(57)【要約】【課題】電動車両に設けられている開閉器の異常の有無を検出して報知可能とする。【解決手段】本実施形態の電力変換システム１０によれば、電動車両４内の給電路５に挿入された第２の開閉器４３の異常の有無を検出する検出回路３２を備えているので、電動車両４に設けられている第２の開閉器４３の異常の有無を検出可能になる。さらに、検出管路３２の検出結果を報知する報知部１３をコネクタ３に備えているので、第２の開閉器４３の異常の有無を報知することができる。したがって、この電力変換システム１０によれば、電動車両４内の第２の開閉器４３に溶着等の異常が生じても、すぐに適切な措置を講じること可能になる。【選択図】        図１
2015089220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置と、当該電力変換装置にケーブルを介して接続されており、蓄電池を搭載した電動車両の接続口に着脱可能に装着されることによって前記電力変換装置と前記蓄電池との間に給電路を形成するコネクタとを具備し、
前記電動車両内の前記給電路に挿入されている車両開閉器の異常の有無を検出する検出回路を備え、前記検出回路は、前記給電路に設定された計測点の電圧値を計測する計測部と、前記計測部で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、前記電圧値が前記閾値を超える場合に前記車両開閉器に異常があると判断する判断部とを前記コネクタに有し、当該判断部の判断結果に基づいて前記異常の有無を検出するように構成されていることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記検出回路の検出結果を報知する報知部を備えていることを特徴とする請求項１記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記ケーブルの断線を検出する断線検出部を有し、前記報知部は、当該断線検出部が前記ケーブルの断線を検出し且つ前記検出回路が前記車両開閉器に異常有りと検出している場合に報知するように構成されることを特徴とする請求項２記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記検出回路は、前記検出結果を表す信号を前記ケーブルを介して前記電力変換装置に送信する通知部と、前記ケーブルの断線を検出する断線検出部とを前記コネクタに有し、
前記報知部は、前記断線検出部が前記ケーブルの断線を検出し且つ前記検出回路が前記車両開閉器に異常有りと検出している場合に報知するように構成されることを特徴とする請求項２記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記検出回路は、前記検出結果を表す信号を、前記電動車両に送信する通知部と、前記ケーブルの断線を検出する断線検出部とを前記コネクタに有し、前記報知部は、前記断線検出部が前記ケーブルの断線を検出し且つ前記検出回路が前記車両開閉器に異常有りと検出している場合に報知するように構成されることを特徴とする請求項２記載の電力変換システム。
【請求項６】
前記コネクタは、前記接続口に装着された状態を機械的に保持するラッチ機構と、前記ラッチ機構のラッチ状態を手動で解除するための解除釦とを備え、
前記報知部は、前記解除釦を発光させることで前記検出結果を報知するように構成されることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記報知部は、前記検出回路の検出結果が異常無しの場合と、前記検出結果が異常有りの場合とを区別して報知するように構成されることを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項８】
開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなり前記コネクタ内の前記給電路に挿入された保護装置を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項９】
前記コネクタ内の前記給電路に挿入された保護装置を備え、前記検出回路は、前記保護装置よりも前記電力変換装置側の電圧を計測する第１電圧計測部と、前記保護装置よりも前記接続口側の電圧を計測する第２電圧計測部と、前記第１電圧計測部の計測値と前記第２電圧計測部の計測値とをそれぞれ所定の閾値と比較する比較部とを有することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換システムに用いられることを特徴とするコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池を搭載した電動車両が接続される電力変換システム、およびそれに用いられるコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の制約や環境への配慮から、車両に搭載されている蓄電池を車両外部の充電器を用いて充電し、蓄電池に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する電動車両が注目されている。この種の電動車両としては、電動機の出力によって走行する電気自動車(ＥＶ)や、エンジンの出力と電動機の出力とを組み合わせて走行するプラグインハイブリッド車(ＰＨＥＶ)などがある。
【０００３】
これらの電動車両の充電には、一般的に、本体から延びるケーブルと、ケーブルを車両に接続するためのコネクタ(充放電コネクタ)とを備えた充放電器が用いられる(たとえば特許文献１、２、３参照)。特許文献１に記載のコネクタでは、充電用コネクタ自体から電動車両の充電に関する情報を読み取ることができる。特許文献２に記載の充電表示装置では、電動車両の外部に設けられた給電部近傍に充電状態を表示するための表示手段が設けられている。
【０００４】
また、特許文献３に記載の充放電器は、ケーブルに流れる電流の電流値が所定値以上の場合に、当該電流を遮断する開閉器(電磁開閉器)がコネクタに設けられている。電動車両には電流制限手段としてのコンタクタが設けられており、蓄電池は、コンタクタを介してコネクタに接続される。特許文献３に記載の充放電器は、電動車両に設けられている開閉器(コンタクタ)の異常の有無を検出する機能がなく、電動車両内の開閉器に溶着等の異常が生じてもユーザへの報知などの適切な措置をすぐに講じることができない。
【０００５】
この点に関して、特許文献４に記載の充電システムではコンタクタの開閉を制御し、充放電器に備えた電圧計の計測値を監視して、当該コンタクタの異常を判断している。また、特許文献５に記載の充電システムでは、コンタクタの開閉を制御し、電動車両に備えた診断部で当該コンタクタの異常を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２５８３０号公報
【特許文献２】特開平７−８７６０７号公報
【特許文献３】特開２０１３−３１３４８号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３８５７６号公報
【特許文献５】特開２０１３−７０４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献４、５に記載の充電システムでは、電動車両に設けられている開閉器(コンタクタ)の異常の有無を検出する機能が、当該充放電器又は電動車両内に設けられている。そのため、充放電器や電動車両における当該検出に支障が出る事象が発生した場合は、最早、安全な措置を講じることができない。例えば、特許文献４ではコネクタと充放電器をつなぐ電線が断線した場合には検知ができなくなる。また、特許文献５では診断部が電動車両内にあるため、断線リスクは少ないものの、コンタクタの制御トラブルがあった際には、同様に異常が検知できない。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、充放電器又は電動車両内で問題が発生したとしても、電動車両に設けられている開閉器の異常を検出することが可能な電力変換システム、およびそれに用いられるコネクタ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】
【０００９】
本発明の電力変換システムは、電力変換装置と、当該電力変換装置にケーブルを介して接続されており、蓄電池を搭載した電動車両の接続口に着脱可能に装着されることによって前記電力変換装置と前記蓄電池との間に給電路を形成するコネクタとを具備し、前記電動車両内の前記給電路に挿入されている車両開閉器の異常の有無を検出する検出回路を備え、前記検出回路は、前記給電路に設定された計測点の電圧値を計測する計測部と、前記計測部で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、前記電圧値が前記閾値を超える場合に前記車両開閉器に異常があると判断する判断部とを前記コネクタに有し、当該判断部の判断結果に基づいて前記異常の有無を検出するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
この電力変換システムにおいて、前記検出回路の検出結果を報知する報知部を備えていることが好ましい。
【００１１】
この電力変換システムにおいて、前記ケーブルの断線を検出する断線検出部を有し、前記報知部は、当該断線検出部が前記ケーブルの断線を検出し且つ前記検出回路が前記車両開閉器に異常有りと検出している場合に報知するように構成されることが好ましい。
【００１２】
この電力変換システムにおいて、前記検出回路は、前記検出結果を表す信号を前記ケーブルを介して前記電力変換装置に送信する通知部と、前記ケーブルの断線を検出する断線検出部とを前記コネクタに有し、前記報知部は、前記断線検出部が前記ケーブルの断線を検出し且つ前記検出回路が前記車両開閉器に異常有りと検出している場合に報知するように構成されることが好ましい。
【００１３】
この電力変換システムにおいて、前記検出回路は、前記検出結果を表す信号を、前記電動車両に送信する通知部と、前記ケーブルの断線を検出する断線検出部とを前記コネクタに有し、前記報知部は、前記断線検出部が前記ケーブルの断線を検出し且つ前記検出回路が前記車両開閉器に異常有りと検出している場合に報知するように構成されることが好ましい。
【００１４】
この電力変換システムにおいて、前記コネクタは、前記接続口に装着された状態を機械的に保持するラッチ機構と、前記ラッチ機構のラッチ状態を手動で解除するための解除釦とを備え、前記報知部は、前記解除釦を発光させることで前記検出結果を報知するように構成されることが好ましい。
【００１５】
この電力変換システムにおいて、前記報知部は、前記検出回路の検出結果が異常無しの場合と、前記検出結果が異常有りの場合とを区別して報知するように構成されることが好ましい。
【００１６】
この電力変換システムにおいて、開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなり前記コネクタ内の前記給電路に挿入された保護装置を備えることが好ましい。
【００１７】
この電力変換システムにおいて、前記コネクタ内の前記給電路に挿入された保護装置を備え、前記検出回路は、前記保護装置よりも前記電力変換装置側の電圧を計測する第１電圧計測部と、前記保護装置よりも前記接続口側の電圧を計測する第２電圧計測部と、前記第１電圧計測部の計測値と前記第２電圧計測部の計測値とをそれぞれ所定の閾値と比較する比較部とを有することが好ましい。
【００１８】
本発明のコネクタは、前記いずれかの電力変換システムに用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電力変換システム及びコネクタは、検出回路が、給電路に設定された計測点の電圧値を、車両開閉器を開いた状態で計測する計測部をコネクタに有し、計測部の計測結果に基づいて車両開閉器の異常の有無を検出するように構成されているので、充放電器又は電動車両内で問題が発生したとしても、電動車両に設けられている開閉器の異常を検出することが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る電力変換システムの概略ブロック図である。
【図２】実施形態１に係るコネクタの概略回路図である。
【図３】実施形態１に係るコネクタの外観斜視図である。
【図４】実施形態２に係る電力変換システムの概略ブロック図である。
【図５】実施形態３に係るコネクタの概略回路図である。
【図６】実施形態３に係る電力変換システムの動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
下記実施形態では、蓄電池を搭載した電動車両が接続される電力変換システム、およびそれに用いられるコネクタについて説明する。
【００２２】
電動車両は、車両に搭載されている蓄電池を車両外部の充電器を用いて充電し、蓄電池に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する。以下では、電動機の出力によって走行する電気自動車(ＥＶ)を電動車両の例とするが、電動車両は電気自動車に限らず、たとえばエンジンの出力と電動機の出力とを組み合わせて走行するプラグインハイブリッド車(ＰＨＥＶ)などであってもよい。
【００２３】
また、下記実施形態では、電力変換システムは双方向に電力変換を行うことで電動車両の蓄電池の充電と放電との両方に用いられる構成とする。
【００２４】
つまり電力変換システムは、蓄電池の充電時には、商用電源(系統電源)や、住宅に付設されている太陽光発電設備等の発電設備から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の電力を電動車両に供給することで蓄電池の充電を行う。蓄電池の放電時には、電力変換システムは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換し、変換後の電力を住宅に供給することで住宅内の機器、設備への電力供給を行うＶ２Ｈ(Vehicle to Home)を実現する。ただし、電力変換システムは、蓄電池との間で電力の授受を行う構成であればよく、蓄電池の充電と放電とのいずれか一方のみを行う構成であってもよい。
【００２５】
また、以下では、蓄電池の充電方式としてＣＨＡｄｅＭＯ(登録商標)方式が採用されている場合を例に説明する。この充電方式では、電動車両に搭載されている電子制御ユニット(ＥＣＵ：Electronic Control Unit)が残量や温度など蓄電池の状況に応じた充電電流値を計算する。電力変換システムは、ＣＡＮ(Controller Area Network)通信によって電動車両から充電電流値の指示を受け、指示に従って出力電流値を制御する。
【００２６】
ただし、この例に限らず、下記実施形態に係る電力変換システムおよびコネクタは他の充電方式でも適用可能である。さらに、コネクタが接続される機器は、蓄電池を搭載し且つ車両開閉器としての開閉器を給電路に有する機器であればよく、電動車両に限らず、たとえば定置型蓄電装置などであってもよい。
【００２７】
(実施形態１)
本実施形態の電力変換システム１０は、図１に示すように、電力変換装置１と、電力変換装置１にケーブル２を介して接続されているコネクタ３とを具備している。コネクタ３は、蓄電池４１を搭載した電動車両４の接続口４２に着脱可能に装着されることによって電力変換装置１と蓄電池４１との間に給電路５を形成する。
【００２８】
電力変換システム１０は、開閉器とヒューズとの少なくとも一方からなりコネクタ３内の給電路５に挿入された保護装置と、電動車両４内の給電路５に挿入された車両開閉器の異常の有無を検出する検出回路３２とを備えている。本実施形態では、コネクタ３内に設けられている開閉器(第１の開閉器３１)を保護装置とし、電動車両４内に設けられている第２の開閉器４３を車両開閉器として説明する。
【００２９】
検出回路３２は、給電路５において第１の開閉器３１より電動車両４側に設定された計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を、第２の開閉器４３を開いた状態で計測する計測部３２１をコネクタ３に有している。検出回路３２は、計測部３２１の計測結果に基づいて異常の有無を検出するように構成されている。
【００３０】
検出回路３２は、計測部３２１で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、電圧値が閾値を超える場合に第２の開閉器(車両開閉器)４３に異常があると判断する判断部３２２を有している。さらに、検出回路３２は、判断部３２２と、判断部３２２の判断結果を表す二値の信号を電力変換装置１に送信する通知部３２３と、前記判断結果を電動車両４に送信する通知部３２８とをコネクタ３に有している。
【００３１】
なお、コネクタ３内の給電路５に挿入された保護装置は、開閉器とヒューズとの少なくとも一方で構成されればよく、第１の開閉器３１に限らず、ヒューズ、あるいは開閉器とヒューズとの組み合わせで構成されてもよい。ここでいう開閉器とヒューズの組み合わせの態様には、たとえば開閉器とヒューズとを直列に接続する態様などがある。
【００３２】
以下、本実施形態の電力変換システム１０の具体的な構成について説明する。
【００３３】
電力変換装置１は、蓄電池４１の充電時および放電時に電力変換を行う主回路１１を有している。主回路１１は、給電路５に接続されており、コネクタ３が電動車両４の接続口４２に装着された状態で、給電路５を介して蓄電池４１と電気的に接続される。主回路１１は、蓄電池４１の充電時には、商用電源等からの供給電力をたとえば５０〜６００Ｖの直流電力に変換し電動車両４に供給し、蓄電池４１の放電時には、蓄電池４１からの放電電力をたとえば１００Ｖの交流電力に変換し住宅に供給する。
【００３４】
さらに、電力変換装置１は、電動車両４との通信を行う通信部１２と、後述する報知部１３とを有している。通信部１２は、たとえばＣＡＮ通信によって電動車両４との間で双方向に制御信号を伝送する。
【００３５】
なお、電力変換装置１は、建物の壁に取り付けられる壁掛け型であってもよいし、地面に設置される据え置き型であってもよい。
【００３６】
ケーブル２は、給電路５の一部を構成する一対の電源線２１，２２を有している。これら一対の電源線２１，２２は、充電時における主回路１１から蓄電池４１への電力供給、および放電時における蓄電池４１から主回路１１への電力供給に用いられる。主回路１１と蓄電池４１との間では、電源線２１を高電位側(正極)、電源線２２を低電位側(負極)とする直流電力が授受される。
【００３７】
また、ケーブル２は、一対の電源線２１，２２の他に、制御信号の伝送に用いられる一対のＣＡＮ信号線(図示せず)および５本のアナログ制御線(図示せず)を有している。図１では、これらＣＡＮ信号線とアナログ制御線とをまとめて通信線２３としている。コネクタ３が電動車両４の接続口４２に装着された状態では、通信線２３はコネクタ３を介して電動車両４に接続され、電力変換装置１の通信部１２は通信線２３を通して電動車両４との間で通信可能となる。
【００３８】
コネクタ３は、ケーブル２の先端に接続されており、電動車両４に設けられている接続口４２としてのインレットに着脱可能に装着される。コネクタ３は、ケーブル２に電気的に接続された接触部３３を有しており、この接触部３３を接続口４２と電気的に接続することによってケーブル２の電源線２１，２２および通信線２３を電動車両４に電気的に接続する。したがって、コネクタ３は、接続口４２に装着された状態で、電力変換装置１と蓄電池４１との間に給電路５を形成する。給電路５は、高電位側と低電位側とからなる一対の電路である。以下では、電力変換装置１と蓄電池４１との間に形成された給電路５のうち、コネクタ３内の給電路５を第１の給電路５１、電動車両４内の給電路５を第２の給電路５２とする。
【００３９】
コネクタ３は、電動車両４の接続口４２に装着された状態を機械的に保持するラッチ機構(図示せず)と、ラッチ機構の動作を規制するロック機構(図示せず)とをコネクタ本体３００(図３参照)に備えている。コネクタ３は、蓄電池４１の充放電時にはロック機構をロック状態とすることによってラッチ機構のラッチ状態が解除されることを禁止し、接続口４２からの抜け止めが為される。
【００４０】
コネクタ３は、ケーブル２−接触部３３間に第１の給電路５１を形成しており、この第１の給電路５１に挿入された保護装置としての第１の開閉器３１をコネクタ本体３００内に有している。本実施形態では、第１の開閉器３１は、第１の給電路５１の高電位側に挿入された第１の接点３１１と、低電位側に挿入された第２の接点３１２とを有し、第１の接点３１１と第２の接点３１２との各々を開閉(オン・オフ)可能な両切りタイプの開閉器である。ただし、第１の開閉器３１は、両切りタイプに限らず、第１の給電路５１の高電位側に挿入された第１の接点３１１と低電位側に挿入された第２の接点３１２とのいずれか一方のみを有する片切りタイプの開閉器であってもよい。
【００４１】
第１の開閉器３１は、第１の接点３１１と第２の接点３１２との各々を開閉する駆動装置としてソレノイド３１３(図２参照)を有している。第１の開閉器３１は、ソレノイド３１３への非通電時に第１および第２の両接点３１１，３１２が閉じた状態(オン状態)となり、ソレノイド３１３への通電時に両接点３１１，３１２が開いた状態(オフ状態)となる。なお、第１の接点３１１及び第２の接点３１２がヒューズの場合は、原則、接点は閉じた状態にあり、過電流が流れたときに開いた状態となる。
【００４２】
コネクタ３は、ソレノイド３１３を駆動する駆動部３４(図２参照)と、接触部３３の温度を検出する検出素子としてのサーミスタ３５(図２参照)とを有している。駆動部３４は、サーミスタ３５の検出温度が所定温度を超えた場合に、ソレノイド３１３を駆動して第１の開閉器３１を開状態とする。
【００４３】
また、コネクタ３は、接触部３３が接続口４２に接続されているときに第１および第２の両接点３１１，３１２を閉じ、接触部３３が接続口４２に接続されていないときに両接点３１１，３１２を開く機械式の開閉機構(図示せず)を有している。さらに、本実施形態では、第１の開閉器３１は、第１の給電路５１を過電流が所定時間以上継続して流れた場合や第１の給電路５１を短絡電流が流れた場合にトリップし、開状態となることで回路を遮断する回路遮断器としても機能する。
【００４４】
本実施形態においては、コネクタ３は、電動車両４に設けられている第２の開閉器(車両開閉器)４３の異常の有無を検出する検出回路３２と、検出回路３２の検出結果(第２の開閉器４３の異常の有無)を報知する報知部３６とをさらに有している。検出回路３２及び報知部３６の構成については後述する。
【００４５】
なお、コネクタ３は、通信線２３を介して電力変換装置１から供給される動作電圧(たとえば直流１２Ｖ)から動作電源を生成し、各部(検出回路３２等)に供給する電源回路(図示せず)を有している。
【００４６】
一方、電動車両４は、接続口４２−蓄電池４１間に第２の給電路５２を形成しており、この第２の給電路５２に挿入された車両コンタクタとしての第２の開閉器４３を有している。本実施形態では、第２の開閉器４３は、第２の給電路５２の高電位側に挿入された第１の接点４３１と、低電位側に挿入された第２の接点４３２とを有し、第１の接点４３１と第２の接点４３２との各々を開閉可能な両切りタイプの開閉器である。なお、第１の開閉器３１の場合と同様に、第２の開閉器４３は、両切りタイプに限らず、第２の給電路５２の高電位側に挿入された第１の接点４３１と低電位側に挿入された第２の接点４３２とのいずれか一方のみを有する片切りタイプの開閉器であってもよい。
【００４７】
この第２の開閉器４３は、電動車両４の電子制御ユニット(図示せず)によって開閉制御される。電子制御ユニットは、基本的には、蓄電池４１の充放電を開始する際に電力変換システム１０からの通知を受けて第２の開閉器４３を閉じ、蓄電池４１の充放電を終了する際に第２の開閉器４３を開くように構成されている。これにより、接続口４２は、蓄電池４１の充放電時に蓄電池４１に接続され、蓄電池４１の充放電時以外は蓄電池４１から電気的に切り離されることになる。
【００４８】
次に、本実施形態の電力変換システム１０における蓄電池４１の充電動作(充電フロー)について簡単に説明する。
【００４９】
電力変換システム１０は、コネクタ３が接続口４２に接続された後、操作部(図示せず)に対して充電開始のための所定の操作が為されることにより、充電フローを開始し、電動車両４に充電開始信号を送信する。電動車両４の電子制御ユニットは、充電開始信号を受信すると、電力変換システム１０との間でＣＡＮ通信を開始し、蓄電池４１の容量などのデータを授受する。
【００５０】
電動車両４の電子制御ユニットは、充電準備が完了すると、充電許可信号を電力変換システム１０へ送信する。電力変換システム１０は、充電許可信号を受信すると、電力変換装置１からコネクタ３へ駆動電流を流してコネクタ３のロック機構を駆動しロック状態とする。その後、電力変換システム１０は、電動車両４の電子制御ユニットに対し充電準備の完了を通知する。
【００５１】
電動車両４の電子制御ユニットは、電力変換システム１０からの通知を受けると、第２の開閉器４３を閉じ、電力変換システム１０へ充電電流値を指示する。これにより、電力変換システム１０は、電流出力を開始し蓄電池４１を充電する。
【００５２】
電動車両４の電子制御ユニットは、蓄電池４１の容量が規定値に達すると、電力変換システム１０へ停止要求を送信する。その後、電動車両４の電子制御ユニットは、充電電流が所定値以下まで低下したことを確認すると、第２の開閉器４３を開く。電力変換システム１０は、停止要求を受けると電流出力を停止し、所定の診断処理の後にコネクタ３のロック機構を非ロック状態として、充電フローを終了する。
【００５３】
次に、本実施形態の電力変換システム１０における蓄電池４１の放電動作(放電フロー)について簡単に説明する。
【００５４】
電力変換システム１０は、コネクタ３が接続口４２に接続された後、操作部(図示せず)に対して放電開始のための所定の操作が為されることにより、放電フローを開始し、電動車両４に放電開始信号を送信する。電動車両４の電子制御ユニットは、放電開始信号を受信すると、電力変換システム１０との間でＣＡＮ通信を開始し、蓄電池４１の容量などのデータを授受する。
【００５５】
電動車両４の電子制御ユニットは、放電準備が完了すると、放電許可信号を電力変換システム１０へ送信する。電力変換システム１０は、放電許可信号を受信すると、電力変換装置１からコネクタ３へ駆動電流を流してコネクタ３のロック機構を駆動しロック状態とする。その後、電力変換システム１０は、電動車両４の電子制御ユニットに対し放電準備の完了を通知する。
【００５６】
電動車両４の電子制御ユニットは、電力変換システム１０からの通知を受けると、第２の開閉器４３を閉じ、電力変換システム１０へ蓄電池４１の放電を開始する。
【００５７】
電動車両４の電子制御ユニットは、蓄電池４１の容量が規定値に達すると、電力変換システム１０へ停止要求を送信する。その後、電動車両４の電子制御ユニットは、放電電流が所定値以下まで低下したことを確認すると、第２の開閉器４３を開く。電力変換システム１０は、停止要求を受けると、所定の診断処理の後にコネクタ３のロック機構を非ロック状態として、放電フローを終了する。
【００５８】
ところで、本実施形態の電力変換システム１０は、図１に示すように電動車両４の第２の開閉器４３の異常の有無を検出する検出回路３２を備えている。この検出回路３２は、給電路５に設定された計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を計測する計測部３２１をコネクタ３に有している。ここで、計測部３２１は、給電路５において第１の開閉器３１より電動車両４側、つまり第１の給電路５１における開閉器３１−接触部３３間に設定された計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を計測する。計測部３２１は、第２の開閉器４３を開いた状態で、計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を計測するように構成されている。
【００５９】
そのため、検出回路３２は、電動車両４から第１の給電路５１に印加される電圧を、第１の開閉器３１の開閉によらず計測部３２１にて計測可能となる。したがって、検出回路３２は、たとえば接触部３３の温度が所定温度を超えて第１の開閉器３１が開状態とされた状態であっても、計測部３２１の計測結果に基づいて第２の開閉器４３の異常の有無を検出することができる。
【００６０】
また、本実施形態の電力変換システム１０では、検出回路３２は、第２の開閉器４３の異常の有無を判断する判断部３２２と、判断部３２２の判断結果を表す二値の信号を電力変換装置１に送信する通知部３２３とを、いずれもコネクタ３内に有している。判断部３２２は、計測部３２１で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、計測部３２１で計測された電圧値(計測値)が閾値を超える場合に第２の開閉器４３に異常があると判断するように構成されている。
【００６１】
すなわち、電動車両４の電子制御ユニットが第２の開閉器４３を開いた状態でも、第２の開閉器４３がたとえば溶着により開状態とならない場合、第１の給電路５１の計測点Ｐ１，Ｐ２には第２の開閉器４３を介して蓄電池４１から電圧が印加されることになる。要するに、ここでいう第２の開閉器４３を開いた状態とは、第２の開閉器４３を開くための指示信号が発生している状態を意味しており、溶着等により第２の開閉器４３の接点(第１の接点４３１、第２の接点４３２)が物理的に開いていない状態も含む。そのため、第２の開閉器４３を開いた状態でも、第２の開閉器４３の異常(たとえば溶着)により実際には第２の開閉器４３の接点が開いておらず、計測点Ｐ１，Ｐ２に第２の開閉器４３を介して蓄電池４１から電圧が印加される可能性がある。
【００６２】
そこで、検出回路３２は、第２の開閉器４３を開いた状態での計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を計測部３２１にて計測し、計測値が閾値以下であれば第２の開閉器４３に異常なしと判断し、計測値が閾値を超えていれば第２の開閉器４３に異常ありと判断する。さらに、検出回路３２は、判断部３２２の判断結果を受け、“異常あり”を示す第１の値と“異常なし”を示す第２の値との二値からなる信号を、通知部３２３から電力変換装置１へ送信し、且つ通知部３２８から電動車両４へ送信する。
【００６３】
具体的には、計測部３２１は、図２に示すように、複数個(ここでは７個)の定電流ダイオードＤ１〜Ｄ７と、フォトカプラ３２１１と、半導体リレー３２１２とで構成されている。なお、半導体リレー３２１２は、フォトＭＯＳ(metal-oxide-semiconductor)リレー(フォトモスリレー：登録商標)で構成されているが、フォトカプラで構成されてもよい。複数個の定電流ダイオードＤ１〜Ｄ７と、フォトカプラ３２１１の一次側と、半導体リレー３２１２の二次側とは、発光ダイオードからなる報知部３６を介して第１の給電路５１の計測点Ｐ１，Ｐ２間に直列に接続されている。半導体リレー３２１２の一次側は、後述する制御部３２４に接続されている。フォトカプラ３２１１の二次側は、判断部３２２に接続されている。
【００６４】
この構成では、計測部３２１は、制御部３２４の出力を受けて半導体リレー３２１２がオンすると、定電流ダイオードＤ１〜Ｄ７とフォトカプラ３２１１の一次側との直列回路に報知部３６を介して第１の給電路５１の計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧が印加される。したがって、計測部３２１は、第１の給電路５１の計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧が、報知部３６である発光ダイオードおよび定電流ダイオードＤ１〜Ｄ７、フォトカプラ３２１１の一次側の順方向電圧を超える場合に、フォトカプラ３２１１の二次側が導通(オン)する。
【００６５】
そこで、判断部３２２は、制御部３２４が半導体リレー３２１２をオンした状態でフォトカプラ３２１１の出力を監視し、フォトカプラ３２１１の出力がオン(導通)すれば、第２の開閉器４３に溶着等の異常が有ると判断する。また、第２の開閉器４３に異常が有るためにフォトカプラ３２１１の一次側に電流が流れると、報知部３６の発光ダイオードが発光して第２の開閉器４３に異常が有ることが報知される。さらに、通知部３２３は、ケーブル２の通信線２３に接続されており、判断部３２２の判断結果を受け、二値の信号を電力変換装置１へ送信する。また、通知部３２８は、判断部３２２の判断結果を受け、二値の信号を電動車両４へ送信する。
【００６６】
ここで、制御部３２４は、電力変換装置１からの指示に従って半導体リレー３２１２をオンし、判断部３２２に第２の開閉器４３の異常の有無を判断させるように構成されている。本実施形態では、制御部３２４は、充電フローおよび放電フローにおいて、コネクタ３のロック機構がロック状態から非ロック状態に移行する直前の診断処理の開始をトリガにして、半導体リレー３２１２をオンする。
【００６７】
つまり、電力変換システム１０は、充電フローおよび放電フローにおいて、電動車両４からの停止要求を受けると所定の診断処理の後にコネクタ３のロック機構を非ロック状態とするので、この診断処理の開始を第２の開閉器４３の異常判断のトリガとする。これにより、計測部３２１は、第２の開閉器４３を開いた状態での計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を計測し、判断部３２２は、そのときの計測値が閾値を超える場合に、第２の開閉器４３に異常があると判断することになる。
【００６８】
ただし、図２に示す計測部３２１の構成は一例に過ぎず、計測部３２１は上述した具体的回路に限定されない。要するに、計測部３２１は、給電路５において第１の開閉器３１より電動車両４側に設定された計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を、第２の開閉器４３を開いた状態で計測する機能があればよく、その範囲内で適宜に構成を変更可能である。
【００６９】
コネクタ３は、図３に示すようにコネクタ本体３００とケーブル２とで構成される。コネクタ本体３００は、全体として円筒形に形成され、前端に接触部３３が設けられ、後端にハンドル３０６が設けられている。接触部３３は、前面に４つの丸孔３０２，３０３が開口しており、大径の丸孔３０２にはケーブル２の電源線２１，２２に接続された電源用コンタクト(図示せず)が収納されている。一方、小径の２つの丸孔３０３は、内部が４つの区画に分けられており、各区画に伝送用及び接地用のコンタクト(図示せず)がそれぞれ収納されている。なお、伝送用のコンタクトに通信線２３が接続されている。
【００７０】
接触部３３の後端側には、接触部３３に外挿された円筒形の筐体３０４が前後方向に移動自在に設けられている。筐体３０４は、前端に外鍔３０５が設けられ、コネクタ本体３００内に収納されているばね(図示せず)によって前方に押されている。そして、接触部３３をインレットに挿入すると、インレットの前面に外鍔３０５が押されて筐体３０４が後方に移動し、筐体３０４に押されてコネクタ本体３００内に退避していた係合爪がコネクタ本体３００外に進出してインレットの係合溝(図示せず)に係合する。ただし、筐体３０４の形状及び構造は本実施形態に限定されるものではない。係合爪は、コネクタ本体３００に設けられた解除釦３０７が押操作されると、コネクタ本体３００内に退避して係合溝との係合が解除される。
【００７１】
ここで、報知部３６は、コネクタ本体３００に内蔵され且つコネクタ本体３００の外から視認できるように構成される。例えば、透光性を有する材料(アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等)で解除釦３０７を形成し、報知部３６の発光ダイオードの放射する光が解除釦３０７を透過するように構成することが好ましい。また、第２の開閉器４３に異常が有る場合、コネクタ３が電動車両４の接続口４２から外されることは安全上好ましくない。そこで、報知部３６を赤色発光ダイオードとし、第２の開閉器４３に異常が有る場合に解除釦３０７を赤く発光させれば、解除釦３０７が心理的に操作され難くなることが期待できる。
【００７２】
電力変換装置１は、検出回路３２の検出結果、つまり通知部３２３から送信された二値の信号を通信部１２で受信し、第２の開閉器４３に異常がある場合には報知部１３にて報知を行う。報知部１３は、第２の開閉器４３に異常がある旨のメッセージを、たとえば電力変換装置１のディスプレイ(図示せず)に表示させることにより報知を行う。さらに、電力変換装置１は、第２の開閉器４３に異常がある場合には、ロック機構を非ロック状態へ移行させずにロック状態のままとし、その旨をディスプレイに表示することが望ましい。電力変換装置１は、第２の開閉器４３に異常がなければ、診断処理の終了後、ロック機構を非ロック状態へと移行させる。
【００７３】
電動車両４は、通知部３２８から送信された二値の信号を通信部４４で受信し、第２の開閉器４３に異常がある場合には報知部４５にて報知を行う。報知部４５は、第２の開閉器４３に異常がある旨のメッセージを、たとえば電動車両４の運転席のメーターパネルに表示させることにより報知を行う。
【００７４】
また、本実施形態では、上述したように検出回路３２を構成する計測部３２１と判断部３２２と通知部３２３，３２８と制御部３２４とは、全てコネクタ３内に設けられている。
【００７５】
以上説明した本実施形態の電力変換システム１０によれば、電動車両４内の給電路５に挿入された第２の開閉器４３の異常の有無を検出する検出回路３２を備えているので、電動車両４に設けられている第２の開閉器４３の異常の有無を検出可能になる。さらに、検出管路３２の検出結果を報知する報知部３６をコネクタ３に備えているので、第２の開閉器４３の異常の有無を報知することができる。したがって、この電力変換システム１０によれば、電動車両４内の第２の開閉器４３に溶着等の異常が生じても、すぐに適切な措置を講じること可能になる。
【００７６】
ここで、検出回路３２は、給電路５において第１の開閉器３１より電動車両４側に設定された計測点Ｐ１，Ｐ２の電圧値を、第２の開閉器４３を開いた状態で計測する計測部３２１をコネクタ３に有し、計測部３２１の計測結果に基づいて異常の有無を検出する。そのため、検出回路３２は、たとえば接触部３３の温度が所定温度を超えて第１の開閉器３１が開状態とされた状態であっても、計測部３２１の計測結果に基づいて第２の開閉器４３の異常の有無を検出できる。
【００７７】
さらに、検出回路３２は、本実施形態のように、計測部３２１で計測された電圧値と所定の閾値とを比較し、電圧値が閾値を超える場合に第２の開閉器４３に異常があると判断する判断部３２２を有することが好ましい。これにより、検出回路３２は、計測部３２１で計測された電圧値と閾値とを比較するだけの簡単な処理で、第２の開閉器４３の異常の有無を判断可能となる。
【００７８】
また、検出回路３２は、本実施形態のように、判断部３２２と、判断部３２２の判断結果を表す二値の信号を電力変換装置１及び電動車両４に送信する通知部３２３，３２８とをコネクタ３に有することが好ましい。すなわち、検出回路３２は、第２の開閉器４３の異常の有無の判断までコネクタ３内で行い、電力変換装置１へは判断結果を表す二値の信号を送信するだけである。したがって、検出回路３２は、計測部３２１の計測値を電力変換装置１へ送信する場合に比べて、電力変換装置１へ送信するデータ量を少なく抑えることができ、ノイズの影響も受けにくくなる。
【００７９】
なお、コネクタ３内には少なくとも計測部３２１が設けられていればよく、検出回路３２は、コネクタ３と電力変換装置１とに分散して設けられていてもよい。たとえば、本実施形態の変形例として判断部３２２は電力変換装置１に設けられていてもよい。この場合、通知部３２３は計測部３２１の計測結果を電力変換装置１に送信し、判断部３２２は通知部３２３から送信された計測結果に基づいて異常の有無を判断する。
【００８０】
また、報知部３６は必ずしも発光ダイオードである必要は無く、例えば、発光ダイオードに代えて圧電ブザーが用いられても良い。つまり、第２の開閉器４３に異常が有ると圧電ブザーに電流が流れてブザー音が鳴動されるので、検出回路３２の検出結果を音で報知することができる。あるいは、報知部３６を発光ダイオードと圧電ブザーで構成し、光と音の双方で報知するようにしても構わない。また、報知部３６を圧電振動子としてコネクタ本体３００を振動させて報知させたり、報知部３６を液晶ディスプレイとし、検出回路３２の検出結果とともに異常に対する対処方法を示すメッセージを表示して報知するようにしても構わない。
【００８１】
(実施形態２)
ところで、実施形態１の電力変換システムは、第２の開閉器４３の異常の有無をコネクタ３の報知部３６と電力変換装置１の報知部１３との双方で報知するように構成されている。通常は、電力変換装置１の報知部１３のみで報知するようにしても構わない。しかしながら、ケーブル２(特に通信線２３)が断線した場合、コネクタ３の通知部３２３から電力変換装置１へ検出回路３２の検出結果が通知不能となり、報知部１３が報知できなくなる虞がある。
【００８２】
そこで、本実施形態の電力変換システムでは、図４に示すように検出回路３２が、ケーブル２の断線を検出する断線検出部３７をコネクタ３に有している。さらに、報知部３６は、断線検出部３７がケーブル２の断線を検出し且つ検出回路３２が第２の開閉器４３に異常有りと検出している場合に報知するように構成されている。
【００８３】
断線検出部３７は、例えば、通信線２３の電圧を監視し、コネクタ３が電動車両４の接続口４２に接続された状態で前記電圧が基準値以下であれば、断線していると判断するように構成される。さらに、断線検出部３７は、通信線２３が断線していることを検出すれば、スイッチ３８を閉じるように構成される。
【００８４】
報知部３６は、第１の開閉器３１と計測点Ｐ１、Ｐ２との間の第１の給電路５１間に、スイッチ３８を介して接続されている。したがって、第２の開閉器４３に異常が有るために蓄電池４１の電圧が計測点Ｐ１，Ｐ２間に印加され、且つスイッチ３８が閉じているときに、報知部３６が通電されて報知(発光)することになる。
【００８５】
上述のように本実施形態の電力変換システムでは、報知部３６が、断線検出部３７がケーブル２の断線を検出し且つ検出回路３２が第２の開閉器４３に異常有りと検出している場合に報知するように構成されている。そのため、第２の開閉器４３の異常だけでなく、ケーブル２の異常(通信線２３の断線)も、報知部３６で報知することが可能となる。
【００８６】
(実施形態３)
本実施形態の電力変換システムは、図５に示すように検出回路３２及び報知部３６の構成が実施形態１の電力変換システムと相違する。ただし、実施形態１の電力変換システムと共通する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
検出回路３２は、第１の開閉器３１よりも電力変換装置１側の電圧を計測する第１電圧計測部３２５と、第１の開閉器３１よりも接続口４２側の電圧を計測する第２電圧計測部３２６とを有する。さらに、検出回路３２は、第１電圧計測部３２５の計測値Ｖ１と第２電圧計測部３２６の計測値Ｖ２とを比較する比較部３２７を有する。
【００８８】
また、報知部３６は、２つの発光ダイオード３６０，３６１からなる。一方の発光ダイオード(第１発光ダイオード)３６０は、例えば、赤色発光ダイオードであり、他方の発光ダイオード(第２発光ダイオード)３６１は、赤色発光ダイオード以外、例えば、緑色発光ダイオードである。第１発光ダイオード３６０は、アノードが第１の給電路５１の高電位側に接続され、カソードが第１スイッチ３８０を介して定電流ダイオードＤ１〜Ｄ７に接続される。また、第２発光ダイオード３６１は、アノードが第１の給電路５１の高電位側に接続され、カソードが第２スイッチ３８１及び抵抗Ｒ１を介して第１の給電路５１の低電位側に接続される。
【００８９】
比較部３２７は、計測値Ｖ１及び計測値Ｖ２をそれぞれ閾値と比較し、計測値Ｖ１が閾値以上(Ｈ)であり且つ計測値Ｖ２が閾値未満(Ｌ)であるとき、第１スイッチ３８０をオンとし、第２スイッチ３８１をオフとする。また、比較部３２７は、計測値Ｖ１、Ｖ２が双方とも閾値以上(Ｈ)であるときは第１スイッチ３８０をオフとし、第２スイッチ３８１をオンとする。さらに、比較部３２７は、計測値Ｖ２が閾値未満(Ｌ)であるときは第１スイッチ３８０及び第２スイッチ３８１を何れもオフとする。
【００９０】
次に、検出回路３２の検出動作について、図５及び図６を参照して詳細に説明する。まず、蓄電池４１の充電又は蓄電池４１の放電が正常に行われている状態(図６における状態１)について説明する。この状態１では、第１電圧計測部３２５の計測値Ｖ１と第２電圧計測部３２６の計測値Ｖ２が何れも閾値以上となるから、比較部３２７は、正常な通電状態と判断して第１スイッチ３８０をオフとし、第２スイッチ３８１をオンとする。その結果、第１発光ダイオード３６０が発光せず、第２発光ダイオード３６１のみが発光して正常な通電状態(状態１)であることが報知される。このとき、第１スイッチ３８０がオフであってフォトカプラ３２１１が導通しないので、判断部３２２は正常と判断することができる。
【００９１】
状態１において、例えば、給電路５に過電流が流れて第１の開閉器３１が開いた場合、電動車両４の電子制御ユニットは第２の開閉器４３を開くように動作する。そして、第２の開閉器４３が正常に開いた場合(溶着していない場合)、第１電圧計測部３２５の計測値Ｖ１が閾値以上か否かに関わらず、第２電圧計測部３２６の計測値Ｖ２が閾値未満(Ｌ)となる。故に、比較部３２７は、第２の開閉器４３に異常が無いと判断して第１スイッチ３８０と第２スイッチ３８１を何れもオフとする。その結果、報知部３６の２つの発光ダイオード３６０，３６１が何れも発光しないことで無通電状態(図６における状態４)であることが報知される。このとき、第１スイッチ３８０がオフであってフォトカプラ３２１１が導通しないので、判断部３２２は正常と判断することができる。
【００９２】
一方、第２の開閉器４３が溶着して正常に開かなかった場合、第１電圧計測部３２５の計測値Ｖ１が閾値以上(Ｈ)となり、第２電圧計測部３２６の計測値Ｖ２が閾値未満(Ｌ)となる。故に、比較部３２７は、第２の開閉器４３に異常が有ると判断して第１スイッチ３８０をオンとし、第２スイッチ３８１をオフとする。その結果、報知部３６の第１発光ダイオード３６０が発光し、第２発光ダイオード３６１が発光しないことで異常状態(図６における状態２)であることが報知される。このとき、第１スイッチ３８０がオンであってフォトカプラ３２１１が導通するので、判断部３２２は異常有りと判断することができる。
【００９３】
上述のように本実施形態の電力変換システムは、報知部３６が、検出回路３２の検出結果が異常無しの場合と、検出結果が異常有りの場合とが区別されるように構成されている。そのため、第２の開閉器４３の異常の有無が容易に判断可能となる。
【００９４】
また、本実施形態の電力変換システムは、検出回路３２が、保護装置(第１の開閉器３１)よりも電力変換装置１側の電圧を計測する第１電圧計測部３２５と、保護装置よりも接続口４２側の電圧を計測する第２電圧計測部３２６とを有する。さらに、本実施形態の電力変換システムは、第１電圧計測部３２５の計測値Ｖ１と第２電圧計測部３２６の計測値Ｖ２とをそれぞれ所定の閾値と比較する比較部３２７を有する。つまり、比較部３２７の比較結果に対応して第２の開閉器４３の異常の有無が容易に判断可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
１  電力変換装置
２  ケーブル
３  コネクタ
４  電動車両
１０  電力変換システム
３２  検出回路
３６  報知部
【図１】
2015089220.tif 000003
【図２】
2015089220.tif 000004
【図３】
2015089220.tif 000005
【図４】
2015089220.tif 000006
【図５】
2015089220.tif 000007
【図６】
2015089220.tif 000008