JP5369833B2 - Electric vehicle charger and ground fault detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両用充電器の地絡検出に関し、特に、電動車両への急速充電中において、電動車両用充電器側の地絡検出装置によって、電動車両用充電器における地絡発生および電動車両における漏電発生の双方を迅速に検出可能とする技術に関する。 The present invention relates to ground fault detection of an electric vehicle charger, and in particular, during the rapid charging of an electric vehicle, the ground fault detection device on the electric vehicle charger side and electric The present invention relates to a technology that can quickly detect both occurrences of electric leakage in a vehicle.
車体アースから絶縁されたバッテリを搭載した電気自動車のなかには、バッテリから車体アースへの漏電を検知するコンデンサ型の絶縁監視装置が設けられているものがある。例えば、特許文献1には、このようなコンデンサ型の絶縁監視装置として機能する漏電検知システムが開示されている。この漏電検知システムにおいては、一方の極側の充電用ラインと車体との間に、直流電流を遮断するコンデンサと変流器と交流電源とからなる直列回路が設けられており、漏電発生時に交流電源からコンデンサおよび充電用ラインを流れる交流電流が、変流器を介して漏電電流検出器によって検出される。 Some electric vehicles equipped with a battery that is insulated from the vehicle body ground are provided with a capacitor-type insulation monitoring device that detects leakage from the battery to the vehicle body ground. For example, Patent Literature 1 discloses a leakage detection system that functions as such a capacitor-type insulation monitoring device. In this leakage detection system, a series circuit consisting of a capacitor, a current transformer, and an AC power source that cuts off direct current is provided between the charging line on one pole side and the vehicle body. An alternating current flowing from the power source through the capacitor and the charging line is detected by the leakage current detector via the current transformer.
一方、電気自動車の車載バッテリの充電制御を行う充電システムとして、特許文献2記載の充電システムが知られている。この充電システムにおいては、車載バッテリの充電中、電気自動車の制御装置が、車載バッテリの充電状況に応じた充電基準値を既定の充電パターンに基づき逐次決定し、この充電基準値を充電器に通知する。そして、充電器は、電気自動車から受け付けた充電基準値に基づき出力電力量を制御する。 On the other hand, a charging system described in Patent Document 2 is known as a charging system that controls charging of an on-vehicle battery of an electric vehicle. In this charging system, during charging of the in-vehicle battery, the control device of the electric vehicle sequentially determines a charging reference value corresponding to the charging status of the in-vehicle battery based on a predetermined charging pattern, and notifies the charger of the charging reference value. To do. And a charger controls output electric energy based on the charge reference value received from the electric vehicle.
ここで、電気自動車の車載バッテリの充電中における充電器−電気自動車間の通信を実現するため、充電器の充電ケーブル内には、電気自動車の車載バッテリに給電するための充電用ラインの他、電気自動車の制御装置と通信するための通信線が収容されており、この充電ケーブルの先端のコネクタを電気自動車側に装着することにより、充電器側の充電用ラインおよび通信線がそれぞれ電気自動車側の電源線および通信線に接続されるようになっている。 Here, in order to realize communication between the charger and the electric vehicle during charging of the in-vehicle battery of the electric vehicle, in the charging cable of the charger, in addition to a charging line for supplying power to the in-vehicle battery of the electric vehicle, A communication line for communicating with the control device of the electric vehicle is accommodated. By attaching the connector at the tip of the charging cable to the electric vehicle side, the charging line on the charger side and the communication line are respectively connected to the electric vehicle side. Are connected to the power line and communication line.
電気自動車に搭載されるコンデンサ型の絶縁監視装置においては、一般に、漏電発生時に流れる微小な交流電流とノイズとを識別するために、高速フーリエ変換によるフィルタ処理が行われる。漏電発生時に流れる交流電流とノイズとを高速フーリエ変換によって識別するには、ある程度の時間にわたってデータをサンプリングする必要があるため、その分、漏電発生時に流れる交流電流の検出処理に時間を要する。 In a capacitor-type insulation monitoring device mounted on an electric vehicle, generally, a filtering process by a fast Fourier transform is performed in order to discriminate a minute alternating current and noise that flow when an electric leakage occurs. In order to identify AC current and noise that flows when leakage occurs by fast Fourier transform, it is necessary to sample data over a certain amount of time, and accordingly, it takes time to detect AC current that flows when leakage occurs.
ところで、電動車両の車載バッテリを急速充電する急速充電器では、電動車両の車載バッテリへの急速充電中、急速充電器側における地絡監視が行われ、地絡発生の際には、直ちに回路が遮断されるようになっている。そして、電動車両の車載バッテリへの急速充電中は、電動車両側の漏電発生も、より迅速に検出されることが望まれる。 By the way, in a quick charger that rapidly charges an in-vehicle battery of an electric vehicle, a ground fault is monitored on the quick charger side during the rapid charging of the in-vehicle battery of the electric vehicle. It is designed to be blocked. It is desired that the occurrence of electric leakage on the electric vehicle side be detected more quickly during the rapid charging of the on-vehicle battery of the electric vehicle.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電動車両への充電中に、電動車両用充電器における地絡発生および電動車両における漏電発生の双方を迅速に検出可能な電動車両用充電器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to quickly detect both the occurrence of a ground fault in an electric vehicle charger and the occurrence of electric leakage in an electric vehicle during charging of the electric vehicle. An object of the present invention is to provide an electric vehicle charger.
上記課題を解決するために、本発明では、電動車両用充電器において、正極側および負極側の各充電用ライン−アース(大地)間に、互いに抵抗値の等しい抵抗を挿入するとともに、充電中の電動車両との間のデータ通信の実現のために電動車両用充電器の制御装置の電源の負極を車体アースにつなぐ既存の通信用アース線をアース(大地)に接地する。そして、電動車両の充電中には、電動車両用充電器側において、抵抗を介した正極側および負極側の各充電用ライン−アース間の直流電流等を検出器により逐次測定して、その測定値の変動を監視する。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, in the battery charger for electric vehicles, while inserting resistances having equal resistance values between the charging line and the ground (ground) on the positive electrode side and the negative electrode side, In order to realize data communication with the other electric vehicle, an existing communication ground wire that connects the negative electrode of the power supply of the controller for the electric vehicle charger to the vehicle body ground is grounded. During charging of the electric vehicle, on the electric vehicle charger side, the DC current between the charging line and the ground on the positive electrode side and the negative electrode side via the resistor is sequentially measured by the detector, and the measurement is performed. Monitor value fluctuations.
例えば、本発明は、電動車両への充電中に、制御装置に電源供給する第一の電源の負極が通信用アース線により前記電動車両の車体アースにつながれて前記電動車両と前記制御装置とのデータ通信を実現する電動車両用充電器であって、
前記電動車両の車載バッテリに給電するための正極側および負極側充電用ラインと、
前記正極側および負極側充電用ライン間に挿入された、抵抗値の等しい2つの抵抗からなる直列回路と、
前記2つの抵抗間に定めた接地位置をアースにつなぐ第一の接地線と、
前記通信用アース線を前記アースにつなぐ第二の接地線と、
前記第一の接地線に流れる電流、または前記接地位置および前記アース間の電圧を検出する検出手段と、を備え、
前記制御装置は、
前記検出手段の検出値に基づき、前記正極側および負極側のいずれかの充電用ラインにおける地絡発生、および前記電動車両における漏電発生を検出する。
For example, according to the present invention, during charging of the electric vehicle, the negative electrode of the first power source that supplies power to the control device is connected to the vehicle body ground of the electric vehicle by a communication ground wire, and the electric vehicle and the control device are connected to each other. An electric vehicle charger for realizing data communication,
A positive electrode side and a negative electrode side charging line for supplying power to the in-vehicle battery of the electric vehicle;
A series circuit composed of two resistors having the same resistance value, inserted between the positive and negative charging lines;
A first grounding wire connecting the grounding position defined between the two resistors to the ground;
A second ground wire connecting the communication ground wire to the ground;
Detecting means for detecting a current flowing in the first ground line, or a voltage between the ground position and the ground,
The controller is
Based on the detection value of the detection means, the occurrence of a ground fault in the charging line on either the positive electrode side or the negative electrode side and the occurrence of electric leakage in the electric vehicle are detected.
または、本発明は、電動車両への充電中に、制御装置に電源供給する第一の電源の負極が通信用アース線により前記電動車両の車体アースにつながれて前記電動車両と前記制御装置とのデータ通信を実現する電動車両用充電器であって、
前記電動車両の車載バッテリに給電するための正極側および負極側充電用ラインと、
前記正極側および負極側充電用ライン間に挿入された、抵抗値の等しい2つの抵抗からなる直列回路と、
前記2つの抵抗間に定めた接地位置をアースにつなぐ第一の接地線と、
前記通信用アース線を前記アースにつなぐ第二の接地線と、
前記第一の接地線に流れる電流、または前記接地位置および前記アース間の電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、前記正極側および負極側のいずれかの充電用ラインにおける地絡発生、および前記電動車両における漏電発生を検出する制御器と、を備える。
Alternatively, according to the present invention, during charging of the electric vehicle, the negative electrode of the first power source that supplies power to the control device is connected to the vehicle body ground of the electric vehicle by a communication ground wire, and the electric vehicle and the control device are connected to each other. An electric vehicle charger for realizing data communication,
A positive electrode side and a negative electrode side charging line for supplying power to the in-vehicle battery of the electric vehicle;
A series circuit composed of two resistors having the same resistance value, inserted between the positive and negative charging lines;
A first grounding wire connecting the grounding position defined between the two resistors to the ground;
A second ground wire connecting the communication ground wire to the ground;
Detection means for detecting a current flowing through the first ground line or a voltage between the ground position and the ground;
And a controller for detecting a ground fault occurrence in the charging line on either the positive electrode side or the negative electrode side and a leakage occurrence in the electric vehicle based on a detection value of the detection means.
このような電動車両用充電器に、前記正極側および負極側充電用ラインの少なくとも一方を遮断する遮断器を設け、前記制御装置が、前記地絡または前記漏電の発生を検出すると、前記正極側および負極側充電用ラインの少なくとも一方の遮断を前記遮断器に指示するようにしてもよい。 When such an electric vehicle charger is provided with a circuit breaker that interrupts at least one of the positive electrode side and the negative electrode side charging line, and the control device detects the occurrence of the ground fault or the electric leakage, the positive electrode side The circuit breaker may be instructed to interrupt at least one of the negative-side charging line.
また、このような電動車両用充電器に、前記アースから絶縁された第二の電源を設け、前記制御装置が、前記第一の電源から電源供給され、前記電動車両との間のデータ通信を実行する通信系回路部と、前記第二の電源から電源供給され、当該電動車両用充電器の制御処理を実行する制御系回路部と、前記制御系回路部および前記通信系回路部間のデータ転送を非接触で行う中継手段と、を備えてもよい。 In addition, the electric vehicle charger is provided with a second power source insulated from the ground, and the control device is supplied with power from the first power source to perform data communication with the electric vehicle. A communication system circuit unit to be executed; a control system circuit unit which is supplied with power from the second power source and executes control processing of the electric vehicle charger; and data between the control system circuit unit and the communication system circuit unit Relay means for performing contact-free transfer.
本発明によれば、電動車両への充電中、電動車両用充電器において、電動車両用充電器における地絡発生および電動車両における漏電発生の双方をより迅速に検出することができる。 According to the present invention, during charging of an electric vehicle, the electric vehicle charger can more quickly detect both the occurrence of a ground fault in the electric vehicle charger and the occurrence of electric leakage in the electric vehicle.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、本実施の形態に係る電気自動車充電器の構成について説明する。ここでは、充電スタンド等に設置される、電気自動車の車載バッテリを急速充電する急速充電器を例にとり説明する。 First, the configuration of the electric vehicle charger according to the present embodiment will be described. Here, an explanation will be given by taking as an example a quick charger that is installed in a charging stand or the like and that rapidly charges an in-vehicle battery of an electric vehicle.
図1は、本実施の形態に係る電気自動車用充電器100の概略構成を示した図である。なお、図1には、電気自動車用充電器100の接触式コネクタ101を電気自動車200側の接触式コネクタ201に装着した状態を一例として示してある。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
図示するように、電気自動車用充電器100は、制御装置104と、制御系電源108と、漏電遮断器(ELB)105と、交直変換部103と、充電ケーブル106と、接触式コネクタ101と、を有する。
As shown in the figure, the
制御装置104は、電気自動車用充電器100全体を制御する。制御系電源108は、制御装置104に12V電源を供給する。漏電遮断器(ELB)105には、交流電源(例えば200V)300の引き込みケーブルが接続され、交直変換部103は、漏電遮断器105を介して交流電源300から供給される交流電流を直流電流I1に変換する。ここでは、交流電源300の正極側および負極側出力(正極側および負極側充電用ライン103A,103B)の双方を交流電源300から引き外す漏電遮断器105の構成を図示しているが、漏電遮断器105は、正極側および負極側充電用ライン103A,103Bのいずれか一方を交流電源300から引き外すものであってもよい。充電ケーブル106は、交直変換部103からの正極側および負極側充電用ライン103A,103Bを収容する。そして、接触式コネクタ101は、充電ケーブル106の先端部に設けられている。
The
なお、急速充電中において、電気自動車200の制御装置204との通信を実現するため、充電ケーブル106は、さらに、制御装置104からの通信線107と、通信用アース線110と、を収容する。通信用アース線110は、制御系電源108の負極を車体アース203に接続するためのものである。車体アース203には、電気自動車200の制御装置204に12V電源を供給する制御系電源208の負極が接続されている。
In order to realize communication with
このため、電気自動車用充電器100の接触式コネクタ101と電気自動車200側の接触式コネクタ201とを連結することによって、電気自動車用充電器100の正極側および負極側充電用ライン103A,103Bと電気自動車200側の正極側および負極側充電用ライン206A,206Bだけでなく、電気自動車用充電器100の通信線107の端子と電気自動車200側の通信線207の端子、および電気自動車用充電器100の通信用アース線110の端子と電気自動車200側の通信用アース線205の端子がそれぞれ接続される。
Therefore, by connecting the
さらに、この電気自動車用充電器100は、電気自動車200の車載バッテリ202への急速充電中に、正極側および負極側充電用ライン103A,103Bにおける地絡発生の他、電気自動車200における漏電も監視するための構成を有している。具体的には、通信用アース線110を電気自動車用充電器100側のアース(大地)400につなぐ接地線109と、正極側および負極側充電用ライン103A,103Bにおける地絡発生、および電気自動車200における漏電発生の双方を検出する地絡検出装置102と、を有する。
Further, the
ここで、地絡検出装置102は、正極側充電用ライン103Aおよび負極側充電用ライン103B間に挿入された同じ抵抗値の2つの抵抗1021A,1021Bからなる直列回路1021と、抵抗1021A,1021B間をつなぐ配線の適当な位置(例えば抵抗を均等に2分割する位置、以下、接地接続ポイントと呼ぶ)1021Cをアース(大地)400へつなぐ接地線1023と、接地線1023を流れる直流電流の測定値を逐次出力する変流器(DC CT)等の電流検出器1022と、電流検出器1022の測定値が入力される制御器1024と、を有している。
Here, the ground
すなわち、正極側充電用ライン103A−アース400間と、負極側充電用ライン103B−アース400間に、互いに抵抗値の等しい抵抗1021A,1021Bがそれぞれ挿入されており、電気自動車200の車載バッテリ202への急速充電中は、電流検出器1022が、抵抗1021A,1021Bを介した地絡電流(正極側充電用ライン103A−アース400間の直流電流、負極側充電用ライン103B−アース400間の直流電流、電気自動車200側の正極側充電用ライン206A−車体アース203(=アース400)間の直流電流、および、電気自動車200側の負極側充電用ライン206B−車体アース203(=アース400)間の直流電流)を逐次測定し、制御器1024が、その測定値の変動を監視するようになっている。
That is,
ここで、2つの抵抗1021A,1021Bには、地絡発生時に流れる異常電流を小さく抑制するものを用いる必要がある。また、抵抗1021A,1021Bの抵抗値が大きくなりすぎると電流検知時間が長くなるため、抵抗1021A,1021Bの抵抗値を定める際には、使用する電流検出器1022等の性能を考慮する必要もある。これらのことより、例えば交流電源200Vの場合には、数十kΩ〜数百kΩの範囲で抵抗1021A,1021Bの抵抗値を決定することが好ましい。
Here, as the two
つぎに、このような電気自動車用充電器100による電気自動車200の車載バッテリ202への急速充電中における地絡および漏電の発生の検出原理について説明する。ここでは、まず、電気自動車用充電器100側における地絡の検出について説明してから、ついで、電気自動車200側における漏電の検出について説明する。
Next, the detection principle of the occurrence of ground fault and electric leakage during the rapid charging of the in-
図2(A)は、電気自動車用充電器100の負極側充電用ライン103Bで地絡が発生した場合の地絡電流の流れを示す図であり、図2(B)は、電気自動車用充電器100の正極側充電用ライン103Aで地絡が発生した場合の地絡電流の流れを示す図である。なお、これらの図には、地絡電流が流れる閉回路部分の構成のみが示され、それ以外の構成は省略されている。
FIG. 2A is a diagram illustrating a flow of a ground fault current when a ground fault occurs in the negative electrode
電気自動車用充電器100の接触式コネクタ101を電気自動車200側の接触式コネクタ201に装着することによって、電気自動車用充電器100の正極側および負極側充電用ライン103A,103Bの端子を電気自動車200の正極側および負極側充電用ライン206A,206Bの端子にそれぞれ接続し、電気自動車用充電器100から電気自動車200の車載バッテリ202に直流電流I1を給電すると(図1参照)、電気自動車200の車載バッテリ202の急速充電が開始する。この状態においては、抵抗値の等しい2つの抵抗1021A,1021Bにかかる電圧がバランスしているため、接地接続ポイント1021Cとアース400とが同電位(0V)となり、接地線1023に直流電流は流れない。
By attaching the
ここで、図2(A)に示すように、電気自動車用充電器100の負極側充電用ライン103Bの任意の位置(地絡点)P1で地絡が発生すると、アース400から負極側充電用ライン103Bの地絡点P1に流れ込んだ地絡電流I2は、交直変換部103、正極側充電用ライン103A、一方の抵抗1021Aおよび接地線1023を介してアース400に流れ込む。このため、電流検出器1022は、この地絡電流I2を検知する。
Here, as shown in FIG. 2A, when a ground fault occurs at an arbitrary position (ground fault point) P1 of the negative electrode
一方、図2(B)に示すように、電気自動車用充電器100の正極側充電用ライン103Aの任意の位置(地絡点)P2で地絡が発生すると、正極側充電用ライン103Aの地絡点P2からアース400に流れ込んだ地絡電流I3は、接地線1023、他方の抵抗1021Bおよび負極側充電用ライン103Bを介して交直変換部103に流れ込む。このため、電流検出器1022は、この地絡電流I3を検知する。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when a ground fault occurs at an arbitrary position (ground fault point) P2 of the positive-
図3(A)は、電気自動車200の負極側充電用ライン206Bで漏電が発生した場合の漏電電流の流れを示す図であり、図3(B)は、電気自動車200の正極側充電用ライン206Aで漏電が発生した場合の漏電電流の流れを示す図である。なお、これらの図には、漏電電流が流れる閉回路部分の構成のみが示され、それ以外の構成は省略されている。
FIG. 3A is a diagram illustrating a flow of a leakage current when a leakage occurs in the negative electrode side charging line 206 </ b> B of the
前述したように、電気自動車200の車載バッテリ202の急速充電が正常に行われている間、地絡検出装置102においては、抵抗値の等しい2つの抵抗1021A,1021Bにかかる電圧がバランスしているため、接地線1023に直流電流は流れない。
As described above, while the rapid charging of the in-
ここで、図3(A)に示すように、電気自動車200の負極側充電用ライン206Bの任意の位置(漏電点)P3で漏電が発生すると、車体アース203から負極側充電用ライン206Bの漏電点P3に流れ込む漏電電流I4は、正極側充電用ライン206A、電気自動車用充電器100の正極側充電用ライン103A、地絡検出装置102の一方の抵抗1021Aおよび接地線1023を介してアース400に流れ込み、さらに、制御系電源108の接地線109と通信用アース線110,205とを介して車体アース203に戻る。すなわち、本来、制御装置104の電源グラウンドはアース400と共用されていないものであるところ、本実施の形態においては、制御装置104に電源を供給する制御系電源108の負極側をアース400に接地する接地線109を設けて、制御装置104の電源グラウンドと、地絡検出装置102が接続されたアース400とを共用化したことにより、電気自動車200側で発生した漏電電流I4が、地絡検出装置102の接地線1023、制御系電源108の接地線109および通信用アース線110,205を経由するルートが形成される。このため、地絡検出装置102の電流検出器1022は、この漏電電流I4を検知する。
Here, as shown in FIG. 3A, if a leakage occurs at an arbitrary position (leakage point) P3 of the negative electrode
一方、図3(B)に示すように、電気自動車200の正極側充電用ライン206Aの任意の位置(漏電点)P4で漏電が発生すると、正極側充電用ライン206Aの漏電点P4から車体アース203に流れ込んだ漏電電流I5は、通信用アース線205,110と制御系電源108の接地線109とを介して電気自動車用充電器100のアース400に流れ込み、さらに、地絡検出装置102の他方の抵抗1021Bおよび電気自動車用充電器100の負極側充電用ライン103Bを介して車体アース203に戻る。すなわち、本来、制御装置104の電源グラウンドはアース400と共用されていないものであるところ、本実施の形態においては、上述したように接地線109を設けて、制御装置104の電源グラウンドと、地絡検出装置102が接続されたアース400とを共用化したことにより、電気自動車200側で発生した漏電電流I5が、通信用アース線110,205、制御系電源108の接地線109および地絡検出装置102の接地線1023を経由するルートが形成される。このため、地絡検出装置102の電流検出器1022は、この漏電電流I5を検知する。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when a leakage occurs at an arbitrary position (leakage point) P4 of the positive electrode
以上からわかるように、電気自動車200の車載バッテリ202への急速充電中に、電気自動車用充電器100の正極側および負極側のいずれかの充電用ライン103A,103Bにおける地絡発生だけでなく、電気自動車200の正極側および負極側のいずれかの充電用ライン206A,206Bにおける漏電発生も、電流検出器1022の測定値から検出することができる。
As can be seen from the above, during the rapid charging of the in-
そこで、本実施の形態において、電気自動車用充電器100において、制御器1024は、電気自動車200の車載バッテリ202への急速充電中、電流検出器1022から逐次入力される測定値を監視し、その測定値が、あらかじめ定めた閾値を超えると、電気自動車用充電器100側の地絡または電気自動車200側の漏電が発生したと判断して、地絡等の発生を示す異常信号を制御装置104に送信する。これに応じて、制御装置104は、漏電遮断器105の制御により回路を遮断させる。また、制御装置104は、電気自動車用充電器100側の地絡または電気自動車200側の漏電の発生を通知するメッセージを、通信線107,207を介して、電気自動車200の制御装置204に送信する。なお、電気自動車用充電器100が出力装置を有する場合には、制御装置104が、管理者等への通報を出力装置から出力するようにしてもよい。
Therefore, in the present embodiment, in the
以上、本発明の一実施の形態を説明した。 The embodiment of the present invention has been described above.
このように、本実施の形態に係る電気自動車用充電器100によれば、電気自動車200の急速充電中において、電気自動車用充電器100側における地絡発生時には、地絡検出装置102の電流検出器1022が0.1〜数mA程度の電流を検出するため、この実測値をそのまま閾値と比較することにより、地絡発生を直ちに検出可能である。また、電気自動車200の制御装置204と電気自動車用充電器100の制御装置104との基準電位共通化のための既存の通信用アース線110を接地線109で電気自動車用充電器100側のアース400に接地したことにより、電気自動車200側で発生した異常電流I4,I5が、地絡検出装置102の電流検出器1022を介して電気自動車200側に戻るループが形成されるため、急速充電中の電気自動車200における漏電発生も、地絡検出装置102の電流検出器1022の実測値と閾値との比較により直ちに検出することができる。このため、FFT等といった、ある程度の時間を要する演算処理を行う必要がなく、その分、より迅速に、電気自動車用充電器100の地絡および電気自動車200の漏電を検出して回路を遮断することができる。これにより、回路遮断までに要する時間をより短縮できる。
Thus, according to the
また、電気自動車用充電器100の正極側および負極側充電用ライン103A,103Bに、交直変換部103内部で発生したノイズをアース400にバイパスさせるためのノイズ除去用コンデンサを設けた場合、仮に従来のコンデンサ型の絶縁監視装置を電気自動車用充電器100の地絡検出装置としてそのまま適用すると、地絡検出装置の交流電源より発生する交流電流が絶縁監視装置のコンデンサとノイズ除去用コンデンサとを循環してしまう可能性がある。このような交流電流の循環が発生すると、実際には漏電が発生していないにも関わらず、漏電が誤検知される可能性がある。しかし、本実施の形態に係る地絡検出装置102には、電気自動車用充電器100のノイズ除去用コンデンサと干渉する要素が含まれていないため、電気自動車用充電器100の他の要素との干渉に起因する地絡誤検出の発生を防止することができる。
In addition, when a noise removing capacitor for bypassing noise generated in the AC /
したがって、本実施の形態によれば、電気自動車200の急速充電中における電気自動車用充電器100の地絡および電気自動車200の漏電をより迅速に検出でき、かつその検出の信頼性を向上させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the ground fault of
また、電気自動車200の急速充電中、電気自動車用充電器100の正極側および負極側充電用ライン103A,103Bにおける地絡発生だけでなく、電気自動車200の正極側および負極側充電用ライン206A,206Bにおける漏電発生も1台の電流検出器1022の測定値に基づき検知することができるため、より安価な電気自動車用充電器100を実現することができる。
Moreover, during the rapid charging of the
なお、以上においては、接地接続ポイント1021C−アース400間の直流電流を電流検出器1022で検出しているが、接地接続ポイント1021C−アース400間の電圧を電圧検出器で検出してもよい。この場合、接地線1023は、少なくとも、接地接続ポイント1021C−アース400間の電圧を検出するのに十分な抵抗を有している必要がある。
In the above description, the DC current between the
また、以上においては、電流検出器1022の測定値に基づき地絡発生を判断する制御器1024を地絡検出装置102内に設けているが、例えば、制御装置104が、電流検出器1022の測定値の入力を逐次受け付け、この測定値と閾値との比較により地絡発生を判断するようにしてもよい(以下においても同様)。
In the above description, the
ところで、本実施の形態では、電気自動車200の制御装置204と電気自動車用充電器100の制御装置104との基準電位共通化のための通信用アース線110が電気自動車用充電器100のアース400に接地されている。このため、電気自動車用充電器100の制御装置104へのサージ等の影響を考慮する必要が生じるケースがある。以下、サージ対策が施された電気自動車用充電器の構成について、前述の電気自動車用充電器100との相違を中心に説明する。
By the way, in the present embodiment, the
図4は、サージ対策を施した電気自動車用充電器100Aの概略構成を説明するための図である。なお、図4において、前述の電気自動車用充電器100と同様の構成については、図1と同じ符号が付してある。
FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration of an
図示するように、電気自動車用充電器100Aの制御装置104Aは、電気自動車用充電器100A全体の制御処理を実行する制御系回路部1042と、電気自動車200とのデータ通信処理を実行する通信系回路部1041と、制御系回路部1042のデータ転送線および通信系回路部1041のデータ転送線をつなぐフォトカプラ1043と、を有する。すなわち、制御装置104A内部において、制御系回路部1042と通信系回路部1041とが、相互のデータ通信を非接触(電気的に分離された状態)で実現している。
As illustrated, the
電気自動車用充電器100Aは、接地線109および通信用アース線110の双方に負極がつながれた前述の制御系電源108とは独立して、アース400から浮いた別の制御系電源108Aをさらに備えている。そして、前述の制御系電源108は通信系回路部1041に12V電源を供給し、制御系電源108Aは制御系回路部1042に12V電源を供給している。その他の構成は、前述の電気自動車用充電器100と同様である。
The
このような構成によれば、制御系回路部1042と電気自動車200の制御装置204との間のデータ通信を可能としつつ、制御系回路部1042をアース400から浮かすことができる。このため、前述の電気自動車用充電器100と同様、地絡検出装置102は、急速充電中の電気自動車用充電器100Aにおける地絡発生を検知するだけでなく、急速充電中の電気自動車200における漏電発生も、通信用アース線110,205および接地線109を利用して検知できる。これに加えて、電気自動車用充電器100の制御装置104へのサージ等の影響を防止することができる。
According to such a configuration, it is possible to float the control
なお、ここでは、制御系回路部1042のデータ転送線と通信系回路部1041のデータ転送線と間をフォトカプラ1043でつないでいるが、制御系回路部1042と通信系回路部1041との間のデータ転送を非接触で実現できるもので両者をつなぐものであればよい。例えば、制御系回路部1042のデータ転送線と通信系回路部1041のデータ転送線と間を非接触型のリレーでつないでもよい。
Note that here, the data transfer line of the control
また、本発明は、電気自動車のみならず、搭載されたバッテリの外部電源からの充電機能を有する電動車両に広く適用できる。 Further, the present invention can be widely applied not only to electric vehicles but also to electric vehicles having a charging function from an external power source of a mounted battery.
100,100A:電気自動車用充電器、101:接触式コネクタ、102:地絡検出装置、103:交直変換部、103A:正極側充電用ライン、103B:負極側充電用ライン、104、04A:制御装置、105:漏電遮断器(ELB)、106:充電ケーブル、107:通信線、108:制御系電源、108A:制御系電源、109:接地線、110:通信用アース線、200:電気自動車、201:接触式コネクタ、202:車載バッテリ、203:車体アース、204:制御装置、205:通信用アース線、206A:正極側充電用ライン、206B:負極側充電用ライン、207:通信線、208:制御系電源、300:交流電源、400:アース、1021A,1021B:抵抗、1021:抵抗の直列回路、1022:電流検出器、1023:接地線、1024:制御器、1041:通信系回路部、1042:制御系回路部、1043:フォトカプラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A: Charger for electric vehicles, 101: Contact type connector, 102: Ground fault detection device, 103: AC / DC converter, 103A: Positive side charging line, 103B: Negative side charging line, 104, 04A: Control Device: 105: Earth leakage breaker (ELB), 106: Charging cable, 107: Communication line, 108: Control system power supply, 108A: Control system power supply, 109: Ground line, 110: Communication ground line, 200: Electric vehicle, 201: contact type connector, 202: vehicle-mounted battery, 203: vehicle body ground, 204: control device, 205: communication ground wire, 206A: positive side charging line, 206B: negative side charging line, 207: communication line, 208 : Control system power supply, 300: AC power supply, 400: ground, 1021A, 1021B: resistance, 1021: series circuit of resistance, 1022: electricity Detector, 1023: ground line, 1024: controller, 1041: communication circuits unit, 1042: control system circuit unit, 1043: photocoupler
Claims (5)
前記電動車両の車載バッテリに給電するための正極側および負極側充電用ラインと、
前記正極側および負極側充電用ライン間に挿入された、抵抗値の等しい2つの抵抗からなる直列回路と、
前記2つの抵抗間に定めた接地位置をアースにつなぐ第一の接地線と、
前記通信用アース線を前記アースにつなぐ第二の接地線と、
前記第一の接地線に流れる電流、または前記接地位置および前記アース間の電圧を検出する検出手段と、
を備え、
前記制御装置は、
前記検出手段の検出値に基づき、前記正極側および負極側のいずれかの充電用ラインにおける地絡発生、および前記電動車両における漏電発生を検出する
ことを特徴とする電動車両用充電器。 During charging of the electric vehicle, the negative electrode of the first power source that supplies power to the control device is connected to the vehicle body ground of the electric vehicle by a communication ground wire to realize data communication between the electric vehicle and the control device. A vehicle charger,
A positive electrode side and a negative electrode side charging line for supplying power to the in-vehicle battery of the electric vehicle;
A series circuit composed of two resistors having the same resistance value, inserted between the positive and negative charging lines;
A first grounding wire connecting the grounding position defined between the two resistors to the ground;
A second ground wire connecting the communication ground wire to the ground;
Detection means for detecting a current flowing through the first ground line or a voltage between the ground position and the ground;
With
The controller is
An electric vehicle charger characterized by detecting occurrence of a ground fault in the charging line on either the positive electrode side or the negative electrode side and occurrence of electric leakage in the electric vehicle based on a detection value of the detection means.
前記電動車両の車載バッテリに給電するための正極側および負極側充電用ラインと、
前記正極側および負極側充電用ライン間に挿入された、抵抗値の等しい2つの抵抗からなる直列回路と、
前記2つの抵抗間に定めた接地位置をアースにつなぐ第一の接地線と、
前記通信用アース線を前記アースにつなぐ第二の接地線と、
前記第一の接地線に流れる電流、または前記接地位置および前記アース間の電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、前記正極側および負極側のいずれかの充電用ラインにおける地絡発生、および前記電動車両における漏電発生を検出する制御器と、を備える
ことを特徴とする電動車両用充電器。 During charging of the electric vehicle, the negative electrode of the first power source that supplies power to the control device is connected to the vehicle body ground of the electric vehicle by a communication ground wire to realize data communication between the electric vehicle and the control device. A vehicle charger,
A positive electrode side and a negative electrode side charging line for supplying power to the in-vehicle battery of the electric vehicle;
A series circuit composed of two resistors having the same resistance value, inserted between the positive and negative charging lines;
A first grounding wire connecting the grounding position defined between the two resistors to the ground;
A second ground wire connecting the communication ground wire to the ground;
Detection means for detecting a current flowing through the first ground line or a voltage between the ground position and the ground;
An electric vehicle comprising: a controller for detecting a ground fault in the charging line on either the positive electrode side or the negative electrode side and an electric leakage occurrence in the electric vehicle based on a detection value of the detection means. Charger.
前記正極側および負極側充電用ラインの少なくとも一方を遮断する遮断器をさらに備え、
前記制御装置は、
前記地絡または前記漏電が発生した場合に、前記正極側および負極側充電用ラインの少なくとも一方の遮断を前記遮断器に指示する
ことを特徴とする電動車両用充電器。 The electric vehicle charger according to claim 1 or 2,
A circuit breaker that further cuts off at least one of the positive electrode side and negative electrode side charging lines;
The controller is
An electric vehicle charger characterized by instructing the circuit breaker to cut off at least one of the positive electrode side and negative electrode side charging lines when the ground fault or the electric leakage occurs.
前記アースから絶縁された第二の電源をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第一の電源から電源供給され、前記電動車両との間のデータ通信を実行する通信系回路部と、
前記第二の電源から電源供給され、当該電動車両用充電器の制御処理を実行する制御系回路部と、
前記制御系回路部および前記通信系回路部間のデータ転送を非接触で行う中継装置と、を備える
ことを特徴とする電動車両用充電器。 The electric vehicle charger according to any one of claims 1, 2, and 3,
A second power source insulated from the ground;
The controller is
A communication system circuit unit that is supplied with power from the first power source and performs data communication with the electric vehicle;
A control system circuit unit that is supplied with power from the second power source and executes control processing of the electric vehicle charger;
And a relay device that performs non-contact data transfer between the control system circuit unit and the communication system circuit unit.
前記電動車両用充電器において、前記正極側および負極側充電用ライン間に抵抗値の等しい2つの抵抗からなる直列回路を挿入し、前記2つの抵抗間に定めた接地位置を第一の接地線でアースにつなぐとともに、前記通信用アース線を第二の接地線で前記アースにつなぎ、かつ前記第一の接地線に流れる電流、または前記接地位置および前記アース間の電圧を検出する検出手段を設けておき、
前記制御装置または前記制御装置とは別に前記電動車両用充電器に設けられた制御器が、前記電動車両への充電中に、前記検出手段により逐次検出された前記第一の接地線に流れる電流、または前記接地位置および前記アース間の電圧の測定値に基づき前記地絡および前記漏電の発生を検出する
ことを特徴とする地絡検出方法。 Charging for an electric vehicle that realizes data communication between the electric vehicle and the control device by connecting a negative electrode of a power source that supplies power to the control device to a vehicle body ground of the electric vehicle via a communication ground wire during charging of the electric vehicle A ground fault detection method for detecting the occurrence of a ground fault in the positive and negative charge lines for supplying power to the electric vehicle and the occurrence of a leakage in the electric vehicle side,
In the electric vehicle charger, a series circuit composed of two resistors having the same resistance value is inserted between the positive electrode side and the negative electrode side charging line, and a grounding position defined between the two resistors is defined as a first ground line. And detecting means for detecting the current flowing through the first ground line or the voltage between the ground position and the ground, and connecting the ground line for communication to the ground with a second ground line. Set up
The controller or the controller provided in the charger for the electric vehicle separately from the controller is a current flowing through the first ground line that is sequentially detected by the detection means during charging of the electric vehicle. Alternatively, the ground fault and the occurrence of the electric leakage are detected based on a measured value of the voltage between the grounding position and the ground.
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