JP5855894B2 - 充電システム - Google Patents

Description

本発明は充電システムに係り、特に、コンセントやケーブルコネクタの寿命を適正に判定することを可能とした充電システムに関するものである。

近年、電気自動車が普及しつつあり、電気自動車に対する充電システムが開発されてきている。このような充電システムにおいては、電気自動車を駐車場に駐車させた際に、車両に対して充電することが行われている。

ここで、バッテリに充電する技術において、充電の寿命を検出することが行われている。このような技術として、従来、例えば、充電器のプラグが差し込まれたことを検出するセンサと、このセンサの検出の度に加算していくカウンタと、このカウンタの計数がある一定値以上になったことを検出して充電器に対してアラーム信号を送る制御部とを備えるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１３１１２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術においては、バッテリの寿命を判定するものであるが、駐車場の管理者にとっては、コンセント部分の寿命を判定することの方が問題となっている。すなわち、一般的な差し込みコンセントの場合は、約５０００回程度の挿抜回数で寿命となり、電気自動車用のケーブルコネクタの場合は、約１００００回程度の挿抜回数で寿命となることがわかっている。コンセントやケーブルコネクタを寿命を超えて使用すると、コンセントやケーブルコネクタ部分の摩耗により、接触不良が生じ、充電ができなくなったり、場合によっては異常発熱が生じるおそれがあり、危険であるという問題を有している。また、これらの問題は、製品の品質によっては寿命となる挿抜回数に至る前にも生じる可能性がある。そのため、コネクタやケーブルコネクタの寿命を適正に判定する手段が望まれていた。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、コンセントやケーブルコネクタの寿命を適正に判定して、安全性を高めることのできる充電システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る充電システムは、充電対象の受電側接続器に差し込まれて電力を供給する給電側接続器と、
前記給電側接続器の状態を検出する状態検出手段と、
前記給電側接続器の寿命を推測する寿命推測手段と、
未使用時の前記給電側接続器を接続して格納するソケットと
を備え、
前記寿命推測手段は、前記給電側接続器が前記ソケットに接続されて前記状態検出手段で検出された情報に基づいて寿命を推測することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記給電側接続器は、前記受電側接続器に差し込まれるケーブルコネクタであることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記状態検出手段は、前記ソケットに接続された前記給電側接続器の接触抵抗を検出する接触抵抗検出器により構成されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、前記寿命推測手段による寿命推測結果を表示する表示部をさらに備えていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記充電対象は、駐車場に駐車する電気車両であり、
各構成要素を設けた充電ユニットは、前記電気車両を駐車可能とした車室に設置されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５において、前記充電ユニットは、前記寿命推測手段による寿命推測結果を中央装置に送信する通信部をさらに備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、状態検出手段により給電側接続器の状態を検出し、寿命推測手段により、状態検出手段により検出された情報に基づいて給電側接続器の寿命を推測するようにしているので、給電側接続器の接触不良や異常発熱などの発生を確実に防止することができ、給電側接続器の安全性を著しく高めることができる。また、給電側接続器の未使用時に給電側接続器を接続して格納するソケットを設け、寿命推測手段は、ソケットに接続されて状態検出手段で検出された情報に基づいて、給電側接続器の寿命を推測するようにしているので、給電側接続器の接触不良や異常発熱などの発生を確実に防止することができ、給電側接続器の安全性を著しく高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、給電側接続器を、受電側接続器に差し込まれるケーブルコネクタとしているので、状態検出手段によりケーブルコネクタの状態を検出し、寿命推測手段により、ケーブルコネクタの寿命を推測することができ、ケーブルコネクタの接触不良や異常発熱などの発生を確実に防止することができ、ケーブルコネクタの安全性を著しく高めることができる。
請求項３に係る発明によれば、状態検出手段をソケットに接続された給電側接続器の接触抵抗を検出する接触抵抗検出器とし、寿命推測手段により、接触抵抗検出器による接触抵抗値に基づいて、給電側接続器の寿命を推測するようにしているので、給電側接続器の接触不良や異常発熱などの発生を確実に防止することができ、給電側接続器の安全性を著しく高めることができる。

請求項４に係る発明によれば、寿命推測手段による寿命推測結果を表示する表示部を設けるようにしているので、表示部により、給電側接続器の寿命を容易に確認することができる。

請求項５に係る発明によれば、充電対象を駐車場に駐車する電気車両とし、充電ユニットを電気車両を駐車可能とした車室に設置するようにしているので、電気車両に充電する充電ユニットの給電側接続器の寿命を推測することができ、給電側接続器の接触不良や異常発熱などの発生を確実に防止することができ、給電側接続器の安全性を著しく高めることができる。

請求項６に係る発明によれば、通信部により、寿命推測手段による寿命推測結果を駐車場管理システムに送信するようにしているので、中央装置により給電側接続器の寿命を容易に確認することができる。

本発明に係る充電システムの第１実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る充電システムの第１実施形態における動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電システムの第２実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る充電システムの第２実施形態における動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電システムの第３実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る充電システムの第３実施形態における動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る充電システムの第１実施形態を示す概略図であり、本実施形態においては、本発明を、コンセント接続型の普通充電器または倍速充電器に適用した場合の例を示したものである。

図１に示すように、本実施形態の充電システムは、例えば、電気自動車、電動バイクなどのバッテリの電力で走行する車両１を駐車させるため、駐車場２に設置されるものであり、この駐車場２は、車室３を備えている。

また、充電システムは、外部電源からの電力が供給される分電盤４を備えており、分電盤４には、漏電遮断器５が設置されている。また、充電システムは、駐車場２の各車室３に設置された充電ユニット６を備えており、充電ユニット６には、各種制御を行う制御部７が設けられている。各充電ユニット６には、車室３に駐車した車両１の受電側接続器としての電源プラグ８が差し込まれる給電側接続器としてのコンセント９が設けられている。

また、充電ユニット６には、コンセント９に電気的に接続された電力開閉器１０が設けられており、電力開閉器１０は、電源幹線１１との接続を開閉するスイッチであり、分電盤４からの電源幹線１１が漏電遮断器１２を介して接続されている。また、充電ユニット６には、コンセント９に送られる電流値を検出して制御部７に送る電流センサ１３が設けられており、充電ユニット６には、コンセント９の温度を検出する温度センサ１４が設けられている。

さらに、充電ユニット６には、測定部１５が配設されており、測定部１５は、コンセント９に流れる電流のインピーダンスを測定するものであり、制御部７は、測定部１５のインピーダンスの変化に基づいて、コンセント９に対する電源プラグ８の挿抜回数を検出するように構成されている。なお、測定部１５としては、インピーダンス測定の他、コンセント９部分に設置したメカニカルスイッチにより構成してもよく、この場合は、制御部７は、メカニカルスイッチのＯＮ、ＯＦＦ動作により、コンセント９に対する電源プラグ８の挿抜回数を検出するようにすればよい。

制御部７は、メモリ１６を備えており、メモリ１６は、制御部７が測定部１５から送られるインピーダンスの変化に基づいて検出した電源プラグ８の挿抜回数を記憶するように構成されている。そして、制御部７は、メモリ１６に記憶された挿抜回数およびコンセント９の温度に基づいてコンセント９の寿命を推測するように構成されている。すなわち、本実施形態においては、測定部１５および温度センサ１４により状態検出手段が構成されており、制御部７、測定部１５および温度センサ１４により寿命推測手段が構成されている。

そして、コンセント９に対する電源プラグ８のコンセント９は、約５０００回程度の挿抜回数で寿命となるため、制御部７は、測定部１５のインピーダンス変化に基づいて、挿抜回数が約５０００回に達したら、コンセント９が寿命であると推測するようになっている。また、制御部７は、温度センサ１４により検出された温度が一定値以上に上昇した場合にも、コンセント９が寿命であると推測するようになっている。すなわち、コンセント９に寿命がくると、接触抵抗値が上昇し、発熱するため、温度によりある程度の寿命を推測することが可能となる。具体的には、３０℃程度に上昇したら、寿命であると判断するものである。

また、充電ユニット６には、車両１への充電を開始するための充電ボタン１７が設置されており、充電ユニット６には、制御部７によりコンセント９が寿命になったと推測された場合に、その旨を表示するための表示部１８が設置されている。さらに、充電ユニット６には、コンセント９が寿命になったことを駐車場管理システムなどの中央装置に送信するための通信部１９が設置されている。

次に、本実施形態の動作について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

本実施形態においては、まず、駐車場２の車室３に駐車した車両１の充電を行う場合は、利用者は、充電ユニット６のコンセント９に、車両１の電源プラグ８を差し込んだ後（ＳＴ１）、充電ボタン１７を操作する（ＳＴ２）。このとき、コンセント９に電源プラグ８を差し込むことにより、測定部１５により測定しているインピーダンスが変化し（ＳＴ３）、制御部７により、充電プラグが差し込まれたことを検出する。そして、充電ボタン１７の操作により、電力開閉器１０がＯＮとなり（ＳＴ４）、コンセント９に電流が流れ、充電が開始される。

この充電中において、温度センサ１４により、コンセント９の温度を検出し、温度が一定以上か否か判断する（ＳＴ５）。そして、コンセント９の温度が一定以上となったら（ＳＴ５：ＹＥＳ）、コンセント９の寿命であると判断し、表示部１８にその旨を表示させるとともに（ＳＴ６）、中央装置にその旨を送信する（ＳＴ７）。コンセント９の温度が一定未満の場合には、そのまま充電を継続する（ＳＴ５：ＮＯ）。

その後、充電が完了したら（ＳＴ８）、電源プラグ８をコンセント９から引き抜くことにより（ＳＴ９）、測定部１５により測定しているインピーダンスが変化し、挿抜回数のカウントが行われる（ＳＴ１０）。そして、カウントした挿抜回数が５０００回を超えた場合には（ＳＴ１１：ＹＥＳ）、コンセント９の寿命であると判断し、表示部１８にその旨を表示させるとともに（ＳＴ６）、通信部１９を介して中央装置にその旨を送信する（ＳＴ７）。

以上述べたように、本実施形態においては、測定部１５によりインピーダンスを測定することにより、コンセント９に対する電源プラグ８の挿抜回数を検出するとともに、温度センサ１４により、コンセント９の温度を検出することにより、コンセント９の寿命を推定することができるようにしているので、コンセント９の接触不良や異常発熱の発生を確実に防止することができ、コンセント９の安全性を著しく高めることができる。また、コンセント９が寿命であると判断した場合に、その旨を表示部１８に表示するとともに、通信部１９を介して中央装置に送信するようにしているので、コンセント１９が寿命であることを、表示部１９または中央装置により、容易に確認することができ、メンテナンスの効率化を図ることができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照して説明する。

本実施形態においては、本発明を、ケーブルコネクタ接続型の普通充電器または倍速充電器に適用した場合の例を示したものである。本実施形態においては、図３に示すように、充電ユニット６は、電力開閉器１０に接続された充電ケーブル２０を備えており、充電ケーブル２０の先端部には、給電側接続器としての充電コネクタ２１が取付けられている。そして、この充電コネクタ２１を車室３に駐車した車両１の受電側接続器としての車両側ソケット（図示せず）に接続することにより、充電を行うように構成されている。

また、本実施形態においては、充電ユニット６には、不使用時の充電コネクタ２１を接続して収容するためのユニット側ソケット２２が設置されており、ユニット側ソケット２２には、測定部１５が接続されている。本実施形態においては、測定部１５は、ユニット側ソケット２２に充電コネクタ２１が接続された状態で、充電コネクタ２１の接触抵抗を測定するように構成されている。そして、制御部７は、充電コネクタ２１の接触抵抗が一定以上となった場合に、コンセント９が寿命であると推測するように構成されている。具体的には、接触抵抗が５０ｍΩ以上になったら、寿命であると判断するものである。すなわち、本実施形態においては、制御部７および測定部１５により寿命推測手段が構成されている。

その他の部分は、前記第１実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

本実施形態においては、まず、駐車場２の車室３に駐車した車両１の充電を行う場合は、利用者は、充電ユニット６の充電コネクタ２１を車両１の車両側ソケットに接続した後（ＳＴ２０）、充電ボタン１７を操作する（ＳＴ２１）。そして、充電ボタン１７の操作により、電力開閉器１０がＯＮとなり（ＳＴ２２）、コンセント９に電流が流れ、充電が開始される。

その後、充電が完了したら（ＳＴ２３）、充電コネクタ２１を車両側ソケットから取り外し（ＳＴ２４）、ユニット側ソケット２２に接続する（ＳＴ２５）。この状態で、測定部１５により、充電コネクタ２１の接触抵抗を測定し（ＳＴ２６）、制御部７により、充電コネクタ２１の接触抵抗が一定以上となった場合に（ＳＴ２７：ＹＥＳ）、コンセント９が寿命であると判断し、表示部１８にその旨を表示させるとともに（ＳＴ２８）、通信部１９を介して中央装置にその旨を送信する（ＳＴ２９）。

以上述べたように、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、測定部１５により充電コネクタ２１の接触抵抗を測定することにより、充電コネクタ２１の寿命を推定することができるようにしているので、充電コネクタ２１の接触不良や異常発熱の発生を確実に防止することができ、充電コネクタ２１の安全性を著しく高めることができる。また、充電コネクタ２１が寿命であると判断した場合に、その旨を表示部１８に表示するとともに、通信部１９を介して中央装置に送信するようにしているので、充電コネクタ２１が寿命であることを、表示部１９または中央装置により、容易に確認することができ、メンテナンスの効率化を図ることができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図５を参照して説明する。

本実施形態は、本発明を急速充電器に適用した場合の例を示したものであり、本実施形態においては、前記各実施形態における電力開閉器１０の代わりに電源部２３および電源制御部２４を設置し、電源部２３に電源制御部２４を介して充電コネクタ２１が取り付けられた充電ケーブル２０を接続するようにしたものである。

また、本実施形態においても、前記第２実施形態と同様に、不使用時の充電コネクタ２１を接続して収容するためのユニット側ソケット２２が設置されており、測定部１５により、ユニット側ソケット２２に充電コネクタ２１が接続された状態で、充電コネクタ２１の接触抵抗を測定するように構成されている。そして、制御部７は、充電コネクタ２１の接触抵抗が一定以上となった場合に、コンセント９が寿命であると推測するように構成されている。

その他の部分は、前記第２実施形態と同様であるので、同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

本実施形態においては、まず、駐車場２の車室３に駐車した車両１の充電を行う場合は、利用者は、充電ユニット６の充電コネクタ２１を車両１の車両側ソケットに接続した後（ＳＴ３０）、充電ボタン１７を操作する（ＳＴ３１）。そして、充電ボタン１７の操作により、電源制御部２４により電源部２３が動作されて（ＳＴ３２）、充電コネクタ２１にコンセント９に電流が流れ、充電が開始される。

その後、充電が完了したら（ＳＴ３３）、充電コネクタ２１を車両側ソケットから取り外し（ＳＴ３４）、ユニット側ソケット２２に接続する（ＳＴ３５）。この状態で、測定部１５により、充電コネクタ２１の接触抵抗を測定し（ＳＴ３６）、制御部７により、充電コネクタ２１の接触抵抗が一定以上となった場合に（ＳＴ３７：ＹＥＳ）、コンセント９が寿命であると判断し、表示部１８にその旨を表示させるとともに（ＳＴ３８）、通信部１９を介して中央装置にその旨を送信する（ＳＴ３９）。

以上述べたように、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、測定部１５により充電コネクタ２１の接触抵抗を測定することにより、充電コネクタ２１の寿命を推定することができるようにしているので、充電コネクタ２１の接触不良や異常発熱の発生を確実に防止することができ、充電コネクタ２１の安全性を著しく高めることができる。また、充電コネクタ２１が寿命であると判断した場合に、その旨を表示部１８に表示するとともに、通信部１９を介して中央装置に送信するようにしているので、充電コネクタ２１が寿命であることを、表示部１９または中央装置により、容易に確認することができ、メンテナンスの効率化を図ることができる。

なお、前記各実施形態においては、本発明に係る充電システムを駐車場２に駐車する電気車両１に適用した場合について説明したが、コンセント９とプラグ、コネクタとソケットなどの給電側接続器と受電側接続器とを接続して充電を行うシステムであれば、いずれのシステムに適用してもよい。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１ 車両
２ 駐車場
３ 車室
４ 分電盤
６ 充電ユニット
７ 制御部
８ 電源プラグ
９ コンセント
１０ 電力開閉器
１１ 電源幹線
１２ 漏電遮断機
１３ 電流センサ
１４ 温度センサ
１５ 測定部
１６ メモリ
１７ 充電ボタン
１８ 表示部
１９ 通信部
２０ 充電ケーブル
２１ 充電コネクタ
２２ ユニット側ソケット
２３ 電源部
２４ 電源制御部

Claims (6)

1. 充電対象の受電側接続器に差し込まれて電力を供給する給電側接続器と、
   前記給電側接続器の状態を検出する状態検出手段と、
   前記給電側接続器の寿命を推測する寿命推測手段と、
   未使用時の前記給電側接続器を接続して格納するソケットと
   を備え、
   前記寿命推測手段は、前記給電側接続器が前記ソケットに接続されて前記状態検出手段で検出された情報に基づいて寿命を推測することを特徴とする充電システム。
2. 前記給電側接続器は、前記受電側接続器に差し込まれるケーブルコネクタであることを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 前記状態検出手段は、前記ソケットに接続された前記給電側接続器の接触抵抗を検出する接触抵抗検出器により構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電システム。
4. 前記寿命推測手段による寿命推測結果を表示する表示部をさらに備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の充電システム。
5. 前記充電対象は、駐車場に駐車する電気車両であり、
   各構成要素を設けた充電ユニットは、前記電気車両を駐車可能とした車室に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充電システム。
6. 前記充電ユニットは、前記寿命推測手段による寿命推測結果を中央装置に送信する通信部をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の充電システム。

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