(57)【要約】【課題】充電を行うための労力の低減を可能とする電気自動車の充電システムを実現する。【解決手段】第１電気自動車１０１ａは、第１電池１０３ａからの電力から生成した電流を第１ケーブル部１０５ａに出力し、第１ケーブル部１０５ａからの電力から生成した電流を第１電池１０３ａに供給する第１交換電流発生回路１０４ａを備え、ケーブル１０２は、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂの一方の電力を、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂの他方に伝達するトランス１０６を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の動力源である第１電池を備えた第１電気自動車と、
上記第１電池と電気的に接続されるケーブルである第１ケーブル部、上記第１電気自動車の他の電気自動車の動力源である第２電池と電気的に接続されるケーブルである第２ケーブル部、および上記第１ケーブル部と上記第２ケーブル部とを電気的に接続する接続部を備えたケーブルと、を備え、
上記ケーブルを通じて、上記第１電池および上記第２電池の一方から放電された電力により、上記第１電池および上記第２電池の他方を充電することが可能である、電気自動車の充電システムであって、
上記第１電気自動車は、上記第１電池から放電された電力から生成した電流を上記第１ケーブル部に出力する動作と、上記第１ケーブル部から入力された電力から生成した電流を上記第１電池に供給する動作とが切り替えられる第１交換電流発生回路を備え、
上記接続部は、上記第１ケーブル部および上記第２ケーブル部の一方に入力された電力を、上記第１ケーブル部および上記第２ケーブル部の他方に伝達するトランスであることを特徴とする電気自動車の充電システム。
【請求項２】
上記第１交換電流発生回路は、
第１トランジスタ、第２トランジスタ、第１ダイオード、および第２ダイオードを備えた第１のレグと、
第３トランジスタ、第４トランジスタ、第３ダイオード、および第４ダイオードを備えた第２のレグとを備え、
上記第１のレグは、
上記第１電池の正極が、上記第１トランジスタのドレインおよび上記第１ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第１トランジスタのドレインが、上記第１ダイオードのカソードに接続されており、
上記第１トランジスタのソースが、上記第１ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第１トランジスタのソースおよび上記第１ダイオードのアノードが、上記第１ケーブル部の一端に接続されており、
上記第１ケーブル部の一端が、上記第２トランジスタのドレインおよび上記第２ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第２トランジスタのドレインが、上記第２ダイオードのカソードに接続されており、
上記第２トランジスタのソースが、上記第２ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第２トランジスタのソースおよび上記第２ダイオードのアノードが、上記第１電池の負極に接続されており、
上記第２のレグは、
上記第１電池の正極が、上記第３トランジスタのドレインおよび上記第３ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第３トランジスタのドレインが、上記第３ダイオードのカソードに接続されており、
上記第３トランジスタのソースが、上記第３ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第３トランジスタのソースおよび上記第３ダイオードのアノードが、上記第１ケーブル部の他端に接続されており、
上記第１ケーブル部の他端が、上記第４トランジスタのドレインおよび上記第４ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第４トランジスタのドレインが、上記第４ダイオードのカソードに接続されており、
上記第４トランジスタのソースが、上記第４ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第４トランジスタのソースおよび上記第４ダイオードのアノードが、上記第１電池の負極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項３】
上記他の電気自動車である第２電気自動車をさらに備え、
上記第２電気自動車は、上記第２電池から放電された電力から生成した電流を上記第２ケーブル部に出力する動作と、上記第２ケーブル部から入力された電力から生成した電流を上記第２電池に供給する動作とが切り替えられる第２交換電流発生回路を備えることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項４】
上記第２交換電流発生回路は、
第５トランジスタ、第６トランジスタ、第５ダイオード、および第６ダイオードを備えた第３のレグと、
第７トランジスタ、第８トランジスタ、第７ダイオード、および第８ダイオードを備えた第４のレグとを備え、
上記第３のレグは、
上記第２電池の正極が、上記第５トランジスタのドレインおよび上記第５ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第５トランジスタのドレインが、上記第５ダイオードのカソードに接続されており、
上記第５トランジスタのソースが、上記第５ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第５トランジスタのソースおよび上記第５ダイオードのアノードが、上記第２ケーブル部の一端に接続されており、
上記第２ケーブル部の一端が、上記第６トランジスタのドレインおよび上記第６ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第６トランジスタのドレインが、上記第６ダイオードのカソードに接続されており、
上記第６トランジスタのソースが、上記第６ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第６トランジスタのソースおよび上記第６ダイオードのアノードが、上記第２電池の負極に接続されており、
上記第４のレグは、
上記第２電池の正極が、上記第７トランジスタのドレインおよび上記第７ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第７トランジスタのドレインが、上記第７ダイオードのカソードに接続されており、
上記第７トランジスタのソースが、上記第７ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第７トランジスタのソースおよび上記第７ダイオードのアノードが、上記第２ケーブル部の他端に接続されており、
上記第２ケーブル部の他端が、上記第８トランジスタのドレインおよび上記第８ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第８トランジスタのドレインが、上記第８ダイオードのカソードに接続されており、
上記第８トランジスタのソースが、上記第８ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第８トランジスタのソースおよび上記第８ダイオードのアノードが、上記第２電池の負極に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項５】
上記トランスは、磁性体であるコアと、上記第１ケーブル部を上記コアに巻いて成る１次巻線と、上記第２ケーブル部を上記コアに巻いて成る２次巻線とを備え、
上記１次巻線に対する上記２次巻線の巻線比は、１でないことを特徴とする請求項４に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項６】
上記１次巻線に対する上記２次巻線の巻線比、または上記２次巻線に対する上記１次巻線の巻線比は、１．１以上であることを特徴とする請求項５に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項７】
上記１次巻線に対する上記２次巻線の巻線比は、上記第１電池の定格電圧に対する上記第２電池の定格電圧の比に等しいことを特徴とする請求項５または６に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項８】
上記コアは、上記１次巻線と上記２次巻線との間で分割することが可能であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項９】
上記第１電気自動車は、上記第１交換電流発生回路と上記第１ケーブル部との接続部分に、インダクタを備え、
上記第２電気自動車は、上記第２交換電流発生回路と上記第２ケーブル部との接続部分に、インダクタを備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項１０】
上記第１トランジスタが導通するタイミングと、上記第５トランジスタが導通するタイミングとが同期しており、
上記第２トランジスタが導通するタイミングと、上記第６トランジスタが導通するタイミングとが同期しており、
上記第３トランジスタが導通するタイミングと、上記第７トランジスタが導通するタイミングとが同期しており、
上記第４トランジスタが導通するタイミングと、上記第８トランジスタが導通するタイミングとが同期していることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載の電気自動車の充電システム。
【請求項１１】
上記第１電気自動車と上記第２電気自動車との間での通信を行うための通信線をさらに備えることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載の電気自動車の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車の電池からの放電により、他の電気自動車の電池を充電する、電気自動車の充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、停電状態にない電気自動車の電池からの放電により、停電状態にある他の電気自動車の電池を充電する、電気自動車の充電システムが知られている。
【０００３】
上記システムの一例としては、特許文献１に開示されているシステムが挙げられる。
【０００４】
図８は、特許文献１に開示されているシステム８０の概略構成を示す図である。なお、図８には、電気自動車８１ａの電池８２ａからの放電により、他の電気自動車８１ｂの電池８２ｂを充電するシステム８０を例示している。
【０００５】
電気自動車８１ａが備える電池８２ａは、電気自動車８１ａの動力源である。同様に、電気自動車８１ｂが備える電池８２ｂは、電気自動車８１ｂの動力源である。
【０００６】
電気自動車８１ａには、放電（給電）用ケーブル８３ａの一端が接続されている。電気自動車８１ｂには、充電（受電）用ケーブル８３ｂの一端が接続されている。さらに、放電用ケーブル８３ａの他端および充電用ケーブル８３ｂの他端は、制御ボックス８４に接続されている。制御ボックス８４は、周知のＤＣ−ＤＣコンバータ８５を備えている。
【０００７】
電池８２ａからの放電が行われると、該放電により得られた直流電力が、放電用ケーブル８３ａを介して制御ボックス８４に供給される。制御ボックス８４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８５により、放電用ケーブル８３ａから供給された直流電力の電圧を最適化する。そして、制御ボックス８４は、電圧を最適化した直流電力を、充電用ケーブル８３ｂを介して電池８２ｂに供給する。電池８２ｂは、充電用ケーブル８３ｂから供給された直流電力により、充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２６７５６１号公報（２００７年１０月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８に示すシステム８０において、電池８２ｂの充電を行うためには、放電用ケーブル８３ａおよび充電用ケーブル８３ｂに加え、制御ボックス８４を用いる必要がある。ここで、制御ボックス８４が備えるＤＣ−ＤＣコンバータ８５は、非常に重い。このため、制御ボックス８４の持ち運びには、非常に大きな労力を要する。
【００１０】
従って、システム８０では、電池８２ｂの充電を行うために、非常に大きな労力を要するという問題が発生する。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、その目的は、充電を行うための労力の低減を可能とする電気自動車の充電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の電気自動車の充電システムは、上記の問題を解決するために、自車の動力源である第１電池を備えた第１電気自動車と、上記第１電池と電気的に接続されるケーブルである第１ケーブル部、上記第１電気自動車の他の電気自動車の動力源である第２電池と電気的に接続されるケーブルである第２ケーブル部、および上記第１ケーブル部と上記第２ケーブル部とを電気的に接続する接続部を備えたケーブルと、を備え、上記ケーブルを通じて、上記第１電池および上記第２電池の一方から放電された電力により、上記第１電池および上記第２電池の他方を充電することが可能である、電気自動車の充電システムであって、上記第１電気自動車は、上記第１電池から放電された電力から生成した電流を上記第１ケーブル部に出力する動作と、上記第１ケーブル部から入力された電力から生成した電流を上記第１電池に供給する動作とが切り替えられる第１交換電流発生回路を備え、上記接続部は、上記第１ケーブル部および上記第２ケーブル部の一方に入力された電力を、上記第１ケーブル部および上記第２ケーブル部の他方に伝達するトランスであることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、第１電気自動車は、第１電池から放電された電力から生成した電流を第１ケーブル部に出力する動作と、第１ケーブル部から入力された電力から生成した電流を第１電池に供給する動作との両方を行う第１交換電流発生回路を備える。第１電池は、第１交換電流発生回路から供給された電力により、充電可能である。
【００１４】
そして、トランスは、第１ケーブル部および第２ケーブル部の一方に入力された電力を、第１ケーブル部および第２ケーブル部の他方に伝達することで、第１ケーブル部と第２ケーブル部との導通を図っている。
【００１５】
上記の構成によれば、電池の充電を行うために用いる部材（ケーブル）は、第１ケーブル部および第２ケーブル部、そしてトランスとなる。トランスは、ＤＣ−ＤＣコンバータに比して非常に軽いため、持ち運びに要する労力が小さい。
【００１６】
従って、上記の構成によれば、充電を行うための労力を低減することが可能となる。
【００１７】
ところで、従来技術に係るシステムは、２台の電気自動車を、制御ボックスを介して接続している構成である。この構成の場合、制御ボックスが動作を開始すると、一方の電気自動車の電池からの放電が行われているか否かに関わらず、他方の電気自動車に対する電力供給が行われる。
【００１８】
また、上記制御ボックスのＤＣ−ＤＣコンバータは、コンデンサを備えている。コンデンサは、充電完了後でも電荷を蓄えているため、充電を行う者が、充電を行うために設けられた上記制御ボックスのコネクタの、電極に触れると、感電をする虞がある。
【００１９】
一方、上記の構成によれば、トランスは、上記の電力の伝達を行う一方、該伝達を行わない期間においては、第１ケーブル部と第２ケーブル部との間を絶縁する。
【００２０】
また、上記の構成によれば、ケーブルは、コンデンサが不要である。このため、充電を行う者が上記電極に触れても、感電をする可能性は非常に低い。
【００２１】
従って、本発明の電気自動車の充電システムにおいては、従来技術に係るシステムに対して、安全性のさらなる向上が可能である。
【００２２】
また、本発明の電気自動車の充電システムは、上記他の電気自動車である第２電気自動車をさらに備え、上記第２電気自動車は、上記第２電池から放電された電力から生成した電流を上記第２ケーブル部に出力する動作と、上記第２ケーブル部から入力された電力から生成した電流を上記第２電池に供給する動作とが切り替えられる第２交換電流発生回路を備えるのが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、第１電気自動車と同様に、第２電気自動車は、第２電池から放電された電力から生成した電流を第２ケーブル部に出力する動作と、第２ケーブル部から入力された電力から生成した電流を第２電池に供給する動作との両方を行う第２交換電流発生回路を備える。第２電池は、第２交換電流発生回路から供給された電力により、充電可能である。
【００２４】
また、本発明の電気自動車の充電システムの、上記第１交換電流発生回路は、第１トランジスタ、第２トランジスタ、第１ダイオード、および第２ダイオードを備えた第１のレグと、第３トランジスタ、第４トランジスタ、第３ダイオード、および第４ダイオードを備えた第２のレグとを備え、上記第１のレグは、上記第１電池の正極が、上記第１トランジスタのドレインおよび上記第１ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第１トランジスタのドレインが、上記第１ダイオードのカソードに接続されており、上記第１トランジスタのソースが、上記第１ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第１トランジスタのソースおよび上記第１ダイオードのアノードが、上記第１ケーブル部の一端に接続されており、上記第１ケーブル部の一端が、上記第２トランジスタのドレインおよび上記第２ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第２トランジスタのドレインが、上記第２ダイオードのカソードに接続されており、上記第２トランジスタのソースが、上記第２ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第２トランジスタのソースおよび上記第２ダイオードのアノードが、上記第１電池の負極に接続されており、上記第２のレグは、上記第１電池の正極が、上記第３トランジスタのドレインおよび上記第３ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第３トランジスタのドレインが、上記第３ダイオードのカソードに接続されており、上記第３トランジスタのソースが、上記第３ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第３トランジスタのソースおよび上記第３ダイオードのアノードが、上記第１ケーブル部の他端に接続されており、上記第１ケーブル部の他端が、上記第４トランジスタのドレインおよび上記第４ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第４トランジスタのドレインが、上記第４ダイオードのカソードに接続されており、上記第４トランジスタのソースが、上記第４ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第４トランジスタのソースおよび上記第４ダイオードのアノードが、上記第１電池の負極に接続されているのが好ましい。
【００２５】
また、本発明の電気自動車の充電システムの、上記第２交換電流発生回路は、第５トランジスタ、第６トランジスタ、第５ダイオード、および第６ダイオードを備えた第３のレグと、第７トランジスタ、第８トランジスタ、第７ダイオード、および第８ダイオードを備えた第４のレグとを備え、上記第３のレグは、上記第２電池の正極が、上記第５トランジスタのドレインおよび上記第５ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第５トランジスタのドレインが、上記第５ダイオードのカソードに接続されており、上記第５トランジスタのソースが、上記第５ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第５トランジスタのソースおよび上記第５ダイオードのアノードが、上記第２ケーブル部の一端に接続されており、上記第２ケーブル部の一端が、上記第６トランジスタのドレインおよび上記第６ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第６トランジスタのドレインが、上記第６ダイオードのカソードに接続されており、上記第６トランジスタのソースが、上記第６ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第６トランジスタのソースおよび上記第６ダイオードのアノードが、上記第２電池の負極に接続されており、上記第４のレグは、上記第２電池の正極が、上記第７トランジスタのドレインおよび上記第７ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第７トランジスタのドレインが、上記第７ダイオードのカソードに接続されており、上記第７トランジスタのソースが、上記第７ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第７トランジスタのソースおよび上記第７ダイオードのアノードが、上記第２ケーブル部の他端に接続されており、上記第２ケーブル部の他端が、上記第８トランジスタのドレインおよび上記第８ダイオードのカソードに接続されており、かつ、上記第８トランジスタのドレインが、上記第８ダイオードのカソードに接続されており、上記第８トランジスタのソースが、上記第８ダイオードのアノードに接続されており、かつ、上記第８トランジスタのソースおよび上記第８ダイオードのアノードが、上記第２電池の負極に接続されているのが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、第１交換電流発生回路および第２交換電流発生回路のそれぞれは、周知のフルブリッジ回路を応用した回路により、容易に構成することが可能である。
【００２７】
また、本発明の電気自動車の充電システムの、上記トランスは、磁性体であるコアと、上記第１ケーブル部を上記コアに巻いて成る１次巻線と、上記第２ケーブル部を上記コアに巻いて成る２次巻線とを備え、上記１次巻線に対する上記２次巻線の巻線比は、１でないのが好ましい。
【００２８】
１次巻線に対する２次巻線の巻線比が１である場合、すなわち１次巻線の巻数と２次巻線の巻数とが同じである場合、第１電池の定格電圧と第２電池の定格電圧とは、ほぼ一致させる必要がある。
【００２９】
一方、上記の構成によれば、１次巻線に対する２次巻線の巻線比を、１以外の値にて調整することにより、第１電池の定格電圧と第２電池の定格電圧とが異なっている場合であっても、トランスを用いることが可能である。
【００３０】
上記構成の一例として、本発明の電気自動車の充電システムの、上記１次巻線に対する上記２次巻線の巻線比、または上記２次巻線に対する上記１次巻線の巻線比は、１．１以上であってもよい。また、上記構成の一例として、本発明の電気自動車の充電システムの、上記１次巻線に対する上記２次巻線の巻線比は、上記第１電池の定格電圧に対する上記第２電池の定格電圧の比に等しくてもよい。
【００３１】
特に、１次巻線に対する２次巻線の巻線比、または２次巻線に対する１次巻線の巻線比を１．１以上にすることにより、第１電池および第２電池のうち、定格電圧が高い方の電池から放電されて得られた電力に対して、降圧を施すことが可能となる。これにより、第１電池および第２電池のうち、定格電圧が高い方の電池から放電された電力により、該定格電圧が低い方の電池を充電することが可能となる。この構成は、充電動作として、該定格電圧が高い方の電池から放電された電力による、該定格電圧が低い方の電池の充電のみを行う構成として好適である。
【００３２】
また、本発明の電気自動車の充電システムの、上記コアは、上記１次巻線と上記２次巻線との間で分割することが可能であるのが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、１次巻線と２次巻線との間でコアを分割することができるため、１次巻線に対して２次巻線を取り外し、該１次巻線および２次巻線の少なくとも一方を別の巻数のものに交換することにより、巻線比を容易に変更することができる。
【００３４】
また、本発明の電気自動車の充電システムの、上記第１電気自動車は、上記第１交換電流発生回路と上記第１ケーブル部との接続部分に、インダクタを備え、上記第２電気自動車は、上記第２交換電流発生回路と上記第２ケーブル部との接続部分に、インダクタを備えるのが好ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、第１ケーブル部側のインダクタは、第１ケーブル部を通じる電力に対して、昇圧または降圧を施すことが可能となる。同様に、第２ケーブル部側のインダクタは、第２ケーブル部を通じる電力に対して、昇圧または降圧を施すことが可能となる。
【００３６】
また、本発明の電気自動車の充電システムは、上記第１トランジスタが導通するタイミングと、上記第５トランジスタが導通するタイミングとが同期しており、上記第２トランジスタが導通するタイミングと、上記第６トランジスタが導通するタイミングとが同期しており、上記第３トランジスタが導通するタイミングと、上記第７トランジスタが導通するタイミングとが同期しており、上記第４トランジスタが導通するタイミングと、上記第８トランジスタが導通するタイミングとが同期しているのが好ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、いわゆる同期整流を行うことにより、第１トランジスタのドレイン−ソース間に接続されている第１ダイオードにおける電力損失を低減することができる。第２トランジスタ〜第８トランジスタについても同様である。なお、同期整流とは、一般的な整流回路において、通常ダイオードで構成する素子を、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）により実現し、整流回路のダイオードがオンするタイミングに対応付けてＭＯＳＦＥＴを導通させることで、通常のダイオードで構成した素子において発生する導通損を低減することを目的として採用される方式である。
【００３８】
また、本発明の電気自動車の充電システムは、上記第１電気自動車と上記第２電気自動車との間での通信を行うための通信線をさらに備えるのが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、通信線を介して、第１電気自動車と第２電気自動車との間での通信を行うことにより、第１電気自動車と第２電気自動車との間での情報交換、上記同期整流の精緻な制御等が可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
以上のとおり、本発明の電気自動車の充電システムは、自車の動力源である第１電池を備えた第１電気自動車と、上記第１電池と電気的に接続されるケーブルである第１ケーブル部、上記第１電気自動車の他の電気自動車の動力源である第２電池と電気的に接続されるケーブルである第２ケーブル部、および上記第１ケーブル部と上記第２ケーブル部とを電気的に接続する接続部を備えたケーブルと、を備え、上記ケーブルを通じて、上記第１電池および上記第２電池の一方から放電された電力により、上記第１電池および上記第２電池の他方を充電することが可能である、電気自動車の充電システムであって、上記第１電気自動車は、上記第１電池から放電された電力から生成した電流を上記第１ケーブル部に出力する動作と、上記第１ケーブル部から入力された電力から生成した電流を上記第１電池に供給する動作とが切り替えられる第１交換電流発生回路を備え、上記接続部は、上記第１ケーブル部および上記第２ケーブル部の一方に入力された電力を、上記第１ケーブル部および上記第２ケーブル部の他方に伝達するトランスである。
【００４１】
従って、本発明は、充電を安全に行うのとともに、充電を行うための労力を低減するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電気自動車の充電システムの主要部の構成を示す回路図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に係るケーブルの構成を具体的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すケーブルのコネクタおよび電気自動車のプラグの断面図であり、図２（ｃ）は、同コネクタおよびプラグの分解斜視図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に係る電気自動車の充電システムの主要部の構成を示す回路図である。
【図４】本発明のさらに別の実施の形態に係る電気自動車の充電システムの主要部の構成を示す回路図である。
【図５】図５（ａ）は、図４に係るケーブルの構成を具体的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すケーブルのコネクタおよび電気自動車のプラグの断面図であり、図５（ｃ）は、同コネクタおよびプラグの分解斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、図５（ａ）に示すケーブルの変形例を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に係るフェライトコアの分割箇所の断面図である。
【図７】図７（ａ）は、ケーブルの端部の形状を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、電気自動車における、ケーブルの挿入口の構成を示す斜視図である。
【図８】従来技術に係る電気自動車の充電システムの概略構成を示す図である。
【図９】図８に示すシステムが備えるＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成例を示す図である。
【図１０】第１〜第８トランジスタの各々における、ゲート制御のタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態に係る電気自動車の充電システム１００（以下、「システム１００」と称する）の主要部の構成を示す回路図である。
【００４４】
システム１００は、第１電気自動車１０１ａ、第２電気自動車（他の電気自動車）１０１ｂ、およびケーブル１０２を備える構成である。ケーブル１０２は、第１電気自動車１０１ａおよび第２電気自動車１０１ｂの少なくとも一方に対して着脱可能である。
【００４５】
第１電気自動車１０１ａは、自車の動力源である第１電池１０３ａを備える電気自動車である。同様に、第２電気自動車１０１ｂは、自車の動力源である第２電池１０３ｂを備える電気自動車である。第１電池１０３ａおよび第２電池１０３ｂはいずれも、電力を供給することにより充電可能な蓄電池である。
【００４６】
また、第１電気自動車１０１ａは、第１交換電流発生回路１０４ａを備えている。同様に、第２電気自動車１０１ｂは、第２交換電流発生回路１０４ｂを備えている。
【００４７】
ケーブル１０２は、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂを備えている。第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂは、それぞれの一部が、後述するフェライトコア（コア）に巻かれており、トランス（接続部）１０６を構成している。
【００４８】
第１交換電流発生回路１０４ａは、第１のレグ１０７ａおよび第２のレグ１０８ａを備えている。同様に、第２交換電流発生回路１０４ｂは、第３のレグ１０７ｂおよび第４のレグ１０８ｂを備えている。
【００４９】
第１のレグ１０７ａは、第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ２、第１ダイオードＤ１、および第２ダイオードＤ２を備えている。第２のレグ１０８ａは、第３トランジスタＴ３、第４トランジスタＴ４、第３ダイオードＤ３、および第４ダイオードＤ４を備えている。同様に、第３のレグ１０７ｂは、第５トランジスタＴ５、第６トランジスタＴ６、第５ダイオードＤ５、および第６ダイオードＤ６を備えている。第４のレグ１０８ｂは、第７トランジスタＴ７、第８トランジスタＴ８、第７ダイオードＤ７、および第８ダイオードＤ８を備えている。
【００５０】
なお、ここでは、第１トランジスタＴ１〜第８トランジスタＴ８の各々として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いる例について説明する。但し、第１トランジスタＴ１〜第８トランジスタＴ８の各々には、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ以外にも、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ、または各種バイポーラトランジスタが用いられてもよい。
【００５１】
さらに、第１のレグ１０７ａおよび第２のレグ１０８ａは、以下の接続関係を有している。
【００５２】
第１電池１０３ａの正極は、第１トランジスタＴ１のドレインおよび第１ダイオードＤ１のカソードに接続されており、かつ、第１トランジスタＴ１のドレインは、第１ダイオードＤ１のカソードに接続されている。
【００５３】
第１トランジスタＴ１のソースは、第１ダイオードＤ１のアノードに接続されており、かつ、第１トランジスタＴ１のソースおよび第１ダイオードＤ１のアノードは、第１ケーブル部１０５ａの一端に接続されている。
【００５４】
第１ケーブル部１０５ａの一端は、第２トランジスタＴ２のドレインおよび第２ダイオードＤ２のカソードに接続されており、かつ、第２トランジスタＴ２のドレインは、第２ダイオードＤ２のカソードに接続されている。
【００５５】
第２トランジスタＴ２のソースは、第２ダイオードＤ２のアノードに接続されており、かつ、第２トランジスタＴ２のソースおよび第２ダイオードＤ２のアノードは、第１電池１０３ａの負極に接続されている。
【００５６】
第１電池１０３ａの正極は、第３トランジスタＴ３のドレインおよび第３ダイオードＤ３のカソードに接続されており、かつ、第３トランジスタＴ３のドレインは、第３ダイオードＤ３のカソードに接続されている。
【００５７】
第３トランジスタＴ３のソースは、第３ダイオードＤ３のアノードに接続されており、かつ、第３トランジスタＴ３のソースおよび第３ダイオードＤ３のアノードは、第１ケーブル部１０５ａの他端に接続されている。
【００５８】
第１ケーブル部１０５ａの他端は、第４トランジスタＴ４のドレインおよび第４ダイオードＤ４のカソードに接続されており、かつ、第４トランジスタＴ４のドレインは、第４ダイオードＤ４のカソードに接続されている。
【００５９】
第４トランジスタＴ４のソースは、第４ダイオードＤ４のアノードに接続されており、かつ、第４トランジスタＴ４のソースおよび第４ダイオードＤ４のアノードは、第１電池１０３ａの負極に接続されている。
【００６０】
なお、第１トランジスタＴ１のゲート、第２トランジスタＴ２のゲート、第３トランジスタＴ３のゲート、および第４トランジスタＴ４のゲートはいずれも、制御部１０９ａに接続されている。制御部１０９ａは、第１トランジスタＴ１〜第４トランジスタＴ４の各々のオンオフ制御を行うための制御信号を、これらの各ゲートに供給する。また、他にも制御部１０９ａは、第１電気自動車１０１ａに関する各種情報を取得することもできる。ここで、第１電気自動車１０１ａに関する各種情報としては、第１電池１０３ａの電池残量、第１トランジスタＴ１〜第４トランジスタＴ４の各々のオンオフ状態等が挙げられる。
【００６１】
同様に、第３のレグ１０７ｂおよび第４のレグ１０８ｂは、以下の接続関係を有している。
【００６２】
第２電池１０３ｂの正極は、第５トランジスタＴ５のドレインおよび第５ダイオードＤ５のカソードに接続されており、かつ、第５トランジスタＴ５のドレインは、第５ダイオードＤ５のカソードに接続されている。
【００６３】
第５トランジスタＴ５のソースは、第５ダイオードＤ５のアノードに接続されており、かつ、第５トランジスタＴ５のソースおよび第５ダイオードＤ５のアノードは、第２ケーブル部１０５ｂの一端に接続されている。
【００６４】
第２ケーブル部１０５ｂの一端は、第６トランジスタＴ６のドレインおよび第６ダイオードＤ６のカソードに接続されており、かつ、第６トランジスタＴ６のドレインは、第６ダイオードＤ６のカソードに接続されている。
【００６５】
第６トランジスタＴ６のソースは、第６ダイオードＤ６のアノードに接続されており、かつ、第６トランジスタＴ６のソースおよび第６ダイオードＤ６のアノードは、第２電池１０３ｂの負極に接続されている。
【００６６】
第２電池１０３ｂの正極は、第７トランジスタＴ７のドレインおよび第７ダイオードＤ７のカソードに接続されており、かつ、第７トランジスタＴ７のドレインは、第７ダイオードＤ７のカソードに接続されている。
【００６７】
第７トランジスタＴ７のソースは、第７ダイオードＤ７のアノードに接続されており、かつ、第７トランジスタＴ７のソースおよび第７ダイオードＤ７のアノードは、第２ケーブル部１０５ｂの他端に接続されている。
【００６８】
第２ケーブル部１０５ｂの他端は、第８トランジスタＴ８のドレインおよび第８ダイオードＤ８のカソードに接続されており、かつ、第８トランジスタＴ８のドレインは、第８ダイオードＤ８のカソードに接続されている。
【００６９】
第８トランジスタＴ８のソースは、第８ダイオードＤ８のアノードに接続されており、かつ、第８トランジスタＴ８のソースおよび第８ダイオードＤ８のアノードは、第２電池１０３ｂの負極に接続されている。
【００７０】
なお、第５トランジスタＴ５のゲート、第６トランジスタＴ６のゲート、第７トランジスタＴ７のゲート、および第８トランジスタＴ８のゲートはいずれも、制御部１０９ｂに接続されている。制御部１０９ｂは、第５トランジスタＴ５〜第８トランジスタＴ８の各々のオンオフ制御を行うための制御信号を、これらの各ゲートに供給する。また、他にも制御部１０９ｂは、第２電気自動車１０１ｂに関する各種情報を取得することもできる。ここで、第２電気自動車１０１ｂに関する各種情報としては、第２電池１０３ｂの電池残量、第５トランジスタＴ５〜第８トランジスタＴ８の各々のオンオフ状態等が挙げられる。
【００７１】
以上より、第１電気自動車１０１ａの第１電池１０３ａおよび第１交換電流発生回路１０４ａと、第２電気自動車１０１ｂの第２電池１０３ｂおよび第２交換電流発生回路１０４ｂとは、互いに略同一の構成を有していると言える。また、第１交換電流発生回路１０４ａおよび第２交換電流発生回路１０４ｂはいずれも、周知のフルブリッジ回路を応用して構成された回路であり、当業者であれば、その構成および動作原理を容易に理解することができるであろう。
【００７２】
第１のレグ１０７ａおよび第２のレグ１０８ａの上記接続関係からも明らかであるとおり、第１ケーブル部１０５ａは、第１電池１０３ａと電気的に接続している。同様に、第３のレグ１０７ｂおよび第４のレグ１０８ｂの上記接続関係からも明らかであるとおり、第２ケーブル部１０５ｂは、第２電池１０３ｂと電気的に接続している。
【００７３】
トランス１０６は、第１ケーブル部１０５ａの一部が後述するフェライトコアに巻かれて成る１次巻線１１０ａ、および第２ケーブル部１０５ｂの一部が同フェライトコアに巻かれて成る２次巻線１１０ｂを備えている。
【００７４】
ここで、１次巻線１１０ａと２次巻線１１０ｂとは、巻方向が互いに逆となっている。図１、さらには説明を後述する図３および図４においては、１次巻線１１０ａおよび２次巻線１１０ｂのそれぞれの巻方向を示す、文字ＸおよびＹを表示した。１次巻線１１０ａおよび２次巻線１１０ｂはいずれも、対応するＸからＹへの方向に巻かれている。
【００７５】
トランス１０６は、第１ケーブル部１０５ａと第２ケーブル部１０５ｂとを、互いに非接触の状態で導通させるために設けられている。すなわち、トランス１０６は、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂの一方に電力が入力されると、該電力を、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂの他方に伝達することにより、該導通を実現している。
【００７６】
具体的に、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオンである期間に、１次巻線１１０ａは励磁エネルギーを蓄積し、その後、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオフになると、該励磁エネルギーが２次巻線１１０ｂに伝達される。同様に、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオンである期間に、２次巻線１１０ｂは励磁エネルギーを蓄積し、その後、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオフになると、該励磁エネルギーが１次巻線１１０ａに伝達される。
【００７７】
ここからは、第１電気自動車１０１ａの第１電池１０３ａからの放電により、第２電気自動車１０１ｂの第２電池１０３ｂを充電する動作について説明する。
【００７８】
第１交換電流発生回路１０４ａにおいては、制御部１０９ａからの制御信号により、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオンに制御される一方、第２トランジスタＴ２および第３トランジスタＴ３がオフに維持される。第２交換電流発生回路１０４ｂにおいては、制御部１０９ｂからの制御信号により、第６トランジスタＴ６および第７トランジスタＴ７がオンに制御される一方、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオフに維持される。
【００７９】
第１電池１０３ａからの放電が行われると、第１トランジスタＴ１、第１ケーブル部１０５ａ、第４トランジスタＴ４、第１電池１０３ａ、第１トランジスタＴ１、・・・の順に電流が流れる。なおこのとき、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオンであることは、言うまでも無い。
【００８０】
１次巻線１１０ａは、第１ケーブル部１０５ａから電流が流れると、励磁エネルギーを２次巻線１１０ｂに伝達する。これにより、第２ケーブル部１０５ｂ、第７トランジスタＴ７、第２電池１０３ｂ、第６トランジスタＴ６、第２ケーブル部１０５ｂ、・・・の順に電流が流れる。なおこのとき、第６トランジスタＴ６および第７トランジスタＴ７がオンであることは、言うまでも無い。そして、第２電池１０３ｂに流れる該電流、および第２電池１０３ｂに印加される電圧により、第２電池１０３ｂは充電される。また、次のタイミングにて、第１交換電流発生回路１０４ａにおいては、制御部１０９ｂからの制御信号により、第２トランジスタＴ２および第３トランジスタＴ３がオンに制御される一方、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオフに維持される。また、第２交換電流発生回路１０４ｂにおいては、制御部１０９ｂからの制御信号により、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオンに制御される一方、第６トランジスタＴ６および第７トランジスタＴ７がオフに維持される。
【００８１】
上記伝達時において、１次巻線１１０ａは、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比に応じて、２次巻線１１０ｂに伝達すべき電圧値および電流値の変換を行う。一方、トランスは一般的に、変圧比と変流比とが互いに逆数の関係となる。従って、上記伝達時において、１次巻線１１０ａにおける電力と、２次巻線１１０ｂにおける電力とは、互いに略等しい。このようにして、トランス１０６は、１次巻線１１０ａおよび２次巻線１１０ｂの一方に発生している電力を、１次巻線１１０ａおよび２次巻線１１０ｂの他方に伝達している。
【００８２】
一方、第２電気自動車１０１ｂの第２電池１０３ｂからの放電により、第１電気自動車１０１ａの第１電池１０３ａを充電する動作についても、同様である。第２交換電流発生回路１０４ｂにおいては、制御部１０９ｂからの制御信号により、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオンに制御される一方、第６トランジスタＴ６および第７トランジスタＴ７がオフに維持される。
【００８３】
第１交換電流発生回路１０４ａにおいては、制御部１０９ａからの制御信号により、第２トランジスタＴ２および第３トランジスタＴ３がオンに制御される一方、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオフに維持される。
【００８４】
第２電池１０３ｂからの放電が行われると、第５トランジスタＴ５、第２ケーブル部１０５ｂ、第８トランジスタＴ８、第２電池１０３ｂ、第５トランジスタＴ５、・・・の順に電流が流れる。なおこのとき、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオンであることは、言うまでも無い。
【００８５】
２次巻線１１０ｂは、第２ケーブル部１０５ｂから電流が流れると、励磁エネルギーを１次巻線１１０ａに伝達する。これにより、第１ケーブル部１０５ａ、第３トランジスタＴ３、第１電池１０３ａ、第２トランジスタＴ２、第１ケーブル部１０５ａ、・・・の順に電流が流れる。なおこのとき、第２トランジスタＴ２および第３トランジスタＴ３がオンであることは、言うまでも無い。そして、第１電池１０３ａに流れる該電流、および第１電池１０３ａに印加される電圧により、第１電池１０３ａは充電される。また、次のタイミングにて、第２交換電流発生回路１０４ｂにおいては、制御部１０９ｂからの制御信号により、第７トランジスタＴ７および第６トランジスタＴ６がオンに制御される一方、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオフに維持される。また、第１交換電流発生回路１０４ａにおいては、制御部１０９ａからの制御信号により、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオンに制御される一方、第２トランジスタＴ２および第３トランジスタＴ３がオフに維持される。
【００８６】
図１０に、第１トランジスタＴ１〜第８トランジスタＴ８の各々の、ゲート制御の（ゲート電圧を印加して、ゲートを導通させる）タイミングの一例を示すタイミングチャートを示した。図１０において、第１トランジスタＴ１〜第８トランジスタＴ８の各々は、制御電圧ＶＧｏｎがゲートに印加される間、ゲートが導通するものとする。同期整流を行うためのＭＯＳＦＥＴは、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴより遅れてオンとなり、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴより早くオフとなる。例えば、同期整流を行うためのＭＯＳＦＥＴが第１トランジスタＴ１となる場合、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴは第６トランジスタＴ６となる。また、例えば、同期整流を行うためのＭＯＳＦＥＴが第４トランジスタＴ４となる場合、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴは第７トランジスタＴ７となる。また、例えば、同期整流を行うためのＭＯＳＦＥＴが第２トランジスタＴ２となる場合、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴは第５トランジスタＴ５となる。また、例えば、同期整流を行うためのＭＯＳＦＥＴが第３トランジスタＴ３となる場合、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴは第８トランジスタＴ８となる。さらには、これらの、スイッチングを行うＭＯＳＦＥＴと、同期整流を行うためのＭＯＳＦＥＴとの相互関係は、逆もまた然りである。
【００８７】
図２（ａ）は、ケーブル１０２の構成を具体的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、ケーブル１０２のコネクタおよび電気自動車のプラグの断面図であり、図２（ｃ）は、同コネクタおよびプラグの分解斜視図である。
【００８８】
ケーブル１０２は、一端にコネクタ１１２ａを備えており、他端にコネクタ１１２ｂを備えている。
【００８９】
コネクタ１１２ａは、第１電気自動車１０１ａに設けられたプラグ１１３ａに接続するのに適した形状を有している。例えば、プラグ１１３ａが２つの突起１１５ａ・１１５ａから成る形状である場合、コネクタ１１２ａは、該２つの突起１１５ａ・１１５ａに各々対応した、２つの孔１１６ａ・１１６ａから成る形状であるのが好ましい。これにより、コネクタ１１２ａとプラグ１１３ａとを接続することにより、ケーブル１０２と第１電気自動車１０１ａとを電気的に接続することは容易である。同様に、コネクタ１１２ｂは、第２電気自動車１０１ｂに設けられたプラグ１１３ｂに接続するのに適した形状を有している。例えば、プラグ１１３ｂが２つの突起１１５ｂ・１１５ｂから成る形状である場合、コネクタ１１２ｂは、該２つの突起１１５ｂ・１１５ｂに各々対応した、２つの孔１１６ｂ・１１６ｂから成る形状であるのが好ましい。これにより、コネクタ１１２ｂとプラグ１１３ｂとを接続することにより、ケーブル１０２と第２電気自動車１０１ｂとを電気的に接続することは容易である。
【００９０】
なお、便宜上、図２（ｂ）および図２（ｃ）では、コネクタ１１２ａとプラグ１１３ａとを接続する例のみを示しているが、コネクタ１１２ｂとプラグ１１３ｂとを接続する場合に関しても同様である。
【００９１】
図２（ａ）に示すとおり、トランス１０６において、１次巻線１１０ａおよび２次巻線１１０ｂはそれぞれ、磁性体であるフェライトコア（コア）１１４に巻かれて成る。フェライトコア１１４のかわりに、鉄心等の他の磁性体が用いられてもよい。
【００９２】
また、図２（ａ）に示すとおり、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比は、１でないのが好ましい。
【００９３】
１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比が１である場合、すなわち１次巻線１１０ａの巻数と２次巻線１１０ｂの巻数とが同じである場合、第１電池１０３ａの定格電圧と第２電池１０３ｂの定格電圧とは、ほぼ一致させる必要がある。
【００９４】
一方、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比を、１以外の値にて調整することにより、第１電池１０３ａの定格電圧と第２電池１０３ｂの定格電圧とが異なっている場合であっても、問題無くトランス１０６を用いることが可能である。
【００９５】
上記構成の一例として、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比、または２次巻線１１０ｂに対する１次巻線１１０ａの巻線比は、１．１以上であってもよい。また、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比は、第１電池１０３ａの定格電圧に対する第２電池１０３ｂの定格電圧の比に等しくてもよく、該比の１．１倍以上（比が１以上の場合）または１／１．１倍以下（比が１未満の場合）であってもよい。
【００９６】
特に、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比、または２次巻線１１０ｂに対する１次巻線１１０ａの巻線比を１．１以上にすることにより、第１電池１０３ａおよび第２電池１０３ｂのうち、定格電圧が高い方の電池から放電されて得られた電力に対して、降圧を施すことが可能となる。これにより、第１電池１０３ａおよび第２電池１０３ｂのうち、定格電圧が高い方の電池から放電された電力により、該定格電圧が低い方の電池を充電することが可能となる。この構成は、充電動作として、該定格電圧が高い方の電池から放電された電力による、該定格電圧が低い方の電池の充電のみを行う構成として好適である。
【００９７】
また、第１トランジスタＴ１が導通するタイミングと、第５トランジスタＴ５が導通するタイミングとを同期させるのが好ましい。同様に、第２トランジスタＴ２が導通するタイミングと、第６トランジスタＴ６が導通するタイミングとを同期させるのが好ましい。同様に、第３トランジスタＴ３が導通するタイミングと、第７トランジスタＴ７が導通するタイミングとを同期させるのが好ましい。同様に、第４トランジスタＴ４が導通するタイミングと、第８トランジスタＴ８が導通するタイミングとを同期させるのが好ましい。
【００９８】
いわゆる同期整流を行うことにより、第１トランジスタＴ１のドレイン−ソース間に接続されている第１ダイオードＤ１における電力損失を低減することができる。第２トランジスタＴ２〜第８トランジスタＴ８に関しても同様に、第２ダイオードＤ２〜第８ダイオードＤ８の対応するいずれかにおける電力損失を低減することができる。
【００９９】
例えば、充電（放電）時に、第１ダイオードＤ１において、０．６〜０．７Ｖの電圧が発生すると仮定する。この場合、第１ダイオードＤ１に１００Ａの電流が流れると、第１ダイオードＤ１において６０〜７０Ｗの電力損失が発生する。ここで、第１トランジスタＴ１が導通するタイミングと、第５トランジスタＴ５が導通するタイミングとを同期させる同期整流を行うと、第１ダイオードＤ１の抵抗を下げることができ、電力損失を低減することができる。
【０１００】
但し、上記のように、２つのトランジスタが導通する各タイミングを同期させることは、必須でない。
【０１０１】
すなわち、第１電池１０３ａから放電を行う場合、第５トランジスタＴ５〜第８トランジスタＴ８については、全てオフに維持されていても問題無い。理由は、第５トランジスタＴ５〜第８トランジスタＴ８が全てオフであっても、これらにそれぞれ接続された第５ダイオードＤ５〜第８ダイオードＤ８が、流れる電流を整流することにより、第２電池１０３ｂに整流された電流を供給することができるためである。同様の理由により、第２電池１０３ｂから放電を行う場合、第１トランジスタＴ１〜第４トランジスタＴ４については、全てオフに維持されていても問題無い。
【０１０２】
以上のとおり、システム１００は、ケーブル１０２を通じて、第１電池１０３ａ（第１電気自動車１０１ａの動力源）および第２電池１０３ｂ（第２電気自動車１０１ｂの動力源）の一方から放電された電力により、第１電池１０３ａおよび第２電池１０３ｂの他方を充電することが可能である、電気自動車の充電システムであって、第１電気自動車１０１ａは、第１電池１０３ａから放電された電力から生成した電流を第１ケーブル部１０５ａに出力する動作と、第１ケーブル部１０５ａから入力された電力から生成した電流を第１電池１０３ａに供給する動作とが切り替えられる第１交換電流発生回路１０４ａを備え、第２電気自動車１０１ｂは、第２電池１０３ｂから放電された電力から生成した電流を第２ケーブル部１０５ｂに出力する動作と、第２ケーブル部１０５ｂから入力された電力から生成した電流を第２電池１０３ｂに供給する動作とが切り替えられる第２交換電流発生回路１０４ｂを備え、ケーブル１０２は、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂの一方に入力された電力を、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂの他方に伝達するトランス１０６を備える構成である。
【０１０３】
システム１００は、電池の充電を行うために用いる部材が、第１ケーブル部１０５ａおよび第２ケーブル部１０５ｂ、そしてトランス１０６を備えたケーブル１０２となる。トランス１０６は、ＤＣ−ＤＣコンバータに比して非常に軽いため、持ち運びに要する労力が小さい。従って、システム１００では、充電を行うための労力を低減することが可能となる。
【０１０４】
ところで、システム８０は、電気自動車８１ａと電気自動車８１ｂとを、制御ボックス８４を介して接続している構成である。この構成の場合、制御ボックス８４が動作を開始すると、電気自動車８１ａの電池８２ａからの放電が行われているか否かに関わらず、電気自動車８１ｂに対する電力供給が行われる。
【０１０５】
また、図９には、ＤＣ−ＤＣコンバータ８５の回路構成例を示している。図９に示すとおり、ＤＣ−ＤＣコンバータ８５は、コンデンサ８６を備えている。コンデンサ８６は、電池８２ｂの充電時に発熱する。このため、電池８２ｂの充電時において、発熱したコンデンサ８６に充電を行う者の肌が触れると、充電を行う者が火傷または感電をする虞がある。
【０１０６】
従って、電気自動車の充電システムにおいては、システム８０に対して、安全性のさらなる向上が求められる。
【０１０７】
一方、トランス１０６は、上記の電力の伝達を行う一方、該伝達を行わない期間においては、第１ケーブル部１０５ａと第２ケーブル部１０５ｂとの間を絶縁する。具体的には、第１トランジスタＴ１〜第８トランジスタＴ８によるスイッチングが行われない限り、第１電気自動車１０１ａと第２電気自動車１０１ｂとの間では、電気が流れない。
【０１０８】
また、ケーブル１０２は、コンデンサが不要である。このため、充電作業中に、充電を行う者が該コンデンサに触れ、火傷または感電する虞は、非常に低い。
【０１０９】
従って、システム１００においては、従来技術に係るシステムに対して、安全性のさらなる向上が可能である。
【０１１０】
〔実施の形態２〕
図３は、本実施の形態に係る電気自動車の充電システム３００（以下、「システム３００」と称する）の主要部の構成を示す回路図である。
【０１１１】
システム３００は、システム１００と以下の点が異なっている。
【０１１２】
すなわち、第１電気自動車３０１ａは、第１電気自動車１０１ａの構成に加え、第１交換電流発生回路１０４ａと第１ケーブル部１０５ａとの接続部分に、インダクタ３０２ａを備えている。同様に、第２電気自動車（他の電気自動車）３０１ｂは、第２電気自動車１０１ｂの構成に加え、第２交換電流発生回路１０４ｂと第２ケーブル部１０５ｂとの接続部分に、インダクタ３０２ｂを備えている。
【０１１３】
インダクタ３０２ａは、第１ケーブル部１０５ａを通じる電力に対して、昇圧または降圧を施すためのものである。同様に、インダクタ３０２ｂは、第２ケーブル部１０５ｂを通じる電力に対して、昇圧または降圧を施すためのものである。
【０１１４】
システム１００においては、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比を変更しない限り、第１電池１０３ａの定格電圧と第２電池１０３ｂの定格電圧とを、ほぼ一致させる必要があった。
【０１１５】
一方、システム３００においては、１次巻線１１０ａに対する２次巻線１１０ｂの巻線比を変更せずとも、第１電池１０３ａの定格電圧と第２電池１０３ｂの定格電圧とが異なっている場合に、問題無くトランス１０６を用いることが可能である。
【０１１６】
すなわち、トランス１０６による電力の伝達が開始されると、インダクタ３０２ａおよび３０２ｂはいずれも、トランス１０６において発生する磁界により、自らが電流を流す。また、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４がオンからオフになると、インダクタ３０２ａは、電位が上昇する。同様に、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８がオンからオフになると、インダクタ３０２ｂは、電位が上昇する。
【０１１７】
これにより、インダクタ３０２ａは１次巻線１１０ａに、インダクタ３０２ｂは２次巻線１１０ｂに、それぞれ、高い値の電流および電圧を与えることが可能となり、昇圧が可能となる。
【０１１８】
同様の要領により、インダクタ３０２ａは１次巻線１１０ａに、インダクタ３０２ｂは２次巻線１１０ｂに、それぞれ、低い値の電流および電圧を与えることが可能となり、降圧が可能となる。
【０１１９】
なお、インダクタ３０２ａは、第１トランジスタＴ１および第４トランジスタＴ４のスイッチングまでの期間が短い程、高電位となる。同様に、インダクタ３０２ｂは、第５トランジスタＴ５および第８トランジスタＴ８のスイッチングまでの期間が短い程、高電位となる。
【０１２０】
〔実施の形態３〕
図４は、本実施の形態に係る電気自動車の充電システム４００（以下、「システム４００」と称する）の主要部の構成を示す回路図である。
【０１２１】
システム４００は、システム１００および３００と以下の点が異なっている。
【０１２２】
すなわち、システム４００は、システム１００または３００（図４では、システム３００）の構成に加え、第１電気自動車と第２電気自動車との間での通信を行うための通信線をさらに備えている。
【０１２３】
具体的に、上記通信線を備えるシステム４００は、以下の構成により実現することが可能である。
【０１２４】
すなわち、システム４００は、第１電気自動車４０１ａ、第２電気自動車（他の電気自動車）４０１ｂ、およびケーブル４０２を備えている。
【０１２５】
第１電気自動車４０１ａは、第１電気自動車１０１ａまたは３０１ａ（図４では、第１電気自動車３０１ａ）の構成に加え、共に一端が制御部１０９ａに接続された、通信線部４０３ａ・４０３ａを備えている。同様に、第２電気自動車４０１ｂは、第２電気自動車１０１ｂまたは３０１ｂ（図４では、第２電気自動車３０１ｂ）の構成に加え、共に一端が制御部１０９ｂに接続された、通信線部４０３ｂ・４０３ｂを備えている。
【０１２６】
ケーブル４０２は、ケーブル１０２の構成に加え、第１通信用ケーブル４０５ａおよび第２通信用ケーブル４０５ｂを備えている。第１通信用ケーブル４０５ａおよび第２通信用ケーブル４０５ｂは、それぞれの一部が、フェライトコアに巻かれてトランス４０６を構成していてもよいが、トランス４０６を備える構成は必須でない。
【０１２７】
第１通信用ケーブル４０５ａの一端は、一方の通信線部４０３ａの他端に接続されている。同様に、第２通信用ケーブル４０５ｂの一端は、一方の通信線部４０３ｂの他端に接続されている。
【０１２８】
第１通信用ケーブル４０５ａの他端は、他方の通信線部４０３ａの他端に接続されている。同様に、第２通信用ケーブル４０５ｂの他端は、他方の通信線部４０３ｂの他端に接続されている。
【０１２９】
システム４００は、例えば以上のように構成された通信線を介して、第１電気自動車４０１ａと第２電気自動車４０１ｂとの間での通信を行う。これにより、システム４００では、第１電気自動車４０１ａと第２電気自動車４０１ｂとの間での情報交換、上記同期整流の精緻な制御、充電および／または放電の、開始および／または終了のタイミングの制御等を行うことが可能となる。
【０１３０】
図５（ａ）は、ケーブル５０２の構成を具体的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、ケーブル５０２のコネクタおよび電気自動車のプラグの断面図であり、図５（ｃ）は、同コネクタおよびプラグの分解斜視図である。
【０１３１】
図５（ａ）では、説明の便宜上、ケーブル４０２から、トランス４０６を省略したケーブル５０２を参照して、説明を行う。該省略に伴い、第１通信用ケーブル４０５ａおよび第２通信用ケーブル４０５ｂは、通信用ケーブル５０５へと変更されている。
【０１３２】
ケーブル５０２は、一端にコネクタ５１２ａを備えており、他端にコネクタ５１２ｂを備えている。
【０１３３】
コネクタ５１２ａは、第１電気自動車４０１ａに設けられた通信線対応のプラグ５１３ａに接続するのに適した形状を有している。例えば、プラグ５１３ａが、プラグ１１３ａの構成に加え、通信線用の突起５１５ａを備える形状である場合、コネクタ５１２ａは、コネクタ１１２ａの構成に加え、該突起５１５ａに対応した孔５１６ａを備える形状であるのが好ましい。これにより、図２（ａ）〜（ｃ）に示した場合と同様に、コネクタ５１２ａとプラグ５１３ａとを接続することにより、ケーブル５０２と第１電気自動車４０１ａとを電気的に接続することは容易である。同様に、コネクタ５１２ｂは、第２電気自動車４０１ｂに設けられた通信線対応のプラグ５１３ｂに接続するのに適した形状を有している。例えば、プラグ５１３ｂが、プラグ１１３ｂの構成に加え、通信線用の突起５１５ｂを備える形状である場合、コネクタ５１２ｂは、コネクタ１１２ｂの構成に加え、該突起５１５ｂに対応した孔５１６ｂを備える形状であるのが好ましい。これにより、図２（ａ）〜（ｃ）に示した場合と同様に、コネクタ５１２ｂとプラグ５１３ｂとを接続することにより、ケーブル５０２と第２電気自動車４０１ｂとを電気的に接続することは容易である。
【０１３４】
なお、便宜上、図５（ｂ）および図５（ｃ）では、コネクタ５１２ａとプラグ５１３ａとを接続する例のみを示しているが、コネクタ５１２ｂとプラグ５１３ｂとを接続する場合に関しても同様である。
【０１３５】
図６（ａ）は、ケーブル５０２の変形例であるケーブル６０２を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に係るフェライトコア６１４の分割箇所の断面図である。
【０１３６】
図６から明らかである通り、フェライトコア６１４が、１次巻線１１０ａと２次巻線１１０ｂとの間で、コア部６１４ａおよびコア部６１４ｂのように、分割することが可能であるのが好ましい。
【０１３７】
上記構成のフェライトコア６１４の一例としては、周知の磁気接触型のものが挙げられる。また、コア部６１４ａおよびコア部６１４ｂは、分割されたコア部６１４ａおよびコア部６１４ｂを組み合わせて元のフェライトコア６１４の形状に戻すための、位置あわせピン６１５・６１５を備えるのが好ましい。
【０１３８】
フェライトコア６１４を用いた場合、１次巻線１１０ａと２次巻線１１０ｂとの間でコアを分割することができる。これにより、１次巻線１１０ａに対して２次巻線１１０ｂを取り外し、該１次巻線１１０ａおよび２次巻線１１０ｂの少なくとも一方を別の巻数のものに交換することにより、巻線比を容易に変更することができる。
【０１３９】
図７（ａ）は、ケーブルの端部の形状を示す斜視図である。また、図７（ｂ）は、電気自動車における、ケーブルの挿入口の構成を示す斜視図である。
【０１４０】
ロックアーム７０１は、ケーブル１０２のコネクタ１１２ａを挿入口７１０に挿入したときに、コネクタ１１２ａが車両側のコネクタ（図示しない）から外れないように、ロックを行うものである。
【０１４１】
充電表示ランプ７０２は、例えば赤色のＬＥＤ（Laser Emitting Diode：発光ダイオード）によって構成されている。例えば、充電表示ランプ７０２は、ケーブル１０２が通電状態である場合に点灯する構成とすることができる。
【０１４２】
リリースレバー７０３は、ロックレバー７０４のロックを解除し、また、ロックアーム７０１による上記ロックを解除するものである。
【０１４３】
ロックレバー７０４は、ケーブル１０２を、車両側のコネクタに設けられた端子（プラグ１１３ａ）と電気的に接続するものであり、ロックレバー７０４を握りつつ、コネクタ１１２ａを挿入口７１０に挿入することで、上記の電気的接続が可能となる。
【０１４４】
また、７０５はハンドル、７０６はギャップタイヤケーブルである。
【０１４５】
挿入口７１０は、電気自動車における、ケーブルの挿入口である。キャップ７１１を開くと、プラグ１１３ａが設けられている。
【０１４６】
なお、ここでは、ケーブル１０２のコネクタ１１２ａへの挿入に関して説明を行ったが、ケーブル１０２のコネクタ１１２ｂへの挿入に関しても、上記の説明と同様のことが言える。
【０１４７】
なお、第１電気自動車または第２電気自動車のかわりに、直流電流および電圧による電力供給が可能な装置が接続されてもよい。
【０１４８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、電気自動車の電池からの放電により、他の電気自動車の電池を充電する、電気自動車の充電システムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１００    電気自動車の充電システム
１０１ａ  第１電気自動車
１０１ｂ  第２電気自動車（他の電気自動車）
１０２    ケーブル
１０３ａ  第１電池
１０３ｂ  第２電池
１０４ａ  第１交換電流発生回路
１０４ｂ  第２交換電流発生回路
１０５ａ  第１ケーブル部
１０５ｂ  第２ケーブル部
１０６    トランス（接続部）
１０７ａ  第１のレグ
１０７ｂ  第３のレグ
１０８ａ  第２のレグ
１０８ｂ  第４のレグ
１１０ａ  １次巻線
１１０ｂ  ２次巻線
１１４    フェライトコア（コア）
３００    電気自動車の充電システム
３０１ａ  第１電気自動車
３０１ｂ  第２電気自動車（他の電気自動車）
３０２ａ  インダクタ
３０２ｂ  インダクタ
４００    電気自動車の充電システム
４０１ａ  第１電気自動車
４０１ｂ  第２電気自動車（他の電気自動車）
４０２    ケーブル
４０３ａ  通信線部（通信線）
４０３ｂ  通信線部（通信線）
４０５ａ  第１通信用ケーブル（通信線）
４０５ｂ  第２通信用ケーブル（通信線）
５０５    通信用ケーブル（通信線）
６０２    ケーブル
６１４    フェライトコア（コア）
Ｄ１  第１ダイオード
Ｄ２  第２ダイオード
Ｄ３  第３ダイオード
Ｄ４  第４ダイオード
Ｄ５  第５ダイオード
Ｄ６  第６ダイオード
Ｄ７  第７ダイオード
Ｄ８  第８ダイオード
Ｔ１  第１トランジスタ
Ｔ２  第２トランジスタ
Ｔ３  第３トランジスタ
Ｔ４  第４トランジスタ
Ｔ５  第５トランジスタ
Ｔ６  第６トランジスタ
Ｔ７  第７トランジスタ
Ｔ８  第８トランジスタ
【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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