(57)【要約】【課題】電気自動車等の電気推進車両におけるバッテリの充電中以外でも、外部からバッテリの監視が可能で、充電の制御も可能な充電設備及び充電システムを提供する。【解決手段】充電用の電圧を、電気自動車６等の電気推進車両に供給する電路を有する充電設備５であって、電路を開閉するスイッチ５２と、スイッチ５２のバイパス経路として設けられ、充電用の電圧による通電を遮り、充電用の電圧に重畳され当該電圧より周波数の高い電力線通信の信号のみを通すフィルタ回路５Ｆと、スイッチ５２の開閉を制御する制御装置５４とを備えたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電用の電圧を、電気推進車両に供給する電路を有する充電設備であって、
前記電路を開閉するスイッチと、
前記スイッチのバイパス経路として設けられ、前記電圧による通電を遮り、前記電圧に重畳され当該電圧より周波数の高い電力線通信の信号のみを通すフィルタ回路と、
前記スイッチの開閉を制御する制御装置と
を備えている充電設備。
【請求項２】
前記スイッチは２本の前記電路にそれぞれ挿入されており、前記フィルタ回路はキャパシタであって、各スイッチに並列に設けられている請求項１に記載の充電設備。
【請求項３】
前記スイッチは２本の前記電路にそれぞれ挿入されており、前記フィルタ回路はキャパシタと過電流保護装置との直列体であって、当該直列体が、各スイッチに並列に設けられている請求項１に記載の充電設備。
【請求項４】
前記スイッチは２本の前記電路にそれぞれ挿入されており、
前記フィルタ回路は、
前記スイッチの１次側で２本の電路間に接続された１次側巻線及び前記スイッチの２次側で２本の電路間に接続された２次側巻線を有する高周波変成器と、
前記高周波変成器の１次側巻線に直列に挿入された１次側キャパシタと、
前記高周波変成器の２次側巻線に直列に挿入された２次側キャパシタと
を備えている請求項１に記載の充電設備。
【請求項５】
家屋に設置された電力線通信用のモデムと、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電設備と、
電力線通信用のモデムを搭載する電気推進車両と、を備え、
前記家屋の屋内配線から前記充電設備を介して前記電気推進車両に給電する電路を信号伝送路として、２つの前記モデム間で電力線通信を行う、電気推進車両の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電設備及び電気推進車両の充電システムに関し、主として一般家庭用途で、電気自動車やプラグインハイブリッド車を充電する設備及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）が広く普及し始めている。電気自動車やプラグインハイブリッド車（以下、単に電気自動車という。）は、バッテリの充電を、商用電源を用いて行う。そのため、地上設置型の充電スタンドが既に実用化されている（例えば、非特許文献１参照。）。このような充電設備は公共の場所の他、電気自動車の所有者の自宅に設置することができる。
充電は、例えば、充電ケーブルのコネクタを電気自動車の所定部位に差し込むことにより開始される。充電が完了すると、充電スタンド内のスイッチが開き、充電電路は遮断される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「充電スタンド」、Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ、［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット［平成２４年１２月２５日検索］<URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%85%E9%9B%BB%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%B3%E3%83%89>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる電気自動車は、バッテリの状態について、宅内から監視ができれば便利である。また、電気自動車を含めた宅内のエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ：Home Energy Management System）を構成する場合は、電気自動車を管理下におく必要がある。そのためには、電気自動車に搭載された通信装置と宅内に設けられた通信装置との間で通信を行うことが必要である。このような通信手段として、例えば無線通信が可能であるが、充電用に電路が繋がっていることを考慮すると、電力線通信（ＰＬＣ）が好適である。すなわち、充電用の電路を信号伝送路として、電気自動車に搭載されたＰＬＣモデムと宅内に設けられたＰＬＣモデムとの間で、電力線通信を行うことができる。
【０００５】
ところが、充電が終了すると、充電スタンドから電気自動車への充電用の電路が遮断されるので、以後は、宅内にいて、バッテリについて最新の情報を得ることはできない。
また、エネルギー管理のために、宅側から充電開始の時期を選んで指示しようとしても、充電用の電路が遮断されているときは、電力線通信で制御することは困難である。
【０００６】
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、電気自動車等の電気推進車両におけるバッテリの充電中以外でも、外部から電力線通信によりバッテリの監視が可能で、充電の制御も可能な充電設備及び充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、充電用の電圧を、電気推進車両に供給する電路を有する充電設備であって、前記電路を開閉するスイッチと、前記スイッチのバイパス経路として設けられ、前記電圧による通電を遮り、前記電圧に重畳され当該電圧より周波数の高い電力線通信の信号のみを通すフィルタ回路と、前記スイッチの開閉を制御する制御装置とを備えたものである。
【０００８】
上記のような充電設備では、スイッチが閉じているときは、充電用の電圧がスイッチ経由で電気推進車両に供給される。また、通信信号もスイッチを通して伝送される。一方、充電中以外でスイッチが開いているときでも、電力線通信の信号はフィルタ回路を通って伝送される。従って、充電中以外でスイッチが開いているときでも、電気推進車両の通信部と、通信相手との電力線通信が可能になる。
【０００９】
（２）また、上記（１）の充電設備において、スイッチは２本の電路にそれぞれ挿入されており、フィルタ回路はキャパシタであって、各スイッチに並列に設けられている構成であってもよい。
この場合、キャパシタを並列に設けるだけの簡素な構成で、信号の常時伝送が可能となる。
【００１０】
（３）また、上記（１）の充電設備において、スイッチは２本の電路にそれぞれ挿入されており、フィルタ回路はキャパシタと過電流保護装置との直列体であって、当該直列体が、各スイッチに並列に設けられている構成であってもよい。
この場合、キャパシタを並列に設けるだけの簡素な構成で、信号の常時伝送が可能となる。また、万一、キャパシタに過電流が流れた場合でも、過電流保護装置により電流を遮断することができる。
【００１１】
（４）また、上記（１）の充電設備において、スイッチは２本の前記電路にそれぞれ挿入されており、フィルタ回路は、スイッチの１次側で２本の電路間に接続された１次側巻線及びスイッチの２次側で２本の電路間に接続された２次側巻線を有する高周波変成器と、高周波変成器の１次側巻線に直列に挿入された１次側キャパシタと、高周波変成器の２次側巻線に直列に挿入された２次側キャパシタとを備えたものであってもよい。
この場合、キャパシタが電力線通信の信号のみを通し、当該信号は、高周波変成器経由で伝送される。高周波変成器は、１次側巻線−２次側巻線間で相互に絶縁されている。
【００１２】
（５）また、本発明の電気推進車両の充電システムは、家屋に設置された電力線通信用のモデムと、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の充電設備と、電力線通信用のモデムを搭載する電気推進車両と、を備え、家屋の屋内配線から充電設備を介して電気推進車両に給電する電路を信号伝送路として、２つのモデム間で電力線通信を行うものである。
この場合、家屋内から、電気推進車両のバッテリの監視が可能で、充電の制御も可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電気推進車両のバッテリの充電中以外でも、外部からバッテリの監視が可能で、充電の制御も可能な充電設備及び充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気推進車両の充電システムの概略を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る充電設備の構成の主要部を示すブロック図である。
【図３】電気自動車の内部の、充電に関する回路図である。
【図４】第２実施形態に係る充電設備の構成の主要部を示すブロック図である。
【図５】第３実施形態に係る充電設備の構成の主要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《電気推進車両の充電システム》
図１は、本発明の一実施形態に係る電気推進車両の充電システムの概略を示す図である。図において、家屋Ｈには、分電盤１があり、分電盤１から分岐される電力線に、ＰＬＣモデム２が接続されている。ＰＬＣモデム２には、情報端末３が接続されている。情報端末３は、例えば、宅内のエネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）の中心的存在となるものである。また、分電盤１からケーブル４を介して、充電設備（充電スタンド）５に電源が供給されている。充電設備５の一部でもある充電ケーブル５０を、電気自動車６に接続することにより、電気自動車６に搭載されたバッテリを充電することができる。なお、ここでは電気自動車６としたが、プラグインハイブリッド車であってもよい。
【００１６】
《充電設備：第１実施形態》
図２は、本発明の第１実施形態に係る充電設備５の構成の主要部を示すブロック図である。図において、充電設備５は、過電流保護機能及び漏電保護機能を有する漏電遮断器５１と、例えばリレーによって構成される両切りのスイッチ５２と、各電路でスイッチ５２に対して並列にバイパスを形成するように接続されたキャパシタ５３と、ＣＰＵ及びメモリを含む制御装置５４とを備えている。スイッチ５２は、制御装置５４により、オン／オフ制御可能である。
【００１７】
キャパシタ５３は、フィルタ回路５Ｆの役割をしており、充電用の電圧の周波数すなわち、商用電源の周波数（５０／６０Ｈｚ）に対してはインピーダンスが大きく、実質的に通電を遮るが、電力線通信の周波数（例えば２〜３０ＭＨｚ）に対してはインピーダンスが非常に小さくなり、信号を通過させる。
充電ケーブル５０の先端には、コネクタ５０ｃが設けられている。このコネクタ５０ｃを電気自動車６の所定部に接続することにより、バッテリ６ｂの充電が可能となる。
【００１８】
図３は、電気自動車６の内部の、充電に関する回路図である。図において、車両側のコネクタ６１には充電用のケーブル６２と、信号線６３とが接続されている。ケーブル６２は最初にＰＬＣモデム６４に接続される。ＰＬＣモデム６４は、フィルタ機能を有し、電力線通信の信号を抽出（又は注入）するとともに、電力線通信の信号を取り除いた残りの充電用の電圧（商用電源電圧）を車載充電器６５に提供する。
【００１９】
車載充電器６５は、受け取った電圧を、バッテリ６ｂの充電に適した直流電圧に変換し、バッテリ６ｂを充電する。車載充電器６５は、例えばバッテリ６ｂの電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）に基づいて充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）を判断し、充電が完了すると、信号線６３経由で充電設備５（図２）に充電完了の信号を送る。車載充電器６５、ＰＬＣモデム６４、及び、電気自動車６の制御装置であるＥＣＵ６６は、相互に繋がっており、必要な情報交換を行うことができる。
【００２０】
次に、上記のように構成された充電設備５により、電気自動車６のバッテリ６ｂを充電する場合の動作について説明する。
図２において、車庫入れした電気自動車６にコネクタ５０ｃが接続されると、例えば、電気自動車６から充電開始信号が制御装置５４に送られる。これにより、制御装置５４はスイッチ５２を閉じる。充電中に、家屋のＰＬＣモデム２（図１）と電気自動車６のＰＬＣモデム６４（図３）との間で電力線通信が行われるときは、充電用の電圧に電力線通信の信号が重畳され、スイッチ５２を通って信号の伝送が行われる。
【００２１】
また、バッテリ６ｂの充電が完了すると、電気自動車６から充電完了信号が制御装置５４に送られる。これにより、制御装置５４はスイッチ５２を開く。
通常、充電が完了してもコネクタ５０ｃは電気自動車６に接続されたままである。スイッチ５２が開くことにより、充電電流は流れないが、商用電源の周波数より充分に高い周波数を使用する電力線通信の信号は、キャパシタ５３を通過することができる。従って、充電完了後も、電気自動車６内のＰＬＣモデム６４と家屋ＨのＰＬＣモデム２との間で電力線通信が可能である。
【００２２】
以上のように、上記の充電設備５では、スイッチ５２が閉じているときは、充電用の電圧がスイッチ５２経由で電気自動車６に供給される。また、通信信号もスイッチ５２を通して伝送される。一方、充電が完了してスイッチ５２が開いているときでも、電力線通信の信号はキャパシタ５３を通って伝送される。すなわち、キャパシタ５３を並列に設けるだけの簡素な構成で、信号の常時伝送が可能となる。従って、情報端末３は、バッテリ６ｂの状態（ＳＯＣ等）を常時監視することができる。
【００２３】
また、上記の説明では、電気自動車６にコネクタ５０ｃが接続されると、電気自動車６から充電開始信号が制御装置５４に送られるとしたが、情報端末３から車載充電器６５に指示することにより、任意のタイミングで充電を開始するように制御することも可能である。例えば、昼間より安価な夜間電力を利用して電気自動車６の充電を行いたい場合には、夜間電力の時間帯に入る前にコネクタ５０ｃが接続されても、車載充電器６５は充電を開始せず、待機していることを情報端末３に通知する。そして、夜間電力の時間帯に入ると、情報端末３から車載充電器６５に充電開始の指令信号が送られ、車載充電器６５が充電設備５のスイッチ５２を閉じることにより、充電が開始される。
【００２４】
以上のように、上記の充電設備５によれば、電気自動車６のバッテリ６ｂについて、充電完了後も、外部から監視可能とすることができる。また、充電中以外でも、電気自動車６を管理下におき、充電を制御することができる。
【００２５】
《充電設備：第２実施形態》
図４は、第２実施形態に係る充電設備５の構成の主要部を示すブロック図である。図２との違いは、キャパシタ５３とヒューズ５５との直列体をフィルタ回路５Ｆとし、これを、各電路のスイッチ５２に対して並列に接続した点であり、その他は、第１実施形態と同様である。
この場合、万一、キャパシタ５３に過電流が流れた場合でも、ヒューズ５５により電流を遮断することができる。なお、ヒューズ５５は一例に過ぎず、回路遮断器等の他の過電流保護装置であってもよい。
【００２６】
《充電設備：第３実施形態》
図５は、第３実施形態に係る充電設備５の構成の主要部を示すブロック図である。図２との違いは、フィルタ回路５Ｆの構成が異なる点である。すなわち、このフィルタ回路５Ｆは、スイッチ５２の１次側で２本の電路間に接続された１次側巻線５６ｐ及びスイッチ５２の２次側で２本の電路間に接続された２次側巻線５６ｓを有する高周波変成器５６を備えている。また、高周波変成器５６の１次側巻線５６ｐには１次側キャパシタ５３ｐが直列に挿入され、かつ、高周波変成器５６の２次側巻線５６ｓには２次側キャパシタ５３ｓが直列に挿入されている。
このようなフィルタ回路５Ｆによれば、キャパシタ５３ｐ、５３ｓが電力線通信の信号のみを通し、当該信号は、高周波変成器５６経由で双方向に伝送される。高周波変成器５６は、１次側巻線５６ｐ−２次側巻線５６ｓ間で相互に絶縁されている。
【００２７】
《その他》
なお、上記各実施形態では、充電対象として電気自動車６（プラグインハイブリッド車も含む。）を示したが、上記各実施形態の充電設備５は、その他、電動バイク、電動カート、電動の産業用車両等、少なくとも走行用のバッテリを搭載する各種の電気推進車両に適用することができる。
また、バッテリ６ｂの充電はコネクタ５０ｃを接続する形態の他、電磁誘導や共振現象を利用した非接触（非接続）での充電も可能である。
また、上記各実施形態では、スイッチ５２はリレー（リレー接点）として説明したが、半導体スイッチを使用することも可能である。
【００２８】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２９】
２  ＰＬＣモデム
５  充電設備
５Ｆ  フィルタ回路
６  電気自動車（電気推進車両）
５２  スイッチ
５３  キャパシタ
５３ｐ  １次側キャパシタ
５３ｓ  ２次側キャパシタ
５４  制御装置
５５  ヒューズ（過電流保護装置）
５６  高周波変成器
５６ｐ  １次側巻線
５６ｓ  ２次側巻線
６４  ＰＬＣモデム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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