JP6953073B2

JP6953073B2 - 充電ケーブル、充電装置、充電システム

Info

Publication number: JP6953073B2
Application number: JP2017124823A
Authority: JP
Inventors: 貴俊村瀬; 達治船橋
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: JP2019009927A

Description

本発明は、車両充電用の充電ケーブル、充電装置、充電システムに関するものである。

特許文献１に記載されているように、車両の充電のために、充電装置と車両を接続する充電ケーブルを用いることが知られている。車両用充電装置における充電の態様には、モード１、モード２、モード３があり、それぞれの態様に合わせた充電ケーブルがある。具体的には、モード１では、車両側と充電装置側との間で情報のやり取りをする制御回路を用いず、充電ケーブルと充電装置との接続はコンセントによるものである。また、モード２では、制御回路（ＣＰＬＴ回路）が充電ケーブルに内蔵されており、充電ケーブルと充電装置との接続はコンセントによるものである。そして、モード３では、制御回路（ＣＰＬＴ回路）は充電装置に内蔵されており、充電ケーブルと充電装置との接続は端子台接続によるものである。

特開２０１４−２７７６５号公報

ところで、充電ケーブルは、経年劣化による充電ケーブル内の電線の断線等が原因で充電ケーブルが故障してしまい、充電ケーブルを交換することが必要となる場合がある。モード２用の充電ケーブルを使用する場合、制御回路を充電ケーブルに設けているため、充電ケーブルの価格が高価になってしまう。一方、モード３用の充電ケーブルを使用すれば、制御回路を充電装置に内蔵しているため、充電ケーブルの価格は安価に抑えられるが、充電装置などに設けられた端子台に充電ケーブルの電源線などが接続されているため、充電ケーブルの交換作業に資格が必要となり、顧客が容易に充電ケーブルを交換することができなかった。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、価格を安価に抑えるとともに、顧客が容易に交換できる車両充電用の充電ケーブルを提供することである。

上記課題を解決するため、車両の外部より電力を供給する電力供給部と、電力供給を制御する充電制御部と、車両の給電口とに接続する車両充電用の充電ケーブルであって、充電制御部に接続される第１接続部と、電力供給部に接続される第２接続部と、車両に接続される充電コネクタを備え、電力供給部とコネクタ接続可能としたコネクタに第２接続部を備えた充電ケーブルとする。

また、第２接続部を備えたコネクタに第１接続部を備え、充電制御部と電力供給部にコネクタ接続可能とした構成とすることが好ましい。

また、充電コネクタと第２接続部とを繋ぐ電源線を被覆する被覆部本体から、第１接続部を備えた信号線の一部を分離させた構成とすることが好ましい。

また、このような充電ケーブルを使用して車両の充電を行う充電装置であって、信号線が接続される充電制御部と、電源線が接続される電力供給部を備えた充電装置とすることが好ましい。

また、このような充電ケーブルを使用して車両の充電を行う充電システムであって、信号線が接続される充電制御部を備えた制御装置と、電源線が接続される電力供給部を備えた電力供給装置とが別体として構成された充電システムとすることが好ましい。

本発明では、価格を安価に抑えるとともに、顧客が容易に交換できる車両充電用の充電ケーブルを提供することが可能となる。

第１の実施形態における充電ケーブルを充電制御部と、電力供給部と、車両と、に接続した状態の概念図である。第１の実施形態の充電ケーブルの第１接続部と第２接続部との関係を表した図である。充電制御部と電力供給部を備えた車両充電装置に対して、第１の実施形態における充電ケーブルを接続したことを表した図である。第２の実施形態における充電ケーブルを充電制御部と、電力供給部と、車両と、に接続した状態の概念図である。制御装置と、電力供給装置と、車両と、電源線と、信号線とが接続された状態を表したブロック図である。第２の実施形態の充電ケーブルの第１接続部と第２接続部との関係を表した図である。充電制御部と電力供給部を備えた車両充電装置に対して、第２の実施形態における充電ケーブルを接続したことを表した図である。制御装置と、電力供給装置と、電源線と、信号線とが接続された状態を表したブロック図である。充電制御部を備えた制御装置と、電力供給部を備えた電力供給装置とが別体として構成され、充電制御部に対して信号線が接続され、電力供給部に対して電源線が接続されたことを表した図である。制御部及び電力供給部を備えた車両充電装置と、電源線と、信号線とが接続された状態を表したブロック図である。複数の充電ケーブルの電源線が電力供給装置に接続され、複数の充電ケーブルの信号線が制御装置に接続された状態を表した図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。以下では、二つの実施の形態を例として、説明する。第１の実施形態について示した図１及び図２などに示されていることから理解されるように、本発明の充電ケーブル１は、車両充電用であり、電力供給を制御する充電制御部３１と、車両２に電力を供給する電力供給部４１と、車両２の給電口と、に接続するものである。また、充電制御部３１に接続される第１接続部１１と、電力供給部４１に接続される第２接続部１２と、車両２に接続される充電コネクタ１３を備えている。更には、電力供給部４１とコネクタ接続可能としたコネクタ１８に第２接続部１２を備えている。このため、価格を安価に抑えるとともに、顧客が容易に交換できる車両充電用の充電ケーブル１を提供することが可能となる。なお、コネクタ接続とは、コンセントとプラグのように挿抜することで接続状態と非接続状態とを切り替える接続方法のことをいう。

また、第１の実施形態では、図１乃至３に示すことから理解されるように、第２接続部１２を備えたコネクタ１８に第１接続部１１を備え、充電制御部３１と電力供給部４１にコネクタ接続可能としている。つまり、第１接続部１１と第２接続部１２を同一のコネクタ１８に備えた構成としている。このため、充電制御部３１と電力供給部４１を備えた車両充電装置５に対してコネクタ１８を接続することで、充電制御部３１と第１接続部１１の接続と、電力供給部４１と第２接続部１２の接続の双方を行うことができる。また、車両充電装置５からコネクタ１８を分離することで、充電制御部３１と第１接続部１１の分離と、電力供給部４１と第２接続部１２の分離の双方を行うことができる。

次に第２の実施形態を示す。図４及び図５に示されていることから理解されるように、本実施形態の充電ケーブル１は、車両充電用であり、電力供給を制御する充電制御部３１と、車両２に電力を供給する電力供給部４１と、車両２の給電口と、に接続するものである。また、充電制御部３１に接続される第１接続部１１と、電力供給部４１に接続される第２接続部１２と、車両２に接続される充電コネクタ１３を備えている。また、電力供給部４１とコネクタ接続可能としたコネクタ１８に第２接続部１２を備えている。このため、価格を安価に抑えるとともに、顧客が容易に交換できる車両充電用の充電ケーブル１を提供することが可能となる。また、本実施形態では、充電コネクタ１３と第２接続部１２とを繋ぐ電源線１５を被覆する被覆部本体１６から、第１接続部１１を備えた信号線１４の一部を分離させている。電源線と信号線が平行して配線されていると、信号線は電源線からノイズを受けやすくなるが、このような構成とすることにより、信号線１４が電源線１５から受ける影響を抑制できるようにすることが可能となる。特に、充電ケーブル１を長くしても、ノイズの影響を抑えることができる。

本実施形態の充電ケーブル１は、充電コネクタ１３と第２接続部１２とを繋ぐ線状若しくは面状の部位と、この部位の途中から分岐するように設けられた線状若しくは面状の部位を備えている。分岐の数はいくつでも構わないが、本実施形態では一つとし、充電ケーブル１の端部が三つとなるようにしている。分岐により設けられた端部に第１接続部１１が設けられており、各々の端部に充電コネクタ１３、第１接続部１１、第２接続部１２が分散した構成としている。

充電コネクタ１３と第２接続部１２とを繋ぐ部位には、電源線１５を被覆する被覆部本体１６を備えている。実施形態の被覆部本体１６は、充電コネクタ１３と隣接する箇所では、信号線１４と電源線１５の双方を被覆している。また、アース線１９も被覆している。この被覆部本体１６は、第２接続部１２と隣接する箇所では、電源線１５とアース線１９は被覆しているが、信号線１４は被覆していない。つまり、信号線１４は一部が被覆部本体１６により被覆されており、その箇所においては、被覆部本体１６により拘束されているが、その他の箇所は被覆部本体１６に被覆されていないため、移動の自由度が高められている。このため、第２接続部１２に対して第１接続部１１が移動可能となる。なお、被覆部本体１６は屈曲可能な線状若しくは面状に設けられている。

第１接続部１１は、充電制御部３１に設けられた被接続部に接続される。この第１接続部１１は、コネクタの形状とし、充電制御部３１の被接続部に挿抜できるようにしてもよいし、端子を設け、被接続部にねじ固定できるようにしてもよい。

実施形態の電力供給部４１は、２つの電源ラインと１つのアースラインを備えている。コネクタ１８に備えられた第２接続部１２は電力供給部４１に設けられた被接続部に接続される。この被接続部は第２接続部１２を容易に挿抜できる構造であることが好ましい。特に、この第２接続部１２をコンセントプラグとし、被接続部をコンセントとすることが好ましい。そうすることで、被接続部からの第２接続部１２の取り外し作業を無資格者でも行えるようになる。なお、第２接続部１２だけではなく、第１接続部１１もコネクタ接続可能な構成とすると、充電ケーブル１の取り外しがしやすくなる。また、充電ケーブル１に制御回路を備えていないため、価格を抑制することができる。つまり、価格を抑制するとともに、顧客が容易に交換できる車両充電用の充電ケーブル１とすることが可能となる。

図７及び図８に示す例では、車両充電装置５に充電制御部３１と電力供給部４１を収納している。このように、充電制御部３１と電力供給部４１を同一の筐体内に収納した構成としても良い。この場合、充電制御部３１に接続される第１接続部１１と、電力供給部４１に接続される第２接続部１２の取り付けや取り外し作業を、一つの筐体に対して行えばよいため、作業を容易にすることができる。

図９及び図１０に示す例では、充電制御部３１を備えた制御装置３３と、電力供給部４１を備えた電力供給装置４３を設け、車両充電システム７を構成している。このように、充電制御部３１と電力供給部４１を別々の筐体内に収納することで、各筐体を最小限の大きさにすることができ、省スペースとすることができる。

図１１に示す車両充電システム７では、１つの電力供給装置４３に複数の電力供給部４１を備え、１つの制御装置３３に複数の充電制御装置３３を備える構成としている。このような構成とすることによって、複数台の車両２に充電を行う際に、その車両２の数に応じた台数の車両充電装置５を設ける必要はなく、施工コストを抑えることができる。

ところで、実施形態における充電制御部３１は、ＣＰＬＴ信号の電位の変化で、車両２側の制御回路と通信を行う。例えば、充電ケーブル１を車両２に接続していない状態では、制御装置３３のＣＰＬＴ信号の電位が１２Ｖとなる。充電ケーブル１を車両２に接続すると、車両２側の制御回路の第１の抵抗が制御装置３３の抵抗と直列に接続され、ＣＰＬＴ信号の電位は９Ｖとなる。

充電制御部３１は、ＣＰＬＴ信号の電位が９Ｖになったことを検出すると、車両２が充電ケーブル１に接続されたことを検知し、その後、充電制御部３１がパルス出力回路を発振させてＣＰＬＴ信号の電位は９Ｖ発振の状態となる。これによってパルス状の９ＶのＣＰＬＴ信号が車両２側に入り、車両２側の準備ができていれば車両２側の制御回路が受電許可スイッチをオンとする。

車載電池としてリチウムイオン電池が搭載されている場合には、車両２側の第２の抵抗によってＣＰＬＴ信号の電位は６Ｖ発振に変化し、車両２の受電準備が完了したことを制御装置３３が認識する。充電制御部３１はこの状態において車両充電装置５のリレー９１にオン信号を出力し充電電路を閉路制御し、充電電路に２００Ｖの充電電圧が印加する。

ＣＰＬＴ信号が６Ｖ発振状態になった後、充電制御部３１は、電力供給装置４３から車両２への電力供給を可能にするために、リレー９１を閉状態とするが、そのリレー９１を設置する位置については、如何なるところにあってもよく、車両２の外部より供給される電源ラインを開閉するならば、電力供給装置４３の内部でも、電力供給装置４３の一次側でもよい。

以上、一つの実施形態を中心として説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、信号線は、被覆部本体から突出した部位により被覆されていても良い。

１充電ケーブル
２車両
５車両充電装置
７車両充電システム
１１第１接続部
１２第２接続部
１３充電コネクタ
１４信号線
１５電源線
１６被覆部本体
１８コネクタ
３１充電制御部
３３制御装置
４１電力供給部
４３電力供給装置

Claims

電力を供給する電力供給部とコネクタ接続可能としたコネクタに第２接続部を備えるとともに、車両に接続される充電コネクタと第２接続部とを繋ぐ電源線を被覆する被覆部本体から、電力供給を制御する充電制御部に接続される第１接続部を備えた信号線の一部を分離させた充電ケーブルを使用して車両の充電を行う充電装置であって、
信号線が接続される充電制御部と、電源線が接続される電力供給部を備え、かつ電力供給部の一次側に充電制御部によって開閉が制御されるリレーを備えた充電装置。
電力を供給する電力供給部とコネクタ接続可能としたコネクタに第２接続部を備えるとともに、車両に接続される充電コネクタと第２接続部とを繋ぐ電源線を被覆する被覆部本体から、電力供給を制御する充電制御部に接続される第１接続部を備えた信号線の一部を分離させた充電ケーブルを使用して車両の充電を行う充電システムであって、
信号線が接続される充電制御部を備えた制御装置と、電源線が接続される電力供給部を備えた電力供給装置とが別体として構成され、電力供給部の一次側に充電制御部によって開閉が制御されるリレーを備えた充電システム。