(57)【要約】【課題】二次電池の充電中に充放電コネクタの短絡故障により負荷が作動することを防止する充電コネクタを提供する。【解決手段】一方の極の二次電池給電線２２と一方の極の負荷給電線２４とに接続する第１の端子２１１と、他方の極の二次電池給電線２３に接続する第２の端子２１２と、他方の極の負荷給電線２５に接続され且つ負荷３の駆動時に他方の極の二次電池給電線に接続され得る第３の端子２１３とを含む充放電コネクタ２１に接続される充電コネクタ１１において、第１の端子に接続される第１の接続端子１１１と、第２の端子に接続される第２の接続端子１１２と、第３の端子に接続される第３の接続端子１１３とを含み、第１の接続端子１１１は一方の極の充電装置給電線１２に接続し、第２の接続端子１１２は他方の極の充電装置給電線１３に接続し、第３の接続端子１１３は負荷作動防止線１４を通じて一方の極の充電装置給電線に接続するように構成する。【選択図】図１
2017139852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の極の二次電池給電線と一方の極の負荷給電線とに接続する第１の端子と、他方の極の二次電池給電線に接続する第２の端子と、他方の極の負荷給電線に接続され且つ負荷の駆動時に他方の極の二次電池給電線に接続され得る第３の端子とを含む充放電コネクタに接続される充電コネクタであって、
前記第１の端子に接続される第１の接続端子と、
前記第２の端子に接続される第２の接続端子と、
前記第３の端子に接続される第３の接続端子と
を含み、
前記第１の接続端子は一方の極の充電装置給電線に接続し、
前記第２の接続端子は他方の極の充電装置給電線に接続し、
前記第３の接続端子は、負荷作動防止線を通じて前記一方の極の充電装置給電線に接続する
充電コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載の充電コネクタであって、
前記負荷作動防止線は、前記充電コネクタの筐体内で前記一方の極の充電装置給電線に接続する
充電コネクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の充電コネクタと、
前記一方の極の充電装置給電線と前記他方の極の充電装置給電線とに充電電流を供給する充電モジュールと、
前記充電電流が過電流であることを検出すると、前記充電電流の供給を前記充電モジュールに停止させる制御ユニットと
を含む充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電コネクタ及び充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電装置による二次電池の充電と、負荷への二次電池の放電とを切り分けるために、３つの端子を含む充放電コネクタを備えた蓄電装置がある。３つの端子の内、第１の端子は、一方の極の負荷給電線と、一方の極の二次電池給電線とに接続する。第２の端子は、他方の極の二次電池給電線に接続する。第３の端子は、他方の極の負荷給電線に接続する。
【０００３】
二次電池が充電装置により充電される場合、充放電コネクタは、充電装置が備える充電コネクタに接続される。具体的には、充放電コネクタの第１〜第３の端子は、充電コネクタの第１〜第３の端子に夫々接続される。充電コネクタの第１の端子は、一方の極の充電装置給電線に接続され、充電コネクタの第２の端子は、他方の極の充電装置給電線に接続されている。また、充電コネクタの第３の端子は、充電コネクタ内で無接続状態のまま遮蔽されている。
【０００４】
仮に、一方の極が負極であり、他方の極が正極である場合、充電電流は次のような経路で流れる。すなわち、充電装置→他方の極の充電装置給電線→充電コネクタの第２の端子→充放電コネクタの第２の端子→他方の極の二次電池給電線→二次電池という経路で、充電電流は流れる。また、二次電池→一方の極の二次電池給電線→充放電コネクタの第１の端子→充電コネクタの第１の端子→一方の極の充電装置給電線→充電装置という経路で、充電電流は流れる。こうした充電電流によって二次電池は充電される。
【０００５】
一方、二次電池から負荷へ放電される場合、充放電コネクタはジャンパコネクタに接続される。具体的には、充放電コネクタの第１〜第３の端子は、ジャンパコネクタの第１〜第３の端子に夫々接続される。ジャンパコネクタの第１の端子は、ジャンパコネクタ内で無接続状態のまま遮蔽されている。ジャンパコネクタの第２の端子と第３の端子とは、ジャンパ線により相互に接続されている。
【０００６】
仮に、一方の極が負極であり、他方の極が正極である場合、稼動電流は次のような経路で流れる。すなわち、二次電池→他方の極の二次電池給電線→充放電コネクタの第２の端子→ジャンパコネクタの第２の端子→ジャンパ線→ジャンパコネクタの第３の端子→充放電コネクタの第３の端子→他方の極の負荷給電線→負荷という経路で、稼動電流は流れる。また、負荷→一方の極の負荷給電線→一方の極の二次電池給電線→二次電池という経路で、稼動電流は流れる。こうした稼動電流によって二次電池から負荷へ放電される。
【０００７】
なお、関連する技術として、特許文献１〜３に記載の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１３１７９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２８３８９号公報
【特許文献３】特開２００３−０７０１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、充電装置により二次電池が充電される場合に、充放電コネクタの第２の端子と第３の端子とが短絡する（又は短絡している）と、充電装置から供給された電流は、二次電池の他に負荷にも流れる。例えば、一方の極が負極であり、他方の極が正極である場合、前述した経路で二次電池に充電電流が流れると共に、次のような経路で負荷に稼動電流が流れる。すなわち、充電装置→他方の極の充電装置給電線→充電コネクタの第２の端子→充放電コネクタの第２の端子→充放電コネクタの第３の端子→他方の極の負荷給電線→負荷という経路で、稼動電流が流れる。また、負荷→一方の極の負荷給電線→一方の極の二次電池給電線→充放電コネクタの第１の端子→充電コネクタの第１の端子→一方の極の充電装置給電線→充電装置という経路で、稼動電流が流れる。このため、二次電池の充電中に負荷が作動する虞がある。
【００１０】
本発明の一側面に係る目的は、二次電池の充電中に充放電コネクタの短絡故障により負荷が作動することを防止する充電コネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る一つの形態である充電コネクタは、次のような充放電コネクタに接続される。すなわち、充放電コネクタは、一方の極の二次電池給電線と一方の極の負荷給電線とに接続する第１の端子と、他方の極の二次電池給電線に接続する第２の端子と、他方の極の負荷給電線に接続され且つ負荷の駆動時に他方の極の二次電池給電線に接続され得る第３の端子とを含む。
【００１２】
充電コネクタは、第１の端子に接続される第１の接続端子と、第２の端子に接続される第２の接続端子と、第３の端子に接続される第３の接続端子とを含む。第１の接続端子は一方の極の充電装置給電線に接続し、第２の接続端子は他方の極の充電装置給電線に接続し、第３の接続端子は、負荷作動防止線を通じて一方の極の充電装置給電線に接続する。
【発明の効果】
【００１３】
一実施形態に従った充電コネクタによれば、二次電池の充電中に充放電コネクタの短絡故障により負荷が作動することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に従った充電コネクタ、該充電コネクタを含む充電装置、該充電装置に接続される蓄電装置、該蓄電装置に接続された負荷、及び該蓄電装置に接続されるジャンパコネクタの構成例を示す図である。
【図２】実施形態に従った充電コネクタ、該充電コネクタを含む充電装置の別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従った充電コネクタ、該充電コネクタを含む充電装置、該充電装置に接続される蓄電装置、該蓄電装置に接続された負荷、及び該蓄電装置に接続されるジャンパコネクタの構成例を示す図である。図１に示すように、充電装置１は、充電コネクタ１１、一方の極の充電装置給電線１２、他方の極の充電装置給電線１３、負荷作動防止線１４、充電モジュール１５、制御ユニット１６、及び電流センサ１７を含む。以下の説明において、一方の極とは正極及び負極の何れか一方を指し、他方の極とは一方の極とは異なる極を指す。図１に示す一例では、一方の極は負極であり、他方の極は正極である。
【００１６】
充電コネクタ１１は、実施形態に従った充電コネクタの一例である。充電コネクタ１１は、第１の接続端子１１１、第２の接続端子１１２、及び第３の接続端子１１３を含む。第１の接続端子１１１は、一方の極の充電装置給電線１２に接続する。第２の接続端子１１２は、他方の極の充電装置給電線１３に接続する。第３の接続端子１１３は、負荷作動防止線１４を通じて一方の極の充電装置給電線１２に接続する。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、負荷作動防止線１４は、充電コネクタ１１の筐体内で一方の極の充電装置給電線１２に接続されてもよい。また、図２に示すように、負荷作動防止線１４は、ケーブルＣ´を通じて充電コネクタ１１に接続された充電装置１本体の筐体内で、一方の極の充電装置給電線１２に接続されてもよい。図２は、実施形態に従った充電コネクタ、該充電コネクタを含む充電装置の別の構成例を示す図である。
【００１８】
図２に示すように、充電コネクタ１１´と充電装置１´との間のケーブルＣ´には、一方の極の充電装置給電線１２、他方の極の充電装置給電線１３、及び負荷作動防止線１４が含まれる。一方、図１（Ａ）に示すように、充電コネクタ１１と充電装置１との間のケーブルＣには、一方の極の充電装置給電線１２と他方の極の充電装置給電線１３とが含まれ、負荷作動防止線１４は含まれない。このため、ケーブルＣの重さはケーブルＣ´の重さよりも軽く、ケーブルＣの太さはケーブルＣ´の太さよりも細くなり得る。したがって、実施形態に従った充電コネクタ及び充電装置を図１（Ａ）に示すように構成すれば、図２に示すように構成した場合と比べて、充電コネクタを充放電コネクタに着脱するためにケーブルを扱うユーザの操作性を向上させることができる。
【００１９】
充電モジュール１５は、入力された交流電力を所定の直流電力に変換して出力する装置であり、例えば、ＡＣ―ＤＣ（Alternating Current - Direct Current）コンバータやＤＣ―ＤＣ（Direct Current - Direct Current）等により構成される。充電モジュール１５は、一方の極の充電装置給電線１２と他方の極の充電装置給電線１３とに充電電流を供給する。
【００２０】
制御ユニット１６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）といったプロセッサ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。制御ユニット１６は、充電装置１の各部の動作を制御する装置である。例えば、制御ユニット１６は、一方の極の充電装置給電線１２と他方の極の充電装置給電線１３とに流れる充電電流が過電流であることを検出すると、充電電流の供給を充電モジュール１５に停止させる。過電流は、他方の極の充電装置給電線１３に接続された電流センサ１７による測定値を基に検出されてもよい。なお、電流センサ１７は、一方の極の充電装置給電線１２に接続されてもよい。
【００２１】
蓄電装置２は、充放電コネクタ２１、一方の極の二次電池給電線２２、他方の極の二次電池給電線２３、一方の極の負荷給電線２４、他方の極の負荷給電線２５、及び二次電池２６を含む。
【００２２】
充放電コネクタ２１は、第１の端子２１１、第２の端子２１２、及び第３の端子２１３を含む。第１の端子２１１は、一方の極の二次電池給電線２２と一方の極の負荷給電線２４とに接続する。第２の端子２１２は、他方の極の二次電池給電線２３に接続する。第３の端子２１３は、他方の極の負荷給電線２５に接続され、負荷３の駆動時には他方の極の二次電池給電線２３に接続され得る。
【００２３】
二次電池２６は、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、又はリチウムイオンキャパシタである。二次電池２６の一方の極の端子は、一方の極の二次電池給電線２２に接続し、二次電池２６の他方の極の端子は、他方の極の二次電池給電線２３に接続する。なお、図１には、二次電池２６として１つの電池セルが示されているが、二次電池２６は複数の電池セルから構成されてもよい。
【００２４】
蓄電装置２は、負荷３に搭載及び接続される。負荷３は、二次電池２６から供給された電力により駆動する。負荷３は、例えば、電気自動車、ハイブリットカー、又は電動フォークリフトといった車両の走行モータである。
【００２５】
ジャンパコネクタ４は、第１の端子４１、第２の端子４２、第３の端子４３、及びジャンパ線４４を含む。第１の端子４１は、ジャンパコネクタ４内で無接続状態のまま遮蔽される。第２の端子４２と第３の端子４３とは、ジャンパ線４４により相互に接続される。
【００２６】
図１（Ａ）に示すように、充電装置１により二次電池２６が充電される場合、充放電コネクタ２１は充電コネクタ１１に接続される。具体的には、充放電コネクタ２１の第１〜第３の端子２１１〜２１３は、充電コネクタ１１の第１〜第３の接続端子１１１〜１１３に夫々接続される。
【００２７】
一方の極が負極であり、他方の極が正極である場合、充電電流は次のような経路で流れる。すなわち、充電モジュール１５→他方の極の充電装置給電線１３→第２の接続端子１１２→第２の端子２１２→他方の極の二次電池給電線２３→二次電池２６という経路で、充電電流は流れる。また、二次電池２６→一方の極の二次電池給電線２２→第１の端子２１１→第１の接続端子１１１→一方の極の充電装置給電線１２→充電モジュール１５という経路で、充電電流は流れる。こうした充電電流によって二次電池２６は充電される。
【００２８】
一方、図１（Ｂ）に示すように、二次電池２６から負荷３へ放電される場合、充放電コネクタ２１はジャンパコネクタ４に接続される。具体的には、充放電コネクタ２１の第１〜第３の端子２１１〜２１３は、ジャンパコネクタ４の第１〜第３の端子４１〜４３に夫々接続される。
【００２９】
仮に、一方の極が負極であり、他方の極が正極である場合、次のような経路で稼動電流が流れる。すなわち、二次電池２６→他方の極の二次電池給電線２３→第２の端子２１２→第２の端子４２→ジャンパ線４４→第３の端子４３→第３の端子２１３→他方の極の負荷給電線２５→負荷３という経路で、稼動電流は流れる。また、負荷３→一方の極の負荷給電線２４→一方の極の二次電池給電線２２→二次電池２６という経路で、稼動電流は流れる。こうした稼動電流によって二次電池２６から負荷３へ放電される。
【００３０】
実施形態に従った充電コネクタの構成によって、二次電池の充電中に充放電コネクタの短絡故障により負荷が作動すること防止できる仕組みを以下に説明する。
図１（Ａ）に示すように、充放電コネクタ２１に充電コネクタ１１が接続されると、第１の端子２１１は、第１の接続端子１１１を通じて一方の極の充電装置給電線１２に接続される。また、第２の端子２１２は、第２の接続端子１１２を通じて他方の極の充電装置給電線１３に接続される。そして、第３の端子２１３は、第３の接続端子１１３を通じて負荷作動防止線１４に接続される。
【００３１】
負荷作動防止線１４は、一方の極の充電装置給電線１２に接続するため、第３の端子２１３は、負荷作動防止線１４を通じて一方の極の充電装置給電線１２に接続される。この結果、図１（Ｂ）のように充放電コネクタ２１にジャンパコネクタ４が接続される場合とは異なり、他方の極の負荷給電線２５に接続する第３の端子２１３は、一方の極の負荷給電線２４に接続する第１の端子２１１と同電位になる。
【００３２】
仮に、第２の端子２１２と第３の端子２１３とが短絡した（又は短絡している）場合、第２の端子２１２は、第３の端子２１３を通じて一方の極の充電装置給電線１２に接続される。この結果、第３の端子２１３を通じて他方の極の負荷給電線２５に接続する第２の端子２１２と、一方の極の負荷給電線２４に接続する第１の端子２１１とは同電位になる。したがって、一方の極の充電装置給電線１２及び他方の極の充電装置給電線１３を通じて充電モジュール１５から供給された電流は負荷３には流れない。
【００３３】
したがって、充電コネクタによれば、二次電池の充電中に充放電コネクタの短絡故障により負荷が作動することを防止できる。
なお、第２の端子２１２と第３の端子２１３とが短絡すると、充電モジュール１５から出力された充電電流は過電流になり得る。前述したように、制御ユニット１６は、充電電流が過電流であることを検出すると、充電電流の供給を充電モジュール１５に停止させる。このため、過電流に起因する充電装置１の故障は防止できる。
【００３４】
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    充電装置
１１    充電コネクタ
１１１    第１の接続端子
１１２    第２の接続端子
１１３    第３の接続端子
１２    一方の極の充電装置給電線
１３    他方の極の充電装置給電線
１４    負荷作動防止線
１５    充電モジュール
１６    制御ユニット
１７    電流センサ
Ｃ、Ｃ´    ケーブル
２    蓄電装置
２１    充放電コネクタ
２１１    第１の端子
２１２    第２の端子
２１３    第３の端子
２２    一方の極の二次電池給電線
２３    他方の極の二次電池給電線
２４    一方の極の負荷給電線
２５    他方の極の負荷給電線
２６    二次電池
３    負荷
４    ジャンパコネクタ
４１    第１の端子
４２    第２の端子
４３    第３の端子
４４    ジャンパ線
【図１】
2017139852.tif 000003
【図２】
2017139852.tif 000004