JP7156221B2

JP7156221B2 - 充電装置

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Publication number: JP7156221B2
Application number: JP2019166955A
Authority: JP
Inventors: 隆弘鈴木; 浩治滝
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: JP2021045002A

Description

本発明は、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電する充電装置に関する。

充電装置は、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電するために、三相交流電源又は単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器を有している。例えば特許文献１の充電装置は、三相交流電源の接続時、又は単相交流電源の接続時のどちらの場合であっても、バッテリに電力を充電可能とするために、３つの交流直流変換器を備えた構成になっている。このような充電装置は、三相交流電源及び単相交流電源からの電力が供給される１つの共用電源端子と、三相交流電源からの電力が供給される複数の三相用電源端子と、接地端子と、を備えている。また、充電装置は、共用電源端子と１つの交流直流変換器とを接続する第１配線を備えている。さらに、充電装置は、三相用電源端子と、第１配線と接続される交流直流変換器以外の交流直流変換器とを各々接続する複数の第２配線を備えている。また、充電装置は、接地端子と交流直流変換器各々とを接続する複数の第３配線を備えている。

そして、例えば、共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給された場合、三相交流電源から共用電源端子及び第１配線を介して１つの交流直流変換器に交流電力が供給されるとともに、三相交流電源から複数の三相用電源端子及び複数の第２配線を介して第１配線と接続される交流直流変換器以外の交流直流変換器各々に交流電力が供給される。これにより、各交流直流変換器によって交流電力が直流電力に変換されるようになっている。また、例えば、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合、単相交流電源から共用電源端子及び第１配線を介して１つの交流直流変換器に交流電力が供給され、１つの交流直流変換器によって交流電力が直流電力に変換されるようになっている。したがって、このような構成によれば、一種類の充電装置によって、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電することができるため、三相交流電源に対応した充電装置と、単相交流電源に対応した充電装置と、を別々に用意する必要が無い。

特開２０１２－１１５００６号公報

上述したように、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合では、１つの交流直流変換器にしか単相交流電源からの交流電力が供給されておらず、残りの２つの交流直流変換器には単相交流電源からの交流電力が供給されていない。したがって、このような構成の充電装置では、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合においては、３つの交流直流変換器のうちの１つ分の充電能力となるため、単相交流電源からの電力を有効活用できていない場合がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合において単相交流電源からの電力を有効活用することができる充電装置を提供することにある。

上記課題を解決する充電装置は、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電するために、前記三相交流電源又は前記単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する少なくとも３つの交流直流変換器と、前記三相交流電源及び前記単相交流電源からの電力が供給される１つの共用電源端子と、前記三相交流電源からの電力が供給される複数の三相用電源端子と、接地端子と、前記共用電源端子と１つの前記交流直流変換器とを接続する第１配線と、前記三相用電源端子と、前記第１配線と接続される前記交流直流変換器以外の前記交流直流変換器とを各々接続する複数の第２配線と、前記接地端子と前記交流直流変換器各々とを接続する複数の第３配線と、を備えた充電装置であって、前記第１配線と、前記複数の第２配線のうちの１つと、を接続する第４配線と、前記第４配線に設けられ、前記共用電源端子に前記三相交流電源からの電力が供給される場合に開状態となり、前記共用電源端子に前記単相交流電源からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチと、を備えている。

これによれば、共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給される場合に共用スイッチが開状態となることで、第４配線を介した第１配線と複数の第２配線のうちの１つとの接続が遮断される。そして、三相交流電源から共用電源端子及び第１配線を介して１つの交流直流変換器に交流電力が供給されるとともに、三相交流電源から複数の三相用電源端子及び複数の第２配線を介して第１配線と接続される交流直流変換器以外の交流直流変換器各々に交流電力が供給され、各交流直流変換器によって交流電力が直流電力に変換される。一方、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給される場合に共用スイッチが閉状態となることで、第４配線を介した第１配線と複数の第２配線のうちの１つとの接続が共用スイッチによって許容される。これにより、第１配線と接続される交流直流変換器と、第１配線と接続される交流直流変換器以外の複数の交流直流変換器のうちの１つとが並列接続される。そして、並列接続された交流直流変換器各々に単相交流電源から交流電力が供給され、並列接続された交流直流変換器各々によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合においては、並列接続された交流直流変換器各々の充電能力となるため、１つの交流直流変換器にしか単相交流電源からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合において単相交流電源からの電力を有効活用することができる。

上記充電装置において、前記第１配線に接続される前記交流直流変換器と、前記第４配線によって前記第１配線に接続される前記第２配線に接続される前記交流直流変換器とは、それぞれ電圧検出部を有し、前記第４配線によって前記第１配線に接続される前記第２配線には、前記第４配線の接続点と前記三相用電源端子との間に溶着判定用スイッチが設けられ、前記共用スイッチ及び前記溶着判定用スイッチを開状態にしたとき、前記複数の電圧検出部から電圧が検出されると前記共用スイッチが溶着していると判定する溶着判定部を備えているとよい。

これによれば、共用スイッチが溶着している状態であるにもかかわらず、共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給されてしまうことを未然に回避することができる。

この発明によれば、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合において単相交流電源からの電力を有効活用することができる。

第１の実施形態における共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給されている状態を示す充電装置の模式図。共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給されている状態を示す充電装置の模式図。制御装置の制御を説明するためのフローチャート。第２の実施形態における共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給されている状態を示す充電装置の模式図。共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給されている状態を示す充電装置の模式図。制御装置の制御を説明するためのフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、充電装置を具体化した第１の実施形態を図１～図３にしたがって説明する。
図１及び図２に示すように、充電装置１０は、三相交流電源１１又は単相交流電源１２からの電力をバッテリ１３に充電する。図１に示すように、三相交流電源１１は、三相四線式である。図２に示すように、単相交流電源１２は、単相二線式である。図１及び図２に示すように、充電装置１０は、三相交流電源１１のコネクタ１１ａ又は単相交流電源１２のコネクタ１２ａに接続される接続端子１４を備えている。

接続端子１４は、三相交流電源１１及び単相交流電源１２からの電力が供給される１つの共用電源端子１５を有している。また、接続端子１４は、三相交流電源１１からの電力が供給される２つの三相用電源端子１６，１７を有している。さらに、接続端子１４は、接地端子１８を有している。

充電装置１０は、三相交流電源１１又は単相交流電源１２からの電力をバッテリ１３に充電するために、三相交流電源１１又は単相交流電源１２からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器である第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３を備えている。したがって、本実施形態の充電装置１０は、三相交流電源１１又は単相交流電源１２からの電力をバッテリ１３に充電するために、三相交流電源１１又は単相交流電源１２からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器を３つ備えている。第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３は、バッテリ１３に対して並列接続されている。

第１交流直流変換器２１は、第１交流直流変換器２１に印加される電圧を検出する第１電圧センサ３１を備えている。第１電圧センサ３１は、第１交流直流変換器２１に内蔵されている。第２交流直流変換器２２は、第２交流直流変換器２２に印加される電圧を検出する第２電圧センサ３２を備えている。第２電圧センサ３２は、第２交流直流変換器２２に内蔵されている。第３交流直流変換器２３は、第３交流直流変換器２３に印加される電圧を検出する第３電圧センサ３３を備えている。第３電圧センサ３３は、第３交流直流変換器２３に内蔵されている。

充電装置１０は、第１配線４１、及び２つの第２配線４２，４３を備えている。第１配線４１は、共用電源端子１５と１つの交流直流変換器である第１交流直流変換器２１とを接続する。２つの第２配線４２，４３は、三相用電源端子１６，１７と、第１配線４１と接続される第１交流直流変換器２１以外の交流直流変換器である第２交流直流変換器２２及び第３交流直流変換器２３とを各々接続する。具体的には、第２配線４２は、三相用電源端子１６と第２交流直流変換器２２とを接続する。第２配線４３は、三相用電源端子１７と第３交流直流変換器２３とを接続する。

充電装置１０は、複数の第３配線４４を備えている。第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３からは、第３配線４４が各々引き出されている。したがって、充電装置１０は、第３配線４４を３つ備えている。各第３配線４４は、接地端子１８と第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３各々とを接続する。具体的には、３つの第３配線４４は、途中で１つに集約されて接地端子１８に接続されている。３つの第３配線４４は、グランドに接続されている。

充電装置１０は、第１配線４１と第２配線４２とを接続する第４配線４５を備えている。したがって、第４配線４５は、第１配線４１と、複数の第２配線４２，４３のうちの１つと、を接続する。充電装置１０は、共用スイッチ４６を備えている。共用スイッチ４６は、第４配線４５に設けられている。共用スイッチ４６は、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給された場合に開状態となり、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給された場合に閉状態となる。

共用スイッチ４６が閉状態となると、第４配線４５を介した第１配線４１と第２配線４２との接続が共用スイッチ４６によって許容され、第１交流直流変換器２１と第２交流直流変換器２２とが並列接続される。第１配線４１に接続される第１交流直流変換器２１と、第４配線４５によって第１配線４１に接続される第２配線４２に接続される第２交流直流変換器２２とは、それぞれ電圧検出部としての第１電圧センサ３１及び第２電圧センサ３２を有している。

充電装置１０は、溶着判定用スイッチ４７を備えている。溶着判定用スイッチ４７は、第２配線４２に設けられている。したがって、溶着判定用スイッチ４７は、第４配線４５によって第１配線４１に接続される第２配線４２に設けられている。溶着判定用スイッチ４７は、第２配線４２における第４配線４５の接続点と三相用電源端子１６との間に設けられている。溶着判定用スイッチ４７は、三相用電源端子１６から第２配線４２を介した第２交流直流変換器２２への交流電力の供給を許容する閉状態と、三相用電源端子１６から第２配線４２を介した第２交流直流変換器２２への交流電力の供給を遮断する開状態と、に切り替え可能である。

充電装置１０は、制御装置５０を備えている。制御装置５０は、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３と電気的に接続されている。制御装置５０は、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３それぞれによって検出された電圧に関する検出情報を、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３それぞれから受信する。

制御装置５０は、共用スイッチ４６と電気的に接続されている。制御装置５０には、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３それぞれから受信した検出情報に基づいて、共用スイッチ４６を開閉させるプログラムが予め記憶されている。さらに、制御装置５０は、溶着判定用スイッチ４７と電気的に接続されている。制御装置５０には、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３それぞれから受信した検出情報に基づいて、溶着判定用スイッチ４７を開閉させるプログラムが予め記憶されている。また、制御装置５０は、例えば、充電装置１０に関する情報を表示するディスプレイ５０ａを備えている。

図１に示すように、例えば、接続端子１４と三相交流電源１１のコネクタ１１ａとが接続される場合は、共用スイッチ４６は開状態とされ、三相交流電源１１から第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３に電力が供給される。また、図２に示すように、例えば、接続端子１４と単相交流電源１２のコネクタ１２ａとが接続される場合は、共用スイッチ４６は閉状態とされ、単相交流電源１２から第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２に電力が供給される。

次に、第１の実施形態の作用について説明する。
図３に示すように、制御装置５０は、接続端子１４が、三相交流電源１１のコネクタ１１ａ又は単相交流電源１２のコネクタ１２ａに接続されると、まず、ステップＳ１１において初期設定を行い、共用スイッチ４６及び溶着判定用スイッチ４７を開状態にする。次に、制御装置５０は、ステップＳ１２において、第１電圧センサ３１が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置５０は、ステップＳ１２において、第１電圧センサ３１が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ２１に移行して異常判定を行う。

制御装置５０は、ステップＳ１２の判定結果からステップＳ２１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第１配線４１が断線していたり、第１配線４１と第１交流直流変換器２１との結線部分に異常が生じていたり、第１交流直流変換器２１が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

一方、制御装置５０は、ステップＳ１２において、第１電圧センサ３１が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ１３に移行する。そして、制御装置５０は、ステップＳ１３において、第２電圧センサ３２が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置５０は、ステップＳ１３において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ１４に移行する。そして、制御装置５０は、ステップＳ１４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ１４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ１５に移行し、溶着判定用スイッチ４７を開状態から閉状態に切り替える。これにより、三相用電源端子１６から第２配線４２を介した第２交流直流変換器２２への交流電力の供給が許容された状態となる。そして、制御装置５０は、ステップＳ１６において、第２電圧センサ３２が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ１６において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ１７に移行し、ステップＳ１７において、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給されていると判断するとともに、三相交流電源１１による充電が可能な状態であると判定する。そして、充電装置１０においては、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給された場合、三相交流電源１１から共用電源端子１５及び第１配線４１を介して第１交流直流変換器２１に交流電力が供給される。さらに、三相交流電源１１から２つの三相用電源端子１６，１７及び２つの第２配線４２，４３を介して第２交流直流変換器２２及び第３交流直流変換器２３に交流電力が供給される。第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３それぞれに供給された交流電力は、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３によって直流電力に変換される。

一方、制御装置５０は、ステップＳ１６において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ２１に移行して異常判定を行う。制御装置５０は、ステップＳ１６の判定結果からステップＳ２１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第２配線４２が断線していたり、第２配線４２と第２交流直流変換器２２との結線部分に異常が生じていたり、第２交流直流変換器２２が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

一方、制御装置５０は、ステップＳ１４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ１８に移行し、共用スイッチ４６を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第４配線４５を介した第１配線４１と第２配線４２との接続が共用スイッチ４６により許容された状態となり、第１交流直流変換器２１と第２交流直流変換器２２とが並列接続される。そして、第１配線４１を流れる電流が第４配線４５を介して第２配線４２にも流れる。続いて、制御装置５０は、ステップＳ１９において、第２電圧センサ３２が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ１９において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ２０に移行し、ステップＳ２０において、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給されていると判断するとともに、単相交流電源１２による充電が可能な状態であると判定する。

一方、制御装置５０は、ステップＳ１９において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ２１に移行して異常判定を行う。制御装置５０は、ステップＳ１９の判定結果からステップＳ２１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第２配線４２における溶着判定用スイッチ４７よりも第２交流直流変換器２２側の部位が断線していたり、第２配線４２と第２交流直流変換器２２との結線部分に異常が生じていたり、第２交流直流変換器２２が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

制御装置５０は、ステップＳ１３において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ２２に移行して溶着判定を行う。溶着判定では、溶着判定用スイッチ４７が開状態であるにもかかわらず、第１電圧センサ３１及び第２電圧センサ３２がそれぞれ電圧を検出したことから、共用スイッチ４６が閉状態であることにより、第１配線４１と第２配線４２とが共用スイッチ４６により接続された状態となっていると判定している。

したがって、制御装置５０は、共用スイッチ４６及び溶着判定用スイッチ４７を開状態にしたとき、第１電圧センサ３１及び第２電圧センサ３２から電圧が検出されると共用スイッチ４６が溶着していると判定する溶着判定部として機能する。制御装置５０は、溶着判定を行った場合、共用スイッチ４６が溶着して閉状態である旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

第１の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１－１）充電装置１０は、第４配線４５に設けられ、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給される場合に開状態となり、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチ４６を備えている。

これによれば、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給される場合に共用スイッチ４６が開状態となることで、第４配線４５を介した第１配線４１と第２配線４２との接続が遮断される。そして、三相交流電源１１から共用電源端子１５及び第１配線４１を介して第１交流直流変換器２１に交流電力が供給されるとともに、三相交流電源１１から２つの三相用電源端子１６，１７及び２つの第２配線４２，４３を介して第２交流直流変換器２２及び第３交流直流変換器２３に交流電力が供給される。これにより、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３によって交流電力が直流電力に変換される。

一方、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給される場合に共用スイッチ４６が閉状態となることで、第４配線４５を介した第１配線４１と第２配線４２との接続が共用スイッチ４６によって許容される。これにより、第１交流直流変換器２１と第２交流直流変換器２２とが並列接続される。そして、並列接続された第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２各々に単相交流電源１２から交流電力が供給され、並列接続された第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２各々によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、充電装置１０は、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給された場合においては、並列接続された第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２各々の充電能力となる。よって、１つの交流直流変換器にしか単相交流電源１２からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給される場合において、第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２を使用することができるため、例えば、第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２がそれぞれ３ｋＷ出力できるものであって、単相交流電源１２が６ｋＷ出力できる場合であっても、充電装置１０は６ｋＷ出力することができ、単相交流電源１２からの電力を有効活用することができる。

（１－２）第２配線４２には、溶着判定用スイッチ４７が設けられている。そして、制御装置５０は、共用スイッチ４６及び溶着判定用スイッチ４７を開状態としたとき、第１電圧センサ３１及び第２電圧センサ３２から電圧が検出されると共用スイッチ４６が溶着していると判定する。これによれば、共用スイッチ４６が溶着している状態であるにもかかわらず、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給されてしまうことを未然に回避することができる。

（１－３）本実施形態によれば、一種類の充電装置１０によって、三相交流電源１１又は単相交流電源１２からの電力をバッテリ１３に充電することができるため、三相交流電源１１に対応した充電装置と、単相交流電源１２に対応した充電装置と、を別々に用意する必要が無い。

（１－４）第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３は、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３にそれぞれ内蔵されている。これによれば、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３が、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３それぞれの外部に設けられている場合に比べると、構成を簡素化することができる。

（１－５）制御装置５０は、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３によって検出される電圧に基づいて、充電装置１０において、異常が生じているか否かを判定することができる。

（第２の実施形態）
以下、充電装置を具体化した第２の実施形態を図４～図６にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。

図４及び図５に示すように、充電装置１０は、第１配線４１と第２配線４３とを接続する第４配線５５を備えている。したがって、第４配線５５は、第１配線４１と、複数の第２配線４２，４３のうちの１つと、を接続する。充電装置１０は、共用スイッチ５６を備えている。共用スイッチ５６は、第４配線５５に設けられている。共用スイッチ５６は、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給される場合に開状態となり、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給される場合に閉状態となる。

共用スイッチ５６が閉状態となると、第４配線５５を介した第１配線４１と第２配線４３との接続が共用スイッチ５６によって許容され、第１交流直流変換器２１と第３交流直流変換器２３とが並列接続される。第１配線４１に接続される第１交流直流変換器２１と、第４配線５５によって第１配線４１に接続される第２配線４３に接続される第３交流直流変換器２３とは、それぞれ電圧検出部としての第１電圧センサ３１、第３電圧センサ３３を有している。

充電装置１０は、溶着判定用スイッチ５７を備えている。溶着判定用スイッチ５７は、第２配線４３に設けられている。したがって、溶着判定用スイッチ５７は、第４配線５５によって第１配線４１に接続される第２配線４３に設けられている。溶着判定用スイッチ５７は、第２配線４３における第４配線５５の接続点と三相用電源端子１７との間に設けられている。溶着判定用スイッチ５７は、三相用電源端子１７から第２配線４３を介した第３交流直流変換器２３への交流電力の供給を許容する閉状態と、三相用電源端子１７から第２配線４３を介した第３交流直流変換器２３への交流電力の供給を遮断する開状態と、に切り替え可能である。

制御装置５０は、共用スイッチ５６と電気的に接続されている。制御装置５０には、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３それぞれから受信した検出情報に基づいて、共用スイッチ５６を開閉させるプログラムが予め記憶されている。さらに、制御装置５０は、溶着判定用スイッチ５７と電気的に接続されている。制御装置５０には、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３それぞれから受信した検出情報に基づいて、溶着判定用スイッチ５７を開閉させるプログラムが予め記憶されている。

なお、以下の説明では、第４配線４５に設けられている共用スイッチ４６を「第１共用スイッチ４６」と記載し、第４配線５５に設けられている共用スイッチ５６を「第２共用スイッチ５６」と記載する。また、第２配線４２に設けられている溶着判定用スイッチ４７を「第１溶着判定用スイッチ４７」と記載し、第２配線４３に設けられている溶着判定用スイッチ５７を「第２溶着判定用スイッチ５７」と記載する。

次に、第２の実施形態の作用について説明する。
図６に示すように、制御装置５０は、接続端子１４が、三相交流電源１１のコネクタ１１ａ又は単相交流電源１２のコネクタ１２ａに接続されると、まず、ステップＳ３１において初期設定を行い、第１共用スイッチ４６、第２共用スイッチ５６、第１溶着判定用スイッチ４７、及び第２溶着判定用スイッチ５７を開状態にする。次に、制御装置５０は、ステップＳ３２において、第１電圧センサ３１が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置５０は、ステップＳ３２において、第１電圧センサ３１が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ５１に移行して異常判定を行う。

制御装置５０は、ステップＳ３２の判定結果からステップＳ５１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第１配線４１が断線していたり、第１配線４１と第１交流直流変換器２１との結線部分に異常が生じていたり、第１交流直流変換器２１が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

一方、制御装置５０は、ステップＳ３２において、第１電圧センサ３１が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ３３に移行する。そして、制御装置５０は、ステップＳ３３において、第２電圧センサ３２が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置５０は、ステップＳ３３において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ３４に移行する。そして、制御装置５０は、ステップＳ３４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ３４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ３５に移行し、第１溶着判定用スイッチ４７を開状態から閉状態に切り替える。これにより、三相用電源端子１６から第２配線４２を介した第２交流直流変換器２２への交流電力の供給が許容された状態となる。そして、制御装置５０は、ステップＳ３６において、第２電圧センサ３２が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ３６において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ３７に移行し、第２溶着判定用スイッチ５７を開状態から閉状態に切り替える。これにより、三相用電源端子１７から第２配線４３を介した第３交流直流変換器２３への交流電力の供給が許容された状態となる。そして、制御装置５０は、ステップＳ３８において、第３電圧センサ３３が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ３８において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ３９に移行し、ステップＳ３９において、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給されていると判断するとともに、三相交流電源１１による充電が可能な状態であると判定する。そして、充電装置１０においては、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給された場合、三相交流電源１１から共用電源端子１５及び第１配線４１を介して第１交流直流変換器２１に交流電力が供給される。さらに、三相交流電源１１から２つの三相用電源端子１６，１７及び２つの第２配線４２，４３を介して第２交流直流変換器２２及び第３交流直流変換器２３に交流電力が供給される。第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３それぞれに供給された交流電力は、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３によって直流電力に変換される。

一方、制御装置５０は、ステップＳ３８において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ５１に移行して異常判定を行う。制御装置５０は、ステップＳ３８の判定結果からステップＳ５１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第２配線４３が断線していたり、第２配線４３と第３交流直流変換器２３との結線部分に異常が生じていたり、第３交流直流変換器２３が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

一方、制御装置５０は、ステップＳ３６において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ４０に移行し、第１溶着判定用スイッチ４７を閉状態から開状態に切り替える。そして、制御装置５０は、ステップＳ４１に移行し、第１共用スイッチ４６を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第４配線４５を介した第１配線４１と第２配線４２との接続が第１共用スイッチ４６により許容された状態となり、第１交流直流変換器２１と第２交流直流変換器２２とが並列接続される。そして、第１配線４１を流れる電流が第１共用スイッチ４６を介して第２配線４２にも流れる。続いて、制御装置５０は、ステップＳ４２において、第２電圧センサ３２が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ４２において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ４３に移行し、第２共用スイッチ５６を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第４配線５５を介した第１配線４１と第２配線４３との接続が第２共用スイッチ５６により許容された状態となり、第１交流直流変換器２１と第３交流直流変換器２３とが並列接続される。そして、第１配線４１を流れる電流が第２共用スイッチ５６を介して第２配線４３にも流れる。続いて、制御装置５０は、ステップＳ４４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出しているか否かを判定する。

制御装置５０は、ステップＳ４４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ４５に移行し、ステップＳ４５において、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給されていると判断するとともに、単相交流電源１２による充電が可能な状態であると判定する。

一方、制御装置５０は、ステップＳ４２において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ５１に移行して異常判定を行う。制御装置５０は、ステップＳ４２の判定結果からステップＳ５１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第２配線４２における第１溶着判定用スイッチ４７よりも第２交流直流変換器２２側の部位が断線していたり、第２配線４２と第２交流直流変換器２２との結線部分に異常が生じていたり、第２交流直流変換器２２が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

また、制御装置５０は、ステップＳ４４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していないと判定すると、ステップＳ５１に移行して異常判定を行う。制御装置５０は、ステップＳ４４の判定結果からステップＳ５１に移行して異常判定を行った場合、充電装置１０において、例えば、第２配線４３における第２溶着判定用スイッチ５７よりも第３交流直流変換器２３側の部位が断線していたり、第２配線４３と第３交流直流変換器２３との結線部分に異常が生じていたり、第３交流直流変換器２３が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

制御装置５０は、ステップＳ３３において、第２電圧センサ３２が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ５２に移行して溶着判定を行う。この溶着判定では、第１溶着判定用スイッチ４７が開状態であるにもかかわらず、第１電圧センサ３１及び第２電圧センサ３２がそれぞれ電圧を検出したことから、第１共用スイッチ４６が閉状態であることにより、第１配線４１と第２配線４２とが第１共用スイッチ４６により接続された状態となっていると判定している。そして、制御装置５０は、溶着判定を行った場合、第１共用スイッチ４６が溶着して閉状態である旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

また、制御装置５０は、ステップＳ３４において、第３電圧センサ３３が電圧を検出していると判定すると、ステップＳ５２に移行して溶着判定を行う。この溶着判定では、第２溶着判定用スイッチ５７が開状態であるにもかかわらず、第１電圧センサ３１及び第３電圧センサ３３がそれぞれ電圧を検出したことから、第２共用スイッチ５６が閉状態であることにより、第１配線４１と第２配線４３とが第２共用スイッチ５６により接続された状態となっていると判定している。そして、制御装置５０は、溶着判定を行った場合、第２共用スイッチ５６が溶着して閉状態である旨の情報をディスプレイ５０ａに表示する。

第２の実施形態では、第１の実施形態の効果（１－２）、（１－３）、（１－４）、（１－５）と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（２－１）共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給される場合、単相交流電源１２から第１配線４１及び第２配線４２を介して第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２に交流電力が供給され、第１交流直流変換器２１及び第２交流直流変換器２２によって交流電力が直流電力に変換される。さらに、単相交流電源１２から第１配線４１及び第２配線４３を介して第３交流直流変換器２３にも交流電力が供給され、第３交流直流変換器２３によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、充電装置１０は、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給された場合、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３の充電能力となる。よって、１つの交流直流変換器にしか単相交流電源１２からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給される場合において、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３を使用することができるため、例えば、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３がそれぞれ３ｋＷ出力できるものであって、単相交流電源１２が９ｋＷ出力できる場合であっても、充電装置１０は９ｋＷ出力することができ、単相交流電源１２からの電力を有効活用することができる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 第１の実施形態において、充電装置１０は、溶着判定用スイッチ４７を備えていない構成であってもよい。
○ 第２の実施形態において、充電装置１０は、第１溶着判定用スイッチ４７及び第２溶着判定用スイッチ５７を備えていない構成であってもよい。

○ 上記各実施形態において、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３が、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３にそれぞれ内蔵されていなくてもよい。例えば、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３が、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３それぞれの外部に設けられていてもよい。

○ 上記各実施形態において、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３によって検出される電圧に基づいて、共用スイッチ４６，５６を開状態又は閉状態に切り替えるのではなく、例えば、充電装置１０の用途等によって、共用スイッチ４６，５６を開状態又は閉状態に予め切り替えてもよい。要は、共用スイッチ４６，５６は、共用電源端子１５に三相交流電源１１からの電力が供給された場合に開状態となり、共用電源端子１５に単相交流電源１２からの電力が供給された場合に閉状態となればよい。

○ 上記各実施形態において、第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３は、第１電圧センサ３１、第２電圧センサ３２、及び第３電圧センサ３３をそれぞれ備えていない構成であってもよい。

○ 上記各実施形態において、充電装置１０は、交流直流変換器を４つ以上備えている構成であってもよい。
○ 上記各実施形態において、接地端子１８と第１交流直流変換器２１、第２交流直流変換器２２、及び第３交流直流変換器２３各々とを接続する複数の第３配線４４が、１つに集約されずに、各々が接続端子１４に接続されていてもよい。この場合、接続端子１４は、第３配線４４の数に合わせて、接地端子１８を複数有している。

○ 上記各実施形態において、単相交流電源１２は、単相三線式であってもよい。

１０…充電装置、１１…三相交流電源、１２…単相交流電源、１３…バッテリ、１５…共用電源端子、１６，１７…三相用電源端子、１８…接地端子、２１…交流直流変換器である第１交流直流変換器、２２…交流直流変換器である第２交流直流変換器、２３…交流直流変換器である第３交流直流変換器、３１…電圧検出部である第１電圧センサ、３２…電圧検出部である第２電圧センサ、４１…第１配線、４２，４３…第２配線、４４…第３配線、４５，５５…第４配線、４６，５６…共用スイッチ、４７，５７…溶着判定用スイッチ、５０…溶着判定部として機能する制御装置。

Claims

三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電するために、前記三相交流電源又は前記単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する少なくとも３つの交流直流変換器と、
前記三相交流電源及び前記単相交流電源からの電力が供給される１つの共用電源端子と、
前記三相交流電源からの電力が供給される複数の三相用電源端子と、
接地端子と、
前記共用電源端子と１つの前記交流直流変換器とを接続する第１配線と、
前記三相用電源端子と、前記第１配線と接続される前記交流直流変換器以外の前記交流直流変換器とを各々接続する複数の第２配線と、
前記接地端子と前記交流直流変換器各々とを接続する複数の第３配線と、を備えた充電装置であって、
前記第１配線と、前記複数の第２配線のうちの１つと、を接続する第４配線と、
前記第４配線に設けられ、前記共用電源端子に前記三相交流電源からの電力が供給される場合に開状態となり、前記共用電源端子に前記単相交流電源からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチと、を備えていることを特徴とする充電装置。
前記第１配線に接続される前記交流直流変換器と、前記第４配線によって前記第１配線に接続される前記第２配線に接続される前記交流直流変換器とは、それぞれ電圧検出部を有し、
前記第４配線によって前記第１配線に接続される前記第２配線には、前記第４配線の接続点と前記三相用電源端子との間に溶着判定用スイッチが設けられ、
前記共用スイッチ及び前記溶着判定用スイッチを開状態にしたとき、前記複数の電圧検出部から電圧が検出されると前記共用スイッチが溶着していると判定する溶着判定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。