(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）電力を電気グリッドから受け取るように構成された電気的接点、および
（ｉｉ）電気的接点に電気的に接続された漏電遮断回路
を有する充電ポート
を備えた自動車を含み、
上記漏電遮断回路は、上記充電ポート内に設けられるとともに、
上記自動車は、さらに、電力コンバータ、および他の漏電遮断回路を備え、
上記他の漏電遮断回路は、充電ポート、および電力コンバータに電気的に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１のシステムであって、
上記電力コンバータは、インバータであることを特徴とするシステム。
【請求項３】
蓄電ユニットと、
上記蓄電ユニットに電気的に接続された電力コンバータと、
（ｉ）電力を遠隔電源から受け取るように構成された電気的接点、および
（ｉｉ）電力コンバータと電気的接点とに電気的に接続された漏電遮断回路
を有する充電ポートと、
を備えた自動車を含み、
上記漏電遮断回路は、上記充電ポート内に設けられるとともに、
上記自動車は、さらに、電力コンバータ、および充電ポートに電気的に接続された他の漏電遮断回路を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３のシステムであって、
上記電力コンバータは、バッテリ充電器であることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項３のシステムであって、
上記蓄電ユニットは、バッテリであることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電遮断回路を有する充電ポートを備えた自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、異なるタイプの電気的負荷にＡＣ電力を供給するために用いられるモバイルシステムを開示している。上記電気的負荷は、接地された中性点を有するもの、および接地から電気的に絶縁された中性点を有するものを含む。上記システムは、ＧＦＣＩ回路を含み、回路が、地絡保護を伴って、非接地（絶縁）中性点を有する負荷にＡＣ電力を供給する第１のモードと、ＧＦＣＩが、負荷における意図的な中性点の接地によって不適切な遮断が生じないように不活性にされる第２のモードとに切り替えられ得る。車両、牽引トレーラ、または持ち運び可能な発電機に含められ得るシングル、およびマルチフェーズの両方のシステムが開示されている。システムは、公共電力が容易に利用できない場所における種々のタイプの電気的負荷にＡＣ電力を供給するのに用い得る。
【０００３】
特許文献２は、電源と負荷との間の結線対に流れる電流を遮断する漏電遮断器（ＧＦＣＩ）を開示している。上記ＧＦＣＩは、結線対の一方に設けられたスイッチを有するサーキットブレーカを含んでいる。上記スイッチは、関連する結線の電源が負荷に接続されない第１のポジションと、関連する結線の電源が負荷に接続される第２のポジションとを有している。リレー回路は、上記スイッチに結合され、そのスイッチを第１または第２のポジションに選択的に位置させる。リレー回路は、ソレノイドを含み、励起状態または非励起状態にされる。ＧＦＣＩは、また、スイッチを介してソレノイドに非励起状態から励起状態に切り替えるのに十分な第１の電圧を選択的に供給するブースター回路を含む。電力供給回路は、第１の電圧よりも低い第２の電圧をソレノイドに供給する。第２の電圧は、ソレノイドが第１の電圧によって一旦励起状態にされた後はその励起所状態を維持するのに十分である。第１および第２の双安定状態に動作可能なラッチ回路は、ソレノイドを非励起状態から励起状態に遷移させる。漏電検出回路は、結線の少なくとも１つにおける漏電状態の存在を検出し、漏電状態が検出されると、ラッチ回路に、第２の双安定状態を保持させる。
【０００４】
特許文献３は、複数に分岐した電源に接続された複数の負荷のための地絡保護回路を開示し、これは、負荷がアンバランスな場合に用いられ得る。各分岐は、電源から負荷までの中立ラインとは絶縁されたＧＦＣＩの電子装置（electronics）のための共通ラインを有する漏電遮断装置を含んでいる。各分岐中の漏電遮断装置の電子装置のための共通ラインは、共通ポイントに接続されている。地絡保護回路は、複数の漏電遮断装置を用いて不用意な遮断を排除している。ＧＦＣＩの電子装置のための共通ラインは、ＧＦＣＩの電流検出トランス（transformer）のコアを通して配設（routed）されている。電子装置のための絶縁された中立ライン、複数のＧＦＣＩ装置の電子装置のための共通ラインの接続、およびＧＦＣＩ電子装置のための共通ラインにおける各ＧＦＣＩのトランスのコアを通した配設は、負荷のアンバランスによるＧＦＣＩの不適切な動作を排除する。地絡保護回路は３相電源に用いてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第6,788,504号明細書（Vanderkolk）
【特許文献２】米国特許第6,052,266号明細書（Aromin）
【特許文献３】米国特許第5,786,971号明細書（Chan et al.）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
自動車（automotive vehicle）は、車両内に配置されたバッテリ充電器、および車両に一体化された充電ポートを含む。充電ポートは、電力を電気グリッドから受け取るように構成された電気的接点、および電気的接点とバッテリ充電器とに電気的に接続された漏電遮断回路を含む。
【０００７】
また、自動車は、車両に一体化された充電ポートを含む。充電ポートは、電力を電気グリッドから受け取るように構成された電気的接点、および電気的接点に電気的に接続された漏電遮断回路を含む。
【０００８】
自動車の電源システムは、蓄電ユニット、上記蓄電ユニットに電気的に接続された電力コンバータ、および車両に一体化された充電ポートを含む。充電ポートは、遠隔電源から電力を受け取るように構成された電気的接点、および漏電遮断回路を含む。漏電遮断回路は、電力コンバータおよび電気的接点に電気的に接続されている。このシステムは、さらに、電力コンバータと充電ポートとに電気的に接続された他の漏電遮断回路を含んでもよい。また、上記電力コンバータは、バッテリ充電器であってもよく、蓄電ユニットは、バッテリであってもよい。
【０００９】
本発明の実施例は図示されて開示されているが、このような開示は、本発明を限定すると解釈されてはならない。様々な改造や代替のデザインは、発明の範囲を逸脱しない限り、なされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の自動車の実施例の模式的回路図である。
【図２】本発明の自動車の他の実施例の模式的回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一般道やハイウェイに適した、様々な電気および電気／化石燃料燃焼自動車が消費者に利用可能になっている。米国を取り巻くいくつかの地域における新たな、提案された法律は、大気汚染を低減する方策として電気自動車の導入増加を求めている。ある州は、類似した要求を採用している。さらに、「Clean Air Act Amendments of 1990」および「National Energy Policy Act of 1992」は、公共および個人のクリーン燃料自動車および代替え燃料自動車（alternatively fuelled vehicles）の購入をそれぞれ統制する。電気自動車は、これらの両方の要求を満足する。結果として、電気自動車の充電は、居住、商業、小売、および公共を含むすべての所有者において発生する。
【００１２】
「National Electric Code (NEC)」の６２５条は、バッテリ充電装置の新たな“スマート”誘導カップリング接続における安全関連とともに、バッテリ充電装置の、典型的な配線接続による（hard-wired）導電接続のための設置設備の条件を明らかにしている。特に、この条項は、自動車タイプの車両の充電装置のための、配線方法、装置の構成、制御と保護、および装置の設置場所をカバーしている。６２５条の述べられた意図は、車両充電システムに関連した電気装置のユーザを、電圧が印加された状態の部分（energized live parts）にさらされることから保護し、安全な車両充電環境を提供することである。
【００１３】
６２５条は、電気自動車の供給装置ケーブルの全長は、目的に適合するとして一覧に示されたケーブルマネジメントシステムが備えられていなければ、２５フィート（７．６２ｍ）を超えてはならないことを要求する。さらに、６２５条は、電気自動車の供給装置が、一覧に示された、作業員を電気ショックから保護するシステムを備えることを要求する。コードプラグ接続される電気自動車の供給装置が用いられる場合には、一覧に示された作業員保護システムの遮断装置が設けられる必要があり、それは付属プラグの一体化された部分であるか、または付属プラグから１２インチ（３０４．８ｍｍ）以内の電力供給ケーブル中に位置している必要がある。
【００１４】
もし、不適合なコードプラグ接続された電気自動車の供給装置が（非ＧＦＩコンセント（non-GFI outlet）と協調して）車両の充電に用いられると、電気ショックを受けるおそれがある。
【００１５】
図１に示すように、例えばハイブリッド電気、電気などの自動車１０の実施例は、輸送バッテリ１２、電気装置１４、およびバッテリ充電器１６を備えている。当業者にとって明らかなように、電気装置１４は、輸送バッテリ１２からの電力を車両１０を動かすための動力に変換してもよい。
【００１６】
バッテリ充電器１６は、ブリッジ整流器１８、ブーストレギュレータ２０、バックレギュレータ２２（buck regulator）、およびマイクロプロセッサ２４を含み得る。ブリッジ整流器１８は、ブーストレギュレータ２０に電気的に接続され、交流入力を直流出力に変換する。ブーストレギュレータ２０は、バックレギュレータ２２に電気的に接続されている。マイクロプロセッサ２４は、ブースト、バックレギュレータ２０，２２を周知の手法で制御する。例えば、マイクロプロセッサ２４は、ブリッジ整流器１８による直流出力を力率補正（power factor correction）等のために調整するよう、ブーストレギュレータ２０を制御し得る。ブリッジ整流器１８の回路、ブーストレギュレータ２０、およびバックレギュレータ２２は、様々な適した形態を採り得る。
【００１７】
車両１０の実施例は、さらに、充電ポート２６（充電レセプタクル等）を備えている。充電ポート２６は、図１の例では、電気的接点２８、および漏電遮断回路３０（例えばＧＦＩ：ground fault interrupter、ＧＦＩＣ：ground fault interrupt circuit、ＣＣＩＤ：charging circuit interrupt device等）を備えている。電気的接点２８は、周知の手法で設けられ、配線３４と、中性線３６と、接地線３８とを含む充電ケーブル３２を介して、壁面電気コンセント（電気グリッドによって提供される）に電気的に接続（例えばプラグイン）される。
【００１８】
漏電遮断回路３０（様々な適した形式を取り得る）は、電気的接点２８とバッテリ充電器１６のブリッジ整流器１８との間に電気的に接続されている。漏電遮断回路３０は、電気的接点２８から、配線３４、中性線３６、および接地線３８の電圧を受け取り、接地電圧を例えば車体（不図示）に接地し、配線３４および中性線３６の電圧をバッテリ充電器１６のブリッジ整流器１８に受け渡す。漏電遮断回路３０を充電ポート２６内に設けることによって、漏電遮断回路３０が車両１０の地絡を検出する能力を向上させることができる。
【００１９】
当業者には明らかなように、もし、漏電遮断回路３０が車両１０における地絡を検出した場合には、充電ポート２６における車両１０への電力を周知の手法で遮断することができる。
【００２０】
次に、図２において、図１と比べて１００だけ異なる数字が付された構成要素は、図１の対応する数字が付された構成要素と類似した記述が当てはまる。他の自動車１１０の実施例は、輸送バッテリ１１２、電気装置１１４、電力コンバータ１１６、および充電ポート１２６を備えている。図２の例では、電力コンバータ１１６は、インバータおよび／またはバッテリ充電器を備えている。このようにして、輸送バッテリ１１２に蓄積された電力は、インバータを介して充電ポート１２６に受け渡すことができる。
【００２１】
図２の例では、充電ポート１２６は、図１について説明したように、電気的接点、および漏電遮断回路を備えている。他の実施例においては、充電ポート１２６は漏電遮断回路を備えていなくてもよい。他の変形例も、もちろん可能である。
【００２２】
漏電遮断回路１３０は、電力コンバータ１１６と充電ポート１２６との間に電気的に接続された。この追加された漏電遮断回路１３０は、例えば、電力コンバータ１１６、輸送バッテリ１１２、および電気装置１１４を充電ケーブル１３２と接地（車両１１０のシャーシ）との間の地絡から保護する。
【００２３】
本発明の実施例が図示されて記述されたが、これらの実施例は本発明の全ての可能な形を図示して、記述することを意図されたものではない。
【００２４】
明細書中で用いられた用語は、限定のためではなく説明の用語であり、様々な変形は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、なされ得ることは理解される。
【符号の説明】
【００２５】
１０      自動車
１０      車両
１２      輸送バッテリ
１４      電気装置
１６      バッテリ充電器
１８      ブリッジ整流器
２０      ブーストレギュレータ
２２      バックレギュレータ
２４      マイクロプロセッサ
２６      充電ポート
２８      電気的接点
３０      漏電遮断回路
３２      充電ケーブル
３４      配線
３６      中性線
３８      接地線
１１０      自動車
１１０      車両
１１２      輸送バッテリ
１１４      電気装置
１１６      電力コンバータ
１２６      充電ポート
１３０      漏電遮断回路
１３２      充電ケーブル
【図１】
0005427130.tif 000002
【図２】
0005427130.tif 000003