(57)【要約】【課題】電気自動車用充電装置が備えるべき機能安全性を確保することができる充電装置を提供する。【解決手段】商用電源等を電力変換して所望の出力電流を供給するN台の直流電源ユニット2001〜200Nと、各直流電源ユニットの出力電流を検出する検出部300と、各直流電源ユニットの出力と各出力ケーブルとの接続構成を設定するユニット出力構成設定部400と、各出力ケーブルの電流検出および、許容電流容量検出を行う検出部500と、上記電流検出部の各々およびユニット出力構成設定部から得られる各種の情報を基に演算を行い、各直流電源ユニットの動作を個別に制御する制御部100とにより構成されている。各直流電源ユニット2001〜200Nは、電気自動車もしくは、ガソリン、電気のハイブリッド自動車に電気的エネルギーを供給するバッテリー充電用の充電器で、最大出力を１つの筐体に納められたｎ台の直流電源ユニットにて出力する構成とされる。【選択図】図１
2012147556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車もしくは、ガソリン、電気のハイブリッド自動車に電気的エネルギーを供給するバッテリー充電用の充電器で、最大出力を１つの筐体に納められたｎ台の直流電源ユニットにて出力する構成とし、該ｎ台の直流電源ユニットを自由に組合せて、最大、ｎ台の充電器に分けて使用することが可能な充電装置において、
各出力ケーブルの許容電流容量を検出する手段と、各直流電源ユニットの出力電流を検出する手段と、各直流電源ユニットの出力と各出力ケーブルとの接続構成を設定するユニット出力構成設定手段と、前記各出力ケーブルの電流を検出する手段と、前記電流検出手段のおのおのおよび前記ユニット出力構成設定手段から得られる各種の情報を基に演算を行い、各直流電源ユニットの動作を個別に制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記各直流電源ユニットに試験的に電流を流し、前記各直流電源ユニットの出力電流検出手段と前記各出力ケーブルの電流検出手段とにより、前記各直流電源ユニットが接続されている出力ケーブルを特定する、もしくは、前記各直流電源ユニットが接続されていないことを特定する、と共に、前記各出力ケーブルの許容電流容量検出手段を用いて、前記各出力ケーブルの許容電流容量を超えた接続になっていないことを判定することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記各出力ケーブルの許容電流容量検出手段の代わりに、前記各出力ケーブルの温度上昇を検出する温度検出手段を備え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】
前記ユニット出力構成設定手段は、
各出力ケーブルの許容電流容量と各直流電源ユニットの出力電流容量で決定する専用の出力中継用コネクタを用いて、該各出力ケーブルと該各直流電源ユニットとを接続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４】
前記ユニット出力構成設定手段は、
各出力ケーブルの許容電流容量と各直流電源ユニットの出力電流容量で決定する専用の中継基板を用いて、該各出力ケーブルと該各直流電源ユニットとを接続することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車もしくは、ガソリン、電気のハイブリッド自動車に電気的エネルギーを供給するバッテリー充電用の充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、下記特許文献１に示された従来装置の構成例を示す図である。
図８にかかる電気自動車用充電装置の構成について簡単に説明する。一般商用電力、太陽光発電パネルや風力発電などを電源とする、交流電力あるいは、直流電力を電源とし、充電装置18に給電する。充電装置18は、充電対象となる二次電池との接続部、二次電池側との情報のやり取りを行う通信手段19、充電開始、充電停止などの入力情報を取り込む入力部20、これらの情報を取り込んで制御を行う制御部21、制御部21の制御信号により、二次電池側に電力を供給する直流電源部22から構成されている。直流電源部22は、複数の直流安定化電源回路で構成されている。この直流安定化電源回路の出力部には、スイッチが接続されており、スイッチを操作することにより、任意の接続部と接続することが可能となっている。このような構成にすることで、充電対象となる二次電池などの充電容量に応じて、直流安定化電源回路の接続個数が自由に変更できるので、様々な二次電池に対して、最適な状態での充電が可能となる。しかも、複数同時に充電する場合でも、充電対象となる各二次電池の容量や特性に関係なく、相互干渉することなく、独立に充電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-199752号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に示された従来装置の構成例では、複数の直流安定化電源回路とスイッチを用いて、複数の接続部のうちの任意の接続部に接続することが可能なので、様々な二次電池に対して最適な状態での充電が可能であると共に、複数同時に独立回路での充電が可能となり、高機能な充電装置を構成できるが、以下のような課題がある。
（１）スイッチの誤動作などで、１つの接続部に、多くの直流安定化電源回路が接続されてしまい、充電対象となる二次電池側の配線もしくは、充電装置の接続部の配線に許容電流以上の電流が流れてしまう恐れがあり、配線の破損などにより、使用者へ危害が及ぶことにもつながりかねない。
【０００５】
そこで本発明は、電気自動車用充電装置が備えるべき機能安全性を確保することができる充電装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に記載の発明では、電気自動車もしくは、ガソリン、電気のハイブリッド自動車に電気的エネルギーを供給するバッテリー充電用の充電器で、最大出力を１つの筐体に納められたｎ台の直流電源ユニットにて出力する構成とし、該ｎ台の直流電源ユニットを自由に組合せて、最大、ｎ台の充電器に分けて使用することが可能な充電装置において、
各出力ケーブルの許容電流容量を検出する手段と、各直流電源ユニットの出力電流を検出する手段と、各直流電源ユニットの出力と各出力ケーブルとの接続構成を設定するユニット出力構成設定手段と、前記各出力ケーブルの電流を検出する手段と、前記電流検出手段のおのおのおよび前記ユニット出力構成設定手段から得られる各種の情報を基に演算を行い、各直流電源ユニットの動作を個別に制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記各直流電源ユニットに試験的に電流を流し、前記各直流電源ユニットの出力電流検出手段と前記各出力ケーブルの電流検出手段とにより、前記各直流電源ユニットが接続されている出力ケーブルを特定する、もしくは、前記各直流電源ユニットが接続されていないことを特定する、と共に、前記各出力ケーブルの許容電流容量検出手段を用いて、前記各出力ケーブルの許容電流容量を超えた接続になっていないことを判定することを特徴とする。
【０００７】
また請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の充電装置において、
前記各出力ケーブルの許容電流容量検出手段の代わりに、前記各出力ケーブルの温度上昇を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
また請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の充電装置において、
前記ユニット出力構成設定手段は、
各出力ケーブルの許容電流容量と各直流電源ユニットの出力電流容量で決定する専用の出力中継用コネクタを用いて、該各出力ケーブルと該各直流電源ユニットとを接続することを特徴とする。
【０００９】
また請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の充電装置において、
前記ユニット出力構成設定手段は、
各出力ケーブルの許容電流容量と各直流電源ユニットの出力電流容量で決定する専用の中継基板を用いて、該各出力ケーブルと該各直流電源ユニットとを接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各直流電源ユニット（従来装置例における直流安定化電源回路に相当）が一つの出力ケーブルに誤って過多に接続された場合でも、その状態を検知し、充電装置を止めることが可能となる、あるいは、各直流電源ユニットが１つの出力ケーブルに過多に接続できない構造としているので、装置（配線部）の破損、および、使用者への危害を防ぐことが出来る。このようにして電気自動車用充電装置が備えるべき機能安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る請求項１に記載した発明の構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る請求項２に記載した発明の構成を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成の第１実施例を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成の第２実施例を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成の第３実施例を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る請求項４に記載した発明の構成の第１実施例を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態に係る請求項４に記載した発明の構成の第２実施例を説明する図である。
【図８】特許文献１に示された従来装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る請求項１に記載した発明の構成を説明する図である。図１に示す本発明の電気自動車用充電装置は、商用電源等を電力変換して所望の出力電流を供給するN台の直流電源ユニット2001〜200Nと、各直流電源ユニットの出力電流を検出する検出部300と、各直流電源ユニットの出力と各出力ケーブルとの接続構成を設定するユニット出力構成設定部400と、各出力ケーブルの電流検出および、許容電流容量検出を行う検出部500と、上記検出部および設定部から得られる各種の情報を基に演算を行い、各直流電源ユニットの動作を個別に制御する制御部100とにより構成されている。なお各直流電源ユニット2001〜200Nは、電気自動車もしくは、ガソリン、電気のハイブリッド自動車に電気的エネルギーを供給するバッテリー充電用の充電器で、最大出力を１つの筐体に納められたｎ台の直流電源ユニットにて出力する構成とし、該ｎ台の直流電源ユニットを自由に組合せて、最大、ｎ台の充電器に分けて使用することを可能にしている。
【００１３】
そして各直流電源ユニットの出力電流を検出する検出部300の具体的な構成例としては、各直流電源ユニット2001〜200Nの出力ケーブルもしくは、配線バーなどに、個別に電流センサー(図示せず)を接続し、その信号を制御部100に入力することで実現できる。なお各出力ケーブルの電流検出部500における電流検出についても同様な構成で実現することができる。
【００１４】
またユニット出力構成設定部400は、図８に示した従来構成のスイッチと同様に、各直流電源ユニット2001〜200Nの出力と各出力ケーブル600との接続構成を設定することでコネクタ部(接続部)700のうちの任意の複数の二次電池接続端子7001〜700Nに接続可能とするものである。
【００１５】
さらに各出力ケーブルの許容電流容量を検出する検出部500の具体的な構成例としては、出力ケーブル600の許容電流容量に対応したコネクタ形状(図示せず)としておき、当該形状を有するコネクタ(図示せず)を基板(図示せず)側に接続することで、そのコネクタ形状により、許容電流容量を判定することで実現できる。もしくは、各出力ケーブル600側に、許容電流容量を識別できる識別手段（例えば、バーコードや色別シールなど）(図示せず)を設けておき、充電装置1000側に、上記識別手段を特定できる読み取り機(図示せず)を設けて、その情報を制御部100に送ることでも実現できる。
【００１６】
このような構成とすることで、充電対象となる二次電池の充電特性などに応じた最適な出力形態とすることが可能で、かつ、複数の二次電池を同時にかつ、独立して充電することができる。その上、各直流電源ユニットの出力電流および、各出力ケーブルに流れる電流が検出できるため、制御部100は、１つ１つの直流電源ユニットを個別に動作させることで、どの直流電源ユニットがどこの出力ケーブルに接続されているかの接続状況を容易に知ることができる。
【００１７】
また制御部100は、出力ケーブルの許容電流容量の検出機能を用いて、各出力ケーブルに、許容電流容量以上の電流が流れる可能性があるかどうかを判定できる。これらは、設定値ではなく、実際の接続状態として把握することができるので、例えば、ユニット出力構成設定部400の構成設定に誤りがあったとしても、実際の接続状態から出力ケーブルの許容電流容量を検出することが可能である。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態に係る請求項２に記載した発明の構成を説明する図である。図２に示す本発明の電気自動車用充電装置は、図１の構成における出力ケーブルの許容電流容量検出部500の代わりに、出力ケーブルの温度検出部510を設けた構成にしたものである。
【００１９】
このような構成とすることで、制御部100は、出力ケーブルの許容電流容量検出を行わずに、出力ケーブルの温度検出によって、ある設定温度以上の温度が検出されたときに、出力ケーブルの過負荷と判断して出力を停止することができるため、図１に示した構成と同様な効果を得ることができる。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成の第１実施例を説明する図である。図３に示す本発明の電気自動車用充電装置では、ユニット出力構成設定部400の一態様として専用の中継コネクタを設けて直流電源ユニットと出力ケーブルを接続する構成の中継コネクタの一例を示す図である。例えば、直流電源ユニット2001〜200Nの各出力可能容量を10Aとし、出力ケーブル600の出力可能容量を40Aとすると、図３の構成のように、直流電源ユニット2001〜200N出力側のコネクタ410を正方形の形状としたユニット出力側中継コネクタ420としておき、出力ケーブル600側は、直流電源ユニット2001〜200N出力側のコネクタ410が４つ接続できる形状の出力ケーブル側中継コネクタ450としておく。直流電源ユニット2001〜200N側のコネクタ410の形状は、出力容量に応じて変更することにすれば、他の出力容量のユニット出力側中継コネクタは、出力ケーブル側中継コネクタ450に接続することが出来ない。また、出力ケーブル600側も専用の中継コネクタ450としているので、出力容量10Aのユニット出力側中継コネクタ410であれば、最高４つまでしか接続できないので、出力ケーブル600の許容出力容量を超える接続を容認してしまうという心配がなくなる。
【００２１】
図４は、本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成の第２実施例を説明する図である。図４に示す本発明の電気自動車用充電装置では、図３に示した専用の中継コネクタを、直流電源ユニット2001〜200Nの各出力可能容量を20A、出力ケーブル600の出力可能容量を60Aとした場合の例である。直流電源ユニット2001〜200N出力側のコネクタ430は、円形の形状としたユニット出力側中継コネクタ440となっており、他の電流容量のものとは形状を変えている。出力ケーブル600側は、20A出力のユニット出力側中継コネクタ430が３つまで接続できる形状の出力ケーブル側中継コネクタ470となっている。
【００２２】
図５は、本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成の第３実施例を説明する図である。図５に示す本発明の電気自動車用充電装置では、ユニット出力構成設定部400の更に別の態様として、出力ケーブル600側の中継コネクタ470’は、形状を80A品と同一にして、１つの接続部(嵌合部)を非導通としたものである。つまり、中継コネクタ470’における一つの嵌合部を非導通とすることで、80A用コネクタを60A用コネクタとして使用可能にする。このようにすることでも、図４の構成と同一の効果が得られる。
【００２３】
以上のように本発明の実施形態に係る請求項３に記載した発明の構成では、直流電源ユニットの切り替えを行う場合には、充電装置の入力電源(商用電源等)を切り離した状態で、手動にて所望の接続に切り替える必要があるが、専用の中継コネクタを用いることで、接続間違いによる出力ケーブルの破損や使用者への危害の心配が無くなる。
【００２４】
図６は、本発明の実施形態に係る請求項４に記載した発明の構成の第１実施例を説明する図である。図６に示す本発明の電気自動車用充電装置では、図３〜図５に示すような専用の中継コネクタを使用する代わりに、コネクタは、専用にせず、中継コネクタ接続用の中継基板900を用いて、この中継基板900を直流電源ユニット2001〜200Nの容量と出力ケーブル600の容量とに合わせた専用の基板にすることで、同一の効果が得られるようにしたものである。図６の構成においては、各直流電源ユニット2001〜200Nの出力容量が10Aで、出力ケーブル600の許容容量が40Aの場合の中継基板の例を示している。中継基板900上には、ユニット出力用中継端子910がユニット台数分×４（出力ケーブルに接続可能なユニット数）分、接続してある。また、出力ケーブル用中継端子950が出力ケーブル台数分、接続してある。各直流電源ユニット2001〜200Nの出力は、所望の出力ケーブルと接続されている基板側中継端子（もしくは、コネクタ）950に手動で接続する形となる。
【００２５】
図７は、本発明の実施形態に係る請求項４に記載した発明の構成の第２実施例を説明する図である。図７の構成は、図６に示す中継基板を充電装置の出力構成に合わせて専用化した構成とするものである。図７の構成では、直流電源ユニット１〜３（2001〜2003）を出力１用中継端子に、直流電源ユニット４〜N（2004〜200N）を出力２用中継端子に、それぞれ使用するユニット出力用中継端子920と、ユニット出力用中継端子920の各中継端子を出力１及び出力２に導通・接続する出力ケーブル用中継端子960と、を備える中継基板990を示している。電気的な導通は、プリントパターンで構成してもよいし、銅バーを上手く組み合わせた構成にしても、どのような構成であってもよい。このような構成とすることで、出力構成を変更する場合には、中継基板990ごと取り替えることで、中継基板上の中継端子（あるいは、コネクタ）の数を最小限に抑えることができる。
【００２６】
以上、本発明によれば、各直流電源ユニット（従来装置例における直流安定化電源回路に相当）が一つの出力ケーブルに誤って過多に接続された場合でも、その状態を検知し、充電装置を止めることが可能となる、あるいは、各直流電源ユニットが１つの出力ケーブルに過多に接続できない構造としているので、装置（配線部）の破損、および、使用者への危害を防ぐことができる。このようにして電気自動車用充電装置が備えるべき機能安全性を確保することができる。
【符号の説明】
【００２７】
100   制御部
300   ユニット出力電流検出部
400   ユニット出力構成設定部
410   ユニット出力側中継コネクタ(10A用側面)
420   ユニット出力側中継コネクタ(10A用正面)
430   ユニット出力側中継コネクタ(20A用側面)
440   ユニット出力側中継コネクタ(20A用正面)
450   出力ケーブル側中継コネクタ(40A用正面)
460   出力ケーブル側中継コネクタ(40A用側面)
470   出力ケーブル側中継コネクタ(60A用正面)
470'  出力ケーブル側中継コネクタ(80A用正面)
480   出力ケーブル側中継コネクタ(60A用側面)
480'  出力ケーブル側中継コネクタ(80A用側面)
500   出力ケーブル電流検出及び許容電流容量検出部
510   出力ケーブル温度検出部
600   出力ケーブル
700   コネクタ部(接続部)
900   中継基板(その１)
910   ユニット出力用中継端子(その１)
920   ユニット出力用中継端子(その２)
950   出力ケーブル用中継端子(その１)
960   出力ケーブル用中継端子(その２)
990   中継基板(その２)
1000  充電装置
2001〜200N  ユニット１〜N
7001〜700N  二次電池接続端子
【図１】
2012147556.tif 000003
【図２】
2012147556.tif 000004
【図３】
2012147556.tif 000005
【図４】
2012147556.tif 000006
【図５】
2012147556.tif 000007
【図６】
2012147556.tif 000008
【図７】
2012147556.tif 000009
【図８】
2012147556.tif 000010