JP2000354332A - 電気自動車用充電装置 - Google Patents

電気自動車用充電装置

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JP2000354332A
JP2000354332A JP11161815A JP16181599A JP2000354332A JP 2000354332 A JP2000354332 A JP 2000354332A JP 11161815 A JP11161815 A JP 11161815A JP 16181599 A JP16181599 A JP 16181599A JP 2000354332 A JP2000354332 A JP 2000354332A
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electric vehicle
charging
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Kazuhisa Takahashi
和久 高橋
Tetsuhiro Ishikawa
哲浩 石川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】感電事故等の不具合の発生を防止し安全を確保
する。 【解決手段】充電装置Ａのプラグ２０をコンセントに接
続するとともに、コネクタ２１を電気自動車Ｂのコネク
タ３２に接続すると、試験回路３が擬似的な漏電を発生
させる。そして漏電検出回路２が正常に動作すれば給電
経路Ｌ１，Ｌ２が一旦開路された後、再び閉路されて充
電が開始する。一方、漏電検出回路２に異常が生じてい
る場合には、給電経路Ｌ１，Ｌ２を開路させて充電を行
わない。よって、充電に先立って漏電検出回路２の動作
を確認しているので、正常に動作するときのみ充電を開
始できるようにして感電事故等の不具合の発生を防止し
て安全を確保することができ、充電を円滑に行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部電源を用いて
電気自動車のバッテリを充電する電気自動車用充電装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気自動車のバッテリに商用電源
のような外部電源を用いて充電するには、商用電源をコ
ネクタを介して電気自動車側の車載充電器に接続し、こ
の車載充電器にて商用電源の交流出力を直流出力に変換
してバッテリに供給することで充電を行っている。
【０００３】ここで、バッテリを充電する際に充電装置
の高圧側が電気自動車の車体に漏電した場合等を想定
し、コネクタと商用電源との間に漏電遮断器等を設け、
電気自動車側で漏電した場合に回路を遮断するようにな
っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、漏電遮
断器に異常等があれば充電中に漏電しても回路が遮断さ
れないままの状態が続き、車体に漏電している場合には
人が触れて感電するということも考えられる。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みて為されたもので
あり、請求項１の発明の目的とするところは、感電事故
等の不具合の発生を防止し安全を確保することができる
電気自動車用充電装置を提供することにある。
【０００６】また、請求項２の発明の目的とするところ
は、請求項１の発明の目的に加えて、漏電が発生して回
路が遮断された場合に電気自動車側に漏電で遮断された
ことを知らせるようにした電気自動車用充電装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、電気自動車のバッテリを外部電
源を用いて充電するための電気自動車用充電装置であっ
て、外部電源から電気自動車への給電経路を開閉するリ
レーと、給電経路に流れる電流に基づいて漏電を検出す
る漏電検出手段と、外部電源から給電経路への給電開始
時に擬似的に漏電を発生させる疑似漏電発生手段と、漏
電検出手段にて漏電が検出された場合にリレーを制御し
て給電経路を開路するとともに給電開始時には開路した
給電経路を閉路する制御手段とを備えたことを特徴と
し、外部電源を用いて充電するのに先立って疑似漏電発
生手段によって漏電検出手段や制御手段等が漏電発生時
に正常に動作するかを確認することができ、しかも漏電
検出手段や制御手段が正常に動作して給電経路が開路し
た場合に制御手段が給電経路を再び閉路するから、正常
に動作するときのみ充電を開始できるようにして感電事
故等の不具合の発生を防止し安全を確保することができ
る。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、電気自動車側からリレーをオンオフするための制御
信号が伝送される信号線と、漏電検出手段にて漏電が検
出された場合に信号線を介して電気自動車側に漏電検出
信号を伝送する伝送手段とを備えたことを特徴とし、漏
電が発生して回路が遮断された場合に電気自動車側に漏
電で遮断されたことを知らせることができて使い勝手の
向上が図れる。しかも、制御信号が伝送される信号線を
介して漏電検出信号を伝送することにより、電気自動車
との間の配線を簡素化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を実
施形態により詳細に説明する。
【００１０】図１は本実施形態における概略回路構成を
示している。電気自動車Ｂは、動力源となるモータ（図
示せず）に電力を供給するバッテリ３０、外部電源たる
商用電源（図示せず）から本発明に係る充電装置Ａを介
して供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ
３０を充電する車載充電器３１、車載充電器３１を充電
装置Ａに接続するためのコネクタ３２、車載充電器３１
からバッテリ３０への充電路に挿入されたリレー接点３
３、車載充電器３１に供給される交流出力を検出するた
めの検出部３４、検出部３４の検出結果に応じてリレー
接点３３をオンオフする充電制御装置３５を具備する。
すなわち、充電制御装置３５は検出部３４によって交流
出力が検出されている場合にリレー接点３３をオンして
車載充電器３１によりバッテリ３０を充電し、検出部３
４によって交流出力が検出されていない場合にはリレー
接点３３をオフして車載充電器３１によるバッテリ３０
の充電を停止する。
【００１１】一方、充電装置Ａは、商用電源を供給する
ためのコンセント（図示せず）に抜き差し自在に接続さ
れる接地極付のプラグ２０と、電気自動車Ｂのコネクタ
３２に接続されるコネクタ２１と、プラグ２０とコネク
タ２１の間に形成される給電経路Ｌ１，Ｌ２及び接地線
Ｌ３の途中に設けられる漏電遮断部１とで構成される。
ここで、コネクタ２１には給電経路Ｌ１，Ｌ２及び接地
線Ｌ３の他に電気自動車Ｂの充電制御装置３５との間で
信号の授受を行うための信号線Ｌｓが接続されている。
また、この信号線Ｌｓは漏電遮断部１内で接地線Ｌ３と
接続されている。
【００１２】漏電遮断部１は、給電経路Ｌ１，Ｌ２に挿
入された常開型のリレー接点ｒ1a，ｒ1bを有するリレー
Ｒｙ１と、給電経路Ｌ１，Ｌ２が貫通する零相変流器Ｚ
ＣＴと、零相変流器ＺＣＴの出力（不平衡電流）に基づ
いて漏電を検出する漏電検出回路２と、漏電発生時に給
電経路Ｌ１，Ｌ２が確実に開路するか否かをテスト（試
験）するための試験回路３と、リレー接点ｒ1a，ｒ1bよ
りもプラグ２０側においてリレーＲｙ１の励磁コイルを
介して給電経路Ｌ１，Ｌ２間に直列接続された常開型の
リレー接点ｒ２を有し漏電検出回路２によって駆動され
る漏電遮断用リレーＲｙ２と、給電経路Ｌ１，Ｌ２間に
リレー接点ｒ２と直列に接続された常開型のリレー接点
ｒ３を有し励磁コイルが信号線Ｌｓに挿入された充電制
御用リレーＲｙ３と、信号線Ｌｓと接地線Ｌ３の間に抵
抗Ｒ１を介して充電制御用リレーＲｙ３と並列に接続さ
れた常開型のリレー接点ｒ４を有し漏電検出回路２によ
って駆動される信号伝送用リレーＲｙ４と、零相変流器
ＺＣＴを挟んで給電経路Ｌ１，Ｌ２間に抵抗Ｒ２ととも
に直列接続された常開型のリレー接点ｒ５を有し試験回
路３によって駆動される試験用リレーＲｙ５とを具備す
る。
【００１３】ここで、漏電遮断部１にはプラグ２０を介
して商用電源から各部の動作用電源を作成する電源回路
（図示せず）が設けてあり、プラグ２０をコンセントに
接続した時点から電源回路が漏電検出回路２に動作用電
源を供給する。而して、電源回路から動作用電源の供給
が開始されると、漏電検出回路２が漏電遮断用リレーＲ
ｙ２を駆動してリレー接点ｒ２をオンする。またコネク
タ２１を電気自動車Ｂのコネクタ３２に接続すれば、充
電制御装置３５が充電モードに移行して信号線ＬｓをＨ
レベルとして充電制御用リレーＲｙ３を駆動してリレー
接点ｒ３をオンする。その結果、リレーＲｙ１の励磁コ
イルに商用電源から電流が流れてリレー接点ｒ1a，ｒ1b
がオンして給電経路Ｌ１，Ｌ２が閉路され、商用電源か
ら電気自動車Ｂの車載充電器３１に対して交流電力が供
給される。
【００１４】また、電気自動車Ｂ側あるいは充電装置Ａ
側で漏電が発生した場合には零相変流器ＺＣＴの出力側
に不平衡電流が流れるから、この不平衡電流を漏電検出
回路２にて検出する。不平衡電流のレベルが所定値以上
であれば漏電が生じているものと判断して漏電検出回路
２は漏電遮断用リレーＲｙ２を駆動してリレー接点ｒ２
をオフする。その結果、リレーＲｙ１には励磁電流が流
れなくなるからリレー接点ｒ1a，ｒ1bがオフして給電経
路Ｌ１，Ｌ２が開路され、漏電による感電事故等の不具
合の発生が防止できる。
【００１５】ここで、漏電検出回路２は、漏電検出時に
信号伝送用リレーＲｙ４を駆動してリレー接点ｒ４をオ
ンすることにより、信号線Ｌｓをリレー接点ｒ４及び抵
抗Ｒ１を介して接地線Ｌ３に接続して信号線Ｌｓのレベ
ルをＬレベルに落とし、これによって漏電検出信号を信
号線Ｌｓを介して電気自動車Ｂの充電制御装置３５に伝
送する。つまり、電気自動車Ｂ側では信号線ＬｓがＬレ
ベルに変化することで漏電検出信号を受け取り、漏電の
発生を知ることができるから、使い勝手の向上が図れる
ものである。しかも、充電制御装置３５から充電装置Ａ
の充電制御用リレーＲｙ３を駆動する制御信号が伝送さ
れる信号線Ｌｓによって漏電検出信号を伝送するように
しているから、漏電検出信号を伝送するための信号線を
別途設ける必要が無く、充電装置Ａと電気自動車Ｂとの
間の配線を簡素化することができるという利点がある。
【００１６】次に本発明の要旨である試験回路３の動作
について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００１７】充電装置Ａのプラグ２０をコンセントに接
続するとともにコネクタ２１を電気自動車Ｂのコネクタ
３２に接続すれば（Ｓ１）、上述のように漏電遮断用リ
レーＲｙ２が駆動されてリレー接点ｒ２がオンし（Ｓ
２）、また信号線Ｌｓの電圧（制御信号）が充電制御装
置３５によってＨレベルとされ（Ｓ３）、充電制御用リ
レーＲｙ３が駆動されてリレー接点ｒ３がオンする（Ｓ
４）。その結果、リレーＲｙ１が駆動されてリレー接点
ｒ1a，ｒ1bがオンして給電経路Ｌ１，Ｌ２が閉路される
（Ｓ５）。
【００１８】試験回路３は信号線Ｌｓの電圧を監視して
おり、給電開始時点から最初に信号線Ｌｓの電圧がＨレ
ベルとなった時点で試験用リレーＲｙ５を駆動してリレ
ー接点ｒ５をオンすることで擬似的な漏電電流を流す
（Ｓ６）。また、漏電遮断部１には図示しないタイマ回
路が設けてあり、試験回路３が試験用リレーＲｙ５を駆
動してからの時間をカウントしている。そして、タイマ
回路で１秒間がカウントされると試験回路３は試験用リ
レーＲｙ５の駆動を停止してリレー接点ｒ５をオフす
る。
【００１９】而して、漏電検出回路２が正常ならば、試
験回路３によって流される擬似的な漏電電流に基づいて
漏電を検出し（Ｓ７）、漏電遮断用リレーＲｙ２を駆動
してリレー接点ｒ２をオフし（Ｓ８）、リレーＲｙ1の
駆動を停止することでリレー接点ｒ1a，ｒ1bをオフして
給電経路Ｌ１，Ｌ２を開路する（Ｓ９）。さらに漏電検
出回路２は信号伝送用リレーＲｙ４を駆動してリレー接
点ｒ４をオンする（Ｓ１０）。これにより、信号線Ｌｓ
の電圧がＬレベルに低下することで漏電検出信号が電気
自動車Ｂの充電制御装置３５に伝送される（Ｓ１１）。
信号線Ｌｓを介して漏電検出信号を受け取った充電制御
装置３５は、漏電遮断部１が正常に動作しているものと
判断する。
【００２０】また、試験回路３は試験用リレーＲｙ５の
駆動を停止してから約２秒後に漏電検出回路２をリセッ
トする（Ｓ１２）。リセットされた漏電検出回路２は漏
電遮断用リレーＲｙ２を駆動してリレー接点ｒ２をオン
するとともに（Ｓ１３）、信号伝送用リレーＲｙ４の駆
動を停止してリレー接点ｒ４をオフする（Ｓ１４）。リ
レー接点ｒ４がオフすれば信号線Ｌｓの電圧がＨレベル
に戻るため、充電制御用リレーＲｙ３が駆動されてリレ
ー接点ｒ３がオンとなる。その結果、リレーＲｙ１が駆
動されてリレー接点ｒ1a，ｒ1bがオンして給電回路Ｌ
１，Ｌ２が閉路され（Ｓ１５）、充電が開始される（Ｓ
１６）。
【００２１】一方、漏電検出回路２に異常があって漏電
が検出されない場合（Ｓ７）、漏電遮断用リレーＲｙ２
が駆動されたままとなってリレー接点ｒ２がオンのまま
となり、また信号伝送用リレーＲｙ４が駆動されないた
めに信号線Ｌｓの電圧がＨレベルのまま変化しない（Ｓ
１７）。そこで、充電制御装置３５は信号線Ｌｓの電圧
がＬレベルに変化しないことから漏電検出回路２に何ら
かの異常が生じているものと判断し、信号線Ｌｓの電圧
を略ゼロとし（Ｓ１８）、充電制御用リレーＲｙ３の駆
動を停止してリレー接点ｒ３をオフする（Ｓ１９）。そ
の結果、リレーＲｙ１には駆動電流が供給されなくなっ
てリレー接点ｒ1a，ｒ1bがオフして給電経路Ｌ１，Ｌ２
が開路され（Ｓ２０）、充電が中止される（Ｓ２１）。
【００２２】上述のように本実施形態では、充電に先立
って試験回路３により擬似的な漏電を発生させて漏電検
出回路２が正常に動作するか否かを確認し、正常に動作
しない、つまり給電経路Ｌ１，Ｌ２が開路されない場合
には、充電制御用リレーＲｙ３のリレー接点ｒ３をオフ
することでリレーＲｙ１の駆動を停止してリレー接点ｒ
1a，ｒ1bをオフして給電経路Ｌ１，Ｌ２を開路させるか
ら、正常に動作するときのみ充電を開始できるようにし
て感電事故等の不具合の発生を防止して安全を確保する
ことができ、充電を円滑に行うことができる。しかも、
充電装置Ａのプラグ２０をコンセントに接続するととも
にコネクタ２１を電気自動車Ｂのコネクタ３２に接続す
ることで自動的に上記確認作業が行えるため、非常に使
い勝手がよいものである。
【００２３】
【発明の効果】請求項１の発明は、電気自動車のバッテ
リを外部電源を用いて充電するための電気自動車用充電
装置であって、外部電源から電気自動車への給電経路を
開閉するリレーと、給電経路に流れる電流に基づいて漏
電を検出する漏電検出手段と、外部電源から給電経路へ
の給電開始時に擬似的に漏電を発生させる疑似漏電発生
手段と、漏電検出手段にて漏電が検出された場合にリレ
ーを制御して給電経路を開路するとともに給電開始時に
は開路した給電経路を閉路する制御手段とを備えたの
で、外部電源を用いて充電するのに先立って疑似漏電発
生手段によって漏電検出手段や制御手段等が漏電発生時
に正常に動作するかを確認することができ、しかも漏電
検出手段や制御手段が正常に動作して給電経路が開路し
た場合に制御手段が給電経路を再び閉路するから、正常
に動作するときのみ充電を開始できるようにして感電事
故等の不具合の発生を防止し安全を確保することができ
るという効果がある。
【００２４】請求項２の発明は、電気自動車側からリレ
ーをオンオフするための制御信号が伝送される信号線
と、漏電検出手段にて漏電が検出された場合に信号線を
介して電気自動車側に漏電検出信号を伝送する伝送手段
とを備えたので、漏電が発生して回路が遮断された場合
に電気自動車側に漏電で遮断されたことを知らせること
ができて使い勝手の向上が図れ、しかも、制御信号が伝
送される信号線を介して漏電検出信号を伝送することに
より、電気自動車との間の配線を簡素化することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略回路構成図であ
る。
【図２】同上の動作説明用のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 漏電遮断部 ２ 漏電検出回路 ３ 試験回路 Ｒｙ１ リレー Ｒｙ２ 漏電遮断用リレー Ｒｙ３ 充電制御用リレー Ｒｙ４ 信号伝送用リレー Ｒｙ５ 試験用リレー ＺＣＴ 零相変流器 Ｌ１，Ｌ２ 給電経路 Ｌｓ 信号線
フロントページの続き (72)発明者 石川 哲浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA11 CC02 EA08 FA04 5G004 AA05 AB02 BA01 CA02 CA08 DA01 DC06 5G058 BB02 BC04 BC16 BD10 BD11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気自動車のバッテリを外部電源を用い
    て充電するための電気自動車用充電装置であって、外部
    電源から電気自動車への給電経路を開閉するリレーと、
    給電経路に流れる電流に基づいて漏電を検出する漏電検
    出手段と、外部電源から給電経路への給電開始時に擬似
    的に漏電を発生させる疑似漏電発生手段と、漏電検出手
    段にて漏電が検出された場合にリレーを制御して給電経
    路を開路するとともに給電開始時には開路した給電経路
    を閉路する制御手段とを備えたことを特徴とする電気自
    動車用充電装置。
  2. 【請求項２】 電気自動車側からリレーをオンオフする
    ための制御信号が伝送される信号線と、漏電検出手段に
    て漏電が検出された場合に信号線を介して電気自動車側
    に漏電検出信号を伝送する伝送手段とを備えたことを特
    徴とする請求項１記載の電気自動車用充電装置。
JP11161815A 1999-06-09 1999-06-09 電気自動車用充電装置 Withdrawn JP2000354332A (ja)

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