JP5512860B2 - 電動車両の充電システム - Google Patents

Description

この発明は、電動車両の充電システムに関する。

電動車両に用いる充電システムが知られている（特許文献１）。特許文献１では、充電の際、充電ポート１を外部充電器に接続し、外部充電器から駆動バッテリ３を充電する（図１、段落［０００９］、［００１０］）。充電ポート１は、充電ポート１と駆動バッテリ３との間の電力供給ラインＬ１、Ｌ２と、インバータ回路２と駆動バッテリ３との間の電力供給ラインＬ３、Ｌ４とを介して駆動バッテリ３と接続されている。電力供給ラインＬ１、Ｌ２には充電リレー４ａ、４ｂが設けられ、電力供給ラインＬ３、Ｌ４にはメインリレー５ａ、５ｂが設けられている（図１、［０００９］）。充電時には、充電リレー４ａ、４ｂをオン（接続状態）にし、充電ポート１に接続された外部充電器の出力を駆動バッテリ３に供給することにより、駆動バッテリ３を充電する（［００１０］）。

特開２０１０―０４１７９４号公報

上記のように、特許文献１では、充電のために、充電ポート１と駆動バッテリ３との間の電力供給ラインＬ１、Ｌ２が設けられているが、何らかの理由で電力供給ラインＬ１、Ｌ２が短絡し、且つメインリレー５ａ、５ｂがオン（閉）である場合、駆動バッテリ３から短絡電流が流れてしまう。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、車両側充電ラインが短絡しても短絡電流の発生を防止することが可能な電動車両の充電システムを提供することを目的とする。

この発明に係る電動車両の充電システムは、車両外部の充電装置による充電が可能な蓄電装置を搭載した電動車両の充電システムであって、前記充電装置により前記蓄電装置を充電する際、前記充電装置の充電装置側充電コネクタと接続されて前記充電装置からの電力供給を受ける車両側充電コネクタと、前記車両側充電コネクタと前記蓄電装置との間の車両側充電ラインに設けられ、前記蓄電装置から前記充電装置への逆流電流を防止するダイオードとを有することを特徴とする。

この発明によれば、車両側充電コネクタと蓄電装置との間の車両側充電ラインに逆流防止用のダイオードが設けられる。従って、車両側充電ライン又はこれに接続される充電装置側充電ラインが短絡しても蓄電装置から短絡電流が流れることを防止することができる。

前記車両側充電ラインに、前記ダイオードのアノード側とカソード側をバイパスするバイパスラインを設け、前記バイパスラインに抵抗素子を配置してもよい。充電を開始する前に充電装置側電圧センサを用いて車両側の電圧を確認することを要する場合、車両側充電ラインに前記ダイオードが存在すると、充電装置が車両側の電圧を確認することができない。上記構成によれば、バイパスラインを設けることにより充電装置から蓄電装置の電圧を取得することが可能になると共に、ダイオード及び抵抗素子により蓄電装置からの短絡電流を防止することができる。

前記充電システムは、前記車両側充電ラインに設けられた車両側電圧センサと、充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた充電装置側電圧センサとを備え、前記車両側充電ラインには充電ライン開閉器が設けられ、前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され且つ前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けていない状態において、前記充電ライン開閉器に対して閉指令が出力されたとき、前記車両側電圧センサが検出する車両側電圧と前記充電装置側電圧センサが検出する充電装置側電圧との差電圧が第１の差電圧閾値未満の場合、前記ダイオードに短絡故障の可能性があると判定してもよい。これにより、比較的簡易な構成でダイオードの短絡故障の可能性を判定することが可能となる。

さらに、前記充電システムは、前記車両側充電ライン又は充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた電流センサを備え、前記車両側充電ラインには充電ライン開閉器が設けられ、前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され、前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けており且つ前記充電ライン開閉器が閉とされている状態において、前記電流センサが検出した電流値が所定の電流閾値未満の場合、前記ダイオードに絶縁故障の可能性があると判定してもよい。これにより、比較的簡易な構成によりダイオードの絶縁故障の可能性を判定することが可能となる。

さらにまた、前記充電システムは、前記車両側充電ラインに設けられた車両側電圧センサと、充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた充電装置側電圧センサとを備え、前記車両側充電ラインには、前記蓄電装置の陽極側と陰極側の双方に具備された充電ライン開閉器が設けられ、前記バイパスラインにはバイパスライン開閉器が設けられ、前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され且つ前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けていない状態において、前記充電ライン開閉器の一方に対して開指令が出力されると共に前記充電ライン開閉器の他方及び前記バイパスライン開閉器に対して閉指令が出力されたとき、前記車両側電圧センサが検出する車両側電圧と前記充電装置側電圧センサが検出する充電装置側電圧との差電圧が第２の差電圧閾値を下回る場合、当該一方の前記充電ライン開閉器に短絡故障の可能性があると判定してもよい。これにより、比較的簡易な構成により陽極側又は陰極側充電ライン開閉器の一方の短絡故障の可能性を判定することが可能となる。

前記車両側充電ラインの陽極側に前記ダイオードが配置される場合、前記ダイオードのアノードが前記車両側充電コネクタ側に、前記ダイオードのカソードが前記蓄電装置側にそれぞれ接続されてもよい。或いは、前記車両側充電ラインの陰極側に前記ダイオードが配置される場合、前記ダイオードのカソードが前記車両側充電コネクタ側に、前記ダイオードのアノードが前記蓄電装置側にそれぞれ接続されてもよい。

この発明によれば、車両側充電コネクタと蓄電装置との間の車両側充電ラインに逆流防止用のダイオードが設けられる。従って、車両側充電ライン又はこれに接続される充電装置側充電ラインが短絡しても蓄電装置から短絡電流が流れることを防止することができる。

この発明の一実施形態に係る電動車両の充電システムの概略構成図である。 充電開始時における電子制御装置（ＥＣＵ）の制御のフローチャートである。 充電開始時における各コンタクタのオンオフ（開閉）状態、前記ＥＣＵから充電器制御部への指令、並びに正常時及び故障時における車両側電圧、充電器側電圧及び充電電流の例を示す図である。 充電終了時における前記ＥＣＵの制御のフローチャートである。 充電終了時における前記各コンタクタのオンオフ（開閉）状態、並びに正常時及び故障時における前記車両側電圧及び前記充電器側電圧の例を示す図である。 前記実施形態の充電システムの第１変形例を示す図である。 前記実施形態の充電システムの第２変形例を示す図である。 前記実施形態の充電システムの第３変形例を示す図である。 前記実施形態の充電システムの第４変形例を示す図である。

１．全体的な構成の説明
［１−１．全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係る電動車両１２（以下「車両１２」ともいう。）の充電システム１０の概略構成図である。充電システム１０は、車両１２と急速充電器１４（以下「充電器１４」ともいう。）を備える。

［１−２．車両１２］
車両１２は、走行モータ２０（以下「モータ２０」ともいう。）と、インバータ２２と、走行用バッテリ２４（以下「バッテリ２４」ともいう。）と、陽極側及び陰極側のメインコンタクタ２６ｐ、２６ｎと、陽極側及び陰極側の急速充電コンタクタ２８ｐ、２８ｎ（以下「ＱＣＣ２８ｐ、２８ｎ」ともいう。）と、車両側コネクタ３０（車両側充電コネクタ）と、車両側ダイオード３２（以下「ダイオード３２」ともいう。）と、バイパスコンタクタ３４（以下「ＢＰＣ３４」という。）と、バイパス抵抗３６と、車両側電圧センサ３８と、電子制御装置４０（以下「ＥＣＵ４０」という。）と、表示部４２とを有する。

モータ２０は、３相交流ブラシレス式であり、インバータ２２を介してバッテリ２４から供給される電力に基づいて車両１２の駆動力Ｆ［Ｎ］（又はトルク［Ｎ・ｍ］）を生成する。また、モータ２０は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ２４並びに図示しないダウンバータ、低電圧バッテリ及び補機に出力することでバッテリ２４の充電等を行う。

インバータ２２は、３相フルブリッジ型の構成とされて、陽極側及び陰極側のメイン電力ライン４４ｐ、４４ｎ（以下「メイン電力ライン４４」と総称する。）を介して供給されたバッテリ２４からの直流を３相の交流に変換してモータ２０に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ２４（並びに前記ダウンバータ、前記低電圧バッテリ及び前記補機）に供給する。

バッテリ２４は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。なお、インバータ２２とバッテリ２４との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを設け、バッテリ２４の出力電圧又はモータ２０の出力電圧を昇圧又は降圧してもよい。

陽極側及び陰極側のメインコンタクタ２６ｐ、２６ｎ（以下「メインコンタクタ２６」と総称する。）は、メイン電力ライン４４上においてバッテリ２４の手前に設けられたノーマルオープン側のオンオフスイッチである。メインコンタクタ２６は、ＥＣＵ４０からの指令に基づきオンオフし、バッテリ２４とモータ２０及びインバータ２２との間の電力の授受の可否を切り替える。

ＱＣＣ２８ｐ、２８ｎ（以下「ＱＣＣ２８」と総称する。）は、活線露出の防止を目的とするものであり、車両側充電ライン４６ｐ、４６ｎ（以下「車両側充電ライン４６」と総称する。）上に設けられたノーマルオープン側のオンオフスイッチである。ＱＣＣ２８は、ＥＣＵ４０からの指令に基づき、急速充電器１４からバッテリ２４への充電時にオン（閉）とされ、それ以外はオフ（開）とされる（詳細は後述する。）。なお、車両側充電ライン４６は、バッテリ２４と車両側コネクタ３０とを結ぶ電力ラインであり、メイン電力ライン４４との接続点５０ｐ、５０ｎ（以下「接続点５０」と総称する。）とバッテリ２４との間は、メイン電力ライン４４と重複している。車両側コネクタ３０は、充電器側コネクタ６２との連結に用いられる。

車両側ダイオード３２は、バッテリ２４の陽極側の車両側充電ライン４６ｐに設けられ、バッテリ２４から充電器１４への電流の逆流を防止する。ＢＰＣ３４は、バイパスライン４８においてダイオード３２と並列に設けられ、ＥＣＵ４０からの指令に基づき、充電開始前に充電器１４が車両１２側の電圧（バッテリ２４の電圧）を取得する際にオン（閉）にされ、それ以外はオフ（開）にされる（詳細は後述する）。バイパス抵抗３６は、ダイオード３２と並列に且つＢＰＣ３４と直列に設けられる。車両側電圧センサ３８は、バッテリ２４の入出力電圧（以下「車両側電圧Ｖｂ」という。）を検出してＥＣＵ４０に出力する。

ＥＣＵ４０は、車両側通信ライン５２を介して車両１２の各部を制御するものであり、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を含む。本実施形態においてＥＣＵ４０は、充電器１４からバッテリ２４への充電時における各コンタクタ２６、２８、３４のオンオフ（開閉）を制御すると共に、充電の開始時及び終了時において各部の故障を検知する（詳細は後述する。）。

表示部４２は、図示しないインスツルメントパネルに設けられ、ＥＣＵ４０からの指令に応じてエラーメッセージを表示する。

［１−３．急速充電器１４］
図１に示すように、充電器１４は、直流電源６０と、充電器側コネクタ６２と、充電器側ダイオード６４（以下「ダイオード６４」ともいう。）と、充電器側電圧センサ６６（以下「電圧センサ６６」ともいう。）と、充電器側電流センサ６８と、充電器制御部７０（以下「制御部７０」ともいう。）を有する。直流電源６０は、例えば、図示しない商用電源から供給された交流電流を交流／直流変換して直流電流を出力するものであり、制御部７０により当該直流電流の大きさを制御可能である。充電器側コネクタ６２と、車両側コネクタ３０との連結に用いられる。

充電器側ダイオード６４は、充電器１４の陽極側の充電器側充電ライン７２ｐに設けられ、バッテリ２４から充電器１４への電流の逆流を防止する。

充電器側電圧センサ６６は、直流電源６０の出力電圧（以下「充電器側電圧Ｖｑ」という。）を検出して制御部７０に出力する。また、図１に示すように、電圧センサ６６は、陽極側及び陰極側の充電器側充電ライン７２ｐ、７２ｎ（以下「充電器側充電ライン７２」と総称する。）において、ダイオード６４よりも車両１２側に配置されている。このため、車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２が接続され、メインコンタクタ２６、ＱＣＣ２８及びＢＰＣ３４がオン（閉）となっていれば、電圧センサ６６は、車両１２側の電圧を検出することができる。

充電器側電流センサ６８は、直流電源６０の出力電流（以下「充電器側電流Ｉｑ」又は「充電電流Ｉｑ」という。）を検出して制御部７０に出力する。充電器制御部７０は、充電器側通信ライン７４及び車両側通信ライン５２を介してＥＣＵ４０との通信が可能である。充電器１４で検出された充電器側電圧Ｖｑ及び充電器側電流Ｉｑは、充電器側通信ライン７４及び車両側通信ライン５２を介してＥＣＵ４０に出力される。

２．充電時における各コンタクタ２６、２８、３４のオンオフ制御及び各部の故障検知
上記のように、ＥＣＵ４０は、充電器１４からバッテリ２４への充電時における各コンタクタ２６、２８、３４のオンオフ（開閉）を制御すると共に、充電の開始時及び終了時において各部の故障を検知する。

［２−１．充電開始時の制御］
図２は、充電開始時におけるＥＣＵ４０の制御のフローチャートである。図３は、充電開始時における各コンタクタ２６、２８、３４のオンオフ（開閉）状態、ＥＣＵ４０から充電器制御部７０への指令、並びに正常時及び故障時における車両側電圧Ｖｂ、充電器側電圧Ｖｑ及び充電電流Ｉｑの例を示す図である。

図示しないセンサにより車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２とが接続されたことを検出すると、図２のステップＳ１において、ＥＣＵ４０は、陽極（Ｐ）側及び陰極（Ｎ）側のメインコンタクタ２６をオンにする。ステップＳ２において、ＥＣＵ４０は、Ｐ側及びＮ側のＱＣＣ２８をオンにする（図３の時点ｔ１）。

ステップＳ３において、ＥＣＵ４０は、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第１電圧閾値Ｖ１以下であるか否かを判定する。第１電圧閾値Ｖ１は、ダイオード３２又はＢＰＣ３４における短絡故障（例えば、ＢＰＣ３４であれば、溶着による短絡故障）を判定するための閾値である。すなわち、ステップＳ３の時点では、充電が開始されていないため、通常、車両側電圧Ｖｂの方が充電器側電圧Ｖｑよりも大きい。また、ＢＰＣ３４がオフ（開）であると共にダイオード３２が存在するため、車両１２側から充電器１４側に電流は流れないはずである。それにもかかわらず、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとが近似している場合、ダイオード３２又はＢＰＣ３４の短絡故障が発生し、車両１２側から充電器１４側に電流が流れているといえる（図３参照）。

上記を踏まえ、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第１電圧閾値Ｖ１以下でなく、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生していない場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ５に進む。車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第１電圧閾値Ｖ１以下であり、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生している場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、ＥＣＵ４０は、ダイオード３２又はＢＰＣ３４に短絡故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。

ステップＳ５において、ＥＣＵ４０は、ＢＰＣ３４をオン（閉）にする（図３の時点ｔ２）。これにより、車両側の電力ライン（メイン電力ライン４４、急速充電ライン４６及びバイパスライン４８）及び充電器側充電ライン７２を介して車両１２側から充電器１４側に電流が流れるはずである。従って、何らの故障もなければ、充電器側充電ライン７２の電圧値（充電器側電圧Ｖｑ）は、車両側電力ラインの電圧値（車両側電圧Ｖｂ）からバイパス抵抗３６における電圧降下分等を引いた値に等しくなる。

ステップＳ６において、ＥＣＵ４０は、ＢＰＣ３４をオン（閉）にしたにもかかわらず、車両側電力ライン（メイン電力ライン４４、急速充電ライン４６及びバイパスライン４８）と充電器側充電ライン７２との間で過度の電圧差が発生しているか否かを判定する。

具体的には、ＥＣＵ４０は、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第２電圧閾値Ｖ２以上であるか否かを判定する。第２電圧閾値Ｖ２は、ＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６における絶縁故障（オープン故障）を判定するための閾値である。すなわち、ステップＳ６の時点では、充電が開始されていないため、通常、車両側電圧Ｖｂの方が充電器側電圧Ｖｑよりも大きい。そして、ＢＰＣ３４がオン（閉）であり、車両１２側から充電器１４側に電流が流れるはずであるため、何らの故障もなければ、充電器側充電ライン７２の電圧値（充電器側電圧Ｖｑ）は、車両側電力ラインの電圧値（車両側電圧Ｖｂ）からバイパス抵抗３６における電圧降下分等を引いた値に等しくなる。それにもかかわらず、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの間に過度の電圧差が発生している場合、ＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６に絶縁故障が発生し、車両１２側と充電器１４側とが絶縁されているといえる（図３参照）。

上記を踏まえ、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第２電圧閾値Ｖ２以上でなく、車両１２側と充電器１４側とで過度の電圧差が発生していない場合（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ８に進む。車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第２電圧閾値Ｖ２以上であり、車両１２側と充電器１４側とで過度の電圧差が発生している場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７において、ＥＣＵ４０は、ＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６に絶縁故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。

ステップＳ８において、ＥＣＵ４０は、充電器１４の制御部７０に充電電流Ｉｑの指令値Ｉｑｒｅｑ（例えば、２０Ａ／ｓｅｃ）を通知する（図３の時点ｔ３）。制御部７０は、充電器側電圧センサ６６で検出した車両１２側の電圧値（充電器側電圧Ｖｑ）が、所定値（例えば、５０Ｖ）以上であることを条件に、当該指令に対応した充電電流Ｉｑを直流電源６０から出力する。

ステップＳ９において、ＥＣＵ４０は、充電器１４から充電電流Ｉｑの供給が開始されたか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、充電電流Ｉｑ（充電器側電流Ｉｑ）が第１電流閾値Ｉ１以上であるか否かを判定する。第１電流閾値Ｉ１は、充電器１４から充電電流Ｉｑの供給が開始されたか否かを判定するための閾値である。充電電流Ｉｑが第１電流閾値Ｉ１以上でなく、充電器１４から充電電流Ｉｑの供給が開始されていない場合（Ｓ９：ＮＯ）、ステップＳ９を繰り返す。充電電流Ｉｑが第１電流閾値Ｉ１以上であり、充電器１４からの充電電流Ｉｑの供給が開始された場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、ＥＣＵ４０は、ＢＰＣ３４をオフにする（図３の時点ｔ４）。これにより、ＢＰＣ３４及びバイパス抵抗３６を介しての電力供給が停止され、ダイオード３２を介しての電力供給が継続される。

ステップＳ１１において、ＥＣＵ４０は、充電電流Ｉｑが過小であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、充電電流Ｉｑが第２電流閾値Ｉ２以下であるか否かを判定する。第２電流閾値Ｉ２は、ダイオード３２における絶縁故障を判定するための閾値であり、前記第１電流閾値Ｉ１又は充電電流Ｉｑの指令値に応じて設定される。すなわち、ステップＳ１１の時点では、少なくとも充電電流Ｉｑが第１電流閾値Ｉ１以上となっているはずである。それにもかかわらず、ＢＰＣ３４をオフにしたことにより充電電流Ｉｑが過度に小さくなっている場合、ダイオード３２に絶縁故障が発生し、充電器１４からバッテリ２４側に充電電流Ｉｑが十分に流れていないといえる（図３参照）。

上記を踏まえ、充電電流Ｉｑが第２電流閾値Ｉ２以下でなく、充電電流Ｉｑが過小でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、今回の処理を終える。充電電流Ｉｑが第２電流閾値Ｉ２以下であり、充電電流Ｉｑが過小である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、ＥＣＵ４０は、ダイオード３２に絶縁故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。

［２−２．充電終了時の制御］
図４は、充電終了時におけるＥＣＵ４０の制御のフローチャートである。図５は、充電終了時における各コンタクタ２６、２８、３４のオンオフ（開閉）状態、並びに正常時及び故障時における車両側電圧Ｖｂ及び充電器側電圧Ｖｑの例を示す図である。

バッテリ２４の残容量（ＳＯＣ）センサ（図示せず）の検出値によりバッテリ２４の充電が完了したことを検出すると、図４のステップＳ２１において、ＥＣＵ４０は、充電器制御部７０に対して、充電電流Ｉｑの出力停止を指令する。制御部７０は、当該指令を受けて、充電電流Ｉｑの出力を停止する（図５の時点ｔ１１）。

ステップＳ２２において、ＥＣＵ４０は、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、充電器側電圧Ｖｑが第３電圧閾値Ｖ３以上であるか否かを判定する。第３電圧閾値Ｖ３は、ダイオード３２又はＢＰＣ３４における短絡故障を判定するための閾値である。すなわち、ステップＳ２２の時点では、充電電流Ｉｑの出力は停止され、充電器側電圧センサ６６の検出値（充電器側電圧Ｖｑ）は、充電電流Ｉｑの出力停止後の所定値（制御部７０が設定する値）まで低下する（図５の時点ｔ１２）。このため、車両側電圧Ｖｂの方が充電器側電圧Ｖｑよりも大きくなる。また、ＢＰＣ３４がオフ（開）であると共にダイオード３２が存在するため、車両１２側から充電器１４側に電流は流れないはずである。それにもかかわらず、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとが近似している場合、ダイオード３２又はＢＰＣ３４の短絡故障が発生し、車両１２側から充電器１４側に電流が流れているといえる。

上記を踏まえ、充電器側電圧Ｖｑが第３電圧閾値Ｖ３以上でなく、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生していない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２４に進む。充電器側電圧Ｖｑが第３電圧閾値Ｖ３以上であり、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生している場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３において、ＥＣＵ４０は、ダイオード３２又はＢＰＣ３４に短絡故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。

ステップＳ２４において、ＥＣＵ４０は、ＢＰＣ３４をオン（閉）にする（図５の時点ｔ１３）。これにより、車両側電力ライン（メイン電力ライン４４、急速充電ライン４６及びバイパスライン４８）及び充電器側充電ライン７２を介して車両１２側から充電器１４側に電流が流れることになる。従って、何らの故障もなければ、充電器側充電ライン７２の電圧値（充電器側電圧Ｖｑ）は、車両側電力ラインの電圧値（車両側電圧Ｖｂ）からバイパス抵抗３６における電圧降下分等を引いた値に等しくなる。

ステップＳ２５において、ＥＣＵ４０は、ＢＰＣ３４をオン（閉）にしたにもかかわらず、車両側電力ラインと充電器側充電ライン７２との間で過度の電圧差が発生しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第４電圧閾値Ｖ４以上であるか否かを判定する。第４電圧閾値Ｖ４は、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６における絶縁故障（オープン故障）を判定するための閾値である。すなわち、ステップＳ２５の時点では、充電が終了しているため、車両側電圧Ｖｂの方が充電器側電圧Ｖｑよりも大きい。そして、ＢＰＣ３４がオン（閉）であり、車両１２側から充電器１４側に電流が流れるため、何らの故障もなければ、充電器側充電ライン７２の電圧値（充電器側電圧Ｖｑ）は、車両側電力ラインの電圧値（車両側電圧Ｖｂ）からバイパス抵抗３６における電圧降下分等を引いた値に等しくなる。それにもかかわらず、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの間に過度の電圧差が発生している場合、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６に絶縁故障が発生し、車両１２側から充電器１４側に電流が流れていないといえる。

上記を踏まえ、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第４電圧閾値Ｖ４以上でなく、車両１２側と充電器１４側とで過度の電圧差が発生していない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ステップＳ２７に進む。車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第４電圧閾値Ｖ４以上であり、車両１２側と充電器１４側とで過度の電圧差が発生している場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２６において、ＥＣＵ４０は、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６に絶縁故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。なお、第４電圧閾値は、上述した第２電圧閾値Ｖ２と同じ値としてもよい。

ステップＳ２７において、ＥＣＵ４０は、Ｐ側のＱＣＣ２８をオフにする（図５の時点ｔ１４）。これにより、車両１２側と充電器１４側との間で電流は流れなくなるはずである。

ステップＳ２８において、ＥＣＵ４０は、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第５電圧閾値Ｖ５以下であるか否かを判定する。第５電圧閾値Ｖ５は、Ｐ側ＱＣＣ２８における短絡故障を判定するための閾値である。すなわち、ステップＳ２７でＰ側ＱＣＣ２８がオフ（開）とされることで、車両１２側と充電器１４側との間で電流は流れなくなるはずである。それにもかかわらず、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとが近似している場合、Ｐ側ＱＣＣ２８の短絡故障が発生し、車両１２側から充電器１４側に電流が流れているといえる。

上記を踏まえ、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第５電圧閾値Ｖ５以下でなく、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生していない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、ステップＳ３０に進む。車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第５電圧閾値Ｖ５以下であり、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生している場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ２９において、ＥＣＵ４０は、Ｐ側ＱＣＣ２８に短絡故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。

ステップＳ３０において、ＥＣＵ４０は、Ｐ側のＱＣＣ２８をオンにする（図５の時点ｔ１５）。これにより、再度、車両１２側から充電器１４側に電流が流れるようになる。

ステップＳ３１において、ＥＣＵ４０は、Ｎ側のＱＣＣ２８をオフにする（図５の時点ｔ１６）。これにより、車両１２側から充電器１４側に電流が流れなくなるはずである。

ステップＳ３２において、ＥＣＵ４０は、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第６電圧閾値Ｖ６以下であるか否かを判定する。第６電圧閾値Ｖ６は、Ｎ側ＱＣＣ２８における短絡故障を判定するための閾値である。すなわち、ステップＳ３１でＮ側ＱＣＣ２８がオフ（開）とされることで、車両１２側から充電器１４側に電流は流れなくなるはずである。それにもかかわらず、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとが近似している場合、Ｎ側ＱＣＣ２８の短絡故障が発生し、車両１２側から充電器１４側に電流が流れているといえる。

上記を踏まえ、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第６電圧閾値Ｖ６以下でなく、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生していない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ステップＳ３４に進む。車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差の絶対値が第６電圧閾値Ｖ６以下であり、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生している場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ステップＳ３３において、ＥＣＵ４０は、Ｎ側ＱＣＣ２８に短絡故障が発生していると判定（確定）し、表示部４２にエラーメッセージを表示する。なお、Ｐ側ＱＣＣ２８における短絡故障の発生の有無の判定と、Ｎ側ＱＣＣ２８における短絡故障の発生の有無の判定の順番は反対にしてもよい。

ステップＳ３４において、ＥＣＵ４０は、Ｐ側ＱＣＣ２８及びＢＰＣ３４をオフにする（図５の時点ｔ１７）。続くステップＳ３５において、ＥＣＵ４０は、Ｐ側及びＮ側のメインコンタクタ２６をオフにする。

３．本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、車両側充電ライン４６ｐに逆流防止用のダイオード３２が設けられる。従って、車両側充電ライン４６ｐ、４６ｎ又はこれに接続される充電器側充電ライン７２ｐ、７２ｎが短絡してもバッテリ２４から短絡電流が流れることを防止することができる。

本実施形態では、車両側充電ライン４６ｐに、ダイオード３２のアノード側とカソード側をバイパスするバイパスライン４８を設け、バイパスライン４８にバイパス抵抗３６が配置されている。充電を開始する前に充電器側電圧センサ６６を用いて車両１２側の電圧を確認することを要する場合、車両側充電ライン４６にダイオード３２が存在すると、充電器１４が車両１２側の電圧を確認することができない。本実施形態によれば、バイパスライン４８を設けることにより充電器１４から車両１２側の電圧を確認することが可能となると共に、ダイオード３２及びバイパス抵抗３６によりバッテリ２４からの短絡電流を防止することができる。

本実施形態では、車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２とが接続され且つ車両側コネクタ３０が充電器１４から電力供給を受けていない状態において、ＱＣＣ２８がオン（閉）にされたとき（図２のＳ２）、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差電圧が第１電圧閾値Ｖ１以下の場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ダイオード３２又はＢＰＣ３４が短絡故障していると判定する（Ｓ４）。これにより、比較的簡易な構成でダイオード３２又はＢＰＣ３４の短絡故障の可能性を判定することが可能となる。

本実施形態では、車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２とが接続され且つ車両側コネクタ３０が充電器１４から電力供給を受けていない状態において、ＱＣＣ２８がオン（閉）にされると共に（図２のＳ２）、ＢＰＣ３４がオン（閉）にされたとき（Ｓ５）、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差電圧の絶対値が第２電圧閾値Ｖ２以上である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６が絶縁故障していると判定する（Ｓ７）。これにより、比較的簡易な構成によりＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６の絶縁故障の可能性を判定することが可能となる。

本実施形態では、車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２とが接続され、車両側コネクタ３０が充電器１４から電力供給を受けており且つＱＣＣ２８がオン（閉）とされている状態において、充電電流Ｉｑが第２電流閾値Ｉ２以下の場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ダイオード３２に絶縁故障の可能性があると判定する（Ｓ１２）。これにより、比較的簡易な構成によりダイオード３２の絶縁故障の可能性を判定することが可能となる。

本実施形態では、車両側コネクタ３０と充電器側コネクタ６２とが接続され且つ車両側コネクタ３０が充電器１４から電力供給を受けていない状態において、ＱＣＣ２８ｐ、２８ｎの一方がオフ（開）にされると共に（図４のＳ２７、Ｓ３１）、ＱＣＣ２８ｐ、２８ｎの他方及びＢＰＣ３４がオン（閉）にされたとき（Ｓ２４）、車両側電圧Ｖｂと充電器側電圧Ｖｑとの差電圧が第５電圧閾値Ｖ５又は第６電圧閾値Ｖ６以下である場合、当該一方のＱＣＣ２８ｐ、２８ｎに短絡故障の可能性があると判定する（Ｓ２９、Ｓ３３）。これにより、比較的簡易な構成によりＱＣＣ２８ｐ、２８ｎの一方の短絡故障の可能性を判定することが可能となる。

４．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

［４−１．適用対象］
上記実施形態では、充電システム１０を電動車両１２に適用したが、これに限らず、別の対象に適用してもよい。例えば、充電システム１０を船舶や航空機等の移動体に用いることもできる。

上記実施形態では、バッテリ２４のみを電動車両１２の駆動源としたが、これに限らない。例えば、バッテリ２４に加えてエンジンを搭載する構成（ハイブリッド車両）や、バッテリ２４に加えて燃料電池を搭載する構成（燃料電池車両）であってもよい。

［４−２．車両側ダイオード３２及び充電器側ダイオード６４］
上記実施形態では、陽極側の車両側充電ライン４６ｐに車両側ダイオード３２を設けたが、これに限らず、陰極側の車両側充電ライン４６ｎにダイオード３２を設けてもよい。この場合、図６に示すように、ダイオード３２のカソードが車両側コネクタ３０側に、ダイオード３２のアノードがバッテリ２４側にそれぞれ接続される。

上記実施形態では、車両側ダイオード３２は、接続点５０とＱＣＣ２８との間に設けたが、接続点５０と車両側コネクタ３０の間であればいずれの位置であってもよい。例えば、ＱＣＣ２８と車両側コネクタ３０の間に配置することもできる。

上記実施形態では、逆流防止用のダイオードとして、車両側ダイオード３２と充電器側ダイオード６４の両方を設けたが、いずれか一方のみであってもよい。但し、車両１２側の短絡防止のためには車両側ダイオード３２が必要となる。

［４−３．バイパスライン４８］
上記実施形態では、バイパスライン４８を設けたが、図７に示すように、バイパスライン４８（並びにＢＰＣ３４及びバイパス抵抗３６）を設けない構成も可能である。

上記実施形態では、バイパスライン４８にＢＰＣ３４及びバイパス抵抗３６を設けたが、図８に示すように、バイパス抵抗３６のみを設け、ＢＰＣ３４を設けなくてもよい。或いは、図９に示すように、ＢＰＣ３４のみを設け、バイパス抵抗３６を設けなくてもよい。

［４−４．故障検知］
上記実施形態では、充電開始時において、車両側ダイオード３２又はＢＰＣ３４の短絡故障（図２のＳ４）、ＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６の絶縁故障（Ｓ７）及びダイオード３２の絶縁故障（Ｓ１２）を判定したが、いずれか１つ又は２つの故障検知のみを行ってもよい。

同様に、上記実施形態では、充電終了時において、ダイオード３２又はＢＰＣ３４の短絡故障（図４のＳ２３）、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６の絶縁故障（Ｓ２６）、Ｐ側ＱＣＣ２８ｐの短絡故障（Ｓ２９）及びＮ側ＱＣＣ２８ｎの短絡故障（Ｓ３３）を判定したが、いずれか１つ、２つ又は３つの故障検知のみを行ってもよい。

上記実施形態では、図２のステップＳ３において、車両１２側と充電器１４側とで不要な導通が発生している場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、ＥＣＵ４０は、ダイオード３２又はＢＰＣ３４に短絡故障が発生していると判定（確定）した。上記のように、ＢＰＣ３４を設けない構成（図７及び図８）を用いる場合、ステップＳ４では、ダイオード３２に短絡故障が発生していると判定することができる。

上記実施形態では、図２のステップＳ６において、車両１２側と充電器１４側とで過度の電圧差が発生している場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７において、ＥＣＵ４０は、ＱＣＣ２８、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６に絶縁故障が発生していると判定（確定）した。上記のように、ＢＰＣ３４及びバイパス抵抗３６を設けない構成（図７）を用いる場合、ステップＳ７では、ＱＣＣ２８に絶縁故障が発生していると判定することができる。或いは、ＱＣＣ２８を設けない構成を用いる場合、ステップＳ７では、ＢＰＣ３４又はバイパス抵抗３６に絶縁故障が発生していると判定することができる。或いは、ＱＣＣ２８及びＢＰＣ３４を設けない構成を用いる場合、ステップＳ７では、バイパス抵抗３６に絶縁故障が発生していると判定することができる。或いは、ＱＣＣ２８及びバイパス抵抗３６を設けない構成を用いる場合、ステップＳ７では、ＢＰＣ３４に絶縁故障が発生していると判定することができる。

［４−５．その他］
上記実施形態では、メインコンタクタ２６を設けたが、メインコンタクタ２６を設けない構成も可能である。

上記実施形態では、ＱＣＣ２８を設けたが、これに限らず、ＱＣＣ２８を設けなくてもバッテリ２４からの短絡電流を防止することが可能である。上記のように、ＱＣＣ２８は、活線露出の防止を目的とするものであるが、陽極側にダイオード３２を設けた場合、少なくとも陰極側にＱＣＣ２８ｎを設ければ、活線露出を防止可能である。

上記実施形態では、電流センサ６８を充電器１４側に設けたが、これに限らず、車両１２側に設けてもよい。或いは、車両１２側及び充電器１４側の両方に設けてもよい。

上記実施形態では、バッテリ２４の負荷としてモータ２０が存在したが、これに限らず、エアコンディショナ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、アクセサリ等の補機を設けてもよい。当該補機は、例えば、メイン電力ライン４４又は車両側充電ライン４６に接続することができる。

１０…充電システム １２…電動車両
１４…急速充電器（充電装置） ２４…走行用バッテリ（蓄電装置）
２８、２８ｐ、２８ｎ…急速充電コンタクタ（充電ライン開閉器）
３０…車両側コネクタ（車両側充電コネクタ）
３２…車両側ダイオード
３４…バイパスコンタクタ（バイパスライン開閉器）
３６…バイパス抵抗（抵抗素子） ３８…車両側電圧センサ
４６、４６ｐ、４６ｎ…車両側充電ライン
４８…バイパスライン ６０…直流電源（充電装置側電源）
６２…充電器側コネクタ（充電装置側充電コネクタ）
６６…充電器側電圧センサ（充電装置側電圧センサ）
６８…充電器側電流センサ
７２、７２ｐ、７２ｎ…充電器側充電ライン（充電装置側充電ライン）

Claims (7)

1. 車両外部の充電装置による充電が可能な蓄電装置を搭載した電動車両の充電システムであって、
   前記充電装置により前記蓄電装置を充電する際、前記充電装置の充電装置側充電コネクタと接続されて前記充電装置からの電力供給を受ける車両側充電コネクタと、
   前記車両側充電コネクタと前記蓄電装置との間の車両側充電ラインに設けられ、前記蓄電装置から前記充電装置への逆流電流を防止するダイオードと、
   前記車両側充電ラインに設けられた車両側電圧センサと、
   充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた充電装置側電圧センサと、
   前記車両側充電ライン又は前記充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた電流センサと
   を有し、
   前記車両側充電ラインには充電ライン開閉器が設けられ、
   前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され且つ前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けていない状態において、前記充電ライン開閉器に対して閉指令が出力されたとき、前記車両側電圧センサが検出する車両側電圧と前記充電装置側電圧センサが検出する充電装置側電圧との差電圧が第１の差電圧閾値未満の場合、前記ダイオードに短絡故障の可能性があると判定し、並びに、
   前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され、前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けており且つ前記充電ライン開閉器が閉とされている状態において、前記電流センサが検出した電流値が所定の電流閾値未満の場合、前記ダイオードに絶縁故障の可能性があると判定する
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。
2. 車両外部の充電装置による充電が可能な蓄電装置を搭載した電動車両の充電システムであって、
   前記充電装置により前記蓄電装置を充電する際、前記充電装置の充電装置側充電コネクタと接続されて前記充電装置からの電力供給を受ける車両側充電コネクタと、
   前記車両側充電コネクタと前記蓄電装置との間の車両側充電ラインに設けられ、前記蓄電装置から前記充電装置への逆流電流を防止するダイオードと、
   前記車両側充電ラインに設けられた車両側電圧センサと、
   充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた充電装置側電圧センサと
   を備え、
   前記車両側充電ラインには充電ライン開閉器が設けられ、
   前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され且つ前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けていない状態において、前記充電ライン開閉器に対して閉指令が出力されたとき、前記車両側電圧センサが検出する車両側電圧と前記充電装置側電圧センサが検出する充電装置側電圧との差電圧が第１の差電圧閾値未満の場合、前記ダイオードに短絡故障の可能性があると判定する
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。
3. 車両外部の充電装置による充電が可能な蓄電装置を搭載した電動車両の充電システムであって、
   前記充電装置により前記蓄電装置を充電する際、前記充電装置の充電装置側充電コネクタと接続されて前記充電装置からの電力供給を受ける車両側充電コネクタと、
   前記車両側充電コネクタと前記蓄電装置との間の車両側充電ラインに設けられ、前記蓄電装置から前記充電装置への逆流電流を防止するダイオードと、
   前記車両側充電ライン又は充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた電流センサと
   を備え、
   前記車両側充電ラインには充電ライン開閉器が設けられ、
   前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され、前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けており且つ前記充電ライン開閉器が閉とされている状態において、前記電流センサが検出した電流値が所定の電流閾値未満の場合、前記ダイオードに絶縁故障の可能性があると判定する
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の充電システムにおいて、
   前記車両側充電ラインに、前記ダイオードのアノード側とカソード側をバイパスするバイパスラインを設け、前記バイパスラインに抵抗素子が配置されている
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。
5. 請求項１又は２に従属する請求項４記載の電動車両の充電システムにおいて、
   前記車両側充電ラインには、前記蓄電装置の陽極側と陰極側の双方に具備された充電ライン開閉器が設けられ、前記バイパスラインにはバイパスライン開閉器が設けられ、
   前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され且つ前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けていない状態において、前記充電ライン開閉器の一方に対して開指令が出力されると共に前記充電ライン開閉器の他方及び前記バイパスライン開閉器に対して閉指令が出力されたとき、前記車両側電圧センサが検出する車両側電圧と前記充電装置側電圧センサが検出する充電装置側電圧との差電圧が第２の差電圧閾値を下回る場合、当該一方の前記充電ライン開閉器に短絡故障の可能性があると判定する
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。
6. 請求項３に従属する請求項４記載の電動車両の充電システムにおいて、
   前記車両側充電ラインに設けられた車両側電圧センサと、充電装置側電源と前記充電装置側充電コネクタとの間の充電装置側充電ラインに設けられた充電装置側電圧センサとを備え、
   前記車両側充電ラインには、前記蓄電装置の陽極側と陰極側の双方に具備された充電ライン開閉器が設けられ、前記バイパスラインにはバイパスライン開閉器が設けられ、
   前記車両側充電コネクタと前記充電装置側充電コネクタとが接続され且つ前記車両側充電コネクタが前記充電装置から電力供給を受けていない状態において、前記充電ライン開閉器の一方に対して開指令が出力されると共に前記充電ライン開閉器の他方及び前記バイパスライン開閉器に対して閉指令が出力されたとき、前記車両側電圧センサが検出する車両側電圧と前記充電装置側電圧センサが検出する充電装置側電圧との差電圧が第２の差電圧閾値を下回る場合、当該一方の前記充電ライン開閉器に短絡故障の可能性があると判定する
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両の充電システムにおいて、
   前記車両側充電ラインの陽極側に前記ダイオードが配置される場合、前記ダイオードのアノードが前記車両側充電コネクタ側に、前記ダイオードのカソードが前記蓄電装置側にそれぞれ接続され、又は
   前記車両側充電ラインの陰極側に前記ダイオードが配置される場合、前記ダイオードのカソードが前記車両側充電コネクタ側に、前記ダイオードのアノードが前記蓄電装置側にそれぞれ接続される
   ことを特徴とする電動車両の充電システム。

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