(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの電力が車載充電器を介して充電される蓄電デバイスを備える電気自動車の充電構造であって、
車内外を連通するケーブル穴を車体のフロアパネルに形成し、
前記フロアパネルの上面側に、一端部が前記車載充電器に接続されて他端部が前記ケーブル穴に向かう車内ケーブルを配設し、
前記外部電源からの充電ケーブルが充電時に接続される充電口部を車体の外装パネルに複数設け、
前記複数の充電口部の中から任意の充電口部を、前記フロアパネルの下面側に配設される車外ケーブルを介して前記車内ケーブルに接続することを特徴とする電気自動車の充電構造。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車の充電構造において、
前記ケーブル穴を前記フロアパネルの中央部に形成し、前記車内ケーブルと何れの前記充電口部間であっても、同じ長さ寸法の前記車外ケーブルで接続することを特徴とする電気自動車の充電構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源を用いて充電される蓄電デバイスを備える電気自動車の充電構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源として電動モータのみを備える電気自動車や、駆動源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電気自動車がある。電気自動車にはバッテリやキャパシタ等の蓄電デバイスが搭載され、蓄電デバイスから電動モータに対して電力が供給される。また、外部電源によって蓄電デバイスを充電するため、車体には充電口が設けられており、充電時には外部電源から延びる充電ケーブルが充電口に対して接続される(例えば、特許文献１参照)。蓄電デバイスに対する充電方法としては、給電ステーション等に設置される急速充電器の充電ケーブルを充電口に接続する方法や、家庭用電源のコンセントから延びる充電ケーブルを充電口に接続する方法がある。電気自動車の使い勝手を考慮した場合には、急速充電器による蓄電デバイスの充電を可能とするだけでなく、家庭用電源による蓄電デバイスの充電を可能とすることが望ましい。
【特許文献１】特開平６−２８４５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車体に対する充電口の設置位置については、通常、車種が同一であれば一様に設定されることになる。しかしながら、充電口の設置位置を一様に設定することは、家庭用電源を用いて充電するユーザの利便性を損なうおそれがある。すなわち、家庭用電源と駐車場とは様々な位置関係を有するため、電気自動車を駐車場に停めたときに、家庭用電源のコンセント側に車体の充電口が向いていない場合もある。この場合には、コンセントから延ばした充電ケーブルを、電気自動車を取り囲むように引き回す必要があるが、充電ケーブルを長く引き回すことは、ユーザによる充電ケーブルの接続作業を繁雑にするだけでなく、安全面からも好ましいものではなかった。一方、充電時におけるユーザの利便性を向上させるため、個々のユーザ側の事情に合わせて充電口の設置位置を適宜設定したり、車体の前後左右に複数の充電口を設置したりすることも考えられるが、このような対応を採ることは電気自動車の高コスト化を招く要因となっていた。
【０００４】
本発明の目的は、電気自動車にかかるコストを抑制しながら、充電時におけるユーザの利便性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電気自動車の充電構造は、外部電源からの電力が車載充電器を介して充電される蓄電デバイスを備える電気自動車の充電構造であって、車内外を連通するケーブル穴を車体のフロアパネルに形成し、前記フロアパネルの上面側に、一端部が前記車載充電器に接続されて他端部が前記ケーブル穴に向かう車内ケーブルを配設し、前記外部電源からの充電ケーブルが充電時に接続される充電口部を車体の外装パネルに複数設け、前記複数の充電口部の中から任意の充電口部を、前記フロアパネルの下面側に配設される車外ケーブルを介して前記車内ケーブルに接続することを特徴とする。
【０００６】
本発明の電気自動車の充電構造は、前記ケーブル穴を前記フロアパネルの中央部に形成し、前記車内ケーブルと何れの前記充電口部間であっても、同じ長さ寸法の前記車外ケーブルで接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車内外を連通するケーブル穴をフロアパネルに形成し、フロアパネルの上面側に車載充電器から延びる車内ケーブルをケーブル穴に向けて配設し、充電時に充電ケーブルが接続される充電口部を外装パネルに複数設けるようにしたので、複数の充電口部から利用者に選択される任意の充電口部を、フロアパネルの下面側に配設される車外ケーブルを用いて車内ケーブルに接続することが可能となる。これにより、利用者によって選択された充電口部を容易に機能させることができ、電気自動車の使い勝手を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は電気自動車１０の内部構造を示す概略図であり、この電気自動車１０には本発明の一実施の形態である電気自動車の充電構造が採用されている。図１に示すように、車体前部には駆動源としてのモータジェネレータ１１が搭載されている。このモータジェネレータ１１には歯車列１２を介して前輪駆動軸１３が連結され、前輪駆動軸１３は駆動輪である前輪１４に連結されている。つまり、モータジェネレータ１１と前輪１４とは歯車列１２および前輪駆動軸１３を介して連結され、モータ動力によって前輪１４が駆動されることになる。また、制動時にはモータジェネレータ１１を発電させることにより、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することが可能となる。このような電気自動車１０には、モータジェネレータ１１に供給する電力を蓄えるため、蓄電デバイスとしてリチウムイオンバッテリ等の高電圧バッテリ１５が搭載されている。
【０００９】
モータジェネレータ１１のトルクや回転数を制御するため、モータジェネレータ１１にはインバータ１６が接続されている。このインバータ１６は通電ケーブル１７，１８を介して高電圧バッテリ１５に接続されており、インバータ１６は高電圧バッテリ１５からの直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ１１に供給する。また、高電圧バッテリ１５からの直流電流を案内する通電ケーブル１７，１８には、電力系統に対する高電圧バッテリ１５の接続状態を切り換えるメインリレー１９が設けられている。さらに、高電圧バッテリ１５の充放電状態を制御するため、高電圧バッテリ１５にはバッテリ制御ユニット(ＢＣＵ)２０が接続されている。なお、バッテリ制御ユニット２０は、高電圧バッテリ１５の電圧、電流、温度等に基づいて、高電圧バッテリ１５の残存容量を算出することが可能である。そして、インバータ１６の駆動状態や高電圧バッテリ１５の充放電状態を制御するため、電気自動車１０には車両制御ユニット(ＥＶＣＵ)２１が設けられている。車両制御ユニット２１、バッテリ制御ユニット２０、インバータ１６等は、通信ネットワーク２２を介して互いに接続されており、車両状態に基づいて車両制御ユニット２１からインバータ１６等に対して制御信号が出力される。
【００１０】
また、高電圧バッテリ１５に対する急速充電を可能とするため、車体側部には急速充電用の受電側コネクタ３０が設置されている。この受電側コネクタ３０は一対の接続端子３１，３２を有しており、一方の接続端子３１は通電ケーブル３３を介して通電ケーブル１７に接続され、他方の接続端子３２は通電ケーブル３４を介して通電ケーブル１８に接続されている。すなわち、受電側コネクタ３０の接続端子３１，３２は、高電圧バッテリ１５の正極と負極とに接続されることになる。そして、急速充電器３５が設置される給電ステーション等において、電気自動車１０の高電圧バッテリ１５を急速充電する際には、受電側コネクタ３０に対して急速充電器３５から延びる充電ケーブル３６，３７の先端に設けられる給電側コネクタ３８が接続される。この給電側コネクタ３８には、受電側コネクタ３０の接続端子３１，３２に対応する一対の接続端子３９，４０が設けられている。また、急速充電器３５は低電圧(例えば２００Ｖ)の交流電流を高電圧(例えば４００Ｖ)の直流電流に変換する昇圧コンバータ４１を有しており、昇圧された直流電流が給電側コネクタ３８から受電側コネクタ３０を経て高電圧バッテリ１５に供給される。
【００１１】
また、受電側コネクタ３０には信号端子４２が設けられており、この信号端子４２は通信ネットワーク２２を介して車両制御ユニット２１に接続されている。さらに、給電側コネクタ３８にも受電側コネクタ３０の信号端子４２に対応する信号端子４３が設けられており、この信号端子４３は通信線４４を介して昇圧コンバータ４１に接続されている。すなわち、受電側コネクタ３０に対して給電側コネクタ３８を接続することにより、急速充電器３５は電気自動車１０の通信ネットワーク２２に接続された状態となっている。これにより、車両状態に応じて昇圧コンバータ４１やリレー４５を制御することができ、適切に急速充電モードを実行することが可能となる。
【００１２】
ところで、電気自動車１０は、急速充電器３５を用いた急速充電モードを備えるだけでなく、外部電源である家庭用電源５０(例えばＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖ)を用いた家庭充電モードを備えている。この家庭充電モードを実行するため、電気自動車１０には車載充電器５１が搭載されており、車載充電器５１は家庭用電源５０からの交流電流を高電圧バッテリ１５に対応した高電圧(例えば４００Ｖ)の直流電流に変換することになる。この車載充電器５１には一対の出力ケーブル５２，５３が設けられており、一方の出力ケーブル５２は通電ケーブル１７に接続され、他方の出力ケーブル５３は通電ケーブル１８に接続されている。すなわち、車載充電器５１の出力ケーブル５２，５３は、高電圧バッテリ１５の正極と負極とに接続されることになる。また、車載充電器５１には一対の入力ケーブル(車内ケーブル)５４，５５が設けられており、これらの入力ケーブル５４，５５の先端にはケーブルコネクタ５６が接続されている。
【００１３】
さらに、車体前部には家庭充電用の受電側コネクタ５７が設けられている。この受電側コネクタ５７は一対の接続端子５８，５９を有しており、一方の接続端子５８には通電ケーブル６０が接続されており、他方の接続端子５９には通電ケーブル６１が接続されている。これらの通電ケーブル６０，６１の先端にはケーブルコネクタ６２が設けられており、このケーブルコネクタ６２は車載充電器側のケーブルコネクタ５６に接続されている。すなわち、受電側コネクタ５７の接続端子５８，５９は、車載充電器５１を介して高電圧バッテリ１５の正極と負極とに接続された状態となっている。そして、家庭用電源５０を用いて高電圧バッテリ１５を充電する際には、家庭用電源５０のコンセント６３に対して充電ケーブルユニット(充電ケーブル)６４の一端に設けられるプラグ６５が接続され、車体側の受電側コネクタ５７に対して充電ケーブルユニット６４の他端に設けられる給電側コネクタ６６が接続される。この給電側コネクタ６６は、受電側コネクタ５７の接続端子５８，５９に対応する一対の接続端子６７，６８を有している。また、車載充電器５１には通信ネットワーク２２が接続されており、車両制御ユニット２１からの制御信号に応じて車載充電器５１が制御されるようになっている。これにより、高電圧バッテリ１５の充電状態に応じて適切に家庭充電モードを実行することが可能となる。
【００１４】
このように、家庭充電モードを実施する際には、充電ケーブルユニット６４を介して家庭用電源５０のコンセント６３と車体側の受電側コネクタ５７とを接続する必要があるが、家庭用電源５０と受電側コネクタ５７とは各家庭において様々な位置関係を有するものである。このため、家庭用電源５０と受電側コネクタ５７との位置関係によっては、電気自動車１０を取り囲むように充電ケーブルユニット６４が引き回されるため、受電側コネクタ５７の設置位置を一様に設定することは好ましいものではない。
【００１５】
そこで、図示する電気自動車１０は、ユーザ(利用者)が受電側コネクタ５７の設置位置を任意に選択することの可能な充電構造を有している。以下、本発明の一実施の形態である電気自動車の充電構造について説明する。ここで、図２(Ａ)は電気自動車１０を示す正面図であり、図２(Ｂ)は電気自動車１０を示す背面図であり、図２(Ｃ)は電気自動車１０を示す側面図である。また、図３(Ａ)および(Ｂ)は車載充電器５１に接続される受電側コネクタ５７の設置手順を示す説明図である。さらに、図４(Ａ)は受電側コネクタ５７が設置された電気自動車１０の一部を切り欠いて示す側面図であり、図４(Ｂ)は受電側コネクタ５７が設置された電気自動車１０の一部を切り欠いて示す正面図である。
【００１６】
図２(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、車体前部を構成する外装パネル７０には２つの充電口部７１，７２が設けられ、車体後部を構成する外装パネル７３には２つの充電口部７４，７５が設けられ、車体側部を構成する外装パネル７６には１つの充電口部７７が設けられている。車体の外装パネル７０，７３，７６に設けられる複数の充電口部７１，７２，７４，７５，７７は、図３(Ａ)に示すように、受電側コネクタ５７の形状に対応するコネクタ取付部７８と、このコネクタ取付部７８を閉塞するキャップ７９とによって構成されている。また、図３(Ａ)に示すように、車体のフロアパネル８０には車内外を連通するケーブル穴８１が形成されており、車載充電器５１から延びる入力ケーブル５４，５５は、ケーブル穴８１に向けてフロアパネル８０の上面８０ａ側に配設されている。このように、外装パネル７０，７３，７６の充電口部７１，７２，７４，７５，７７に受電側コネクタ５７が設置されていない状態で電気自動車１０が生産され、この状態の電気自動車１０が車両工場から販売店等に向けて出荷される。
【００１７】
続いて、ユーザが選択した充電口部７１，７２，７４，７５，７７に受電側コネクタ５７を設置するため、販売店等において車外ケーブルユニット(車外ケーブル)８２が車体に取り付けられる。この車外ケーブルユニット８２は、前述した通電ケーブル６０，６１、受電側コネクタ５７、ケーブルコネクタ６２によって構成されている。車外ケーブルユニット８２を充電口部７１に取り付ける際には、図３(Ｂ)に示すように、外装パネル７０の充電口部７１からキャップ７９が取り外され、充電口部７１のコネクタ取付部７８に対して受電側コネクタ５７が取り付けられる。また、車外ケーブルユニット８２のケーブルコネクタ６２は、フロアパネル８０のケーブル穴８１から露出するケーブルコネクタ５６に対して接続されることになる。なお、図示する場合には、受電側コネクタ５７に対して開閉自在となる給電リッド８３が設けられているが、充電口部７１，７２，７４，７５，７７を構成するキャップ７９を外装パネル７０，７３，７６に対して開閉自在に設けることにより、キャップ７９を給電リッドとして機能させても良い。
【００１８】
すなわち、図４(Ａ)および(Ｂ)に示すように、車外ケーブルユニット８２をフロアパネル８０の下面８０ｂ側に配設することができるため、内装等を取り外すことなく販売店等において車外ケーブルユニット８２を容易に配設することが可能となる。このような充電構造を採用することにより、電気自動車１０にかかるコストを抑制しながら、個々のユーザが受電側コネクタ５７の設置位置を家庭用電源５０に合わせて選択することが可能となる。ここで、図５は電気自動車１０の家庭充電モードの実施状態を示す説明図である。図５に示すように、各家庭において家庭用電源５０の設置位置が異なる場合であっても、受電側コネクタ５７の設置位置をユーザが選択することができるため、電気自動車１０の周囲に充電ケーブルユニット６４を引き回すことなく家庭充電モードを実行することが可能となる。これにより、電気自動車１０の使い勝手を向上させることができるとともに、充電ケーブルユニット６４への干渉等を未然に防止して充電時の安全性を向上させることが可能となる。しかも、フロアパネル８０の下面８０ｂに沿って車外ケーブルユニット８２が配設される構造であるため、引っ越し等によって家庭用電源５０と駐車場Ｐとの位置関係が変更された場合であっても、容易に受電側コネクタ５７の設置位置を変更することが可能となる。
【００１９】
図６(Ａ)および(Ｂ)は他の充電口部７２，７７に対して受電側コネクタ５７を設置した状態を示す概略図であり、図７(Ａ)および(Ｂ)は他の充電口部７４，７５に対して受電側コネクタ５７を設置した状態を示す概略図である。図６および図７に示すように、フロアパネル８０に形成されるケーブル穴８１は、フロアパネル８０の中央部に形成されている。これにより、ケーブル穴８１から各充電口部７１，７２，７４，７５，７７までの距離を所定範囲内に収めることができるため、同じ長さ寸法の車外ケーブルユニット８２を複数の充電口部７１，７２，７４，７５，７７に対応させることが可能となる。このように、車外ケーブルユニット８２の共通化を図ることができるため、電気自動車１０にかかるコストの更なる抑制を図ることが可能となる。なお、図６(Ｂ)に示すように、車体側部に設けられる充電口部７７を機能させるため、車外ケーブルユニット８２をフロアパネル８０の下面８０ｂから外装パネル７６の内側に案内する図示しない穴がフロアパネル８０に対して形成される。この穴には開口部を閉塞するカバーが設けられており、必要に応じてカバーが取り外されることになる。
【００２０】
また、前述の説明では、充電口部７１，７２，７４，７５，７７のうち１つを選択して受電側コネクタ５７を設置しているが、これに限られることはなく、選択された複数の充電口部７１，７２，７４，７５，７７に対して受電側コネクタ５７を設置しても良い。ここで、図８は２つの充電口部７１，７５に受電側コネクタ５７が設置された電気自動車１０の一部を切り欠いて示す側面図である。図８に示すように、車載充電器５１から延びるケーブルコネクタ５６にはアダプタ８４が接続されており、このアダプタ８４に対して一対の車外ケーブルユニット８２が接続されている。このように、複数の充電口部７１，７５に受電側コネクタ５７を設置することにより、ユーザの利便性を更に向上させるようにしても良い。
【００２１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、前述の説明では、動力源として電動モータのみを備える電気自動車１０に対して本発明の充電構造を適用しているが、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド型の電気自動車に対して本発明の充電構造を適用しても良い。また、前述の説明では、販売店等において車外ケーブルユニット８２を取り付けているが、これに限られることはなく、車両工場における電気自動車１０の生産段階で車外ケーブルユニット８２を取り付けるようにしても良い。
【００２２】
また、前述の説明では、受電側コネクタ５７が一体となった車外ケーブルユニット８２を用いるようにしているが、充電口部のコネクタ取付部７８に対して予め受電側コネクタ５７を取り付け、通電ケーブル６０，６１とケーブルコネクタ６２とによって構成される車外ケーブルユニット(車外ケーブル)を用いるようにしても良い。さらに、前述の説明では、コネクタ取付部７８に対してキャップ７９を取り付けるようにしているが、外装パネルに対してキャップ７９を一体に形成し、必要に応じて外装パネルからキャップ７９を切り離すようにしても良い。さらに、図示する場合には、車外ケーブルユニット８２が車外に露出した状態となっているが、車外ケーブルユニット８２に対してカバー等を取り付けても良い。
【００２３】
また、図示する場合には、入力ケーブル５４，５５に設けられるケーブルコネクタ５６がケーブル穴８１から車外に突出しているが、車外ケーブルユニット８２のケーブルコネクタ６２が車外側から接続可能であれば、ケーブルコネクタ５６が車内に配置されていても良い。さらに、前述の説明では、蓄電デバイスとしてリチウムイオンバッテリ等の高電圧バッテリ１５を設けているが、蓄電デバイスとしては他の形式のバッテリやキャパシタであっても良いことはいうまでもない。なお、前述の説明では、モータ動力によって前輪１４を駆動する前輪駆動型の電気自動車１０に本発明を適用しているが、後輪を駆動する後輪駆動型の電気自動車に対して本発明を適用しても良く、前後輪を駆動する四輪駆動型の電気自動車に対して本発明を適用しても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】電気自動車の内部構造を示す概略図である。
【図２】(Ａ)は電気自動車を示す正面図であり、(Ｂ)は電気自動車を示す背面図であり、(Ｃ)は電気自動車を示す側面図である。
【図３】(Ａ)および(Ｂ)は車載充電器に接続される受電側コネクタの設置手順を示す説明図である。
【図４】(Ａ)は受電側コネクタが設置された電気自動車の一部を切り欠いて示す側面図であり、(Ｂ)は受電側コネクタが設置された電気自動車の一部を切り欠いて示す正面図である。
【図５】電気自動車の家庭充電モードの実施状態を示す説明図である。
【図６】(Ａ)および(Ｂ)は他の充電口部に対して受電側コネクタを設置した状態を示す概略図である。
【図７】(Ａ)および(Ｂ)は他の充電口部に対して受電側コネクタを設置した状態を示す概略図である。
【図８】２つの充電口部に受電側コネクタが設置された電気自動車の一部を切り欠いて示す側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    電気自動車
１５    高電圧バッテリ(蓄電デバイス)
５０    家庭用電源(外部電源)
５１    車載充電器
５４，５５    入力ケーブル(車内ケーブル)
６４    充電ケーブルユニット(充電ケーブル)
７０    外装パネル
７１，７２    充電口部
７３    外装パネル
７４，７５    充電口部
７６    外装パネル
７７    充電口部
８０    フロアパネル
８０ａ  上面
８０ｂ  下面
８１    ケーブル穴
８２    車外ケーブルユニット(車外ケーブル)
【図１】
0005103221.tif 000002
【図２】
0005103221.tif 000003
【図３】
0005103221.tif 000004
【図４】
0005103221.tif 000005
【図５】
0005103221.tif 000006
【図６】
0005103221.tif 000007
【図７】
0005103221.tif 000008
【図８】
0005103221.tif 000009