(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に搭載された蓄電池を充電する充電装置であって、
前記充電装置と前記電動車両との間の通信を開始させるための通信開始信号を生成する第１リレーと、
前記充電装置と前記電動車両とを電気的に接続し、一端に前記電動車両のプラグに接続するためのコネクタを有するケーブルと、
前記ケーブルに含まれ、前記第１リレーが接続される信号線と、
前記コネクタが前記プラグに接続されている状態のときのみ、前記信号線に電流を流す電源回路と、
前記信号線に流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路が検出する前記電流値が予め定められた閾値以上である場合、前記第１リレーを制御して前記通信を開始する制御器と、
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記電流値が予め定められた閾値以上である場合、前記充電装置と前記電動車両とが接続されていると判断することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記電流値が予め定められた閾値以上である場合、前記通信を開始した後に、前記電動車両への充電を開始させることを特徴とする請求項１または２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記電源回路は、前記信号線に流れる電流を予め定められた電流値に制限する定電流電源回路であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項５】
前記定電流電源回路は、出力開放時の出力電圧が周期的に正負に切り替わることを特徴とする請求項４に記載の充電装置。
【請求項６】
前記制御器は、前記電源回路を間欠的に動作させて、前記充電装置と前記電動車両とが未接続である状態を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項７】
前記制御器は、前記電源回路を間欠的に動作させて、前記電流値が予め定められた閾値以上である場合、前記電源回路を継続的に動作させることを特徴とする請求項６に記載の充電装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の充電装置を備え、
前記蓄電池に蓄えられた電力を放電出力する機能をさらに有することを特徴とする充放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両のために使用される充電装置および充放電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＥＶ（Electric  Vehicle）およびＰＨＶ（Plug−in  Hybrid  Vehicle）といった電動車両の増加に伴い、充電インフラの普及が進んでいる。また、充電装置のコネクタを電動車両に接続するだけで充電を自動的に開始するＰｎＣ（Plug  and  Charge）が提案されている。【０００３】
また、電動車両に搭載される蓄電池は、Ｖ２Ｈ（Vehicle  to  Home）システムにおいて、家庭で売り買いされる電力を調整するために使用されたり、Ｖ２Ｇ（Vehicle  to  Grid）システムにおいて、商用電力の需給バランスを調整するために使用されるＶＰＰ（Virtual  Power  Plant）として充放電装置と共に使用されたりしている。充電装置または充放電装置が利用することができる蓄電池の数量を管理するために、充電装置または充放電装置と電動車両との接続状態を確認する手段が求められている。【０００４】
電動車両および充電装置については、ガイドラインで構成および動作が規定されており、例えば、電動車両および充電装置がコネクタ接続確認手段、充電開始停止手段および通信手段を有することが規定されている。さらに、充電装置のコネクタが電動車両に接続されて、充電装置の充電開始停止リレーをオンにすると、電動車両と充電装置との間で通信を開始する仕様となっている。充放電装置は、充電装置の機能に加えて放電装置の機能を併せ持つため、充電開始時の動作は充電装置と同様である。【０００５】
特許文献１は、電動車両と充放電装置との間のコネクタ接続確認線を利用して、充放電装置と電動車両との接続状態を検知するコネクタ接続確認手段を有する充放電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２１７２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されているコネクタ接続確認手段は、車両からコネクタ接続確認線に印加される電圧を利用して充放電装置と電動車両との接続状態を検知している。そのため、たとえば、電動車両の電源の短絡、電極端子への水分付着によるイオンマイグレーションを懸念してコネクタ接続確認線に電圧を印加しない電動車両では、充放電装置と電動車両との接続状態を検知することができないという問題があった。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コネクタ接続確認線に電圧を印加しない電動車両との接続状態を検知することが可能な充電装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る充電装置は、電動車両に搭載された蓄電池を充電する充電装置であって、充電装置と電動車両との間の通信を開始させるための通信開始信号を生成する第１リレーと、充電装置と電動車両とを電気的に接続し、一端に電動車両のプラグに接続するためのコネクタを有するケーブルと、ケーブルに含まれ、第１リレーが接続される信号線と、コネクタがプラグに接続されている状態のときのみ、信号線に電流を流す電源回路と、信号線に流れる電流値を検出する電流検出回路と、電流検出回路が検出する電流値が予め定められた閾値以上である場合、第１リレーを制御して通信を開始する制御器と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る充電装置は、コネクタ接続確認線に電圧を印加しない電動車両との接続状態を検知することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる充電装置に電動車両が接続された状態を示す図
【図２】図１に示す電源回路および電流検出回路の構成の一例を示す図
【図３】図１に示す充電装置に電動車両が接続された状態を示す図
【図４】本発明の比較例にかかる充電装置の動作を説明するためのフローチャート
【図５】図１に示す充電装置の動作を説明するためのフローチャート
【図６】図１に示す充電装置および電動車両の動作と各部の状態との関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２にかかる充電装置の電源回路の構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態３にかかる充電装置の電源回路の構成を示す図
【図９】図８に示す電源回路を備える充電装置および電動車両の動作と各部の状態との関係を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４にかかる充電装置の電源回路の構成を示す図
【図１１】図１０に示す電源回路を備える充電装置および電動車両の動作と各部の状態との関係を示す図
【図１２】実施の形態１から４にかかる充電装置が有する第１リレーおよび制御器を構成する少なくとも一部の構成要素を実現するための処理回路を示す図
【図１３】実施の形態１から４にかかる充電装置が有する第１リレーおよび制御器の少なくとも一部の機能を実現するためのプロセッサを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる充電装置および充放電装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる充電装置１に電動車両２が接続された状態を示す図である。電動車両２は、蓄電池２１および制御器２３を有している。充電装置１は、電動車両２の蓄電池２１に充電を行う装置である。なお、以下では充電装置１が電動車両２の蓄電池２１を充電する機能について主に説明するが、充電装置１は、蓄電池２１に蓄えられた電力を放電出力する機能を有する充放電装置であってもよい。充電装置１が放電機能を有する場合、放電出力する電力は、系統へ連系して逆潮流されてもよいし、負荷に供給されてもよい。
【００１４】
充電装置１は、一端にコネクタ１３を有し、他端が充電装置１の筐体に機械的に接続されているケーブル１４を有する。ケーブル１４には、電動車両２と通信するための通信線１６と、電動車両２に充電するための第１の電力線１８および第２の電力線２０と、通信の開始を通知する通信開始信号を電動車両２に送る信号線である充電開始停止線１９と、接地線４７とを有する。ケーブル１４は、充電装置１と電動車両２とを電気的に接続する機能を有する。電動車両２にはプラグ２２が設けられており、コネクタ１３は、プラグ２２に接続される。言い換えると、充電装置１と電動車両２とはケーブル１４およびプラグ２２を介して接続される。
【００１５】
充電装置１は、充電装置１と電動車両２との間で通信を開始させるための通信開始信号を生成する電源１７および第１リレー１１を有する。第１リレー１１の一端は電源１７に接続されており、他端はケーブル１４に含まれている充電開始停止線１９に接続されている。
【００１６】
充電装置１は、コネクタ１３がプラグ２２に接続されると、充電開始停止線１９に電流を流す電源回路６１と、充電開始停止線１９に電流が流れたことを検出する電流検出回路６２とを有する。電流検出回路６２は、検出結果を制御器１５に出力する。
【００１７】
充電装置１は、制御器１５をさらに有する。制御器１５は、充電装置１の動作を制御する。制御器１５は、電流検出回路６２の出力に基づいて、第１リレー１１を制御して充電装置１と電動車両２との間での通信を開始する機能を有する。制御器１５は、当該通信を開始することで、充電装置１と電動車両２との接続状態を検出する。
【００１８】
制御器１５は、当該通信を開始した後に、電動車両２の蓄電池２１の充電を開始させ、充電装置１の充電にかかる動作を制御する。制御器１５は、通信線１６を介して電動車両２の制御器２３と通信を行い、通信線１６以外の信号線を用いて信号を入出力することで、充電装置１の充電にかかる動作を管理する。
【００１９】
電動車両２は、電動車両２の充電にかかる動作を制御する制御器２３を有する。制御器２３は、ケーブル１４に含まれている通信線１６を介して充電装置１の制御器１５と通信を行い、通信線１６以外の信号線を用いて信号を入出力することで、電動車両２の充電にかかる動作を管理する。
【００２０】
図２は、図１に示す電源回路６１および電流検出回路６２の構成の一例を示す図である。電源回路６１は、電源１７からの電流を制限するとともに、流れる電流を電圧に変換するシャント抵抗６１１を有する。コネクタ１３がプラグ２２に接続されると、充電開始停止線１９および接地線４７が接続されるため、電源１７から電源回路６１内のシャント抵抗６１１、充電開始停止線１９および接地線４７を介して電流が流れ、シャント抵抗６１１の両端間に、流れた電流に起因する電圧が発生する。
【００２１】
電流検出回路６２は、シャント抵抗６１１の両端間の電圧をオペアンプ作動増幅回路６２ａで増幅し、増幅後の電圧をコンパレータ６２ｂに入力する。コンパレータ６２ｂは、入力された電圧が基準電圧よりも高いとき、充電開始停止線１９に電流が流れたことを示す電流検出信号を制御器１５へ出力する。
【００２２】
なお、図２に示す電源回路６１および電流検出回路６２の回路構成は一例であり、図２に示す例に限定されない。充電開始停止線１９に流れる電流値を検出することができれば、回路構成は問わない。
【００２３】
図３は、図１に示す充電装置１に電動車両２が接続された状態を示す図である。充電装置１は、第１リレー１１と、電源１７と、電源回路６１と、電流検出回路６２とを有する。充電装置１は、第２リレー４１と、充電許可禁止入力部４２とをさらに有する。充電装置１と電動車両２とは、第１の充電開始停止線４３と、第２の充電開始停止線４４と、コネクタ接続確認線４５と、充電許可禁止線４６と、接地線４７と、第１の通信線４８と、第２の通信線４９と、第１の電力線１８と、第２の電力線２０とを介して接続される。
【００２４】
電動車両２は、電源２４と、車両コンタクタ２５と、車両コンタクタ駆動リレー２６と、第１リレー検出器２７と、第２リレー検出器２８と、接続検出器２９と、充電許可禁止出力部３０とを有する。
【００２５】
第１の充電開始停止線４３と、第２の充電開始停止線４４と、コネクタ接続確認線４５と、充電許可禁止線４６と、接地線４７と、第１の通信線４８と、第２の通信線４９と、第１の電力線１８と、第２の電力線２０とは、ケーブル１４に含まれている。第１の充電開始停止線４３は、図１における充電開始停止線１９に相当する。第１の通信線４８および第２の通信線４９は、図１における通信線１６に相当する。
【００２６】
第１の電力線１８および第２の電力線２０は、車両コンタクタ２５を介して蓄電池２１に接続される。第２リレー４１は、第２の充電開始停止線４４に接続されている。第１リレー１１が接続される第１の充電開始停止線４３は、第１リレー検出器２７に接続され、第２リレー４１が接続される第２の充電開始停止線４４は、第２リレー検出器２８に接続される。コネクタ接続確認線４５は、接続検出器２９に接続されている。充電許可禁止線４６の一端は充電許可禁止入力部４２に接続され、充電許可禁止線４６の他端は充電許可禁止出力部３０に接続される。
【００２７】
図４は、本発明の比較例にかかる充電装置の動作を説明するためのフローチャートである。本実施形態にかかる動作を説明する前に、本実施形態の特徴の理解を容易にするために、比較例について説明する。ここで、各構成要素については、図１および図３に示す符号を用いて説明する。
【００２８】
まず、ユーザは、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３を電動車両２のプラグ２２に接続する（ステップＳ９１）。ユーザは、蓄電池２１を充電するか否かを判断する（ステップＳ９２）。充電すると判断した場合（ステップＳ９２：Ｙｅｓ）、ユーザは、充電装置１または課金システムに設けられるユーザインタフェースを用いて、充電開始操作を実施する(ステップＳ９３)。充電しないと判断した場合（ステップＳ９２：Ｎｏ）、処理は終了する。
【００２９】
ユーザによる充電開始操作に応じて、充電装置１の制御器１５は、第１リレー１１をオンする（ステップＳ９４）。電動車両２の第１リレー検出器２７が第１リレー１１のオンを検出すると、電動車両２の制御器２３は、第１の通信線４８および第２の通信線４９を介して、制御器１５との通信を開始する（ステップＳ９５）。制御器２３と制御器１５との通信を開始した後、制御器１５は、蓄電池２１への充電を開始する（ステップＳ９６）。
【００３０】
図４を用いて説明した比較例の動作では、ユーザは、ステップＳ９１およびステップＳ９３において、二回の操作を行う必要がある。比較例では、ユーザが充電装置１のコネクタ１３を電動車両２のプラグ２２に接続するだけでは、充電装置１と電動車両２との車両接続状態は検出されない。
【００３１】
これに対して、コネクタ接続確認線４５を利用するコネクタ接続確認手段を充電装置１側に設けることで、ステップＳ９３に示すユーザの動作を省略することができる。しかしながら、この場合、接続検出器を充電装置１に追加する必要があり、充電装置１のコストが増大するという問題が生じる。また、コネクタ接続確認線４５を利用するコネクタ接続確認手段は、電動車両２がコネクタ接続確認線４５に印加する電圧を検出するため、コネクタ接続確認線４５に電圧を印加しない電動車両２については、ステップＳ９３のユーザの動作を省略することができず、ユーザの利便性が損なわれていた。
【００３２】
図５は、図１に示す充電装置１の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ユーザは、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３を電動車両２のプラグ２２に接続する（ステップＳ１１）。
【００３３】
充電装置１の電源１７から電源回路６１内のシャント抵抗６１１を介して、充電開始停止線１９および第１リレー検出器２７に電流が流れ、この電流が予め定められた閾値以上である場合、電流検出回路６２は、充電開始停止線１９に流れる電流を検出する（ステップＳ１２）。このとき流れる電流は、シャント抵抗６１１によって第１リレー検出器２７の検出レベルよりも小さく制限されるため、第１リレー検出器２７は動作しない。
【００３４】
電流検出回路６２が、予め定められた閾値以上の電流が流れたことを検出すると、充電装置１の制御器１５が第１リレー１１をオンする（ステップＳ１３）。電動車両２の第１リレー検出器２７が第１リレー１１のオンを検出し、電動車両２の制御器２３は、第１の通信線４８および第２の通信線４９を介して、充電装置１の制御器１５との通信を開始する（ステップＳ１４）。
【００３５】
充電装置１の制御器１５は、電動車両２から受信した情報に基づいて、充電開始条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１５）。充電開始条件が成立している場合とは、例えば、屋外のＥＶステーションのような有料で電動車両２を充電可能な充電装置１では、課金が完了し、充電装置１が充電を許可している場合、ユーザによる事前の充電開始操作によって充電が許可されている場合などである。制御器１５は、充電開始条件が成立していると判断した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、蓄電池２１への充電を開始させる（ステップＳ１６）。
【００３６】
充電装置１の制御器１５は、充電開始条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、第１リレー１１をオフする(ステップＳ１７)。電動車両２の第１リレー検出器２７が第１リレー１１のオフを検出すると、続いて、電動車両２の制御器２３は、制御器１５との通信を終了する（ステップＳ１８）。
【００３７】
図５に示す動作では、ユーザによる操作の回数はステップＳ１１の１回であり、ユーザが充電装置１のコネクタ１３を電動車両２のプラグ２２に接続するだけで充電を開始するＰｎＣを実現することができる。さらに、ユーザがコネクタ１３をプラグ２２に接続するだけで、電動車両２の制御器２３は充電装置１の制御器１５と通信を開始するため、制御器１５は、充電装置１と電動車両２との接続状態を検出し、それによって当該接続状態を示す情報をユーザに通知することが可能になる。
【００３８】
図６は、図１に示す充電装置１および電動車両２の動作と各部の状態との関係を示す図である。図６の「通信状態」は、充電装置１の制御器１５と、電動車両２の制御器２３との間の通信状態を示し、「充電状態」は、蓄電池２１への充電状態を示す。また、図６の「車両接続状態（真値）」は、充電装置１と電動車両２との実際の接続状態を示し、「車両接続状態（検出値）」は、充電装置１と電動車両２との接続状態の検出結果を示す。
【００３９】
充電装置１の制御器１５は、電源回路６１へ、オン指令信号を継続して出力し、電源回路６１は、オン指令信号に基づいて、継続して電源回路６１をオンにする。また、電源回路６１をオンすることによって、充電開始停止線１９には、電源回路６１による電圧が継続的に出力される。
【００４０】
充電装置１のコネクタ１３を電動車両２のプラグ２２に挿入してコネクタ１３とプラグ２２とが接続されると、電流検出回路６２が充電開始停止線１９に流れる電流を検出し、電流検出状態は「検出中」となり、電流検出信号を出力する。電流検出回路６２が出力する電流検出信号に基づいて、制御器１５は、第１リレー１１を制御して第１リレー１１をオンする。第１リレー１１をオンすると、通信開始信号が充電開始停止線１９を用いて電動車両２に入力され、充電装置１の制御器１５と電動車両２の制御器２３との間で通信が開始し、通信状態は「通信中」となる。
【００４１】
制御器１５と制御器２３との間で通信が開始すると、制御器１５は、充電装置１と電動車両２との接続状態を検出し、蓄電池２１への充電を開始させ、充電状態は「充電中」となる（フェーズＦ１１）。
【００４２】
蓄電池２１への充電が終了し、充電状態が「停止中」になると、充電装置１の制御器１５は、第１リレー１１をオンのまま維持し、電動車両２との通信を継続する（フェーズＦ１２）。このとき充電装置１は、充電装置１と電動車両２との接続状態を保持する。
【００４３】
充電装置１のコネクタ１３がプラグ２２から抜去されると、電流検出回路６２の検出結果は「非検出中」となり、制御器１５は、第１リレー１１をオフし、電動車両２との通信を停止する（フェーズＦ１３）。
【００４４】
以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる充電装置１は、電動車両２がコネクタ接続確認線４５に電圧を印加しない場合においても、充電装置１と電動車両２との接続状態を検知することができる。さらに、充電装置１は、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２に接続されると、ユーザによる操作を介さずに、蓄電池２１への充電を開始することができる。
【００４５】
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、電源回路６１をシャント抵抗６１１のみで構成したため、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときは、コネクタ１３の充電開始停止線１９に電源１７の電圧が出力され続けるため、電源１７の短絡、屋外使用での電極端子への水分付着によるイオンマイグレーションの懸念が残るという問題があった。そこで、実施の形態２にかかる充電装置１は、電源回路６１を、定電流回路で構成する。
【００４６】
図７は、本発明の実施の形態２にかかる充電装置１の電源回路６１の構成を示す図である。本実施の形態において、電源回路６１は、シャント抵抗６１１と、トランジスタ６１２と、ダイオード６１３，６１４，６１５とを有する。シャント抵抗６１１の一端は、トランジスタ６１２のエミッタに接続され、シャント抵抗６１１の他端は、充電開始停止線１９に接続される。トランジスタ６１２のコレクタは、電源１７に接続され、トランジスタ６１２のベースは、ダイオード６１３のアノードに接続される。ダイオード６１３のカソードはダイオード６１４のアノードに接続され、ダイオード６１４のカソードはダイオード６１５のアノードに接続され、ダイオード６１５のカソードは回路ＧＮＤに接続される。電源回路６１は、いわゆるエミッタフォロワ回路の構成を有する。
【００４７】
ここで、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されたときに、第１リレー検出器２７に電流を流すことができ、かつ、コネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときに、充電開始停止線１９の電圧ができるだけ低くなるように、ダイオード６１３，６１４はシリコンダイオードとし、ダイオード６１５はショットキーバリアダイオードとした。その他の構成要素は実施の形態１と同様であるためここでは説明を省略する。
【００４８】
実施の形態２において、電源回路６１のエミッタフォロワ回路は、トランジスタ６１２のベースエミッタ間電圧と、シャント抵抗６１１の両端電圧と、第１リレー検出器２７の電圧降下との和が、ダイオード６１３，６１４，６１５の順方向電圧の和に一致するように動作する。このとき、トランジスタ６１２のベースエミッタ間電圧は、シリコンダイオードであるダイオード６１３の順方向電圧とほぼ等しいため、実質的にシャント抵抗６１１の両端の電圧と第１リレー検出器２７による電圧降下分との和が、ダイオード６１４，６１５の順方向電圧の和に一致するように動作する。シャント抵抗６１１の両端の電圧は、充電開始停止線１９へ流れる電流値とシャント抵抗６１１の抵抗値との積に等しいため、充電開始停止線１９へ流れる電流値は、一定値に制限されて出力される。
【００４９】
なお、図７に示す例では、３つのダイオード６１３，６１４，６１５が直列接続されているが、シャント抵抗６１１の大きさおよび第１リレー検出器２７による電圧降下の大きさに応じて、ダイオードの直列数を変更したり、ツェナーダイオードに置き換えたりするなど、適宜構成を変更することができる。
【００５０】
実施の形態２においても、充電装置１の制御器１５は、電源回路６１へオン指令信号を継続して出力し、電源回路６１はオン指令信号に基づいて電源回路６１を継続してオンにする。これによって、充電開始停止線１９には、電源回路６１による電圧が継続的に出力される。
【００５１】
また、実施の形態２では、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されると、電源回路６１で制限されて出力された電流が、充電開始停止線１９を介して、第１リレー検出器２７へ流れる。以降の動作は実施の形態１と同様である。
【００５２】
以上説明したように、実施の形態２にかかる充電装置１では、実施の形態１と同様に、電動車両２がコネクタ接続確認線４５に電圧を印加しない場合においても、充電装置１と電動車両２との接続状態を検知することができる。さらに、充電装置１は、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されると、ユーザによる操作を必要とせずに、蓄電池２１への充電を開始することができる。
【００５３】
また、実施の形態２では、電源回路６１を定電流回路で構成したため、コネクタ１３の出力短絡が発生した場合でも、出力電流は制限され、過大な短絡電流が流れることはない。また、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときに、コネクタ１３の充電開始停止線１９に出力される電圧は、ショットキーバリアダイオードであるダイオード６１４の順方向電圧相当分に抑えられるため、水分付着によるイオンマイグレーションの抑制効果を高めることができる。
【００５４】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３にかかる充電装置１の電源回路６１の構成を示す図である。実施の形態３では、実施の形態２における電源回路６１内のトランジスタ６１２のベースを、ベース抵抗を介して制御器１５へ接続し、トランジスタ６１２のオンオフを、制御器１５によって制御できるようにしたものである。実施の形態３にかかる電源回路６１は、上記の点以外は実施の形態２と同様であり、実施の形態３にかかる充電装置１は、電源回路６１以外の構成は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５５】
図９は、図８に示す電源回路６１を備える充電装置１および電動車両２の動作と各部の状態との関係を示す図である。充電装置１の制御器１５は、電源回路６１へ、周期的に短時間のオン指令信号、言い換えると間欠的なオン指令信号を出力する。オン指令信号に応じて、電源回路６１のトランジスタ６１２は、周期的に短時間だけオンする。言い換えると、電源回路６１は、周期的にオンオフを繰り返し、間欠的に動作する。この場合、電源回路６１がオンのときには、充電開始停止線１９へ電圧が出力され、電源回路６１がオフのときには、充電開始停止線１９への電圧はゼロとなる。
【００５６】
充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に挿入されると、電源回路６１がオンしたタイミングで充電開始停止線１９に電流が流れる。充電開始停止線１９に電流が流れると、電流検出回路６２が充電開始停止線１９に電流が流れたことを検出して電流検出信号を出力し、電流検出状態は「検出中」となる。
【００５７】
制御器１５は、電流検出信号が出力されると、電源回路６１へ、継続したオン指令信号を出力し、第１リレー１１をオンする。第１リレー１１がオンすると、通信開始信号が出力され、電動車両２の制御器２３との通信が開始され、通信状態は「通信中」になる。電動車両２の制御器２３との通信が開始されると、制御器１５は、充電装置１と電動車両２との接続状態を検出し、蓄電池２１への充電を開始させる（フェーズＦ１１）。
【００５８】
蓄電池２１への充電が終了すると、充電装置１の制御器１５は、第１リレー１１をオンのまま維持し、電動車両２の制御器２３との通信を継続する。このとき、充電装置１は、充電装置１と電動車両２との接続状態を保持する（フェーズＦ１２）。
【００５９】
充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２から抜去された後、充電装置１の制御器１５は、電流検出回路６２の検出状態に基づいて、第１リレー１１をオフするとともに、電源回路６１を停止し、電動車両２との通信を停止する。制御器１５は、第１リレー１１をオフした後、電源回路６１に周期的に短時間のオン指令信号を出力する（フェーズＦ１３）。
【００６０】
以上説明したように、本発明の実施の形態３においても、実施の形態１，２と同様に、電動車両２がコネクタ接続確認線４５に電圧を印加しない場合においても、充電装置１と電動車両２との接続状態を検知することができる。さらに、充電装置１は、充電装置１のコネクタ１３と電動車両２のプラグ２２とが接続されると、ユーザの操作を必要とせずに、蓄電池２１への充電を開始することができる。また、電源回路６１は定電流回路で構成したため、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３の出力短絡が発生した場合であっても、出力電流は制限され、過大な短絡電流が流れることを抑制することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態３では、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときは、電源回路６１の動作時間が短くなるため、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときに、コネクタ１３の充電開始停止線１９に電圧が出力される時間が短くなり、水分付着によるイオンマイグレーションの抑制効果をさらに高めることができる。
【００６２】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４にかかる充電装置１の電源回路６１の構成を示す図である。実施の形態４において、電源回路６１は、シャント抵抗６１１、トランジスタ６１２、ダイオード６１３，６１４，６１５で構成される第１の定電流回路に加えて、第１の定電流回路に直列に接続される第２の定電流回路を有する。第２の定電流回路は、シャント抵抗６２１、トランジスタ６２２、ダイオード６２３，６２４，６２５で構成される。電源回路６１は、いわゆるエミッタフォロワでプッシュプル回路を構成している。
【００６３】
電源６１６と電源６１７とは直列に接続され、その中点が回路ＧＮＤに接続される。電源６１６の正極はトランジスタ６１２のコレクタに接続され、電源６１７の負極はトランジスタ６２２のコレクタに接続される。制御器１５からの信号は駆動回路６６１に接続され、駆動回路６６１の出力はトランジスタ６１２のベースと、トランジスタ６２２のベースとに、それぞれベース抵抗を介して接続される。その他の構成は、実施の形態１，２，３と同様である。
【００６４】
図１１は、図１０に示す電源回路６１を備える充電装置１および電動車両２の動作と各部の状態との関係を示す図である。充電装置１の制御器１５は、電源回路６１に動作指令を周期的に短時間だけ入力する。実施の形態４において、動作指令は、正極電流のオンを指示する正極電流オン指令と、負極電流のオンを指示する負極電流オン指令とを含む。電源回路６１の駆動回路６６１は、動作指令に基づいて、トランジスタ６１２，６２２を駆動する。
【００６５】
充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されると、次に動作指令が入力されたタイミングで、充電開始停止線１９に電流が流れ、電流検出回路６２がこの電流を検出し、電流検出信号を出力する。制御器１５は、電流検出信号の出力に応じて、電源回路６１に継続的に動作指令を入力する。
【００６６】
動作指令が正極電流オン指令の状態のとき、電源回路６１の駆動回路６６１は、トランジスタ６１２、シャント抵抗６１１を介して、充電開始停止線１９および第１リレー検出器２７に正の電圧が印加され、正方向つまり、電源回路６１からみて出力する方向の電流が流れ、電流検出回路６２がこの電流を検出するようにトランジスタ６１２を駆動する。このとき流れる電流は、トランジスタ６１２およびシャント抵抗６１１によって第１リレー検出器２７の検出レベルよりも小さいレベルに制限されるため、第１リレー検出器２７は動作しない。
【００６７】
動作指令が負極電流オン指令の状態のとき、駆動回路６６１は、シャント抵抗６２１、トランジスタ６２２を介して、充電開始停止線１９および第１リレー検出器２７に負の電圧が印加されるようにトランジスタ６２２を駆動する。本実施の形態では、第１リレー検出器２７内のダイオードの作用によって、電源回路６１へ流入する負方向の電流は流れない。したがって、出力開放時の出力電圧が周期的に正負に切り替わることになる。
【００６８】
電流検出信号の出力に応じて、制御器１５は、第１リレー１１をオンする。以降は、実施の形態３と同様であるためここでは説明を省略する。
【００６９】
以上説明したように、本発明の実施の形態４においても、実施の形態１，２，３と同様に、電動車両２がコネクタ接続確認線４５に電圧を印加しない場合においても、充電装置１と電動車両２との接続状態を検知することができる。さらに、充電装置１は、充電装置１のコネクタ１３と電動車両２のプラグ２２とが接続されると、ユーザの操作を必要とせずに、蓄電池２１への充電を開始することができる。また、電源回路６１は定電流回路で構成したため、充電装置１のケーブル１４が有するコネクタ１３の出力短絡が発生した場合であっても、出力電流は制限され、過大な短絡電流が流れることを抑制することができる。
【００７０】
また、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときは、電源回路６１の動作時間が短くなるため、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないときに、コネクタ１３の充電開始停止線１９に電圧が出力される時間が短くなり、実施の形態３と同様に、水分付着によるイオンマイグレーションの抑制効果をさらに高めることができる。
【００７１】
さらに、実施の形態４では、コネクタ１３の充電開始停止線１９に出力される電圧が交流となるため、充電装置１のコネクタ１３が電動車両２のプラグ２２に接続されていないとき、水分付着によるイオンマイグレーションの抑制効果をさらに高めることができる。
【００７２】
実施の形態１から４では、充電装置１について説明した。実施の形態１から４の充電装置１は、電動車両２の蓄電池２１に対して充放電を行う充放電装置に置き換えられてもよい。充放電装置の場合、Ｖ２ＨシステムまたはＶ２Ｇシステムにおいて、充放電装置が取得する充放電装置と電動車両２との接続情報に基づいて、利用することができる蓄電池２１の数量を管理することができる。
【００７３】
図１２は、実施の形態１から４にかかる充電装置１が有する第１リレー１１および制御器１５を構成する少なくとも一部の構成要素を実現するための処理回路７１を示す図である。つまり、第１リレー１１および制御器１５の機能の少なくとも一部は、処理回路７１によって実現されてもよい。
【００７４】
処理回路７１は、専用のハードウェアである。処理回路７１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらを組み合わせたものである。第１リレー１１および制御器１５の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
【００７５】
図１３は、実施の形態１から４にかかる充電装置１が有する第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部の機能を実現するためのプロセッサ８１を示す図である。つまり、第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部の機能は、メモリ８２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ８１によって実現されてもよい。
【００７６】
プロセッサ８１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。図１３には、メモリ８２も示されている。
【００７７】
第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部の機能がプロセッサ８１によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ８１と、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアおよびファームウェアとの組み合わせによって実現される。
【００７８】
ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部の機能を実現する。
【００７９】
第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部の機能がプロセッサ８１によって実現される場合、充電装置１は、第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８２を有する。メモリ８２に格納されるプログラムは、第１リレー１１および制御器１５の少なくとも一部が実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００８０】
メモリ８２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等である。
【００８１】
第１リレー１１および制御器１５の複数の機能について、当該複数の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、当該複数の機能の残部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。このように、第１リレー１１および制御器１５の複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。
【００８２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１  充電装置、２  電動車両、１１  第１リレー、１３  コネクタ、１４  ケーブル、１５，２３  制御器、１６  通信線、１７，２４，６１６，６１７  電源、１８  第１の電力線、１９  充電開始停止線、２０  第２の電力線、２１  蓄電池、２２  プラグ、２５  車両コンタクタ、２６  車両コンタクタ駆動リレー、２７  第１リレー検出器、２８  第２リレー検出器、２９  接続検出器、３０  充電許可禁止出力部、４１  第２リレー、４２  充電許可禁止入力部、４３  第１の充電開始停止線、４４  第２の充電開始停止線、４５  コネクタ接続確認線、４６  充電許可禁止線、４７  接地線、４８  第１の通信線、４９  第２の通信線、６１  電源回路、６２  電流検出回路、７１  処理回路、８１  プロセッサ、８２  メモリ、６１１，６２１  シャント抵抗、６１２，６２２  トランジスタ、６１３，６１４，６１５，６２３，６２４，６２５  ダイオード、６６１  駆動回路。
【要約】
電動車両（２）に搭載された蓄電池（２１）を充電する充電装置（１）は、充電装置（１）と電動車両（２）との間の通信を開始させるための通信開始信号を生成する第１リレー（１１）と、充電装置（１）と電動車両（２）とを電気的に接続し、一端に電動車両（２）のプラグ（２２）に接続するためのコネクタ（１３）を有するケーブル（１４）と、ケーブル（１４）に含まれ、第１リレー（１１）が接続される信号線と、コネクタ（１３）がプラグ（２２）に接続されると、信号線に電流を流す電源回路（６１）と、信号線に電流が流れたことを検出する電流検出回路（６２）と、電流検出回路（６２）が電流を検出すると、第１リレー（１１）を制御して通信を開始する制御器（１５）と、を備えることを特徴とする。【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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