WO2012053221A1 - 電気自動車充電装置 - Google Patents

Abstract

　給電コネクタと車両側コネクタとが離脱する際にアーク放電の発生を防止することができる電気自動車充電装置を提供することを目的とする。車両外部から電気エネルギを供給する給電コネクタ（３）と、車両に配置し給電コネクタ３を接続する車両側コネクタ（２）と、給電コネクタ（３）と車両側コネクタ（２）とが離反する方向の反発力を発生するばね（３４）と、給電コネクタ（３）と車両側コネクタ（２）との離脱を検出する掛合部（３２）とを備え、ばね（３４）は、掛合部（３２）が給電コネクタ（３）と車両側コネクタ（２）との離脱を検出したときに給電コネクタ（３）と車両側コネクタ（２）とが離反する方向の反発力を発生する電気自動車充電装置である。

Description

電気自動車充電装置

　本発明は、バッテリ充電のための車両側コネクタと、電気自動車の外部から電気エネルギを供給する給電コネクタとを備える電気自動車充電装置に関するものである。

　近年、低炭素社会の実現に向けて電動モータのみで走行する電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）、および、エンジンおよび電動モータのいずれでも走行可能なプラグインハイブリッド車（Ｐｌｕｇ-ｉｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）が注目されている。

　このような電気自動車、および、プラグインハイブリッド車には、タイヤへ伝達される駆動力を発生させるための電動機を備える。この電動機を駆動するエネルギは車両に備えたバッテリから供給される。このバッテリは車両の外部から充電可能となっている。以下、「電気自動車」といえば、プラグインハイブリッド車をも含む概念として説明する。

　バッテリの車両外部からの充電は、車両が備える車両側コネクタに車両外部に設置した給電スタンドが備える給電コネクタを接続することで行なう。

　従来の電気自動車充電装置としては、車両側コネクタと給電コネクタとの接続状態をセンサで検知し、電気自動車が備える制御部は、センサが検知した接続状態と、電気自動車の駆動系の情報とに基づいて、給電コネクタが接続されたまま電気自動車が発進しようとした場合に給電コネクタと車両側コネクタとが分離するように制御するものがある（例えば、特許文献１）。

特開２０１０－１３６４９４号公報

　従来の電気自動車充電装置は、給電コネクタと車両側コネクタとの分離をどのように行なうか具体的に考慮されていない。どのように分離するかを考慮しないと以下のような問題がおこる。

　給電コネクタが接続されたまま電気自動車が発進しようとした場合、給電コネクタと車両側コネクタとが接続されたまま、強制的に両者が分離される。このとき、給電コネクタと車両側コネクタとの間には通常、数１００Ｖもの電圧がかかっている。給電コネクタと車両側コネクタとが離脱すると電極間にある気体分子がイオン化して電流が流れる。この結果もともとは伝導性のない気体中を電流が流れるアーク放電がおこる。このアーク放電が起こると周辺に危害をもたらす場合があり危険である。

　本発明は、給電コネクタと車両側コネクタとが離脱する際にアーク放電の発生を防止することができる電気自動車充電装置を提供することを目的とする。

　本発明は、給電コネクタと車両側コネクタとが取り外される状態ではないときに離脱検出部が給電コネクタと車両側コネクタとの離脱を検出した場合、反発力により給電コネクタと車両側コネクタとを離反させるものである。

　本発明の電気自動車充電装置は、離脱検出部が給電コネクタと車両側コネクタとの離脱を検出したときに給電コネクタと車両側コネクタとが離反する方向の反発力を発生することで、両コネクタが反発力により急速に離脱する。このようにすることによりアーク放電の発生を防止することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１における電気自動車充電装置の構造を説明する図 本発明の実施の形態１における充電中の電気自動車充電装置の各部の構造を示す図 本発明の実施の形態１におけるコネクタが離反したときの電気自動車充電装置の各部の構造を示す図 本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置の各部の構造を示す図 本発明の実施の形態２における充電中電気自動車充電装置の各部の構造を示す図 本発明の実施の形態２におけるコネクタが離反したときの電気自動車充電装置の構造を示す図 本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置のブロック図 本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置の動作を示す図 本発明の実施の形態２の変形例における電気自動車充電装置の動作を示す図

　（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態１における電気自動車充電装置について図１～図３を参照しながら説明する。図１～図３は、本発明の実施の形態１における電気自動車充電装置の構造を示す図である。図１は、本発明の実施の形態１における電気自動車充電装置の各部を分解した図である。図２は、本発明の実施の形態１における充電中の電気自動車充電装置の各部の構造を示す図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるコネクタが離反したときの電気自動車充電装置の各部の構造を示す図である。

　まず、図１にて各部の構造を説明する。電気自動車充電装置１は、車両外部から電気エネルギを供給する給電コネクタ３と、車両に配置し給電コネクタ３を接続する車両側コネクタ２とを備える。

　給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが接続することで、給電コネクタ３から電力が供給されて車両に搭載したバッテリが充電される。

　給電コネクタ３は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生するばね３４（反発力発生部に相当）と、ばね３４が発生する反発力を抑制する突起３２３および突起３６０と、給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離脱に伴いばね３４が発生する反発力の抑制を解除する掛合部３２（離脱検出部に相当）とを備えている。以下各部を詳説する。

　車両側コネクタ２は、車両に搭載したバッテリと電気的に接続した導電性の車両側電極２０を備える。車両側コネクタ２にはその筐体の外周に穴部２１が形成されている。この穴部２１は後述するように、車両側コネクタ２と給電コネクタ３との固定に用いられる。

　給電コネクタ３は、車両に供給する電気エネルギを伝達する導電性の給電側電極３０と、この給電側電極３０に電気的に接続し充電スタンドからの電力を伝達する充電ケーブル３１とを備える。

　また、給電コネクタ３は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２を固定する掛合部３２と、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とを離反させるための突出部３３と、反発力を発生するばね３４と、ばね３４を固定する基部３５と、これら部材を納める給電コネクタ筐体３６とを備える。以下、給電コネクタ３の各部を詳説する。

　給電側電極３０は車両に供給する電気エネルギを伝達する導電性の電極であり、通常円筒形である。図１では、例示のために１本の電極を記載している。実際は、交流の電気エネルギを供給する場合は、給電側電極３０は、２本の電極と１本のグランドとの３本の電極で構成されている。また、直流の電気エネルギを供給する場合は、給電側電極３０は、プラス電極とマイナス電極との２本の電極で構成することができる。

　遮蔽部３００は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反した後に、給電コネクタ３の給電側電極３０が露出しないように遮蔽するための絶縁性部材である。遮蔽部３００は、電動モータなどの稼働機構を備えて給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離反を検知して自動的に遮蔽してもよいし、電気エネルギを用いずバネ力などにより自動で遮蔽するようにしてもよい。

　充電ケーブル３１は、導電線に絶縁物で皮膜したケーブルである。充電ケーブル３１には、家庭用電源からは、交流１００～２４０Ｖ程度の電圧が供給され、充電スタンドからは、例えば、直流４００Ｖ程度の電圧が供給される。

　掛合部３２は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２を固定するための掛合爪３２１と掛合爪３２２とを有する。充電中に給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが接続されるときには、掛合爪３２１は車両側コネクタ２に形成した穴部２１に掛合し、掛合爪３２２は後述の突出部３３に形成した穴３３０に掛合する。

　掛合部３２の掛合爪３２１と掛合爪３２２との略中間位置には、孔３２０が形成されている。また、掛合部３２の給電コネクタ筐体３６に向く側には、突起３２３が形成されている。突起３２３は、給電コネクタ筐体３６に形成した突起３６０に係止されている。給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離脱すると後述するようにこの係止が解除される。すなわち、掛合部３２は離脱検出部に相当する。

　突出部３３は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とを離反させるための部材である。突出部３３は、一端がばね３４と接し、その逆端を給電コネクタ３の車両側コネクタ２が接続される側に露出する。車両が充電中に発車した場合などの異常状態となったときに、突出部３３が勢いをもって突出することで車両側コネクタ２を離反させる。

　突出部３３には、穴３３０および支持部３３１が形成される。穴３３０は、掛合部３２の掛合爪３２２と掛合する。支持部３３１は、掛合部３２を固定するための部位である。支持部３３１には、孔が形成されている。支持部３３１に形成した孔と、掛合部３２に形成した孔３２０とは、孔の中心を合わせて配置される。この中心線上に孔同士をつなぐ軸心を備える。

　掛合部３２と突出部３３とはこの軸心で固定されており、掛合部３２と給電コネクタ筐体３６とは突起３２３と突起３６０との係止で固定される。これにより、突出部３３にかかるばね３４の反発力は、解放されずに蓄積されている。

　上記軸心は所定以上の力が加わると、孔３２０と支持部３３１に形成した孔とが外れる構造となっている。給電コネクタ３と車両側コネクタ２との異常状態により離脱したとき、突起３２３と突起３６０との係止が解除され、これに伴い、突出部３がばね３４の反発力により車両側コネクタ２の側へ突出する。この突出により給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する。

　ばね３４は、バネ力による反発力に、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生する。ばね３４が反発力発生部に相当する。

　ばね３４は、金属線を螺旋状に巻いて形成したものであり、圧縮されると反発力を蓄積する。ばね３４は、給電コネクタ筐体３６の内部に固定された基部３５に一端が接するように固定され、基部３５と接する端から反対方向へ反発する。

　ばね３４は、基部３５と接する端と逆端が突出部３３と接する。突出部３３が基部３５の側へ押し込まれることで、ばね３４が縮んで反発力を蓄積する。ばね３４に蓄積した反発力は突出部３３にかかるが、この反発力は掛合部３２に形成した突起３２３が給電コネクタ筐体３６に形成した突起３６０に係止することで解放されずに蓄積される。

　ばね３４は、金属を用いたもの以外に、圧縮空気の弾力性を利用した空気ばね、または、液体の弾力性を利用した液体ばねであってもよい。

　また、掛合解除部３６１は、利用者が操作するものであり、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とを取り付ける際、または、取り外しを行なう際に用いられる。掛合解除部３６１は、例えば、給電コネクタ筐体３６の内部から外部に突出した軸を、掛合部３２から給電コネクタ筐体３６の外部方向のばね力にて動作を規制したプッシュスイッチである。

　取り付けを行なう際は、掛合爪３２１を穴部２１から離反させる方向に変位させた後に、車両側コネクタ２へ給電コネクタ３を取り付け、その後、掛合爪３２１を穴部２１に掛合せる必要がある。また、取り外しを行なう際には、掛合爪３２１を穴部２１から離反させる方向に変位させた後に、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とを取り外す必要がある。

　このため、利用者が掛合解除部３６１を押圧すると、掛合解除部３６１が掛合爪３２２を加圧し、これにより掛合部３２の孔３２０を支点として掛合爪３２１が穴部２１から離反させる方向に変位する。

　上記に示した給電コネクタ３の各部は、給電コネクタ筐体３６の内部に納められている。給電コネクタ筐体３６は、絶縁性の強化性樹脂である。給電コネクタ筐体３６としては、絶縁性を有する材料であれば強化性樹脂以外の材料を用いることも可能である。給電コネクタ筐体３６の内面には上述のように突起３６０が形成されている。

　次に、図２、図３にて各部の構造を説明する。

　図２は、充電スタンド５から電気自動車へ充電を行なっている状態であり、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とが接続している。

　給電コネクタ３が備える掛合部３２は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とを互いに掛合することで固定されている。具体的には、掛合爪３２１が穴部２１に掛合し、掛合爪３２２が穴３３０に掛合することで給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが固定されている。

　ばね３４に蓄積した反発力は突出部３３にかかるが、この反発力は掛合部３２に形成した突起３２３が給電コネクタ筐体３６に形成した突起３６０に係止しているため解放されずに蓄積されている。

　図３は、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とが、充電中に電気自動車が発車した場合などの異常状態により離反した状態を示すものである。給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離脱にともない掛合部３２の掛合が解除されることで、ばね３４が蓄積した反発力の抑制が解除される。

　掛合部３２の掛合の解除は、以下のようになされる。車両側コネクタ２が給電コネクタ３から離脱する際に、掛合爪３２１に穴部２１の移動により力が加わって、この力が掛合部３２に形成した孔３２０と支持部３３１に形成した孔とをつなぐ軸心に伝達する。この軸心は所定以上の力が加わると、孔３２０と支持部３３１に形成した孔とが外れる構造となっている。この結果、掛合部３２が突出部３３から外れるので、突起３２３と突起３６０との係止も外れる。突出部３３が給電コネクタ筐体３６の固定から解放されるので、ばね３４の反発力が解放される。

　この解放された反発力により、突出部３３が給電コネクタ３の側から車両側コネクタ２の側へ勢いをもって突出する。そして、突出部３３の突出力が車両側コネクタ２へ伝達され、この結果、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とが離反する。この離反とともに、遮蔽部３００が給電側電極３０を遮蔽する。

　ばね３４にどの程度の反発力を蓄積するかは、アーク発生の時間をどの程度短く設定するかにより決定される。例えば、１００ｍｓｅｃ以内に、５ｍｍ以上の離反距離を確保する必要がある。この場合、給電コネクタ３の質量が既知であるため、最低必要な反発力の算出が可能となる。

　ばね３４を大きく設定し過ぎると、車両側コネクタ２が給電コネクタ３から離反する際の勢いが強くなり過ぎる。この場合には、給電コネクタ３の離反の勢いが周辺の人または器物に干渉する恐れがある。このため、上記のように所定の基準に従って、ばね３４が蓄積する反発力を設定することが好ましい。

　以上のように本発明の一実施の形態における電気自動車充電装置は、離脱検出部である掛合部３２が、給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離脱にともない反発力発生部であるばね３４が発生する反発力の抑制を解除することで、両コネクタが反発力により急速に離反する。これにより、アーク放電の発生を防止することができるという効果を奏する。

　なお、本実施の形態では、ばね３４のバネ力による反発力により給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生するとしたが、本発明はこれに限らず、油圧により反発力を発生するようにしてもよい。

　なお、本実施の形態では、ばね３４の反発力とこの反発力を解放する機構を給電コネクタ３に備えたが、本発明はこれに限らず、これらの機構を車両側コネクタ２の側に備えることもできる。

　（実施の形態２）
　以下、本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置について、図４～図８を用いて説明する。図４～図６は、本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置の構造を示す図である。図４は、本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置の各部の構造を示す図である。図５は、本発明の実施の形態２における充電中電気自動車充電装置の各部の構造を示す図である。図６は、本発明の実施の形態２におけるコネクタが離反したときの電気自動車充電装置の構造を示す図である。図７は、本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置のブロック図である。図８は、本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置の動作を示す図である。

　なお、実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略し、相違点について詳述する。

　実施の形態１と実施の形態２との相違点は、実施の形態１では、ばね３４により給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生させていたが、実施の形態２では磁力による反発力により給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生させる点である。

　図４に示すように、車両側コネクタ２は車両側永久磁石２３を備え、給電コネクタ３は給電側永久磁石３７を備える。車両側永久磁石２３および給電側永久磁石３７は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが接続するときに同極が向かい合うように配置されている。

　このように配置することで、車両側永久磁石２３および給電側永久磁石３７は、車両側コネクタ２に給電コネクタ３を挿入した際に、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生する。車両側永久磁石２３および給電側永久磁石３７は反発力発生部に相当する。

　給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生しているので、このままでは車両への給電のために給電コネクタ３を車両側コネクタ２へ挿入しようとしても反発して挿入できない。そこで、車両側コネクタ２は電磁石２４を備える。

　電磁石２４は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが接続しているときに、車両側永久磁石２３および給電側永久磁石３７の向かい合うように配置した極と反対の極が、給電コネクタ３の電磁石２４の側となるように磁力を発生する。

　例えば、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７とがＳ極が向き合うように配置されていた場合、電磁石２４はＮ極が給電側永久磁石３７のある方向となるように磁界を発生させる。一方、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７とがＮ極が向き合うように配置されていた場合、電磁石２４はＳ極が給電側永久磁石３７のある方向となるように磁界を発生させる。

　この磁界は、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７との反発力よりも、電磁石２４が給電側永久磁石３７を引き付ける力が大きくなるように設定されている。

　電磁石２４の磁極は、図４に示すように、車両側永久磁石２３の給電側永久磁石３７と向き合う磁極と同一平面上にあることが好ましい。電磁石２４が発生する電磁力を給電側永久磁石３７に及ぼしやすくなるからである。

　このようにすることにより、給電コネクタ３を車両側コネクタ２へ挿入することが可能となる。なお、電磁石２４は後述する制御部４２により制御される。

　また、電磁石２４は、充電中に異常が発生すると制御部４２によりオフされる。この結果、反発力により車両側コネクタ２と給電コネクタ３とは離反する。電磁石２４は給電コネクタ３に備えることも可能ではあるが、本実施の形態における充電中の異常とは、例えば、充電中に車両が発車してしまった場合など、車両４の側の要因が主となる。そのため、電磁石２４は車両４が備えるのが好ましい。

　遮蔽部３８は、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反した後に、給電コネクタ３の給電側電極３０が露出しないように遮蔽するための部材である。遮蔽部３８は、電動モータなどの稼働機構を備えて、給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離反を検知して自動的に遮蔽してもよいし、電気エネルギを用いずバネ力などにより自動で遮蔽するようにしてもよい。

　次に図７を用いて、車両側コネクタ２を備える車両４、および、給電コネクタ３を備える充電スタンド５の機能ブロックを説明する。

　車両４は、車両側コネクタ２を備える。この車両側コネクタ２で受電した交流の電気エネルギは、充電器４０で直流の電気エネルギに変換されてバッテリ４１に蓄電される。

　車両側コネクタ２は、利用者により取り外し可能であり、車両側電極２０を覆うための蓋部２２を備える。利用者は、充電を開始する際に蓋部２２を空けた後に、給電コネクタ３を挿入して充電を開始する。

　また、車両４は、各部を制御する制御部４２と、車両内の各種情報を収集する車両情報収集部４３とを備える。車両側コネクタ２に給電を行なう給電コネクタ３は充電スタンド５に備えられている。給電コネクタ３には、商用電力源に接続した給電部５０から交流の電気エネルギが供給される。以下、各部を詳説する。

　バッテリ４１は、充電器４０が出力する直流の電気エネルギを蓄電するものである。蓄電された電気エネルギは、電気自動車の駆動輪の車軸に連結され車軸を回転させるための走行用モータを駆動するエネルギに用いられる。バッテリ４１には、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池を用いることができる。

　制御部４２は、充電器４０から充電に関する情報を取得するとともに、車両情報収集部４３から車両４内の各種情報を取得して、これらの情報に基づいて電磁石２４のオン／オフを制御する。

　この制御部４２は離脱検出部に相当し、後述のように車両の走行速度がゼロから正の速度となったときに、給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離脱を検出する。

　ここでいう車両４の各種情報とは、例えば、車両の走行速度である。さらに、車両情報収集部４３は、蓋部２２の状態（空けられているか否か）を検出して、その検出結果を制御部４２へ送信する。

　制御部４２は、ＣＰＵと、ＲＯＭ・ＲＡＭ等とから構成されている。ＣＰＵは、図示しないＲＯＭに格納されているプログラムを実行することによって、各種演算、制御信号の出力等を行なう。また、ＣＰＵ及びＭＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用する。詳細な動作は後述する。

　充電スタンド５は、上述のごとく車両側コネクタ２に給電を行なう給電コネクタ３を備える。給電コネクタ３には、商用電力源に接続した給電部５０から交流の電気エネルギが供給される。充電スタンド５は、専用に設置されているＥＶ用充電スタンドが典型的であるが、設置場所は限定されない。

　例えば、専用のＥＶ用充電スタンド以外に、一般の一戸建て住宅、マンションなどの集合住宅、コンビニエンスストアなどの店舗またはガソリンスタンドなどに設置してもよい。

　図５は、充電スタンド５から車両４のバッテリ４１へ充電を行なっている状態であり、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とが接続している。このとき、制御部４２は電磁石２４をオンしている（磁界が発生している）。

　給電コネクタ３と車両側コネクタ２とは、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７とにより離反する方向の反発力を発生している。この反発力は、車両４を基準に見た場合、図５の矢印Ｅである。電磁石２４がオンすることにより、この反発力は、車両４を基準に見た場合、矢印Ｅと反対方向の矢印Ｆの方向に給電コネクタ３を引き付ける力となる。矢印Ｅと矢印Ｆとが相殺されることで、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とを円滑に接続することができる。

　また、図６に示すように、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とが、充電中に車両４が発車した場合などの異常状態により離反した場合、制御部４２は電磁石２４をオフする（磁界が発生していない）。

　これにより、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７とに発生している反発力が開放され、給電コネクタ３が勢いをもって離反する。このときの車両４を基準に見た場合の力が図６の矢印Ｇである。この離反とともに、遮蔽部３８が給電側電極３０を遮蔽する。

　以上のように構成された電気自動車充電装置について、図８を用いてその処理動作を説明する。図８は、本発明の実施の形態２における電気自動車充電装置の動作（制御部４２の動作）を説明する図である。

　制御部４２は、処理を開始するとまず、車両情報収集部４３の出力に基づいて蓋部２２が空いているか否かを判定する（Ｓ０１）。制御部４２は、蓋部２２が空いていない場合（Ｓ０１でＮＯ）は、充電が開始されることはないので処理を終了する。

　一方、蓋部２２が空いている場合（Ｓ０１でＹＥＳ）は、電磁石２４をオンさせるように制御する（Ｓ０２）。Ｓ０２の次に、制御部４２は、充電スタンド５から充電可能か否かを判断する（Ｓ０３）。充電器４０が電力を受電している場合は、その情報を制御部４２へ送信する。このとき、制御部４２は充電可能であると判断する。充電可能でない場合（Ｓ０３でＮＯ）、制御部４２は後述するＳ０６を実行する。

　制御部４２は、蓋部２２が取り外されている場合に、電磁石２４をオンする。蓋部２２が取り付けられている際は充電が開始されることはないので、電磁石２４をオンすると電気エネルギを消費してしまう。そこで、蓋部２２が取り外されたとき（充電がされる可能性が高いとき）に電磁石２４をオンすることで、電磁石２４に流す電流を最小限とすることができるという効果を奏する。

　充電可能である場合（Ｓ０３でＹＥＳ）、バッテリ４１は充電器４０を介して充電を開始する。この充電が行なわれている間、制御部４２は異常が発生していないか監視を行なう（Ｓ０４）。

　異常が発生していない場合（Ｓ０４でＮＯ）、制御部４２は、充電器４０からバッテリ４１が満充電であるか否かの情報を取得する（Ｓ０５）。満充電でない場合（Ｓ０５でＮＯ）、制御部４２は処理をＳ０４に戻して、引き続き異常発生の監視をする。

　バッテリ４１が満充電となった場合（Ｓ０５でＹＥＳ）、制御部４２は処理を終了する。このとき、電磁石２４はオンしているが、図５に示したように、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７との反発力は、電磁石２４の磁界で相殺されているので、給電コネクタ３を利用者が引くと、容易に離反させることが可能である。

　なお、電磁石２４の磁界を、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７との反発力よりも若干強く（給電側永久磁石３７が車両側へ引かれる方向に強く）することもできる。このようにすることにより、車両側コネクタ２に給電コネクタ３を挿入する際に、給電コネクタ３が車両側へ吸着するので、利用者の挿入が容易になるという効果を奏する。

　充電中に異常が発生している（Ｓ０４でＹＥＳ）場合、制御部４２は電磁石２４をオフする（Ｓ０６）。これにより、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７とに発生している反発力が開放され、給電コネクタ３が勢いをもって離反する。

　ここで言う「異常」とは、例えば、充電中に車両が発車した場合である。制御部４２は、車両情報収集部４３により検出した走行速度が０ｋｍ／ｈから、０ｋｍ／ｈ以外の値に変化することで、車両が発車したことを判断することができる。このように、制御部４２は、走行速度がゼロから正の速度となったときに、給電コネクタ３と車両側コネクタ２との離脱を検出し、電磁石２４が発生している電磁力を停止するように制御する。

　なお、制御部４２は、処理を終了した後、再度処理をスタートに戻す。

　（変形例）
　本実施の形態では、車両側コネクタ２に車両側永久磁石２３と電磁石２４とを備えると記載したが、本発明はこれに限らず、車両側コネクタ２に車両側永久磁石２３は備えずに電磁石２４のみを備えるようにすることもできる。

　図９は、本発明の実施の形態２の変形例における電気自動車充電装置の動作を示す図である。上記のようにした場合、制御部４２は、図８のＳ０２を行なわない。車両側コネクタ２に車両側永久磁石２３を備えないので、車両側永久磁石２３と給電側永久磁石３７との反発力を相殺するための磁界を発生させる必要がないからである。

　充電中に異常が発生している（Ｓ０４でＹＥＳ）場合、図８のＳ０６では制御部４２は電磁石２４をオフしたが、変形例では電磁石２４をオンする（Ｓ０７）。このとき、電磁石２４が発生する磁界は、給電側永久磁石３７が車両側コネクタ２に向く側の極と反対の極となるようにする。この電磁石２４が発生する磁界により、電磁石２４と給電側永久磁石３７とが反発して、車両側コネクタ２と給電コネクタ３とが離反する。すなわち、本変形例では電磁石２４と給電側永久磁石３７とが反発力発生部に相当する。

　以上のように、実施の形態２における電気自動車充電装置は、磁力による反発力により給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが離反する方向の反発力を発生させ、給電コネクタ３と車両側コネクタ２とが勢いをもって離反するようにした。このようにすることでアーク放電の発生を防止することができるという効果を奏する。

　なお、本実施の形態では、Ｓ０３にて、車両情報収集部４３が検出した走行速度が０ｋｍ／ｈから、０ｋｍ／ｈ以外の値に変化すると異常と判断したが、車両情報収集部４３が検出した走行速度の検出が不正確となる場合も考えられる。例えば、実際に停車しているのに走行速度が０ｋｍ／ｈ以外のごく低速の値を示す場合などが考えられる。この場合、実際は停車しているのに、電磁石２４をオフしてコネクタを離脱させてしまうと、周囲に人がいれば危険な場合がある。

　そこで、車両情報収集部４３が検出した走行速度が所定の値（ごく低速な値にすることが好ましい）以下である場合は、０ｋｍ／ｈ以外の値であっても以下の少なくとも１つの条件を満たしているときは、異常であると判断しないようにする。

　この条件とは、例えば、走行用モータの始動キーを回していない、シフト操作をしていない（ニュートラルまたはパーキングになっている）、または、サイドブレーキを解除していないなどの条件である。これらは、車両情報収集部４３が検出を行なう。このような条件をさらに加えることで、異常発生の誤判定を防止することができるという効果を奏する。

　２０１０年１０月２０日出願の特願２０１０－２３５３３５の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

　本発明は、バッテリ充電のための車両側コネクタと、車両外部から電気エネルギを供給する給電コネクタとを備える電気自動車充電装置等として有用である。

　１　　　電気自動車充電装置
　２　　　車両側コネクタ
　２０　　車両側電極
　２１　　穴部
　２２　　蓋部
　２３　　車両側永久磁石
　２４　　電磁石
　３　　　給電コネクタ
　３０　　給電側電極
　３００　遮蔽部
　３１　　充電ケーブル
　３２　　掛合部
　３２０　孔
　３２１　掛合爪
　３２２　掛合爪
　３２３　突起
　３３　　突出部
　３３０　穴
　３３１　支持部
　３４　　ばね
　３５　　基部
　３６　　給電コネクタ筐体
　３６０　突起
　３６１　掛合解除部
　３７　　給電側永久磁石
　３８　　遮蔽部
　４　　　車両
　４０　　充電器
　４１　　バッテリ
　４２　　制御部
　４３　　車両情報収集部
　５　　　充電スタンド
　５０　　給電部

Claims (10)

1. 　電気自動車の外部から前記電気自動車の車両側コネクタに接続して電気エネルギを供給する給電コネクタと、
   　前記給電コネクタと前記車両側コネクタとが離反する方向の反発力を発生する反発力発生部と、
   　押圧により前記給電コネクタと前記車両側コネクタとを取り外す掛合解除部と、
   　前記掛合解除部が押圧状態ではないときに前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離脱を検出する離脱検出部とを備え、
   　前記反発力発生部は、前記離脱検出部が前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離脱を検出したときに、前記反発力により前記給電コネクタと前記車両側コネクタとを離反させる電気自動車充電装置。
2. 　前記反発力発生部の前記反発力により前記給電コネクタと前記車両側コネクタとが離反した後に、前記給電コネクタが備える給電側電極の露出を防止する遮蔽部をさらに備える請求項１に記載の電気自動車充電装置。
3. 　前記給電コネクタは、前記反発力発生部及び前記離脱検出部を備える請求項１に記載の電気自動車充電装置。
4. 　前記反発力発生部は、バネ力または油圧により前記反発力を発生する請求項１に記載の電気自動車充電装置。
5. 　前記離脱検出部は、前記給電コネクタに備えられ、前記給電コネクタと前記車両側コネクタとを互いに掛合する掛合爪を有する掛合部を備え、
   　前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離反にともない前記掛合部の掛合が解除されることで前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離脱を検出する請求項１に記載の電気自動車充電装置。
6. 　電気自動車の外部から前記電気自動車の車両側コネクタに接続して電気エネルギを供給する給電コネクタと、
   　前記給電コネクタと前記車両側コネクタとが離反する方向の磁力による反発力を発生する反発力発生部と、
   　前記給電コネクタと前記車両側コネクタとを取り外す制御を行うとともに、前記取り外す制御を行っていないときに前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離脱を検出する離脱検出部とを備え、
   　前記反発力発生部は、前記離脱検出部が前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離脱を検出したときに、前記反発力により前記給電コネクタと前記車両側コネクタとを離反させる電気自動車充電装置。
7. 　前記反発力発生部の前記反発力により前記給電コネクタと前記車両側コネクタとが離反した後に、前記給電コネクタが備える給電側電極の露出を防止する遮蔽部をさらに備える請求項６に記載の電気自動車充電装置。
8. 　前記反発力発生部は、前記給電コネクタと前記車両側コネクタとが備える永久磁石および電磁石である請求項６に記載の電気自動車充電装置。
9. 　前記離脱検出部は、前記電気自動車が備える前記電磁石を制御し、取得した前記電気自動車の車両情報に基づいて前記電磁石を制御する請求項８に記載の電気自動車充電装置。
10. 　前記離脱検出部は、前記車両情報として前記電気自動車の走行速度を取得し、前記走行速度がゼロから正の速度となったときに、前記給電コネクタと前記車両側コネクタとの離脱を検出する請求項９に記載の電気自動車充電装置。
     

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