ３２の形状に応じて定められる。例えば、図１１（ａ）に示すように、横方向に扁平な電源端子が横並びに配置されている電源プラグが差し込まれるコンセント部４３´（ＪＩＳＣ８３０３，２極接地極付コンセント２０Ａ２５０Ｖ）や、図１１（ｂ）に示すように１００Ｖ用の電源プラグが差し込まれる４３″（ＪＩＳＣ８３０３，２極接地極付コンセント１５Ａ１２５Ｖ）であってもよい。
要するに、コンセント部４３は、電動車両に付属の充電ケーブル３０が差し込まれる形状に構成されていればよい。従って、充電ガン用アダプタ４０は、充電ケーブル３０の仕様に応じた複数種類のものを選択して使用してもよい。
１０…普通充電設備，１０Ａ…第１普通充電設備，１０Ｂ…通信機能付の第２普通充電設備，１１（１１Ａ，１１Ｂ）…電源供給部，１２（１２Ａ，１２Ｂ）…充電ガン，１２ａ…電源端子，１２ｂ…接地端子，１２ｃ…通信用端子，１３（１３Ａ，１３Ｂ）…充電コード，２０…電気自動車，２０Ａ…第１電気自動車，２０Ｂ…通信機能付の第２電気自動車，３０（３０Ａ，３０Ｂ）…充電ケーブル，３１…コード，３２（３２Ａ，３２Ｂ）…電源プラグ，３２ａ…電源端子，３２ｂ…接地端子，３３…充電アウトレット，３４…通信制御部，４０…充電ガン用アダプタ，４１…ケーシング，４２…インレット部，４２ａ…電源端子，４２ｂ…接地端子，４３…コンセント部，４３ａ…電源端子内蔵の差し込み口，４３ｂ…接地端子内蔵の差し込み口，５１（５１Ａ，５１Ｂ）…充電側制御部，５２…開閉器，５３…電力量計，６１（６１Ａ，６１Ｂ）…車両側制御部，６２…充電インレット，６２ａ…電源端子，６２ｂ…接地端子，６３（６３Ａ，６３Ｂ）…車載充電器，６４…駆動用バッテリー，６５…補機用バッテリー，６６…インバーター，６７…駆動モーター，６８…トランスミッション，ＴＲ…タイヤ，ＤＦ…車軸，ＥＯ…コンセント

Claims (2)

  1. 電動車両が備える車両側通信部と通信することで前記電動車両を充電可能状態に移行させる供給側通信部を有さない普通充電設備を用いた電動車両の充電方法であって、
    前記車両側通信部を有さない第１の電動車両に対する充電時には、前記第１の電動車両に設けられた充電インレットに前記充電ガンを接続することで、前記第１の電動車両の車載充電器へ電源を供給し、
    前記車両側通信部を有する第２の電動車両に対する充電時には、前記供給側通信部を有する充電ケーブルと前記普通充電設備の充電ガンとを充電ガン用アダプタを介して電気的に接続するとともに、前記第２の電動車両に設けられた充電インレットに前記充電ケーブルの充電アウトレットを接続することで、前記供給側通信部と前記車両側通信部とを通信させて前記第２の電動車両を充電可能状態に移行させた後、前記充電ガン、前記充電ガン用アダプタ、及び前記充電ケーブルを介して前記第２の電動車両の車載充電器へ前記普通充電設備からの電源を供給することを特徴とする電動車両の充電方法。
  2. 前記充電ガン用アダプタは、
    前記充電ガンが接続されるインレット部と、
    前記第２の電動車両に用いられ、前記車両側通信部と通信可能な供給側通信部を有する充電ケーブルの、電源プラグが接続されるコンセント部とを有し、
    前記インレット部の電源端子は、前記コンセント部の電源端子と電気的に接続され、
    前記インレット部の接地端子は、前記コンセント部の接地端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の充電方法。
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