JPWO2013051484A1 - 電気車両用充放電装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る電気車両用充放電装置は、電力変換手段と、接地手段と、地絡検出手段と、開閉手段と、を備える。前記電力変換手段は、外部回路と電気車両に設けられる蓄電池部の一対の電源端子との間に介在され、前記外部回路と前記蓄電池部との間で電力の変換を行うように構成される。前記接地手段は、前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記電力変換手段が接続される接地点に接続するように構成される。前記地絡検出手段は、前記電力変換手段と前記蓄電池部との間の給電路において地絡が発生しているか否かを判定するように構成される。前記開閉手段は、前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記蓄電池部を前記給電路から切り離すように構成される。

Description

本発明は、電気車両用充放電装置に関し、特に電気自動車などの電気車両に搭載されている蓄電池を充電し且つ蓄電池の充電電荷を放電させて負荷に給電する電気車両用充放電装置に関する。

従来、電気自動車などの電気車両に搭載されている蓄電池を充電するものとして、例えば、文献１（日本国公開特許公報第２０１０−２３９８２７号）に記載されている電気自動車用充電器がある。

文献１記載の従来例では、充電中の電気自動車とのデータ通信実現のために電気自動車用充電器の制御系電源の負極を車体アースにつなぐ通信用アース線が接地線で接地されている。

一方、電気自動車用充電器には地絡検出装置が設けられている。この地絡検出装置は、正極側および負極側充電用ラインに接続された等抵抗値の抵抗の直列回路と、両抵抗間を接地する接地線に流れる直流電流の測定値を逐次出力する電流検出器と、電流検出器の電流測定値を閾値と比較して電気自動車用充電器での地絡発生及び電気自動車での漏電発生を検出する制御器とを有している。

上記従来例によれば、電気自動車への充電中、電気自動車用充電器における地絡発生及び電気自動車における漏電発生の双方を検出することが可能である。

ところで、電気自動車に搭載されている蓄電池の充電電荷を放電させて電気自動車以外の負荷、例えば、住宅内の電気製品に給電する、いわゆるV2H（Vehicle-to-Home）が実現されつつある。

しかしながら、電気自動車から車外の負荷に給電する際に、電気自動車用充放電装置と電気自動車を接続しているケーブル（充放電ケーブル）に地絡事故が発生した場合、文献１記載の従来例における地絡検出装置では検出することができない。すなわち、文献１記載の従来例では蓄電池が接地されていないため、蓄電池から車体への漏電しか検出できず、車体の外のケーブルにおける地絡を検出することができない。

したがって、電気自動車を含む電気車両に搭載されている蓄電池から電気車両外の負荷に安全に給電するためには、給電中におけるケーブルを含んだ、蓄電池から車外の負荷で地絡が発生した場合、地絡を検出する必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、電気車両に搭載されている蓄電池から電気車両外の負荷へ給電する際の安全性向上を図ることを目的とする。

本発明に係る第１の形態の電気車両用充放電装置は、電力変換手段と、接地手段と、地絡検出手段と、開閉手段と、を備える。前記電力変換手段は、外部回路と電気車両に設けられる蓄電池部の一対の電源端子との間に介在され、前記外部回路と前記蓄電池部との間で電力の変換を行うように構成される。前記接地手段は、前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記電力変換手段が接続される接地点に接続するように構成される。前記地絡検出手段は、前記電力変換手段と前記蓄電池部との間の給電路において地絡が発生しているか否かを判定するように構成される。前記開閉手段は、前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記蓄電池部を前記給電路から切り離すように構成される。

本発明に係る第２の形態の電気車両用充放電装置では、第１の形態において、前記接地手段は、前記給電路において地絡が発生した場合に、前記一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との間に差が生じるように、前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記接地点に接続するように構成される。

本発明に係る第３の形態の電気車両用充放電装置では、第１または第２の形態において、前記接地手段は、前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記接地点に接続する接地線を有する。

本発明に係る第４の形態の電気車両用充放電装置では、第３の形態において、前記接地手段は、前記蓄電池部の前記一対の電源端子間に接続された２つのインピーダンス要素の直列回路を有する。前記接地線は、前記２つのインピーダンス要素の接続点を前記接地点に接続するように構成される。前記２つのインピーダンス要素は、同じインピーダンス値を有する。

本発明に係る第５の形態の電気車両用充放電装置は、第３または第４の形態において、切換手段をさらに備える。前記切換手段は、前記蓄電池部の充電時には前記接地線を前記接地点から切り離し、前記蓄電池部の放電時には前記接地線を前記接地点に接続するとともに前記電力変換手段を前記接地点から切り離すように構成される。

本発明に係る第６の形態の電気車両用充放電装置は、第１〜第５の形態のいずれかにおいて、前記電力変換手段を前記蓄電池部の前記一対の電源端子に接続するケーブルをさらに備える。前記接地手段および前記地絡検出手段は、前記ケーブルに設けられる。

本発明に係る第７の形態の電気車両用充放電装置は、第１〜第５の形態のいずれかにおいて、前記電力変換手段を前記蓄電池部の前記一対の電源端子に接続するケーブルと、前記電気車両に設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタと、をさらに備える。前記ケーブルは、一端で前記電力変換手段に接続され、他端で前記プラグコネクタに接続される。前記接地手段および前記地絡検出手段は、前記プラグコネクタに設けられる。

本発明に係る第８の形態の電気車両用充放電装置は、第１〜第５の形態のいずれかにおいて、前記電力変換手段を前記蓄電池部の前記一対の電源端子に接続するケーブルをさらに備える。前記地絡検出手段は、前記ケーブルに設けられる。前記接地手段は、前記電気車両に設けられる。

本発明に係る第９の形態の電気車両用充放電装置では、第１〜第５の形態のいずれかにおいて、前記接地手段および前記地絡検出手段は、前記電気車両に設けられる。

本発明に係る第１０の形態の電気車両用充放電装置では、第１〜第９の形態のいずれかにおいて、前記地絡検出手段は、前記一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との差が所定のしきい値を越えていれば、前記給電路に地絡が発生したと判断するように構成される。

本発明に係る第１１の形態の電気車両用充放電装置では、第１〜第１０の形態のいずれかにおいて、前記電力変換手段は、前記外部回路からの電力を所定の第１電力に変換して前記蓄電池部の前記一対の電源端子に供給する第１変換処理と、前記蓄電池部の前記一対の電源端子からの電力を所定の第２電力に変換して前記外部回路に供給する第２変換処理と、を実行するように構成される。

本発明に係る第１２の形態の電気車両用充放電装置では、第１〜第１１の形態のいずれかにおいて、前記外部回路は、交流電源に接続された交流回路である。前記蓄電池部は、蓄電池を有する。前記一対の電源端子は、前記蓄電池の正極と負極である。前記電力変換手段は、前記外部回路と前記蓄電池部との間で交流電力と直流電力との変換を行うＡＣ／ＤＣコンバータを備える。

本発明に係る第１３の形態の電気車両用充放電装置では、第１〜第１１の形態のいずれかにおいて、前記外部回路は、交流電源に接続された交流回路である。前記蓄電池部は、蓄電池と、前記一対の電源端子を備える充放電手段と、を有する。前記充放電手段は、前記一対の電源端子を通じて得た交流電力で前記蓄電池を充電する充電処理と、前記蓄電池からの電力を交流電力に変換して前記一対の電源端子から出力する放電処理とを実行するように構成される。前記電力変換手段は、前記外部回路と前記蓄電池部との間で交流電力の変換を行う絶縁型のＡＣ／ＡＣコンバータを備える。

本発明に係る第１４の形態の電気車両用充放電装置では、第１〜第１３の形態のいずれかにおいて、前記電気車両は、前記蓄電池部を前記給電路から切り離すための開閉器を備える。前記開閉手段は、前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記開閉器を制御して前記蓄電池部を前記給電路から切り離すように構成される。

本発明に係る第１５の形態の電気車両用充放電装置では、第１３の形態において、前記充放電手段は、前記蓄電池を前記給電路から切り離すための開閉器を備える。前記開閉手段は、前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記開閉器を制御して前記蓄電池を前記給電路から切り離すように構成される。

実施形態１の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態１の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態２の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態２の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態３の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態３の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態４の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態４の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態５の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態５の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態６の電気車両用充放電装置のブロック図である。 実施形態６の電気車両用充放電装置のブロック図である。

以下、電気自動車用の充放電装置に本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明の技術思想が適用可能な電気車両用充放電装置は電気自動車用の充放電装置に限定されるものではなく、電気自動車を含む電気車両用の充放電装置全般に適用可能である。

（実施形態１）
図１，２に示すように、電力系統５に分電盤（例えば、住宅用分電盤）６が接続され、分電盤６を介して負荷（例えば、住宅内の電気機器など）７及び本実施形態の電気自動車用充放電装置（以下、充放電装置と略す。）が電力系統５に接続されて給電される。

このように、本実施形態の充放電装置は、外部回路（住宅用分電盤６および負荷７）に接続される。本実施形態において、電力系統５は、交流電力を供給する系統である。よって、外部回路は、交流電源（電力系統５）に接続される交流回路である。

本実施形態の充放電装置は、電気車両（電気自動車）４に備えられる蓄電池部４４の充電および放電に用いられる。

蓄電池部４４は、蓄電池４０を備える。また、蓄電池部４４は、一対の電源端子を備えている。一対の電源端子は、蓄電池部４４の充電および放電に用いられる。本実施形態において、一対の電源端子は、蓄電池４０の正極および負極である。

本実施形態の充放電装置は、電力変換手段と、接地手段と、地絡検出手段と、開閉手段と、を有する。

電力変換手段は、外部回路と電気車両（電気自動車）４に設けられる蓄電池部４４の一対の電源端子との間に介在され、外部回路と蓄電池部４４との間で電力の変換を行うように構成される。

接地手段は、蓄電池部４４の一対の電源端子の少なくとも一方を電力変換手段が接続される接地点８に接続する。

地絡検出手段は、電力変換手段と蓄電池部４４との間の電路（給電路）において地絡が発生しているか否かを判定する。

開閉手段は、地絡出手段が給電路において地絡が発生していると判定すると蓄電池部４４を給電路から切り離すように構成される。

以下に、本実施形態の充放電装置についてさらに詳細に説明する。

図１，２に示すように、本実施形態の充放電装置は、電力変換装置１、ケーブル２、コネクタ３を備える。

ケーブル２およびコネクタ３は、電力変換手段と蓄電池部４４との間の電路（給電路）の一部を構成する。

電力変換装置１は、電力変換手段に相当する電力変換部１０と、２つのインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂと、漏電遮断装置１３とを有する。

電力変換部１０は交流電力と直流電力を相互（可逆的）に変換するものであって、電力系統５から供給される交流電力を直流電力に変換して電気自動車４に供給し、電気自動車４（蓄電池４０）から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷７に供給する。

すなわち、電力変換部１０は、外部回路からの電力（本実施形態では、交流電力）を所定の第１電力（本実施形態では、直流電力）に変換して蓄電池部４４の一対の電源端子に供給する第１変換処理（充電処理）と、蓄電池部４４の一対の電源端子からの電力（本実施形態では、直流電力）を所定の第２電力（本実施形態では、交流電力）に変換して外部回路に供給する第２変換処理（放電処理）と、を実行するように構成される。第１電力は蓄電池部４４の蓄電池４０の仕様に応じて決定され、第２電力は交流系統５の仕様に応じて決定される。

本実施形態では、電力変換部１０は、外部回路と蓄電池部４４との間で交流電力と直流電力との変換を行うＡＣ／ＤＣコンバータを備える。

２つのインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂは互いに抵抗値が等しい抵抗素子からなり、電力変換部１０の直流側の端子間に直列接続される。

なお、インピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂの接続点１１Ｃは接地線１２によって接地されている。つまり、図１，２に示すように、接続点１１Ｃは、接地線１２により接地点８に接続される。

漏電遮断装置１３は、電力変換部１０の直流側の正極端子から出力される直流電流（往きの充電電流）と、電力変換部１０の直流側の負極端子に戻る直流電流（戻りの充電電流）とを比較し、その差が所定のしきい値を超えた場合に漏電が生じていると判断して電路を遮断する。

ケーブル２は、直流電流（充電電流及び放電電流）が流れる一対の給電線２０，２１と、一端がインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂの接続点１１Ｃと共通に接地された接地線２２と、図示しない通信線とが絶縁性のシースで被覆された多心の電気ケーブルからなる。ケーブル２の一端は電力変換装置１（漏電遮断装置１３）に接続され、ケーブル２の他端にコネクタ３が設けられている。

コネクタ３は、電気自動車４に設けられているレセプタクルコネクタ４２に挿抜自在に接続されるプラグコネクタである。ただし、コネクタ３の筐体内には地絡検出部３０並びにインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂが収納されている。

２つのインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂは互いに抵抗値が等しい抵抗素子からなり、地絡検出部３０の電気自動車４側の端子間に直列接続される。また、インピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃにケーブル２の接地線２２が接続される。すなわち、本実施形態ではインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂ並びに接地線２２が接地手段に相当する。

本実施形態の充放電装置において、接地手段は、インピーダンス値（抵抗値）が等しく且つ蓄電池４０の両極間に直列接続された２つのインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂ、並びにインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを電力変換手段（電力変換部）１０の接地点８に接続する接地線２２を有する。

換言すれば、接地手段は、蓄電池部４４の一対の電源端子の少なくとも一方を接地点８に接続する接地線２２を有する。

また、接地手段は、蓄電池部４４の一対の電源端子間に接続された２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの直列回路を有する。接地線２２は、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを接地点８に接続するように構成され、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂは、同じインピーダンス値を有する。

本実施形態において、２つのインピーダンス要素のそれぞれは、１つのインピーダンス素子で構成されている。しかしながら、各インピーダンス要素は、１つのインピーダンス素子ではなく、複数のインピーダンス素子で構成されていてもよい。すなわち、２つのインピーダンス要素は、同じインピーダンス値（合成インピーダンス値）を有していれば良い。

地絡検出部３０は、ケーブル２の各給電線２０，２１に流れる電流を検出し、それぞれの給電線２０，２１に流れる電流の差分が所定のしきい値を超えた場合に地絡が発生したと判断する。すなわち、地絡検出部３０は、一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との差が所定のしきい値を越えていれば、給電路に地絡が発生したと判断するように構成される。

そして、地絡を検出した地絡検出部３０は、蓄電池４０の両極とレセプタクルコネクタ４２との間の電路にそれぞれ挿入されている接点４１，４１を開極する。

すなわち、本実施形態では地絡検出部３０が地絡検出手段及び開閉手段に相当する。

なお、これらの接点４１，４１は、充電異常が発生した場合の蓄電池４０の保護を目的として電気自動車４に予め設けられているものである。ただし、地絡検出部３０によって開極される接点がコネクタ３に設けられても構わない。

すなわち、本実施形態では、電気車両４は、蓄電池部４４を給電路（特にケーブル２の給電線２０，２１）から切り離すための開閉器（接点）４１を備える。

地絡検出部（開閉手段）３０は、給電路において地絡が発生していると判定すると、開閉器４１を制御して蓄電池部４４を給電路から切り離すように構成される。

次に、本実施形態の充放電装置の動作を説明する。

電気自動車４を充電する場合、電力系統５から供給される交流電力が電力変換部１０で直流電力に変換されてケーブル２及びコネクタ３を介して電気自動車４に供給され、電気自動車４に搭載されている蓄電池４０が充電される。

充電中にケーブル２の給電線２０又は２１が地絡した場合、電力変換部１０の直流側の正極端子から流出して直流側の負極端子に流入する直流電流の電流値が地絡電流分だけ減少する。

したがって、電力変換装置１の漏電遮断装置１３が地絡電流による直流電流の減少を検出して電路を遮断することにより、充電時の安全性向上が図られている。

続いて、本発明の要旨である電気自動車４からの給電（蓄電池４０からの放電）時の動作を説明する。

電気自動車４から給電する場合、蓄電池４０から放電される直流電力がコネクタ３及びケーブル２を介して電力変換装置１に供給され、電力変換装置１の電力変換部１０で交流電力に変換される。電力変換部１０で変換された交流電力は分電盤６を介して負荷７に供給される。

ここで、電気自動車４からの給電中にケーブル２の給電線２０が地絡した場合、図１に破線矢印で示すように蓄電池４０の正極→ケーブル２の給電線２０→地絡点（×）の経路で地絡電流Ｉｇが流れる。

さらに地絡電流Ｉｇは、接地線２２→インピーダンス素子３１Ｂ→蓄電池４０の負極の経路と、接地線１２→インピーダンス素子１１Ｂ→漏電遮断装置１３→ケーブル２の給電線２１→蓄電池４０の負極の経路とに分流され、それぞれにＩｇ／２の地絡電流が流れる。

したがって、地絡検出部３０では、一方の給電線２０に流れる電流Ｉと他方の給電線２１に流れる電流Ｉ−Ｉｇ／２との差分、すなわち、地絡電流Ｉｇ／２の電流値がしきい値を超えた場合に地絡が発生したと判断して接点４１を開極する。

また、電気自動車４からの給電中にケーブル２の給電線２１が地絡した場合、図２に破線矢印で示すように電力変換装置１の負極側の出力端子→ケーブル２の給電線２１→地絡点（×）の経路で地絡電流Ｉｇが流れる。

さらに地絡電流Ｉｇは、接地線２２→インピーダンス素子３１Ｂ→蓄電池４０の負極の経路と、接地線１２→インピーダンス素子１１Ｂ→漏電遮断装置１３→ケーブル２の給電線２１→蓄電池４０の負極の経路とに分流され、それぞれにＩｇ／２の地絡電流が流れる。

したがって、地絡検出部３０では、一方の給電線２０に流れる電流Ｉと他方の給電線２１に流れる電流Ｉ−Ｉｇ／２との差分、すなわち、地絡電流Ｉｇ／２の電流値がしきい値を超えた場合に地絡が発生したと判断して接点４１を開極する。

以上述べた本実施形態の充放電装置（電気車両用充放電装置）は、電気車両４に搭載されている蓄電池４０を充電し且つ蓄電池４０の充電電荷を放電させて電気車両４外の負荷７に給電する電気車両用充放電装置である。本実施形態の充放電装置は、交流電力と直流電力を相互に変換する電力変換手段（電力変換部１０）と、電力変換手段（電力変換部１０）と蓄電池４０の間の電路（給電路）の一部を形成するケーブル２と、蓄電池４０の少なくとも何れか一方の極を電力変換手段（電力変換部１０）の接地点８に接続する接地手段と、電力変換手段（電力変換部１０）の直流側に設けられ、蓄電池４０から電力変換手段（電力変換部１０）に直流電力が供給されている場合に電路の地絡を検出する地絡検出手段（地絡検出部３０）と、地絡検出手段（地絡検出部３０）が地絡を検出した場合に電路に挿入される接点４１を開極する開閉手段（地絡検出部３０）とを備える。

換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０）と、接地手段と、地絡検出手段（地絡検出部３０）と、開閉手段（地絡検出部３０）と、を有する。電力変換手段（電力変換部１０）は、外部回路と電気車両４に設けられる蓄電池部４４の一対の電源端子との間に介在され、外部回路と蓄電池部４４との間で電力の変換を行うように構成される。接地手段は、蓄電池部４４の一対の電源端子の少なくとも一方を電力変換手段（電力変換部１０）が接続される接地点８に接続する。地絡検出手段（地絡検出部３０）は、電力変換手段（電力変換部１０）と蓄電池部４４との間の給電路において地絡が発生しているか否かを判定する。開閉手段（地絡検出部３０）は、地絡出手段（地絡検出部３０）が給電路において地絡が発生していると判定すると蓄電池部４４を給電路から切り離すように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、接地手段（地絡検出部３０）は、電力変換手段（電力変換部１０）と蓄電池部４４との間の給電路において地絡が発生した場合に、一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との間に差が生じるように、蓄電池部４４の一対の電源端子の少なくとも一方を接地点８に接続するように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、接地手段は、蓄電池部４４の一対の電源端子の少なくとも一方を接地点８に接続する接地線２２を有する。

また、本実施形態の充放電装置では、地絡検出手段（地絡検出部３０）は、一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との差が所定のしきい値を越えていれば、給電路に地絡が発生したと判断するように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、電力変換手段（電力変換部１０）は、外部回路からの電力（本実施形態では、交流電力）を所定の第１電力（本実施形態では、直流電力）に変換して蓄電池部４４の一対の電源端子に供給する第１変換処理（充電処理）と、蓄電池部４４の一対の電源端子からの電力（本実施形態では、直流電力）を所定の第２電力（本実施形態では、交流電力）に変換して外部回路に供給する第２変換処理（放電処理）と、を実行するように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、外部回路は、交流電源（電力系統５）に接続された交流回路である。蓄電池部４４は、蓄電池４０を有する。一対の電源端子は、蓄電池４０の正極と負極である。電力変換手段（電力変換部１０）は、外部回路と蓄電池部４４との間で交流電力と直流電力との変換を行うＡＣ／ＤＣコンバータを備える。

また、本実施形態の充放電装置では、接地手段は、インピーダンス値が等しく且つ蓄電池の４０両極間に直列接続された２つのインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂ、並びにインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを電力変換手段（電力変換部１０）の接地点８に接続する接地線２２を有する。

換言すれば、本実施形態の充放電装置では、接地手段は、蓄電池部４４の一対の電源端子間に接続された２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの直列回路を有する。接地線２２は、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを接地点８に接続するように構成され、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂは、同じインピーダンス値を有する。

上述のように本実施形態では、インピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを接地線２２によって電力変換部１０の接地点８に接続し、電力変換部１０とインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの間に設けられた地絡検出部３０でケーブル２の給電線２０，２１の地絡を検出して接点４１を開極する。

而して、電気自動車４からの放電時においてもケーブル２の地絡を検出して電路に挿入された接点４１を開極して直流電流（放電電流）を遮断するので、電気自動車４の蓄電池４０から負荷７へ給電する際の安全性向上を図ることができる。

このように、本実施形態の充放電装置は、電気車両４に搭載されている蓄電池４０から電気車両４外の負荷７へ給電する際の安全性向上を図ることができるという効果がある。

なお、本実施形態では電力変換部１０の直流側と蓄電池４０の両極をそれぞれインピーダンス値の等しいインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂ及び３１Ａ，３１Ｂを介して接地しているが、インピーダンス素子を介さずに直接接地しても構わない。

ただし、インピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂ及び３１Ａ，３１Ｂを介して接地する場合、インピーダンス素子を介さない場合と比較してケーブル２の対地電圧を半分に下げることができるという利点がある。

また本実施形態では、ケーブル２の接地線２２を接地手段とし、地絡検出手段に相当する地絡検出部３０と接地手段に相当するインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂがコネクタ３の筐体内に収納されることにより、接地手段及び地絡検出手段がケーブル２と一体に構成されている。

このため、電気自動車４に接地手段及び地絡検出手段を搭載する場合と比較して、より簡単且つ低コストに安全性の向上を図ることができる。

ただし、地絡検出部３０及びインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂがケーブル２の途中に設けられる箱形のケース内に収納されることでケーブル２と一体に構成されても構わない。

なお、地絡検出手段に相当する地絡検出部３０がケーブル２と一体に構成され、接地手段に相当するインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂが電気自動車４に搭載されても構わない。

すなわち、本実施形態の充放電装置では、接地手段及び地絡検出手段は、ケーブル２と一体に構成されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０）を蓄電池部４４の一対の電源端子に接続するケーブル２をさらに備える。接地手段および地絡検出手段は、ケーブル２に設けられる。

あるいは、本実施形態の充放電装置では、ケーブル２は、電気車両４に設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタ（コネクタ）３を有していてもよい。接地手段及び地絡検出手段がプラグコネクタ３と一体に構成されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０）を蓄電池部４４の一対の電源端子に接続するケーブル２と、電気車両４に設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタ３とをさらに備える。ケーブル２は、一端で電力変換手段（電力変換部１０）に接続され、他端でプラグコネクタ３に接続される。接地手段および地絡検出手段は、プラグコネクタ３に設けられる。

あるいは、本実施形態の充放電装置では、ケーブル２は、電気車両４に設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタ（コネクタ）３を有していてもよい。地絡検出手段がケーブル２又はプラグコネクタ３と一体に構成され、接地手段が電気車両４に搭載されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０）を蓄電池部４４の一対の電源端子に接続するケーブル２をさらに備える。絡検出手段はケーブル２に設けられ、接地手段は電気車両４に設けられる。

あるいは、本実施形態の充放電装置では、接地手段及び地絡検出手段が電気車両４に搭載されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置では、接地手段および地絡検出手段は、電気車両４に設けられる。

また本実施形態では、充電異常が発生した場合の蓄電池４０の保護を目的として電気自動車４に予め設けられている接点４１，４１を利用することで開閉手段の構成の簡略化と低コスト化を図ることができる。

このように、本実施形態の充放電装置では、開閉手段（地絡検出部３０）は、電気車両４に搭載されている接点４１を開極するように構成される。

換言すれば、電気車両４は、蓄電池部４４を給電路から切り離すための開閉器（接点）４１を備える。開閉手段（地絡検出部３０）は、地絡検出手段（地絡検出部３０）が給電路において地絡が発生していると判定すると開閉器４１を制御して蓄電池部４４を給電路から切り離すように構成される。

（実施形態２）
本実施形態の充放電装置は、図３，４に示すように接地線１２とケーブル２の接地線２２とを択一的に接地する切換スイッチ１４が電力変換装置１に設けられている点に特徴がある。ただし、切換スイッチ１４以外の構成については実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

切換スイッチ１４は、一方の切換接点１４Ａが接地線１２に接続されるとともに他方の切換接点１４Ｂがケーブル２の接地線２２に接続され、共通接点１４Ｃが接地されている。

そして、電力変換部１０が交流電力を直流電力に変換する場合（蓄電池４０を充電する場合）、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ａに接続し、ケーブル２の接地線２２を接地点８から切り離す（図４参照）。

一方、電力変換部１０が直流電力を交流電力に変換する場合（蓄電池４０から放電する場合）、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ｂに接続し、接地線１２を接地点８から切り離してケーブル２の接地線２２を接地点８に接続する（図４参照）。

このように、本実施形態の充放電装置は、蓄電池４０の充電時には接地線２２を接地点８から切り離し、蓄電池４０の放電時には接地線２２を接地点８に接続するとともに電力変換手段（電力変換部１０）を接地点８から切り離す切換手段（切換スイッチ１４）を備える。

換言すれば、本実施形態の充放電装置は、切換手段（切換スイッチ１４）をさらに備える。切換手段は、蓄電池部４４の充電時には接地線２２を接地点８から切り離し、蓄電池部４４の放電時には接地線２２を接地点８に接続するとともに電力変換手段（電力変換部１０）を接地点８から切り離すように構成される。

而して、実施形態１では接地線１２とケーブル２の接地線２２が何れも常時接地点８に接続されているため、ケーブル２が地絡したときに流れる地絡電流Ｉｇが各接地線１２，２２に分流され、地絡検出部３０に流れる地絡電流が減少してしまう。

これに対して本実施形態では、蓄電池４０の放電時に接地線２２を接地点８に接続するとともに接地線１２（電力変換部１０）を接地点８から切り離すので、ケーブル２が地絡したときの地絡電流Ｉｇが接地線１２に分流されず、地絡検出部３０に流れる地絡電流の減少が回避できる。

したがって、本実施形態では、実施形態１と比較して地絡検出部３０による地絡検出の精度向上が図れるという利点がある。また、蓄電池４０の充電時にはケーブル２の接地線２２を接地点８から切り離して接地線１２のみを接地点８に接続しているので、充電時においても地絡電流が接地線２２に分流されないようにして漏電遮断装置１３の検出精度向上が図れる。

（実施形態３）
本実施形態の充放電装置は、図５，６に示すようにインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂ及に代えてインピーダンス素子１１が電力変換部１０の直流側の負極端子と切換接点１４Ａとの間に挿入され、インピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂに代えてインピーダンス素子３１が接地線２２と蓄電池４０の負極の間に挿入されている。

すなわち、本実施形態は、電力変換装置１及び蓄電池４０が片側のみで接地される点に特徴がある。ただし、その他の構成については実施形態２と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、インピーダンス素子１１を挿入せずに接地線１２が直接切換接点１４Ａに接続されても構わない。

本実施形態においても、電力変換部１０が交流電力を直流電力に変換する場合（蓄電池４０を充電する場合）、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ａに接続し、ケーブル２の接地線２２を接地点８から切り離す（図５参照）。

一方、電力変換部１０が直流電力を交流電力に変換する場合（蓄電池４０から放電する場合）、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ｂに接続し、接地線１２を接地点８から切り離してケーブル２の接地線２２を接地点８に接続する（図６参照）。

而して、本実施形態においても、蓄電池４０の放電時に接地線２２を接地点８に接続するとともに接地線１２（電力変換部１０）を接地点８から切り離すので、ケーブル２が地絡したときの地絡電流Ｉｇが接地線１２に分流されず、地絡検出部３０に流れる地絡電流の減少が回避できる。

ところで、実施形態１のように切換スイッチ１４を設けずに電力変換部１０の直流側の負極端子を接地線１２で接地した場合、ケーブル２の地絡の有無に関わらず、常に給電線２１と接地線２２に電流が分流されてしまう。そのため、給電線２０，２１に流れる電流の間に差が生じ、漏電遮断装置１３や地絡検出部３０が漏電又は地絡を誤検出してしまう虞がある。故に、電力変換装置１を片側で接地する場合、漏電遮断装置１３及び地絡検出部３０の誤検出を防ぐために切換スイッチ１４が必須の構成要件となる。

（実施形態４）
図７，８に示すように、電力系統５に分電盤（例えば、住宅用分電盤）６が接続され、分電盤６を介して負荷（例えば、住宅内の電気機器など）７及び本実施形態の電気自動車用充放電装置（以下、充放電装置と略す。）が電力系統５に接続されて給電される。

本実施形態の充放電装置は、電気車両（電気自動車）４に備えられる蓄電池部４４Ａの充電および放電に用いられる。

蓄電池部４４Ａは、蓄電池４０と、一対の電源端子を備える充放電手段（充放電回路部）４３と、を有する。

充放電回路部４３は、一対の電源端子を通じて得た交流電力で蓄電池４０を充電する充電処理と、蓄電池４０からの電力（直流電力）を交流電力に変換して一対の電源端子から出力する放電処理とを実行するように構成される。

すなわち、本実施形態において、電気自動車４Ａは、蓄電池４０、充放電回路部４３、レセプタクルコネクタ４２、充放電回路部４３とレセプタクルコネクタ４２の間に挿入される一対の接点４１などを有している。

充放電回路部４３は、充放電装置から供給される交流電力で蓄電池４０を充電し且つ蓄電池４０から放電される直流電力を交流電力に変換して充放電装置へ出力するものであって、例えば、双方向型のＡＣ／ＤＣコンバータからなる。

本実施形態の充放電装置は、電力変換手段と、接地手段と、地絡検出手段と、開閉手段と、を有する。

電力変換手段は、外部回路と電気車両（電気自動車）４Ａに設けられる蓄電池部４４Ａの一対の電源端子との間に介在され、外部回路と蓄電池部４４Ａとの間で電力の変換を行うように構成される。

接地手段は、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子の少なくとも一方を電力変換手段が接続される接地点８に接続する。

地絡検出手段は、電力変換手段と蓄電池部４４Ａとの間の給電路において地絡が発生しているか否かを判定する。

開閉手段は、地絡出手段が給電路において地絡が発生していると判定すると蓄電池部４４Ａを給電路から切り離すように構成される。

以下に、本実施形態の充放電装置についてさらに詳細に説明する。

図７，８に示すように、充放電装置は、電力変換装置１Ａ、ケーブル２、コネクタ３を備える。

ケーブル２およびコネクタ３は、電力変換手段と蓄電池部４４Ａとの間の電路（給電路）の一部を構成する。

電力変換装置１Ａは、電力変換手段に相当する電力変換部１０Ａと、２つのインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂと、漏電遮断装置１３とを有する。

電力変換部１０Ａは、例えば、絶縁トランスや双方向の絶縁型ＡＣ／ＡＣコンバータからなり、電力系統側（電力変換部１０Ａからみて分電盤６側）と非電力系統側（電力変換部１０Ａから見て電気自動車側）を絶縁し且つ双方向に交流電力を供給する。

すなわち、電力変換部１０Ａは、外部回路からの電力（本実施形態では、交流電力）を所定の第１電力（本実施形態では、交流電力）に変換して蓄電池部４４Ａの一対の電源端子に供給する第１変換処理（充電処理）と、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子からの電力（本実施形態では、交流電力）を所定の第２電力（本実施形態では、交流電力）に変換して外部回路に供給する第２変換処理（放電処理）と、を実行するように構成される。第１電力は蓄電池部４４Ａの充放電回路部４３の仕様に応じて決定され、第２電力は交流系統５の仕様に応じて決定される。

本実施形態では、電力変換部１０Ａは、外部回路と蓄電池部４４Ａとの間で交流電力の変換を行う絶縁型のＡＣ／ＡＣコンバータを備える。

２つのインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂは互いに抵抗値が等しい抵抗素子からなり、電力変換部１０Ａの非電力系統側の端子間に直列接続される。

なお、インピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂの接続点１１Ｃは接地線１２によって接地されている。つまり、図７，８に示すように、接続点１１Ｃは、接地線１２により接地点８に接続される。

漏電遮断装置１３は、電力変換部１０Ａの非電力系統側の一方の端子から出力される電流（往きの充電電流）と、電力変換部１０Ａの非電力系統側の他方の端子に戻る電流（戻りの充電電流）とを比較し、その差が所定のしきい値を超えた場合に漏電が生じていると判断して電路を遮断する。

ケーブル２は、電流（充電電流及び放電電流）が流れる一対の給電線２０，２１と、一端がインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂの接続点１１Ｃと共通に接地された接地線２２と、図示しない通信線とが絶縁性のシースで被覆された多心の電気ケーブルからなる。ケーブル２の一端は電力変換装置１（漏電遮断装置１３）に接続され、ケーブル２の他端にコネクタ３が設けられている。

コネクタ３は、電気自動車４Ａのレセプタクルコネクタ４２に挿抜自在に接続されるプラグコネクタである。ただし、コネクタ３の筐体内には地絡検出部３０並びにインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂが収納されている。

２つのインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂは互いに抵抗値が等しい抵抗素子からなり、地絡検出部３０の電気自動車４Ａ側の端子間に直列接続される。また、インピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃにケーブル２の接地線２２が接続される。すなわち、本実施形態ではインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂ並びに接地線２２が接地手段に相当する。

本実施形態の充放電装置において、接地手段は、インピーダンス値（抵抗値）が等しく且つ蓄電池４０の両極間に直列接続された２つのインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂ、並びにインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点を電力変換手段（電力変換部１０Ａ）の接地点８に接続する接地線２２を有する。

換言すれば、接地手段は、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子の少なくとも一方を接地点８に接続する接地線２２を有する。

また、接地手段は、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子間に接続された２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの直列回路を有する。接地線２２は、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを接地点８に接続するように構成され、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂは、同じインピーダンス値を有する。

本実施形態において、２つのインピーダンス要素のそれぞれは、１つのインピーダンス素子で構成されている。しかしながら、各インピーダンス要素は、１つのインピーダンス素子ではなく、複数のインピーダンス素子で構成されていてもよい。すなわち、２つのインピーダンス要素は、同じインピーダンス値（合成インピーダンス値）を有していれば良い。

地絡検出部３０は、ケーブル２の各給電線２０，２１に流れる電流を検出し、それぞれの給電線２０，２１に流れる電流の差分が所定のしきい値を超えた場合に地絡が発生したと判断する。すなわち、地絡検出部３０は、一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との差が所定のしきい値を越えていれば、給電路に地絡が発生したと判断するように構成される。

そして、地絡を検出した地絡検出部３０は、蓄電池４０の両極とレセプタクルコネクタ４２との間の電路にそれぞれ挿入されている接点４１，４１を開極する。

すなわち、本実施形態では地絡検出部３０が地絡検出手段及び開閉手段に相当する。

なお、これらの接点４１，４１は、充電異常が発生した場合の蓄電池４０の保護を目的として電気自動車４Ａに予め設けられているものである。ただし、地絡検出部３０によって開極される接点がコネクタ３に設けられても構わない。

すなわち、本実施形態では、電気車両４Ａは、蓄電池部４４Ａを給電路（特に、ケーブル２の給電線２０，２１）から切り離すための開閉器（接点）４１を備える。

地絡検出部（開閉手段）３０は、給電路において地絡が発生していると判定すると、開閉器４１を制御して蓄電池部４４Ａを給電路から切り離すように構成される。

次に、本実施形態の充放電装置の動作を説明する。

電気自動車４Ａを充電する場合、電力系統５から供給される交流電力が電力変換部１０Ａからケーブル２及びコネクタ３を介して電気自動車４Ａに供給され、電気自動車４Ａに搭載されている充放電回路部４３によって蓄電池４０が充電される。

充電中にケーブル２の給電線２０又は２１が地絡した場合、電力変換部１０Ａの非電力系統側の一方の端子から流出して非電力系統側の他方の端子に流入する電流の電流値が地絡電流分だけ減少する。

したがって、電力変換装置１Ａの漏電遮断装置１３が地絡電流による電流の減少（往きと戻りの電流の不平衡）を検出して電路を遮断することにより、充電時の安全性向上が図られている。

続いて、本発明の要旨である電気自動車４Ａからの給電（蓄電池４０からの放電）時の動作を説明する。

電気自動車４Ａから給電する場合、蓄電池４０から放電される直流電力が充放電回路部４３により交流電力に変換され、変換された交流電力がコネクタ３及びケーブル２並びに電力変換装置１Ａを介して負荷７に供給される。

ここで、電気自動車４Ａからの給電中にケーブル２の給電線２０が地絡した場合、図７に破線矢印で示すように充放電回路部４３の一方の端子（図中上側の端子）→ケーブル２の給電線２０→地絡点（×）の経路で地絡電流Ｉｇが流れる。

さらに地絡電流Ｉｇは、接地線２２→インピーダンス素子３１Ｂ→充放電回路部４３の他方の端子（図中下側の端子）の経路と、接地線１２→インピーダンス素子１１Ｂ→漏電遮断装置１３→ケーブル２の給電線２１→充放電回路部４３の他方の端子の経路とに分流され、それぞれにＩｇ／２の地絡電流が流れる。

したがって、地絡検出部３０では、一方の給電線２０に流れる電流Ｉと他方の給電線２１に流れる電流Ｉ−Ｉｇ／２との差分、すなわち、地絡電流Ｉｇ／２の電流値がしきい値を超えた場合に地絡が発生したと判断して接点４１を開極する。

また、電気自動車４Ａからの給電中にケーブル２の給電線２１が地絡した場合、図８に破線矢印で示すように電力変換装置１Ａの一方の出力端子（図中下側の端子）→ケーブル２の給電線２１→地絡点（×）の経路で地絡電流Ｉｇが流れる。

さらに地絡電流Ｉｇは、接地線２２→インピーダンス素子３１Ｂ→充放電回路部４３の他方の端子の経路と、接地線１２→インピーダンス素子１１Ｂ→漏電遮断装置１３→ケーブル２の給電線２１→充放電回路部４３の他方の端子の経路とに分流され、それぞれにＩｇ／２の地絡電流が流れる。

したがって、地絡検出部３０では、一方の給電線２０に流れる電流Ｉと他方の給電線２１に流れる電流Ｉ−Ｉｇ／２との差分、すなわち、地絡電流Ｉｇ／２の電流値がしきい値を超えた場合に地絡が発生したと判断して接点４１を開極する。

以上述べた本実施形態の充放電装置（電気車両用充放電装置）は、蓄電池４０並びに交流電力と直流電力を相互に変換して蓄電池４０を充電及び放電させる充放電手段（充放電回路部）４３が搭載される電気車両４Ａの充放電手段４３に交流電力を供給し且つ充放電手段（充放電回路部４３）から出力される交流電力を電気車両４Ａ外の負荷７に給電する電気車両用充放電装置である。本実施形態の充放電装置は、交流の電力系統５に接続されて双方向に電力を変換する絶縁型の電力変換手段（電力変換部１０Ａ）と、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）と充放電手段（充放電回路部４３）の間の電路の一部を形成するケーブル２と、充放電手段（充放電回路部４３）の少なくとも何れか一方の端子を電力変換手段（電力変換部１０Ａ）の接地点８に接続する接地手段と、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）の非電力系統側に設けられ、充放電手段（充放電回路部４３）から電力変換手段（電力変換部１０Ａ）に交流電力が供給されている場合に電路の地絡を検出する地絡検出手段（地絡検出部３０）と、地絡検出手段（地絡検出部３０）が地絡を検出した場合に電路に挿入される接点４１を開極する開閉手段（地絡検出部３０）とを備える。

換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）と、接地手段と、地絡検出手段（地絡検出部３０）と、開閉手段（地絡検出部３０）と、を有する。電力変換手段（電力変換部１０Ａ）は、外部回路と電気車両４Ａに設けられる蓄電池部４４Ａの一対の電源端子との間に介在され、外部回路と蓄電池部４４Ａとの間で電力の変換を行うように構成される。接地手段は、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子の少なくとも一方を電力変換手段（電力変換部１０Ａ）が接続される接地点８に接続する。地絡検出手段（地絡検出部３０）は、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）と蓄電池部４４Ａとの間の給電路において地絡が発生しているか否かを判定する。開閉手段（地絡検出部３０）は、地絡出手段（地絡検出部３０）が給電路において地絡が発生していると判定すると蓄電池部４４Ａを給電路から切り離すように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、接地手段（地絡検出部３０）は、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）と蓄電池部４４Ａとの間の給電路において地絡が発生した場合に、一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との間に差が生じるように、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子の少なくとも一方を接地点８に接続するように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、接地手段は、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子の少なくとも一方を接地点８に接続する接地線２２を有する。

また、本実施形態の充放電装置では、地絡検出手段（地絡検出部３０）は、一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との差が所定のしきい値を越えていれば、給電路に地絡が発生したと判断するように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）は、外部回路からの電力（本実施形態では、交流電力）を所定の第１電力（本実施形態では、交流電力）に変換して蓄電池部４４Ａの一対の電源端子に供給する第１変換処理（充電処理）と、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子からの電力（本実施形態では、交流電力）を所定の第２電力（本実施形態では、交流電力）に変換して外部回路に供給する第２変換処理（放電処理）と、を実行するように構成される。

また、本実施形態の充放電装置では、外部回路は、交流電源（電力系統５）に接続された交流回路である。蓄電池部４４Ａは、蓄電池４０と、一対の電源端子を備える充放電手段（充放電回路部４３）と、を有する。充放電手段（充放電回路部４３）は、一対の電源端子を通じて得た交流電力で蓄電池４０を充電する充電処理と、蓄電池４０からの電力を交流電力に変換して一対の電源端子から出力する放電処理とを実行するように構成される。電力変換手段１０Ａは、外部回路と蓄電池部４４Ａとの間で交流電力の変換を行う絶縁型のＡＣ／ＡＣコンバータを備える。

また、本実施形態の充放電装置において、接地手段は、インピーダンス値（抵抗値）が等しく且つ充放電手段（充放電回路部４３）の両端子間に直列接続された２つのインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂ、並びにインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを電力変換手段（電力変換部１０Ａ）の接地点８に接続する接地線２２を有する。

換言すれば、本実施形態の充放電装置では、接地手段は、蓄電池部４４Ａの一対の電源端子間に接続された２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの直列回路を有する。接地線２２は、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを接地点８に接続するように構成され、２つのインピーダンス要素（インピーダンス素子）３１Ａ，３１Ｂは、同じインピーダンス値を有する。

上述のように本実施形態では、インピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの接続点３１Ｃを接地線２２によって電力変換部１０Ａの接地点８に接続し、電力変換部１０Ａとインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂの間に設けられた地絡検出部３０でケーブル２の給電線２０，２１の地絡を検出して接点４１を開極する。

而して、電気自動車４Ａからの放電時においてもケーブル２の地絡を検出して電路に挿入された接点４１を開極して電流（放電電流）を遮断するので、電気自動車４Ａの蓄電池４０から負荷７へ給電する際の安全性向上を図ることができる。

このように、本実施形態の充放電装置は、電気車両４Ａに搭載されている蓄電池４０から電気車両４Ａ外の負荷７へ給電する際の安全性向上を図ることができるという効果がある。

なお、本実施形態では電力変換部１０Ａの非電力系統側と蓄電池４０（充放電回路部４３）の両極をそれぞれインピーダンス値の等しいインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂ及び３１Ａ，３１Ｂを介して接地しているが、インピーダンス素子を介さずに直接接地しても構わない。

ただし、インピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂ及び３１Ａ，３１Ｂを介して接地する場合、インピーダンス素子を介さない場合と比較してケーブル２の対地電圧を半分に下げることができるという利点がある。

また本実施形態では、ケーブル２の接地線２２を接地手段とし、地絡検出手段に相当する地絡検出部３０と接地手段に相当するインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂがコネクタ３の筐体内に収納されることにより、接地手段及び地絡検出手段がケーブル２と一体に構成されている。

このため、電気自動車４Ａに接地手段及び地絡検出手段を搭載する場合と比較して、より簡単且つ低コストに安全性の向上を図ることができる。

ただし、地絡検出部３０及びインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂがケーブル２の途中に設けられる箱形のケース内に収納されることでケーブル２と一体に構成されても構わない。

なお、地絡検出手段に相当する地絡検出部３０がケーブル２と一体に構成され、接地手段に相当するインピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂが電気自動車４Ａに搭載されても構わない。

すなわち、本実施形態の充放電装置では、接地手段及び地絡検出手段は、ケーブル２と一体に構成されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０Ａ）を蓄電池部４４Ａの一対の電源端子に接続するケーブル２をさらに備える。接地手段および地絡検出手段は、ケーブル２に設けられる。

あるいは、本実施形態の充放電装置では、ケーブル２は、電気車両４Ａに設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタ（コネクタ）３を有していてもよい。接地手段及び地絡検出手段がプラグコネクタ３と一体に構成されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０）を蓄電池部４４Ａの一対の電源端子に接続するケーブル２と、電気車両４Ａに設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタ３とをさらに備える。ケーブル２は、一端で電力変換手段（電力変換部１０Ａ）に接続され、他端でプラグコネクタ３に接続される。接地手段および地絡検出手段は、プラグコネクタ３に設けられる。

あるいは、本実施形態の充放電装置では、ケーブル２は、電気車両４Ａに設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタ（コネクタ）３を有していてもよい。地絡検出手段がケーブル２又はプラグコネクタ３と一体に構成され、接地手段が電気車両４Ａに搭載されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置は、電力変換手段（電力変換部１０）を蓄電池部４４Ａの一対の電源端子に接続するケーブル２をさらに備える。絡検出手段はケーブル２に設けられ、接地手段は電気車両４Ａに設けられる。

あるいは、本実施形態の充放電装置では、接地手段及び地絡検出手段が電気車両４Ａに搭載されていてもよい。換言すれば、本実施形態の充放電装置では、接地手段および地絡検出手段は、電気車両４Ａに設けられる。

また本実施形態では、充電異常が発生した場合の蓄電池４０の保護を目的として電気自動車４Ａに予め設けられている接点４１，４１を利用することで開閉手段の構成の簡略化と低コスト化を図ることができる。ただし、接点４１，４１の代わりに電気自動車４Ａの充放電回路部４３によって蓄電池４０を給電線２０，２１から切り離すようにしても構わない。

このように、本実施形態の充放電装置では、開閉手段（地絡検出部３０）は、電気車両４Ａに搭載されている接点４１を開極するように構成される。

換言すれば、電気車両４Ａは、蓄電池部４４Ａを給電路から切り離すための開閉器（接点）４１を備える。開閉手段（地絡検出部３０）は、地絡検出手段（地絡検出部３０）が給電路において地絡が発生していると判定すると開閉器４１を制御して蓄電池部４４Ａを給電路から切り離すように構成される。

あるいは、開閉手段（地絡検出部３０）は、充放電手段（充放電回路部４３）が具備する接点（図示せず）を開極してもよい。

換言すれば、充放電手段（充放電回路部４３）は、蓄電池４０を給電路から切り離すための開閉器（図示せず）を備える。開閉手段（地絡検出部３０）は、地絡検出手段（地絡検出部３０）が給電路において地絡が発生していると判定すると充放電手段（充放電回路部４３）の開閉器を制御して蓄電池４０を給電路から切り離すように構成される。

（実施形態５）
本実施形態の充放電装置は、図９，１０に示すように接地線１２とケーブル２の接地線２２とを択一的に接地する切換スイッチ１４が電力変換装置１Ａに設けられている点に特徴がある。ただし、切換スイッチ１４以外の構成については実施形態４と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

切換スイッチ１４は、一方の切換接点１４Ａが接地線１２に接続されるとともに他方の切換接点１４Ｂがケーブル２の接地線２２に接続され、共通接点１４Ｃが接地されている。

そして、蓄電池４０を充電する場合、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ａに接続し、ケーブル２の接地線２２を接地点８から切り離す（図９参照）。

一方、蓄電池４０から放電する場合、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ｂに接続し、接地線１２を接地点８から切り離してケーブル２の接地線２２を接地点８に接続する（図１０参照）。

このように、本実施形態の充放電装置は、蓄電池４０の充電時には接地線２２を接地点８から切り離し、蓄電池４０の放電時には接地線２２を接地点８に接続するとともに電力変換手段（電力変換部１０Ａ）を接地点８から切り離す切換手段（切換スイッチ１４）を備える。

換言すれば、本実施形態の充放電装置は、切換手段（切換スイッチ１４）をさらに備える。切換手段は、蓄電池部４４Ａの充電時には接地線２２を接地点８から切り離し、蓄電池部４４Ａの放電時には接地線２２を接地点８に接続するとともに電力変換手段（電力変換部１０Ａ）を接地点８から切り離すように構成される。

而して、実施形態４では接地線１２とケーブル２の接地線２２が何れも常時接地点８に接続されているため、ケーブル２が地絡したときに流れる地絡電流Ｉｇが各接地線１２，２２に分流され、地絡検出部３０に流れる地絡電流が減少してしまう。

これに対して本実施形態では、蓄電池４０の放電時に接地線２２を接地点８に接続するとともに接地線１２（電力変換部１０）を接地点８から切り離すので、ケーブル２が地絡したときの地絡電流Ｉｇが接地線１２に分流されず、地絡検出部３０に流れる地絡電流の減少が回避できる。

したがって、本実施形態では、実施形態４と比較して地絡検出部３０による地絡検出の精度向上が図れるという利点がある。また、蓄電池４０の充電時にはケーブル２の接地線２２を接地点８から切り離して接地線１２のみを接地点８に接続しているので、充電時においても地絡電流が接地線２２に分流されないようにして漏電遮断装置１３の検出精度向上が図れる。

（実施形態６）
本実施形態の充放電装置は、図１１，１２に示すようにインピーダンス素子１１Ａ，１１Ｂに代えてインピーダンス素子１１が電力変換部１０Ａの非電力系統側の他方の端子と切換接点１４Ａとの間に挿入され、インピーダンス素子３１Ａ，３１Ｂに代えてインピーダンス素子３１が接地線２２と充放電回路部４３の他方の端子の間に挿入されている。

すなわち、本実施形態は、電力変換装置１Ａ及び蓄電池４０が片側のみで接地される点に特徴がある。ただし、その他の構成については実施形態５と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、インピーダンス素子１１を挿入せずに接地線１２が直接切換接点１４Ａに接続されても構わない。

本実施形態においても、蓄電池４０を充電する場合、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ａに接続し、ケーブル２の接地線２２を接地点８から切り離す（図１１参照）。

一方、蓄電池４０から放電する場合、切換スイッチ１４は共通接点１４Ｃを切換接点１４Ｂに接続し、接地線１２を接地点８から切り離してケーブル２の接地線２２を接地点８に接続する（図１２参照）。

而して、本実施形態においても、蓄電池４０の放電時に接地線２２を接地点８に接続するとともに接地線１２（電力変換部１０Ａ）を接地点８から切り離すので、ケーブル２が地絡したときの地絡電流Ｉｇが接地線１２に分流されず、地絡検出部３０に流れる地絡電流の減少が回避できる。

ところで、実施形態４のように切換スイッチ１４を設けずに電力変換部１０Ａの非電力系統側の端子を接地線１２で接地した場合、ケーブル２の地絡の有無に関わらず、常に給電線２１と接地線２２に電流が分流されてしまう。そのため、給電線２０，２１に流れる電流の間に差が生じ、漏電遮断装置１３や地絡検出部３０が漏電又は地絡を誤検出してしまう虞がある。故に、電力変換装置１Ａを片側で接地する場合、漏電遮断装置１３及び地絡検出部３０の誤検出を防ぐために切換スイッチ１４が必須の構成要件となる。

Claims (15)

1. 外部回路と電気車両に設けられる蓄電池部の一対の電源端子との間に介在され、前記外部回路と前記蓄電池部との間で電力の変換を行う電力変換手段と、
   前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記電力変換手段が接続される接地点に接続する接地手段と、
   前記電力変換手段と前記蓄電池部との間の給電路において地絡が発生しているか否かを判定する地絡検出手段と、
   前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記蓄電池部を前記給電路から切り離す開閉手段と、
   を備える
   ことを特徴とする電気車両用充放電装置。
2. 前記接地手段は、前記給電路において地絡が発生した場合に、前記一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との間に差が生じるように、前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記接地点に接続するように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
3. 前記接地手段は、前記蓄電池部の前記一対の電源端子の少なくとも一方を前記接地点に接続する接地線を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
4. 前記接地手段は、前記蓄電池部の前記一対の電源端子間に接続された２つのインピーダンス要素の直列回路を有し、
   前記接地線は、前記２つのインピーダンス要素の接続点を前記接地点に接続するように構成され、
   前記２つのインピーダンス要素は、同じインピーダンス値を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気車両用充放電装置。
5. 切換手段をさらに備え、
   前記切換手段は、前記蓄電池部の充電時には前記接地線を前記接地点から切り離し、前記蓄電池部の放電時には前記接地線を前記接地点に接続するとともに前記電力変換手段を前記接地点から切り離すように構成される
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気車両用充放電装置。
6. 前記電力変換手段を前記蓄電池部の前記一対の電源端子に接続するケーブルをさらに備え、
   前記接地手段および前記地絡検出手段は、前記ケーブルに設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
7. 前記電力変換手段を前記蓄電池部の前記一対の電源端子に接続するケーブルと、
   前記電気車両に設けられているレセプタクルコネクタに挿抜自在に接続されるプラグコネクタと、
   をさらに備え、
   前記ケーブルは、一端で前記電力変換手段に接続され、他端で前記プラグコネクタに接続され、
   前記接地手段および前記地絡検出手段は、前記プラグコネクタに設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
8. 前記電力変換手段を前記蓄電池部の前記一対の電源端子に接続するケーブルをさらに備え、
   前記地絡検出手段は、前記ケーブルに設けられ、
   前記接地手段は、前記電気車両に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
9. 前記接地手段および前記地絡検出手段は、前記電気車両に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
10. 前記地絡検出手段は、前記一対の電源端子の一方に流れる電流と他方に流れる電流との差が所定のしきい値を越えていれば、前記給電路に地絡が発生したと判断するように構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
11. 前記電力変換手段は、前記外部回路からの電力を所定の第１電力に変換して前記蓄電池部の前記一対の電源端子に供給する第１変換処理と、前記蓄電池部の前記一対の電源端子からの電力を所定の第２電力に変換して前記外部回路に供給する第２変換処理と、を実行するように構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
12. 前記外部回路は、交流電源に接続された交流回路であり、
    前記蓄電池部は、蓄電池を有し、
    前記一対の電源端子は、前記蓄電池の正極と負極であり、
    前記電力変換手段は、前記外部回路と前記蓄電池部との間で交流電力と直流電力との変換を行うＡＣ／ＤＣコンバータを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
13. 前記外部回路は、交流電源に接続された交流回路であり、
    前記蓄電池部は、蓄電池と、前記一対の電源端子を備える充放電手段と、を有し、
    前記充放電手段は、前記一対の電源端子を通じて得た交流電力で前記蓄電池を充電する充電処理と、前記蓄電池からの電力を交流電力に変換して前記一対の電源端子から出力する放電処理とを実行するように構成され、
    前記電力変換手段は、前記外部回路と前記蓄電池部との間で交流電力の変換を行う絶縁型のＡＣ／ＡＣコンバータを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
14. 前記電気車両は、前記蓄電池部を前記給電路から切り離すための開閉器を備え、
    前記開閉手段は、前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記開閉器を制御して前記蓄電池部を前記給電路から切り離すように構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載の電気車両用充放電装置。
15. 前記充放電手段は、前記蓄電池を前記給電路から切り離すための開閉器を備え、
    前記開閉手段は、前記地絡検出手段が前記給電路において地絡が発生していると判定すると前記開閉器を制御して前記蓄電池を前記給電路から切り離すように構成される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電気車両用充放電装置。

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