JP2011135663A - In-vehicle charging system and plug-in type electric vehicle equipped with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-vehicle charging system which can protect a person who happens to contact a vehicle body from an electrification accident. <P>SOLUTION: In the in-vehicle charging system 120, a breaker 121 is arranged between a charging connector 110 arranged in the vehicle body Cb and a main battery 130 arranged in a vehicle. Accordingly, if an electrical leak current is generated in the vehicle when applying a commercial power, an electrical connection between the charging connector 110 and a power system 100 is cut off, and the generation of the electrical leak current is prevented. Thereby, in the plug-in type electric vehicle mounted with the in-vehicle charging system, the person who contacts with the vehicle body can be protected from the electrification accident resulting from the electrical leak current. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車載用充電システム及びこれを備えるプラグイン式電気自動車に関し、特に、感電事故に対する安全性の向上を図る際に用いて好適のものである。   The present invention relates to an in-vehicle charging system and a plug-in electric vehicle including the same, and is particularly suitable for use in improving safety against an electric shock accident.

近年、電動モータ及び内燃機関の系統を適宜に選択させ駆動輪に動力を与えるＨＥＶ（Hybrid Electric
Vehicle）が実用化されている。更には、車載用バッテリに関する技術開発の進歩に伴い、バッテリ電力による長距離走行が可能となり、これを受けて、プラグイン式の充電機構を具備するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）についても商品化が行なわれている。加えて、車輌の構成から内燃機関を排除させ、電動モータのみの構成で車輌を走行させるＥＶ（Electric Vehicle）が登場するに至っている。以下、プラグイン式ＨＥＶ及びＥＶをプラグイン式電気自動車と呼ぶ。 In recent years, HEV (Hybrid Electric) that appropriately selects electric motor and internal combustion engine systems and supplies power to drive wheels.
Vehicle) has been put into practical use. Furthermore, along with advances in technological development related to in-vehicle batteries, long-distance running with battery power becomes possible, and in response, HEV (Hybrid Electric Vehicle) equipped with a plug-in charging mechanism will be commercialized. It is. In addition, EVs (Electric Vehicles) have been introduced in which the internal combustion engine is excluded from the configuration of the vehicle and the vehicle is driven only by the electric motor. Hereinafter, the plug-in HEV and EV are referred to as a plug-in electric vehicle.

プラグイン式電気自動車１は、図７に示す如く、高圧側電力系統１０ａ及び低圧側電力系統１０ｂとから成る電力系統１０が車輌内に組み込まれている。このうち、高圧側電力系統１０ａは、車輌のボディーに設けられた充電用コネクタ１１と、当該充電用コネクタ１１に接続され商用電力を直流電力に変換させる車載用充電システム１２と、車載用充電システム１２の出力電力によって充電されるメインバッテリ１３と、メインバッテリ１３から電力を受け３相交流電力を生成させるインバータ１４と、インバータ１４によって駆動されるメインモータ１５とから構成されている。高圧側電力系統１０ａでは、家庭用コンセントに充電用コネクタ１１が接続されると、出力電圧が３００Ｖ〜４００Ｖ程度のメインバッテリ１３を充電させ、当該メインバッテリ１３の電力を更にインバータ１４にて変換させることにより、メインモータ１５を適宜に駆動させる。当該高圧側電力系統１０ａは、高電圧が加えられるため、車輌のシャーシＣｂ１又はボディーＣｂ２から絶縁状態Ｚが保たれ、これにより、搭乗者等は、ボディーＣｂ２に接触しても、高電圧による感電から保護される。以下、シャーシＣｂ１又はボディーＣｂ２を「車体Ｃｂ」と呼ぶ。   As shown in FIG. 7, the plug-in electric vehicle 1 includes a power system 10 including a high-voltage power system 10a and a low-voltage power system 10b. Among them, the high-voltage power system 10a includes a charging connector 11 provided on the vehicle body, an in-vehicle charging system 12 that is connected to the charging connector 11 and converts commercial power into DC power, and an in-vehicle charging system. The main battery 13 is charged by 12 output power, the inverter 14 receives power from the main battery 13 and generates three-phase AC power, and the main motor 15 is driven by the inverter 14. In the high-voltage power system 10a, when the charging connector 11 is connected to a household outlet, the main battery 13 having an output voltage of about 300V to 400V is charged, and the power of the main battery 13 is further converted by the inverter 14. As a result, the main motor 15 is appropriately driven. Since the high voltage side power system 10a is applied with a high voltage, the insulation state Z is maintained from the chassis Cb1 or the body Cb2 of the vehicle. Protected from. Hereinafter, the chassis Cb1 or the body Cb2 is referred to as a “vehicle body Cb”.

低圧側電力系統１０ｂは、メインバッテリ１３の後段に接続され数百ボルトの高電圧を１４ボルト程度の低電圧へ変換させるＤＣ−ＤＣコンバータ１６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６の出力電力によって充電されるサブバッテリ１７と、当該サブバッテリ１７によって駆動される図示されない車載用機器（パワーウインドウ、パワーステアリング、フューエルポンプ、照明機器、オーディオ等）とから構成される。低圧側電力系統１０ｂは、供給された高電圧を１４ボルト程度の低電圧に変換させると供に、当該低電圧によってサブバッテリ１７を充電させる。そして、サブバッテリ１７から１２ボルト程度の電圧が出力されることにより、後段の各種車載用機器に電力が与えられる。低圧側電力系統１０ｂは、陽極側に接続される電源ラインＰｐと陰極側に接続される電源ラインＰｎとによって配線され、陰極側の電源ラインＰｎは、車体Ｃｂと同電位にされている。   The low-voltage side power system 10b is connected to the rear stage of the main battery 13 and is charged by the DC-DC converter 16 that converts a high voltage of several hundred volts into a low voltage of about 14 volts, and the output power of the DC-DC converter 16. The sub-battery 17 and a vehicle-mounted device (power window, power steering, fuel pump, lighting device, audio, etc.) (not shown) driven by the sub-battery 17 are configured. The low voltage side electric power system 10b converts the supplied high voltage into a low voltage of about 14 volts and charges the sub battery 17 with the low voltage. Then, when a voltage of about 12 volts is output from the sub-battery 17, electric power is supplied to various in-vehicle devices in the subsequent stage. The low-voltage power system 10b is wired by a power supply line Pp connected to the anode side and a power supply line Pn connected to the cathode side, and the power supply line Pn on the cathode side has the same potential as the vehicle body Cb.

上述した従来例に係るプラグイン式電気自動車は、特開平１０−１３６５１０号公報（特許文献１）、特開平１１−０６９５１２号公報（特許文献２）、特開２００１−２１９７３３号公報（特許文献３）、特開２００９−０１７６７５号公報（特許文献４）、特開２００９−０９５１５７号公報（特許文献５）、等で紹介されており、この他、かかる技術分野において広く知られている。   The plug-in type electric vehicle according to the conventional example described above is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-136510 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-069512 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-219733 (Patent Document 3). ), JP 2009-017675 A (Patent Document 4), JP 2009-095157 A (Patent Document 5), and the like, and is widely known in this technical field.

特開平１０−１３６５１０号公報JP-A-10-136510 特開平１１−０６９５１２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-069512 特開２００１−２１９７３３号公報JP 2001-219733 A 特開２００９−０１７６７５号公報JP 2009-017675 A 特開２００９−０９５１５７号公報JP 2009-095157 A

しかしながら、図７で説明された技術では、何らかの絶縁不良が起きて、高圧側電力系統１０ａから車体Ｃｂへと漏電電流が流れると、車体Ｃｂは、当該車体と接地面とが絶縁されているので、漏電電流に伴って車体表面に高電荷を帯電させてしまう。このとき、車体に接触した者（例えば、搭乗者、充電作業者等）は、車体と接地面との電位差によって体内にアース電流が流れ、其の電流値によっては感電してしまう惧れがある。尚、車内に生じる漏電電流は、ハーネスの接続が解かれて端子部が車体に接触してしまう場面、又は、イオンマイグレーション、車載機器のヒートシンクと実装素子との絶縁劣化等、種々の要因で起こり得る。また、当該漏電電流は、高圧側電力系統１０ａから低圧側電力系統１０ｂを介して車体へと流れることも有る。   However, in the technique described with reference to FIG. 7, when some insulation failure occurs and a leakage current flows from the high-voltage power system 10 a to the vehicle body Cb, the vehicle body Cb is insulated from the ground surface. A high charge is charged on the surface of the vehicle body due to the leakage current. At this time, a person who contacts the vehicle body (for example, a passenger, a charging worker, etc.) may be grounded due to a potential difference between the vehicle body and the ground plane, and may receive an electric shock depending on the current value. . In addition, the leakage current generated in the car occurs due to various factors such as the situation where the harness is disconnected and the terminal part comes into contact with the vehicle body, ion migration, insulation deterioration between the heat sink and the mounting element of the in-vehicle device, etc. obtain. Further, the leakage current may flow from the high voltage side power system 10a to the vehicle body via the low voltage side power system 10b.

かかる問題の回避策として、電源ラインを非常遮断させる装置を用いても、漏電電流の検知ミスが偶発的に起きてしまうと、電源ラインの遮断装置（特許請求の範囲における遮断手段に相当）が作動せず、上述同様、車体に漏電電流が流れ、当該車体に接触した者が感電してしまうとの問題が起こり得る。そこで、車載用充電システムでは、漏電電流の検知ミスが生じても遮断装置を駆動させるリカバリー機能を与え、センサー故障等の不測の事態が生じても人体を感電事故から保護できるよう多重の安全設計が求められる。更に、車載用充電システムは、車体に漏電電流が流れてしまうと感電事故を起こす危険度が高くなるため、車体に漏電電流が流れる前に遮断装置を作動させ、感電事故の発生を未然に防ぐ安全機能が求められる。   As a workaround for such a problem, even if a device for emergency shutting off the power supply line is used, if a mistake in detecting a leakage current occurs accidentally, a power supply line shutoff device (corresponding to the shutoff means in the claims) is provided. There is a possibility that a leakage current flows through the vehicle body and the person who contacts the vehicle body gets an electric shock as described above. Therefore, in-vehicle charging systems are provided with a recovery function that drives the circuit breaker even if a leakage current detection error occurs, and a multiple safety design that protects the human body from electric shock accidents even if unforeseen circumstances such as sensor failure occur. Is required. In addition, the in-vehicle charging system increases the risk of an electric shock accident if a leakage current flows through the vehicle body. Therefore, the circuit breaker is activated before the leakage current flows through the vehicle body to prevent an electric shock accident. Safety function is required.

本発明は上記課題に鑑み、車体に接触した者を感電事故から守ることが可能な車載用充電システム及びこれを備えるプラグイン式電気自動車の提供を第１の目的とする。また、感電事故を防止する遮断装置を確実に機能させることが出来る車載用充電システム及びこれを備えるプラグイン式電気自動車の提供を第２の目的とする。更に、感電事故の発生を未然に防ぐ安全機能が与えられた車載用充電システム及びこれを備えるプラグイン式電気自動車の提供を第３の目的とする。   In view of the above problems, it is a first object of the present invention to provide an in-vehicle charging system capable of protecting a person in contact with a vehicle body from an electric shock accident and a plug-in electric vehicle including the same. A second object of the present invention is to provide an in-vehicle charging system capable of reliably functioning a shut-off device that prevents an electric shock accident and a plug-in electric vehicle including the same. Furthermore, a third object is to provide an in-vehicle charging system provided with a safety function for preventing the occurrence of an electric shock accident and a plug-in type electric vehicle including the same.

上記課題を解決するため、本発明では次のような車載用充電システムの構成とする。即ち、車体に設けられた充電用コネクタと、電源ラインを介して供給される商用電力を変換させ車輌に搭載された高圧用バッテリへ充電電力を供給する電力変換回路と、前記商用電力を供給しているときに漏電状態を検出すると前記電源ラインを遮断させ前記商用電力による前記電力変換回路への電力供給を停止させる遮断手段とを少なくとも備え、
前記遮断手段は、前記充電用コネクタと前記電力変換回路との間に接続されていることとする。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration of an in-vehicle charging system. That is, a charging connector provided on the vehicle body, a power conversion circuit for converting commercial power supplied via a power line and supplying charging power to a high voltage battery mounted on the vehicle, and supplying the commercial power And a cutoff means for shutting off power supply to the power conversion circuit by the commercial power by shutting off the power supply line when a leakage state is detected,
The blocking means is connected between the charging connector and the power conversion circuit.

また、本発明では次のような車載用充電システムの構成としても良い。即ち、電源ラインを介して供給される商用電力を変換させ車輌に搭載された高圧用バッテリへ充電電力を供給する電力変換回路と、前記商用電力を供給しているときに漏電状態を検出すると前記電源ラインを遮断させ前記商用電力による前記電力変換回路への電力供給を停止させる遮断手段と、車両に構成された電力系統と車体との間の絶縁状態が良好か不良かの判定を行なう絶縁状態判定回路と、前記絶縁状態判定回路の判定信号に応じて前記遮断手段を遮断動作させる遮断動作誘発回路とを少なくとも備えることとする。   Moreover, in this invention, it is good also as a structure of the following vehicle-mounted charging systems. That is, a power conversion circuit that converts commercial power supplied via a power supply line and supplies charging power to a high-voltage battery mounted on a vehicle, and a leakage state detected when the commercial power is supplied Insulation state for judging whether the insulation state between the power system configured in the vehicle and the vehicle body is good or bad, and the cutoff means for shutting off the power supply line and stopping the power supply to the power conversion circuit by the commercial power It is assumed that at least a determination circuit and a cutoff operation inducing circuit that causes the cutoff unit to perform a cutoff operation according to a determination signal of the insulation state determination circuit are provided.

好ましくは、前記絶縁状態判定回路は、車両に構成された電力系統と車体との絶縁状態が不良となった場合に絶縁不良電流を生じさせる電流発生回路と、前記絶縁不良電流の発生を検出し前記判定信号を生成出力させる信号生成回路とを備えていることとする。   Preferably, the insulation state determination circuit detects a generation of the insulation failure current, a current generation circuit that generates an insulation failure current when the insulation state between the power system configured in the vehicle and the vehicle body becomes defective. A signal generation circuit for generating and outputting the determination signal;

好ましくは、前記判定信号は、車輌に搭載された制御回路を介して前記遮断動作誘発回路へ入力されることとする。   Preferably, the determination signal is input to the blocking operation induction circuit via a control circuit mounted on a vehicle.

好ましくは、前記遮断動作誘発回路は、前記ブレーカー近傍の電源ラインのうち一方の電源ラインに対して前記ブレーカーの入力側で一端が接続され、前記ブレーカー近傍の電源ラインのうち他方の電源ラインに対して前記ブレーカーの出力側で他端が接続され、前記一方の電源ラインの入力側と前記他方の電源ラインの出力側とを導通又は非導通とさせる第１の導通手段を具備することとする。   Preferably, the breaking operation inducing circuit has one end connected to one of the power lines in the vicinity of the breaker on the input side of the breaker, and the other power line in the vicinity of the breaker. The other end is connected on the output side of the breaker, and first conduction means is provided to make the input side of the one power supply line and the output side of the other power supply line conductive or nonconductive.

好ましくは、前記遮断動作誘発回路は、前記第１の導通手段と、前記ブレーカーの出力側での前記一方の電源ライン及び前記他方の電源ラインを導通又は非導通とさせる第２の導通手段とを具備し、
前記第２の導通手段は、前記漏電検出回路の検出信号に応じて導通又は非導通の状態が切換えられ、前記第１の導通手段は、前記第２の導通手段の切換状態に応じて導通又は非導通の状態が切換えられることとする。 Preferably, the cutoff operation inducing circuit includes the first conduction means and the second conduction means for making the one power line and the other power line on the output side of the breaker conductive or non-conductive. Equipped,
The second conduction unit is switched between a conduction state and a non-conduction state according to a detection signal of the leakage detection circuit, and the first conduction unit is turned on or off according to a switching state of the second conduction unit. It is assumed that the non-conduction state is switched.

好ましくは、前記遮断手段は、前記複数の電源ラインの電流バランスが崩れると作動されることとする。より好ましくは、前記遮断手段は、ブレーカーであることとする。   Preferably, the blocking means is activated when a current balance of the plurality of power supply lines is lost. More preferably, the blocking means is a breaker.

更に、本発明では、上述した発明の何れかに記載の車載用充電システムを搭載させたプラグイン式電気自動車としても良い。   Furthermore, the present invention may be a plug-in electric vehicle equipped with the in-vehicle charging system according to any of the above-described inventions.

本発明に係る車載用充電システムによると、車体に設置された充電用コネクタと車輌内に配置された電力変換回路との間にブレーカーが設けられるので、漏電電流が車輌内で発生すると、充電用コネクタと車載用充電システムとを電気的に遮断させ、これにより、当該車載用充電システムを搭載させたプラグイン式電気自動車では、車体に接触した者を漏電電流に起因する感電事故から守ることが可能となる。   According to the in-vehicle charging system of the present invention, since the breaker is provided between the charging connector installed in the vehicle body and the power conversion circuit arranged in the vehicle, when the leakage current is generated in the vehicle, By electrically disconnecting the connector and the in-vehicle charging system, the plug-in electric vehicle equipped with the in-vehicle charging system can protect the person who touches the vehicle body from an electric shock caused by the leakage current. It becomes possible.

また、本発明に係る車載用充電システムによると、車輌の電源をオン状態とさせた段階で判定信号が出力されるので、当該判定信号が絶縁不良を示す場合、商用電源を充電用コネクタへ接続させた瞬間、ブレーカーが強制遮断され、充電用コネクタと車輌の電力系統との電気的接続が直ちに遮断されることとなる。また、本発明に係るプラグイン式電気自動車によると、電力系統の絶縁不良が確認されている場合、商用電源を充電用コネクタへ接続させた瞬間、直ちに電源ラインが遮断されるので、車体への漏電電流の流れが未然に防止され、車体に接触する人（搭乗者、充電作業者等）を感電事故から守ることが可能となる。   Further, according to the in-vehicle charging system according to the present invention, since the determination signal is output when the vehicle is turned on, if the determination signal indicates an insulation failure, the commercial power source is connected to the charging connector. At the moment, the breaker is forcibly cut off, and the electrical connection between the charging connector and the vehicle power system is cut off immediately. Further, according to the plug-in electric vehicle according to the present invention, when insulation failure of the power system is confirmed, the power line is immediately cut off at the moment when the commercial power source is connected to the charging connector. The flow of the leakage current is prevented in advance, and it is possible to protect people (passengers, charging workers, etc.) who are in contact with the vehicle body from an electric shock accident.

更に、本発明に係る車載用充電システムによると、回路故障等の不測の事態に備えて二重の安全設計が設けられることにより、ブレーカーの遮断動作を確実に実施させることが可能となる。また、本発明に係るプラグイン式電気自動車では、二重の安全設計によってブレーカーの遮断動作が確実に実施されるので、漏電電流の流れが完全に抑えられ、これにより、車体に接触する人（搭乗者、充電作業者等）を感電事故から守ることが可能となる。   Furthermore, according to the in-vehicle charging system according to the present invention, a double safety design is provided in preparation for an unforeseen situation such as a circuit failure, so that the breaker can be reliably cut off. Further, in the plug-in electric vehicle according to the present invention, the breaker breaking operation is reliably implemented by the double safety design, so that the leakage current flow is completely suppressed, and thereby the person who contacts the vehicle body ( It is possible to protect passengers, charging workers, etc.) from electric shock accidents.

実施の形態に係るプラグイン式電気自動車の電力系統の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electric power system of the plug-in type electric vehicle which concerns on embodiment. 実施例１に係る車載用充電システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the vehicle-mounted charging system which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係る車載用充電システムの他の構成を示す図。The figure which shows the other structure of the vehicle-mounted charging system which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係る車載用充電システムの動作を示す図。The figure which shows operation | movement of the vehicle-mounted charging system which concerns on Example 1. FIG. 実施例２に係る車載用充電システムに適用される電力変換回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the power converter circuit applied to the vehicle-mounted charging system which concerns on Example 2. FIG. 実施例２に係る車載用充電システムに適用される電力変換回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the power converter circuit applied to the vehicle-mounted charging system which concerns on Example 2. FIG. 従来例に係るプラグイン式電気自動車の電力系統の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electric power system of the plug-in type electric vehicle which concerns on a prior art example. 従来例に係る車載用充電システムに適用される電力変換回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the power converter circuit applied to the vehicle-mounted charging system which concerns on a prior art example.

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。図１に示す如く、プラグイン式電気自動車の電力系統１００は、高圧側電力系統１００ａと低圧側電力系統１００ｂとから構成される。このうち、高圧側電力系統１００ａは、充電用コネクタ１１０と、充電用コネクタ１１０に接続された車載用充電システム１２０と、車載用充電システム１２０に接続されたメインバッテリ１３０（特許請求の範囲における高電圧バッテリ）と、メインバッテリ１３０に接続されたインバータ１４０と、インバータ１４０に接続されたメインモータ１５０とから構成され、かかる構成により、メインモータ１５０を数百ボルトの高電圧で駆動制御させ、車輌を適宜に走行させる。また、低圧側電力系統１００ｂは、高圧側電力系統１００ａの接点部Ａに接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ１６０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６０に接続されたサブバッテリ１７０と、サブバッテリ１７０に接続された車載用負荷（パワーウインドウ、パワーステアリング、フューエルポンプ、照明機器、オーディオ等）１８０とから構成され、かかる構成により、車載用負荷を１２ボルト程度の低電圧で制御させる。尚、低圧側電力系統１００ｂは、Ｐｐ２が陽極側の電源ラインとされ、Ｐｎ２が陰極側の電源ラインとされ、当該電源ラインＰｎ２は車輌のシャーシ又はボディー（以下、車体Ｃｂと呼ぶ）に電気的に接続されている。また、高圧側電力系統１００ａは、理想的な場合、図示の如く車体Ｃｂとの絶縁状態が維持されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the power system 100 of the plug-in type electric vehicle includes a high voltage side power system 100a and a low voltage side power system 100b. Among them, the high-voltage power system 100a includes a charging connector 110, an in-vehicle charging system 120 connected to the charging connector 110, and a main battery 130 connected to the in-vehicle charging system 120 (high in the claims). Voltage battery), an inverter 140 connected to the main battery 130, and a main motor 150 connected to the inverter 140. With this configuration, the main motor 150 is driven and controlled at a high voltage of several hundred volts, and the vehicle To run as appropriate. The low-voltage power system 100b is connected to the DC-DC converter 160 connected to the contact portion A of the high-voltage power system 100a, the sub-battery 170 connected to the DC-DC converter 160, and the sub-battery 170. The vehicle-mounted load (power window, power steering, fuel pump, lighting device, audio, etc.) 180 is configured, and with this configuration, the vehicle-mounted load is controlled at a low voltage of about 12 volts. In the low-voltage power system 100b, Pp2 is an anode-side power line, Pn2 is a cathode-side power line, and the power line Pn2 is electrically connected to a vehicle chassis or body (hereinafter referred to as a vehicle body Cb). It is connected to the. Further, in the ideal case, the high voltage side power system 100a is kept insulated from the vehicle body Cb as illustrated.

車載用充電システム１２０は、遮断手段１２１と電力変換回路１２２とから構成されている。このうち、電力変換回路１２２は、複数の電源ラインＰｐ１，Ｐｎ１を介して供給される商用電力を変換させ、車輌に搭載されたメインバッテリ１３０へ充電電力を供給する。一方、遮断手段１２１は、商用電力が充電用コネクタ１１０に接続されてから、印加された商用電力の状態に基づいて、車輌内に漏電電流が流れたか否かの事実を検知する。そして、当該遮断手段１２１は、漏電電流を検知すると、機械的可動機構を作動させ、これにより、電源ラインＰｐ１又はＰｎ１の各々を遮断させ、商用電力による電力変換回路１２２への電力供給を停止させる。かかる遮断手段１２１は、電磁的に駆動されるリレー装置であっても良く、電源ラインＰｐ１，Ｐｎ１の電流バランスが崩れた際に作動されるブレーカー装置であっても良い。但し、何れの場合であっても、電力系統１００の漏電電流を何らかの手段によって検出し、その検出値に応じて遮断動作を発生させる装置が必要となる。   The in-vehicle charging system 120 includes a blocking unit 121 and a power conversion circuit 122. Among these, the power conversion circuit 122 converts commercial power supplied via the plurality of power supply lines Pp1, Pn1, and supplies charging power to the main battery 130 mounted on the vehicle. On the other hand, the interruption | blocking means 121 detects the fact whether the leakage current flowed into the vehicle based on the state of the applied commercial power since commercial power was connected to the charging connector 110. And the said interruption | blocking means 121 will act | operate a mechanical movable mechanism, if this detects a leakage current, thereby each of power supply line Pp1 or Pn1 is interrupted | blocked, and the electric power supply to the power converter circuit 122 by commercial power is stopped. . Such blocking means 121 may be an electromagnetically driven relay device or a breaker device that is activated when the current balance of power supply lines Pp1, Pn1 is lost. However, in any case, a device that detects the leakage current of the power system 100 by some means and generates a cutoff operation according to the detected value is required.

漏電電流は、車輌に設けられた電力系統１００の何れかの部分で絶縁不良が生じていると、商用電力を投入した際、絶縁不良に陥った箇所を伝って電流が車体に流れ、当該車体に接触している者の体内にアース電流を流す原因となる。かかるアース電流は、１０ｍＡ〜２０ｍＡになると人体の筋肉を痙攣させ自力で車体から離れることが困難となり、５０ｍＡに上ると人体を死に至らしめてしまう。このため、本実施の形態の場合、漏電電流の電流値が大きくなる前に当該電流を検出できる装置が好ましい。このため、適宜な感度設定が行い得るブレーカー装置を用いるのが好ましい。   If an insulation failure occurs in any part of the electric power system 100 provided in the vehicle, the leakage current flows through the location where the insulation failure occurs when commercial power is turned on. It causes ground current to flow in the body of the person who is in contact. When the earth current becomes 10 mA to 20 mA, the muscles of the human body are convulsed and it is difficult to move away from the vehicle body by itself, and when it reaches 50 mA, the human body is killed. For this reason, in the case of this Embodiment, the apparatus which can detect the said electric current before the electric current value of a leakage current becomes large is preferable. For this reason, it is preferable to use a breaker device that can perform appropriate sensitivity setting.

本実施の形態に係る車載用充電システム１２０によると、車体Ｃｂに設置された充電用コネクタ１１０と車輌内に配置されたメインバッテリ１３０との間にブレーカー１２１が設けられるので、商用電力を印加させた際に漏電電流が車輌内に発生すると、充電用コネクタ１１０と車輌の電力系統１００との電気的接続を遮断させ、漏電電流の発生を断ち、これにより、当該車載用充電システムを搭載させたプラグイン式電気自動車では、車体に接触した者を漏電電流に起因する感電事故から守ることが可能となる。   According to the in-vehicle charging system 120 according to the present embodiment, since the breaker 121 is provided between the charging connector 110 installed in the vehicle body Cb and the main battery 130 arranged in the vehicle, commercial power is applied. When a leakage current is generated in the vehicle at this time, the electrical connection between the charging connector 110 and the vehicle power system 100 is cut off, and the generation of the leakage current is cut off, thereby mounting the in-vehicle charging system. In the plug-in type electric vehicle, it is possible to protect a person who contacts the vehicle body from an electric shock accident caused by a leakage current.

ところで、ブレーカー１２１は、当該ブレーカー１２１の前段側に不要な配線が接続されると、電源ラインＰｎ１，Ｐｐ１をブレーカー１２１で遮断させても、商用電力と車輌に配された電力系統１００とを完全に遮断できない場合がある。その一例を挙げると、車載ＥＣＵで電源ラインＰｐ１の電圧値を検出し充電用コネクタ１１０に商用電力が接続されたか否かの判断を遠隔的に行なうシステムでは、ブレーカー１２１の前段の電源ラインに電圧検出用の信号ラインが接続されるので、車載ＥＣＵ内で絶縁不良が起きてしまうと、当該信号ライン及び車載ＥＣＵを介して商用電力の一部が車輌の電力系統１００に印加されてしまう場合がある。そして、このような事態に陥ると、電力系統側の絶縁不良箇所から車体Ｃｂへ向けて漏電電流が流れ、車体に接触する者が感電する惧れが有る。   By the way, when an unnecessary wiring is connected to the front side of the breaker 121, the breaker 121 completely disconnects the commercial power and the power system 100 arranged in the vehicle even if the power supply lines Pn1 and Pp1 are cut off by the breaker 121. It may not be possible to shut off. As an example, in a system that detects the voltage value of the power supply line Pp1 by the in-vehicle ECU and remotely determines whether or not the commercial power is connected to the charging connector 110, the voltage applied to the power supply line in front of the breaker 121 Since the detection signal line is connected, if an insulation failure occurs in the in-vehicle ECU, a part of the commercial power may be applied to the vehicle power system 100 via the signal line and the in-vehicle ECU. is there. When such a situation occurs, a leakage current flows from the poorly insulated part on the power system side toward the vehicle body Cb, and there is a possibility that a person in contact with the vehicle body may receive an electric shock.

このため、本実施の形態に係る車載用充電システム１２０では、図示の如く、車輌に設けられた充電用コネクタ１１０と電力変換回路１２２との間にブレーカー１２１を接続させている。これにより、ブレーカー１２１は充電用コネクタ１１０の直後に配置されることとなり、電圧検出用又はこの他の用途で用いられる信号ライン等をブレーカー１２１の後段で電源ラインに接続配線させることが容易となり、ブレーカー１２１の前段では、電源ラインＰｐ１，Ｐｎ１に接続される不要な配線が極力排除されることとなる。   For this reason, in the in-vehicle charging system 120 according to the present embodiment, as shown in the figure, a breaker 121 is connected between a charging connector 110 and a power conversion circuit 122 provided in the vehicle. As a result, the breaker 121 is arranged immediately after the charging connector 110, and it becomes easy to connect and wire a signal line or the like used for voltage detection or other applications to the power supply line after the breaker 121. In the previous stage of the breaker 121, unnecessary wiring connected to the power supply lines Pp1 and Pn1 is eliminated as much as possible.

従って、同図の車載用充電システム１２０によると、充電用コネクタ１１０の直後にブレーカー１２１が設けられるので、ブレーカー１２１の後段で信号ライン等の接続配線が行なわれ、これにより、ブレーカー１２１が遮断動作すると、商用電力を印加させた充電用コネクタ１１０と車体側の電力系統１００との電気的接続が確実に遮断され、車体への漏電電流の発生原因を根絶することが可能となる。従って、当該車載用充電システムを搭載させたプラグイン式電気自動車では、感電事故に繋がる危険な状況下において、漏電電流の流れが確実にカットされるので、車体に接触する者を感電事故から確実に守ることが可能となる。   Therefore, according to the in-vehicle charging system 120 of FIG. 1, since the breaker 121 is provided immediately after the charging connector 110, connection wiring such as signal lines is performed after the breaker 121, whereby the breaker 121 is cut off. Then, the electrical connection between the charging connector 110 to which the commercial power is applied and the power system 100 on the vehicle body side is reliably cut off, and it is possible to eradicate the cause of the leakage current to the vehicle body. Therefore, in a plug-in type electric vehicle equipped with the in-vehicle charging system, the leakage current flow is reliably cut under a dangerous situation leading to an electric shock accident, so that the person who contacts the vehicle body can be reliably prevented from the electric shock accident. It becomes possible to protect.

ここで、車載用の電力系統１００では、感電事故に対する安全確保の観点から、漏電電流の検知ミスが生じてもブレーカー１２１を駆動させ得るリカバリー機能を与え、センサー故障等の不測の事態が生じても人体を感電事故から保護できるよう多重の安全設計が求められる。また、車載用充電システムは、車体に漏電電流が流れてしまうと感電事故を起こす危険度が高くなるため、車体に漏電電流が流れる前に遮断装置を作動させ、感電事故の発生を未然に防ぐ安全機能が求められる。しかしながら、これらの要求事項を充足させるためには、図１にて説明した車載用充電システム１２０の構成では実現不可能であるため、当該車載用充電システム１２０に更なる回路構成を追加させる必要がある。以下、上述した要求事項を充足させる車載用充電システムについて説明する。   Here, in the in-vehicle power system 100, from the viewpoint of ensuring safety against an electric shock accident, a recovery function that can drive the breaker 121 even if a detection error of a leakage current occurs is provided, and an unexpected situation such as a sensor failure occurs. However, multiple safety designs are required to protect the human body from electric shock accidents. In addition, the in-vehicle charging system increases the risk of an electric shock accident if a leakage current flows through the vehicle body. Therefore, before the leakage current flows through the vehicle body, the circuit breaker is activated to prevent the occurrence of an electric shock accident. Safety function is required. However, in order to satisfy these requirements, the configuration of the in-vehicle charging system 120 described with reference to FIG. 1 cannot be realized. Therefore, it is necessary to add a further circuit configuration to the in-vehicle charging system 120. is there. Hereinafter, an in-vehicle charging system that satisfies the above-described requirements will be described.

図２は、本実施例に係る車載用充電システム１２０の回路構成が示されている。当該車載用充電システム１２０は、ブレーカー１２１と電力変換回路１２２と上位制御回路１２３と絶縁状態判定回路１２４と遮断動作誘発回路１２５とから構成されている。本実施例に係る車載用充電システムでは、実施の形態にて説明した車載用充電システムの構成に加えて、上位制御回路１２３と絶縁状態判定回路１２４と遮断動作誘発回路１２５とが追加構成され、絶縁状態判定回路１２４と遮断動作誘発回路１２５とによって、上述した要求事項が充足されることとなる。尚、充電用コネクタ１１０は、従来例にて説明したように、車輌のボディーの一部に設けられ、外部コネクタとの着脱が作業者によって自由に行なわれる。   FIG. 2 shows a circuit configuration of the in-vehicle charging system 120 according to the present embodiment. The in-vehicle charging system 120 includes a breaker 121, a power conversion circuit 122, a host control circuit 123, an insulation state determination circuit 124, and a cutoff operation induction circuit 125. In the in-vehicle charging system according to the present embodiment, in addition to the configuration of the in-vehicle charging system described in the embodiment, a host control circuit 123, an insulation state determination circuit 124, and a cutoff operation induction circuit 125 are additionally configured. The above-described requirements are satisfied by the insulation state determination circuit 124 and the cutoff operation induction circuit 125. As described in the conventional example, the charging connector 110 is provided in a part of the vehicle body, and can be freely attached to and detached from the external connector by an operator.

ブレーカー１２１は、零相変流器ＺＣＴと増幅器ＩＳと引きはずし装置ＭＳとから構成されている。零相変流器ＺＣＴは、電源ラインを挿通させる鉄心と当該鉄心に捲回された二次コイルとを備え、電源ラインＰｐ１及び電源ラインＰｎ１に流れる入力電流と帰還電流とのバランスを検出する。当該零相変流器ＺＣＴは、相電流のバランスが崩れた場合、二次コイルを誘起させ、電流バランスが乱れた旨の情報を出力させる。増幅器ＩＳは、零相変流器ＺＣＴからの信号を受信し、当該信号を適宜な値に増幅させる。また、増幅器ＩＳでは、図示されない感度調整部を伴って、遮断動作の感度調整をも行なう。引きはずし装置ＭＳは、増幅器ＩＳの信号を受信すると、機械的機構を作動させて電源ラインの各々を完全に絶縁遮断させる。当該引きはずし装置ＭＳは、一度遮断動作されると、手動復帰させない限り、導通状態へ復帰することは出来ない機構とされている。引きはずし装置ＭＳには、電磁式の装置や電子式の装置が用いられる。尚、同図に示される零相変流器ＺＣＴは、３相交流電力にも使用できるよう電源ラインが３本設けられているが、本実施の形態では、２相交流電力を接続させるため、このうちの２本の電源ラインのみが接続される。   The breaker 121 includes a zero-phase current transformer ZCT, an amplifier IS, and a tripping device MS. The zero-phase current transformer ZCT includes an iron core through which the power supply line is inserted and a secondary coil wound around the iron core, and detects the balance between the input current flowing through the power supply line Pp1 and the power supply line Pn1 and the feedback current. When the phase current balance is lost, the zero-phase current transformer ZCT induces a secondary coil to output information indicating that the current balance is disturbed. The amplifier IS receives a signal from the zero-phase current transformer ZCT and amplifies the signal to an appropriate value. The amplifier IS also adjusts the sensitivity of the cutoff operation with a sensitivity adjustment unit (not shown). When the tripping device MS receives the signal of the amplifier IS, the tripping device MS operates the mechanical mechanism to completely isolate each of the power supply lines. The tripping device MS is a mechanism that cannot be returned to the conductive state unless it is manually reset once it is shut off. As the tripping device MS, an electromagnetic device or an electronic device is used. The zero-phase current transformer ZCT shown in the figure is provided with three power lines so that it can also be used for three-phase AC power, but in this embodiment, two-phase AC power is connected. Only two of these power lines are connected.

電力変換回路１２２は、複数のパワートランジスタ及びコイル等から成る主回路部と、当該主回路部を制御させる各種制御回路とから構成される。電力変換回路１２２は、上位制御回路１２３から指令信号を受けると、これに基づいて内部の制御回路がパワートランジスタを駆動させ、これにより、交流電力（商用電力）を数百ボルト（例えば、３００ボルト〜４００ボルト程度）の直流電力へと変換させる。尚、電力変換回路１２２の具体的構成については、図６にて詳述することとする。   The power conversion circuit 122 includes a main circuit unit composed of a plurality of power transistors and coils, and various control circuits that control the main circuit unit. When the power conversion circuit 122 receives a command signal from the host control circuit 123, the internal control circuit drives the power transistor based on the command signal, and thereby AC power (commercial power) is several hundred volts (for example, 300 volts). It is converted to DC power (about 400 volts). The specific configuration of the power conversion circuit 122 will be described in detail with reference to FIG.

上位制御回路１２３は、車体制御の機能を主として司るＢＣＵ（Body Control Unit）であって、車輌内のセンサーから受信した情報を保有し、当該情報に基づいて適宜な信号を生成出力させる装置である。上位制御回路１２３は、家庭用電源が充電用コネクタ１１０に接続されると、電源ラインの電位上昇を伝達させる信号ラインを介して、その旨の情報を受信する。そして、上位制御回路１２３では、電源ラインの電圧値上昇に係る情報が電力変換回路１２２を起動させる一つの条件として設定されており、電圧値上昇に係る情報及び他に設定された情報が揃うと、電力変換回路１２２の起動指令を出力する。   The host control circuit 123 is a BCU (Body Control Unit) that mainly controls the vehicle body control function, holds information received from sensors in the vehicle, and generates and outputs appropriate signals based on the information. . When the household power supply is connected to the charging connector 110, the host control circuit 123 receives information to that effect via the signal line that transmits the potential increase of the power supply line. In the upper control circuit 123, the information related to the voltage value increase of the power supply line is set as one condition for starting the power conversion circuit 122, and the information related to the voltage value increase and other set information are gathered. The start command for the power conversion circuit 122 is output.

絶縁状態判定回路１２４は、車両に構成された電力系統と車体との間の絶縁状態が良好か不良かの判定を行なう。当該絶縁状態判定回路１２４は、電流発生回路１２４ａと信号生成回路１２４ｂとによって構成される。このうち、電流発生回路１２４ａは、車両に構成された電力系統１００と車体Ｃｂとの絶縁状態が不良となった場合に、絶縁不良電流Ｉｊを生じさせる。一方、信号生成回路１２４ｂは、電流発生回路１２４ａで生じた絶縁不良電流Ｉｊの発生を検出し、当該絶縁不良電流Ｉｊの状態に応じて、絶縁状態が維持されているか不良とされているかを示す判定信号Ｓｃを生成出力させる。   The insulation state determination circuit 124 determines whether the insulation state between the power system configured in the vehicle and the vehicle body is good or bad. The insulation state determination circuit 124 includes a current generation circuit 124a and a signal generation circuit 124b. Among these, the current generation circuit 124a generates an insulation failure current Ij when the insulation state between the power system 100 configured in the vehicle and the vehicle body Cb becomes defective. On the other hand, the signal generation circuit 124b detects the generation of the insulation failure current Ij generated in the current generation circuit 124a, and indicates whether the insulation state is maintained or defective depending on the state of the insulation failure current Ij. The determination signal Sc is generated and output.

図２には、電流発生回路１２４ａ及び信号生成回路１２４ｂを具備する回路構成の一例が示されている。電流発生回路１２４ａは、交流波を出力させるオシレータＯＳＣと、一端がオシレータＯＳＣに接続され他端が接点部Ｅに接続された抵抗Ｒｚと、車体Ｃｂ及び接点部Ｅの間に接続されたコンデンサＣｙと、接点部Ｄと接点部Ｅとの間に直列接続されたコンデンサＣｘ及び抵抗Ｒｘとから構成されている。電流発生回路１２４ａは、電力系統１００での絶縁状態が維持されていると、オシレータから与えられる交流波が接点部Ｅで所定電位に設定され、このときは、接点部Ｄ及び電源ラインＰｐ１へ絶縁不良電流Ｉｊが流れることはない。これに対し、電力系統１００での絶縁状態が維持されていない場合、電流発生回路１２４ａでは、コンデンサに蓄積されていた電荷の移動により、絶縁不良電流Ｉｊが流れ、このとき、接点部Ｅで設定されていた電位が低下することとなる。   FIG. 2 shows an example of a circuit configuration including a current generation circuit 124a and a signal generation circuit 124b. The current generation circuit 124a includes an oscillator OSC that outputs an AC wave, a resistor Rz having one end connected to the oscillator OSC and the other end connected to the contact portion E, and a capacitor Cy connected between the vehicle body Cb and the contact portion E. And a capacitor Cx and a resistor Rx connected in series between the contact part D and the contact part E. When the insulation state in the power system 100 is maintained, the current generation circuit 124a sets the AC wave supplied from the oscillator to a predetermined potential at the contact point E. At this time, the current generation circuit 124a is insulated from the contact point D and the power supply line Pp1. The defective current Ij does not flow. On the other hand, when the insulation state in the power system 100 is not maintained, the current generation circuit 124a causes the insulation failure current Ij to flow due to the movement of the charge accumulated in the capacitor. The potential that has been reduced will decrease.

信号生成回路１２４ｂは、コンパレータＣＯＭＰによって構成され、当該コンパレータＣＯＭＰは、非反転入力端子に基準電位Ｖｔｈが印加され、反転入力端子に電流発生回路１２４ａの接点部Ｅが接続される。コンパレータＣＯＭＰは、反転入力端子の印加電圧が基準電位Ｖｔｈより大きいと、出力端子からＬｏｗ信号（絶縁良好を示す判定信号Ｓｃ）を出力させ、反転入力端子の印加電圧が基準電位Ｖｔｈより低下すると、出力端子からＨｉｇｈ信号（絶縁不良を示す判定信号Ｓｃ）を出力させる。   The signal generation circuit 124b includes a comparator COMP. The comparator COMP has a reference potential Vth applied to a non-inverting input terminal, and a contact portion E of the current generation circuit 124a is connected to the inverting input terminal. When the applied voltage at the inverting input terminal is greater than the reference potential Vth, the comparator COMP outputs a Low signal (determination signal Sc indicating good insulation) from the output terminal, and when the applied voltage at the inverting input terminal decreases below the reference potential Vth, A High signal (determination signal Sc indicating insulation failure) is output from the output terminal.

従って、これらの回路を具備する絶縁状態判定回路１２４は、電力系統１００の絶縁状態が良好である場合、接点部Ｅでの電位が基準電位Ｖｔｈより高く設定され、コンパレータの出力端子から、絶縁良好を示す信号、即ち、Ｌｏｗ信号を出力させる。一方、電力系統１００の絶縁状態が不良である場合、絶縁状態判定回路１２４では、接点部Ｅでの電位が基準電位Ｖｔｈより低下し、コンパレータの出力端子から、絶縁不良を示す信号、即ち、Ｈｉｇｈ信号を出力させる。   Therefore, in the insulation state determination circuit 124 including these circuits, when the insulation state of the power system 100 is good, the potential at the contact point E is set higher than the reference potential Vth, and the insulation from the output terminal of the comparator is good. In other words, a low signal is output. On the other hand, when the insulation state of the power system 100 is defective, the insulation state determination circuit 124 causes the potential at the contact point E to be lower than the reference potential Vth, and a signal indicating insulation failure from the output terminal of the comparator, that is, High. Output a signal.

本実施例に係る絶縁状態判定回路１２４は、商用電源の印加が行なわれるか否かに関係なく、サブバッテリから供給される５Ｖ〜１２Ｖの低電圧（以下、制御系電圧、制御系電力とも呼ぶ）を用いて判定信号Ｓｃが処理される。従って、電力系統の制御系回路に電源が投入されていれば、商用電源の接続前に、絶縁状態の良否を判定することが可能となる。   The insulation state determination circuit 124 according to the present embodiment is a low voltage of 5V to 12V (hereinafter also referred to as control system voltage or control system power) supplied from the sub-battery regardless of whether or not commercial power is applied. ) Is used to process the determination signal Sc. Therefore, if the power is supplied to the control system circuit of the power system, it is possible to determine whether the insulation state is good or not before the commercial power supply is connected.

また、当該絶縁判定回路１２４は、商用電源の接続前に絶縁状態の良否判定を実施するので、良否判定された判定信号Ｓｃを遮断誘発回路１２５へ予め供給しておくことが可能となる。   In addition, since the insulation determination circuit 124 determines the quality of the insulation state before connection of the commercial power supply, the determination signal Sc determined as good or bad can be supplied in advance to the interruption inducing circuit 125.

尚、同図では、コンパレータＣＯＭＰの出力ラインにトランジスタＴｒｍが接続され、制御系電圧（例えば、１２ボルト）によって、コンパレータからの検出信号を増幅させるようにしている。但し、判定信号Ｓｃの電圧値が十分高く、後段の遮断動作誘発回路１２５正しく動作させることが可能であれば、判定信号Ｓｃを増幅させる構成は省略して良い。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６０等で生成された制御系電圧（例えば、５Ｖ〜１２Ｖ）によって上位制御回路１２３が駆動されるので、図３に示すように、コンパレータＣＯＭＰからの判定信号Ｓｃを上位制御回路１２６のマイコン等で増幅させるようにしても良い。   In the figure, a transistor Trm is connected to the output line of the comparator COMP, and a detection signal from the comparator is amplified by a control system voltage (for example, 12 volts). However, as long as the voltage value of the determination signal Sc is sufficiently high and the subsequent cutoff operation induction circuit 125 can be operated correctly, the configuration for amplifying the determination signal Sc may be omitted. Further, since the upper control circuit 123 is driven by the control system voltage (for example, 5V to 12V) generated by the DC-DC converter 160 or the like, the determination signal Sc from the comparator COMP is subjected to upper control as shown in FIG. You may make it amplify with the microcomputer etc. of the circuit 126. FIG.

遮断動作誘発回路１２５は、図２に示す如く、抵抗Ｒｒとリレー装置Ｒｙ１，Ｒｙ２とから構成され、絶縁状態判定回路１２４の判定信号Ｓｃに応じてブレーカー１２１を遮断動作させる。リレー装置は、導通状態又は遮断状態を択一的に形成させるものであって、機械的なスイッチ機構と当該スイッチ機構を駆動させるコイル部とから構成される。また、遮断動作誘発回路１２５には、先の抵抗Ｒｒ及びリレー装置Ｒｙ１，Ｒｙ２及び種々の配線によって、第１の導通手段Ｌ１と第２の導通手段Ｌ２と判定信号伝達手段Ｌ３とが形成される。   As shown in FIG. 2, the interruption operation inducing circuit 125 includes a resistor Rr and relay devices Ry <b> 1 and Ry <b> 2, and causes the breaker 121 to perform an interruption operation according to the determination signal Sc of the insulation state determination circuit 124. The relay device alternatively forms a conductive state or a cut-off state, and includes a mechanical switch mechanism and a coil unit that drives the switch mechanism. Further, in the breaking operation induction circuit 125, the first conduction means L1, the second conduction means L2, and the determination signal transmission means L3 are formed by the resistor Rr, the relay devices Ry1 and Ry2, and various wirings. .

第１の導通手段Ｌ１は、一方の電源ラインＰｎ１に対してブレーカー１２１の入力側（接点部Ｃ）で配線の一端が接続され、他方の電源ラインＰｐ１に対してブレーカー１２１の出力側（接点部Ｂ１）で配線の他端が接続されている。また、当該配線には、図示の如く、抵抗Ｒｒとリレー装置Ｒｙ１のスイッチ機構とが接続されている。第１の導通手段Ｌ１は、リレー装置Ｒｙ１のコイル部で磁束変化が生じると、リレー装置Ｒｙ１のスイッチ機構は、電磁的に駆動され、導通状態から遮断状態（非導通状態）へと切換えられる。即ち、第１の導通手段Ｌ１は、接点部Ｃと接点部Ｂ１とを導通又は非導通の状態に切換える役割を担う。尚、第１の導通手段Ｌ１は、ブレーカー１２１の入力側で電源ラインＰｐ１に接続させ、ブレーカー１２１の出力側でＰｎ１に接続させるようにしても良い。   One end of the wiring is connected to one power supply line Pn1 on the input side (contact part C) of the breaker 121, and the first conduction means L1 is connected to the other power supply line Pp1 on the output side (contact part). In B1), the other end of the wiring is connected. Further, as shown in the figure, a resistor Rr and a switch mechanism of the relay device Ry1 are connected to the wiring. When a magnetic flux change occurs in the coil portion of the relay device Ry1, the switch mechanism of the relay device Ry1 is electromagnetically driven to switch the first conduction means L1 from the conduction state to the cutoff state (non-conduction state). That is, the 1st conduction | electrical_connection means L1 bears the role which switches the contact part C and the contact part B1 to the state of conduction | electrical_connection or non-conduction. The first conduction means L1 may be connected to the power supply line Pp1 on the input side of the breaker 121 and connected to Pn1 on the output side of the breaker 121.

一方、第２の導通手段Ｌ２は、図示の如く、ブレーカー１２１の出力側において、配線の一端（接点部Ｂ１）が電源ラインＰｐ１に接続され、配線の他端（接点部Ｂ２）が電源ラインＰｎ１に接続される。また、第２の導通手段Ｌ２には、リレー装置Ｒｙ２のスイッチ機構とリレー装置Ｒｙ１のコイル部とが直列に接続されている。当該第２の導通手段Ｌ２は、リレー装置Ｒｙ２のスイッチ機構が閉成されると、接点部Ｂ１及び接点部Ｂ２を導通させる。   On the other hand, as shown in the figure, the second conduction means L2 has one end (contact point B1) of the wiring connected to the power supply line Pp1 and the other end (contact point B2) of the wiring connected to the power supply line Pn1 on the output side of the breaker 121. Connected to. Further, the switch mechanism of the relay device Ry2 and the coil portion of the relay device Ry1 are connected in series to the second conduction means L2. The second conducting means L2 conducts the contact part B1 and the contact part B2 when the switch mechanism of the relay device Ry2 is closed.

判定信号伝達手段Ｌ３は、リレー装置Ｒｙ２のコイル部を備え、一端がトランジスタＴｒｍの出力端子（又は、上位制御回路１２３の信号出力端子）に接続され、他端が車輌の車体Ｃｂに接続されている。判定信号伝達手段Ｌ３では、絶縁状態判別回路側から供給された判定信号Ｓｃ（判定信号Ｓｃが増幅された信号ＳＣ’を含む）がＨｉｇｈ状態とされるとき、リレー装置Ｒｙ２のコイル部を励起させ、当該リレー装置Ｒｙ２のスイッチ機構を閉成させる。   The determination signal transmission means L3 includes a coil portion of the relay device Ry2, one end connected to the output terminal of the transistor Trm (or the signal output terminal of the host control circuit 123), and the other end connected to the vehicle body Cb of the vehicle. Yes. The determination signal transmission means L3 excites the coil portion of the relay device Ry2 when the determination signal Sc (including the signal SC ′ obtained by amplifying the determination signal Sc) supplied from the insulation state determination circuit side is in a high state. Then, the switch mechanism of the relay device Ry2 is closed.

車載用充電システム１２０の動作について、図４及び図５を参照して以下説明する。図４及び図５では、車載用充電システム１２０の一部構成のみが便宜的に示されており、図４では、車輌の電源スイッチがオンされて制御用電力が投入された後であって、判定信号が絶縁良好とされている。一方、図５では、制御用電力が投入された後であって、判定信号が絶縁不良とされている。尚、当該図４及び図５では、特段のことわりが無い限り、ブレーカー１２１で漏電電流が検出されていないこととする。   The operation of the in-vehicle charging system 120 will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. 4 and 5, only a partial configuration of the in-vehicle charging system 120 is shown for convenience. In FIG. 4, after the vehicle power switch is turned on and the control power is turned on, The judgment signal is good insulation. On the other hand, in FIG. 5, after the control power is turned on, the determination signal is an insulation failure. In FIGS. 4 and 5, it is assumed that the leakage current is not detected by the breaker 121 unless otherwise specified.

先ず、図４を参照して、判定信号が絶縁良好とされる場面について説明する。充電用コネクタ１１０に商用電源が接続されると、判定信号が絶縁良好の旨を示しているので、トランジスタＴｒｍは予めオフ状態とされ、リレー装置Ｒｙ２のコイル部は励磁されず、リレー装置Ｒｙ２のスイッチ機構は開状態を維持する。このとき、リレー装置Ｒｙ１では、自身のコイル部が励起されないので、当該リレー装置Ｒｙ１のスイッチ機構も開状態のままとされる。このようなスイッチング状態の場合、電源ラインＰｐ１と電源ラインＰｎ１との電流バランスに乱れは起きないので、遮断動作誘発回路１２５によってブレーカー１２１が作動されることはない。即ち、ブレーカー１２１の引きはずし装置ＭＳは、閉成状態を維持し、外部からの商用電力を電力変換回路１２２へと供給させることとなる。   First, with reference to FIG. 4, a description will be given of a scene where the determination signal is good insulation. When the commercial power source is connected to the charging connector 110, the determination signal indicates that the insulation is good. Therefore, the transistor Trm is turned off in advance, the coil portion of the relay device Ry2 is not excited, and the relay device Ry2 The switch mechanism remains open. At this time, in the relay device Ry1, since its own coil portion is not excited, the switch mechanism of the relay device Ry1 is also kept open. In such a switching state, since the current balance between the power supply line Pp1 and the power supply line Pn1 is not disturbed, the breaker 121 is not operated by the shutoff operation induction circuit 125. That is, the tripping device MS of the breaker 121 maintains a closed state and supplies commercial power from the outside to the power conversion circuit 122.

次に、図５を参照して、判定信号が絶縁不良とされる場面について説明する。上述の如く、判定信号は制御系電力の投入と同時期に出力されるので、図５（ａ）に示す如く、判定信号伝達手段Ｌ３には、トランジスタＴｒｍによって増幅された判定信号Ｓｃ’が流れ込む。このとき、リレー装置Ｒｙ２では、コイル部が励起されスイッチ機構が閉成される。すると、電源ラインＰｐ１の接点部Ｂ１と電源ラインＰｎ１の接点部Ｂ２との間には電位差が生じているので、第２の導通手段Ｌ２に電源ライン間の相関電流が流れ、これにより、リレー装置Ｒｙ１では、当該リレー装置Ｒｙ１のコイル部が励起され、同装置のスイッチ機構が閉成されることとなる。このとき、接点部Ｃと接点部Ｂ１とが導通されるので、第１の導通手段Ｌ１には相間電流Ｉｋが流れることとなる。尚、第１の導通手段Ｌ１では、相間電流Ｉｋが抵抗Ｒｒによって調整されている。   Next, with reference to FIG. 5, a scene where the determination signal is an insulation failure will be described. As described above, since the determination signal is output at the same time as when the control system power is turned on, as shown in FIG. 5A, the determination signal Sc ′ amplified by the transistor Trm flows into the determination signal transmitting means L3. . At this time, in the relay device Ry2, the coil portion is excited and the switch mechanism is closed. Then, since a potential difference is generated between the contact part B1 of the power supply line Pp1 and the contact part B2 of the power supply line Pn1, a correlation current between the power supply lines flows through the second conduction means L2, thereby the relay device. In Ry1, the coil unit of the relay device Ry1 is excited, and the switch mechanism of the device is closed. At this time, since the contact portion C and the contact portion B1 are conducted, the interphase current Ik flows through the first conduction means L1. In the first conduction means L1, the interphase current Ik is adjusted by the resistor Rr.

図５（ｂ）に示す如く、第１の導通手段Ｌ１に相間電流Ｉｋが流れると、入力方向へ流れる電流と帰還方向へ流れる電流とのバランスが崩れるので、零相変流器ＺＣＴでは、磁束変化を受けて二次コイルから検出電圧を出力させ、増幅器ＩＳは、当該検出電圧を受けて電圧値を増幅させ、電圧の印加先とされる引きはずし装置ＭＳを遮断させる。即ち、第１の導通手段Ｌ１は、零相変流器ＺＣＴでの電源ラインの電流バランスを強制的に乱し、ブレーカー１２１を強制的に遮断動作させる役割を担う。   As shown in FIG. 5 (b), when the interphase current Ik flows through the first conduction means L1, the balance between the current flowing in the input direction and the current flowing in the feedback direction is lost. Therefore, in the zero-phase current transformer ZCT, the magnetic flux In response to the change, the detection voltage is output from the secondary coil. The amplifier IS receives the detection voltage, amplifies the voltage value, and shuts off the tripping device MS to which the voltage is applied. That is, the first conduction means L1 plays a role of forcibly disturbing the current balance of the power supply line in the zero-phase current transformer ZCT and forcibly breaking the breaker 121.

ブレーカー１２１が遮断動作されると、双方の電源ラインには電力の印加が無くなるので、図５（ｃ）に示す如く、リレー装置Ｒｙ１が開成状態に復帰し、第１の導通手段Ｌ１は、接点部Ｃと接点部Ｂ１との導通を解く。このとき、判定信号が絶縁不良を指していたとしても、本実施例に係る充電システム１２０では、引きはずし装置ＭＳの入力側と出力側との遮断状態が手動復帰操作されるまで維持され、リレー装置Ｒｙ１の遮断状態（開成）が引きはずし装置ＭＳの遮断状態（開成）に応じて維持される。従って、充電用コネクタ１１０を介して供給される商用電力は、ブレーカー１２１の入力側と出力側との全ての配線が遮断状態（開成）とされるため、当該商用電力が電力変換回路１２２へ供給されることは無い。よって、判定信号が絶縁不良を示している際の車載用充電システム１２０では、車輌の電源を入れた段階で判定信号が既に決定されるので、充電用コネクタ１１０へ商用電力を接続させると、直ちにブレーカー１２１を強制遮断させる。即ち、当該車載用充電システム１２１では、車体Ｃｂへ漏電電流が流れる前にブレーカー１２１を強制遮断させ、車体に接触している人を感電事故から守ることが可能となる。   When the breaker 121 is cut off, no power is applied to both power supply lines. Therefore, as shown in FIG. 5C, the relay device Ry1 returns to the open state, and the first conduction means L1 The conduction between the part C and the contact part B1 is released. At this time, even if the determination signal indicates an insulation failure, in the charging system 120 according to the present embodiment, the cutoff state between the input side and the output side of the trip device MS is maintained until a manual return operation is performed, and the relay The shut-off state (opening) of the device Ry1 is maintained according to the shut-off state (opening) of the trip device MS. Accordingly, the commercial power supplied via the charging connector 110 is supplied to the power conversion circuit 122 because all the wires on the input side and output side of the breaker 121 are cut off (opened). It is never done. Therefore, in the in-vehicle charging system 120 when the determination signal indicates an insulation failure, since the determination signal is already determined when the vehicle is turned on, immediately after the commercial power is connected to the charging connector 110, Breaker 121 is forcibly cut off. In other words, in the in-vehicle charging system 121, the breaker 121 is forcibly cut off before the leakage current flows to the vehicle body Cb, and a person in contact with the vehicle body can be protected from an electric shock accident.

尚、図４及び図５では、ブレーカー１２１が自発的に作動しない場合について説明を行なった。但し、電源ラインにおける相電流のバランスが崩れた場合には、判定信号Ｓｃの有無に関わらず、自発的に電源ラインを遮断させ、車体Ｃｂへ流れる漏電電流を防止できる。即ち、本実施例に係るブレーカー１２１は、相電流のバランス検出によって自発的に遮断動作させる場合と、判定信号の指示に従って強制的に遮断動作される場合とが有り得る。従って、零相変流器ＺＣＴ又は増幅器ＩＳに不具合が生じブレーカー１２１の動作感度が鈍化した場合であっても、遮断動作誘発回路１２５によってブレーカー内の相電流のバランスを大きく崩すことが出来るため、絶縁状態判定回路１２４の判定信号に基づいて、ブレーカー１２１を強制的に遮断動作させることが可能となる（多重の安全設計の第一形態）。また、絶縁状態判定回路１２４の不具合が生じて、本来出力されるべき「絶縁不良を示す旨の判定信号」が出力されなくなっても、電力系統１００から車体Ｃｂに漏電電流が流れると、自発的な遮断動作が働くので、電源ラインの各々をブレーカー１２１によって遮断させることが可能となる（多重の安全設計の第二形態）。   4 and 5, the case where the breaker 121 does not operate spontaneously has been described. However, when the balance of the phase currents in the power supply line is lost, the power supply line is cut off spontaneously regardless of the presence or absence of the determination signal Sc, and the leakage current flowing to the vehicle body Cb can be prevented. In other words, the breaker 121 according to the present embodiment can be operated to be shut off spontaneously by detecting the phase current balance, or forcibly shut off according to the instruction of the determination signal. Therefore, even if a malfunction occurs in the zero-phase current transformer ZCT or the amplifier IS and the operation sensitivity of the breaker 121 is slowed down, the balance of the phase current in the breaker can be greatly broken by the breaking operation induction circuit 125. Based on the determination signal of the insulation state determination circuit 124, the breaker 121 can be forcibly cut off (first form of multiple safety design). In addition, even if a failure of the insulation state determination circuit 124 occurs and the “determination signal indicating insulation failure” that should be output is not output, if a leakage current flows from the power system 100 to the vehicle body Cb, the spontaneous Therefore, each power line can be blocked by the breaker 121 (second form of multiple safety design).

上述の如く、本実施例に係る車載用充電システム１２０によると、車輌の電源をオン状態とさせた段階で判定信号Ｓｃが出力されるので、当該判定信号Ｓｃが絶縁不良を示す場合、商用電源を充電用コネクタ１１０へ接続させた瞬間、ブレーカー１２１が強制遮断され、充電用コネクタ１１０と車輌の電力系統１００との電気的接続が直ちに遮断されることとなる。また、本実施例に係るプラグイン式電気自動車によると、電力系統１００の絶縁不良が確認されている場合、商用電源を充電用コネクタ１１０へ接続させた瞬間、直ちに電源ラインが遮断されるので、車体Ｃｂへの漏電電流の流れが未然に防止され、車体に接触する人（搭乗者、充電作業者等）を感電事故から守ることが可能となる。   As described above, according to the in-vehicle charging system 120 according to the present embodiment, the determination signal Sc is output when the vehicle is turned on. Therefore, when the determination signal Sc indicates an insulation failure, the commercial power supply At the moment when is connected to the charging connector 110, the breaker 121 is forcibly cut off, and the electrical connection between the charging connector 110 and the vehicle power system 100 is immediately cut off. Further, according to the plug-in type electric vehicle according to the present embodiment, when the insulation failure of the power system 100 is confirmed, the power line is immediately cut off at the moment of connecting the commercial power supply to the charging connector 110. The flow of the leakage current to the vehicle body Cb is prevented in advance, and it is possible to protect people (passengers, charging workers, etc.) who are in contact with the vehicle body from an electric shock accident.

また、ブレーカー１２１は、当該ブレーカー自身の自発的な遮断動作を実施させると供に、絶縁状態判定回路１２４及び遮断動作誘発回路１２５による強制的な遮断動作が実施される。そして、当該ブレーカー１２１は、自発的な遮断動作が機能しなくなっても、強制的な遮断動作が機能する限り、漏電電流の発生を未然に防止することが出来、一方、強制的な遮断動作が機能しなくなっても、自発的な遮断動作が機能することにより、漏電電流が人体に影響を及ぼす電流値になる前に当該漏電電流を停止させることが可能となる。   In addition, the breaker 121 performs a forced cutoff operation by the insulation state determination circuit 124 and the cutoff operation induction circuit 125 as well as performing the spontaneous cutoff operation of the breaker itself. The breaker 121 can prevent the occurrence of a leakage current as long as the forced interruption operation functions even if the spontaneous interruption operation stops functioning. Even if it stops functioning, it is possible to stop the leakage current before the leakage current reaches a current value that affects the human body by the function of the spontaneous cutoff operation.

即ち、本実施例に係る車載用充電システム１２０によると、回路故障等の不測の事態に備えて二重の安全設計が設けられることにより、ブレーカー１２１の遮断動作を確実に実施させることが可能となる。また、本実施例に係るプラグイン式電気自動車では、二重の安全設計によってブレーカー１２１の遮断動作が確実に実施されるので、漏電電流の流れが完全に抑えられ、これにより、車体に接触する人（搭乗者、充電作業者等）を感電事故から守ることが可能となる。   In other words, according to the in-vehicle charging system 120 according to the present embodiment, the double safety design is provided in preparation for an unexpected situation such as a circuit failure, so that the breaker 121 can be reliably cut off. Become. Further, in the plug-in type electric vehicle according to the present embodiment, since the breaking operation of the breaker 121 is reliably performed by the double safety design, the flow of the leakage current is completely suppressed, thereby contacting the vehicle body. People (passengers, charging workers, etc.) can be protected from electric shock accidents.

尚、一般に、従来例に係るプラグイン式電気自動車１（図７参照）では、充電システム１２に内蔵される電力変換回路に絶縁構造を設け、充電用コネクタ１１とメインバッテリ１３との電気的接触を断ち、車体への漏電電流の漏出を極力排除できる回路構成を採用している。以下、図８を参照し、充電システム１２に内蔵される電力変換回路２２について説明する。   In general, in the plug-in type electric vehicle 1 (see FIG. 7) according to the conventional example, an insulating structure is provided in the power conversion circuit built in the charging system 12, and the electrical contact between the charging connector 11 and the main battery 13 is achieved. The circuit configuration that can eliminate the leakage current leakage to the car body as much as possible is adopted. Hereinafter, the power conversion circuit 22 built in the charging system 12 will be described with reference to FIG. 8.

従来例に係る電力変換回路２２は、ダイオードブリッジから成る整流回路２２ａと、力率を改善させ入力電圧を昇圧させるＰＦＣ回路２２ｂと、ＰＦＣ回路から受けた電圧を調整し適宜な充電電圧を生成するトランス式昇降圧回路２２ｃとから構成されている。このうち、トランス式昇降圧回路２２ｃは、２本のインバータアームの間に一次コイルを設けたフルブリッジ回路Ｂｒと、二次コイルの端部に接続されたダイオードＤｖ及びＤｗと、当該二次コイルの中点に接続されたリアクトルＬ４と、一端がダイオードＤｖ及びＤｗのアノード側に接続され他端がリアクトルＬ４の出力側に接続された平滑コンデンサＣｓとから構成され、一次コイル及び二次コイルは、鉄心を介して絶縁トランスＴ１を形成している。かかる構成を具備するトランス式昇降圧トランス２２ｃは、図示されない制御回路によってフルブリッジ回路Ｂｒが駆動されると、これに応じて、絶縁トランスＴ１で二次電圧が生じる。そして、平滑コンデンサＣｓでは、二次電圧とリアクトルＬ４の作用により、メインバッテリ１３の充電電圧を生成させるための電荷が蓄積される。また、かかるトランス式昇降圧回路２２ｃは、内部に絶縁トランスＴ１が形成されているので、絶縁トランスＴ１の一次側と二次側とを電気的に絶縁させ、トランス後段での漏電電流の漏出を防ぎ、これにより、車体に接触する人（搭乗者、充電作業者等）を感電事故から守ることとしている。   The power conversion circuit 22 according to the conventional example generates a suitable charging voltage by adjusting the voltage received from the PFC circuit, the rectifier circuit 22a formed of a diode bridge, the PFC circuit 22b for improving the power factor and boosting the input voltage. And a transformer type step-up / down circuit 22c. Among these, the transformer type step-up / step-down circuit 22c includes a full bridge circuit Br in which a primary coil is provided between two inverter arms, diodes Dv and Dw connected to an end of the secondary coil, and the secondary coil. And the smoothing capacitor Cs having one end connected to the anode side of the diodes Dv and Dw and the other end connected to the output side of the reactor L4. The primary coil and the secondary coil are The insulating transformer T1 is formed through the iron core. In the transformer type step-up / down transformer 22c having such a configuration, when the full bridge circuit Br is driven by a control circuit (not shown), a secondary voltage is generated in the insulation transformer T1 accordingly. In the smoothing capacitor Cs, charges for generating a charging voltage of the main battery 13 are accumulated by the action of the secondary voltage and the reactor L4. In addition, since the transformer type step-up / down circuit 22c has an insulation transformer T1 formed therein, the primary side and the secondary side of the insulation transformer T1 are electrically insulated from each other, and leakage of a leakage current at the subsequent stage of the transformer is prevented. In this way, people who touch the vehicle body (passengers, charging workers, etc.) are protected from electric shock accidents.

しかし、図８で説明された技術では、絶縁トランスＴ１を充電システム１２へ組み込んだ構成とされるので、当該システムの大型化に繋がるとの問題が生じる。また、絶縁トランスＴ１を駆動させるフルブリッジ回路Ｂｒは、４個のパワートランジスタを個別に制御させるため、スイッチングノイズが大きくなり、これにより、フィルター回路を大型化させてしまうとの問題も生じる。しかし、上述した実施の形態又は実施例に係る電力変換回路１２２は、ブレーカー１２１が車載用充電システムへ組み込まれているので、従来例の電力変換回路の構成に関する問題が以下の如く一掃される。   However, in the technique described with reference to FIG. 8, the insulation transformer T <b> 1 is incorporated in the charging system 12, which causes a problem that the system is increased in size. Further, since the full bridge circuit Br that drives the isolation transformer T1 controls the four power transistors individually, the switching noise increases, thereby causing a problem that the filter circuit is enlarged. However, in the power conversion circuit 122 according to the above-described embodiment or example, since the breaker 121 is incorporated in the in-vehicle charging system, problems related to the configuration of the power conversion circuit of the conventional example are eliminated as follows.

図６は、充電システム１２０を構成する電力変換回路１２２が示されている。かかる電力変換回路１２２は、図示の如く、整流ブリッジ１２２ａとＰＦＣ回路１２２ｂとＰＦＣ制御回路１２２ｃと降圧コンバータ１２２ｄと降圧コンバータ制御回路１２２ｅとから構成され、このうち、ＰＦＣ制御回路１２２ｃと降圧コンバータ制御回路１２２ｅとは、上位制御回路１２３から、指令信号が各々送られる。   FIG. 6 shows a power conversion circuit 122 that constitutes the charging system 120. As shown in the figure, the power conversion circuit 122 includes a rectifier bridge 122a, a PFC circuit 122b, a PFC control circuit 122c, a step-down converter 122d, and a step-down converter control circuit 122e. Of these, the PFC control circuit 122c and the step-down converter control circuit are included. A command signal is sent from the host control circuit 123 to 122e.

整流ブリッジ１２２ａは、図示の如く、ダイオードＤ１〜Ｄ４がブリッジ状に配線され、入力された交流電力を全波整流させる。また、整流ブリッジ１２２ａの後段には、図示されないフィルター回路が設けられる。   As shown in the figure, the rectifier bridge 122a has diodes D1 to D4 wired in a bridge shape and rectifies the input AC power in full wave. Further, a filter circuit (not shown) is provided at the subsequent stage of the rectifying bridge 122a.

ＰＦＣ回路１２２ｂは、リアクトルＬ１及びＬ２と、ダイオードＤ５及びＤ６と、パワートランジスタＴｒ１及びＴｒ２と、平滑コンデンサＣｐと、シャント抵抗Ｒｓとから構成され、整流ブリッジから出力された全波整流波形の力率を改善させると供に、平滑コンデンサＣｐから直流電圧を適宜に制御させて出力させる。また、ＰＦＣ制御回路１２２ｃは、入力電圧及び出力電圧及びシャント抵抗からの信号値に基づいて、適宜なＰＷＭ信号を生成出力させ、パワートランジスタＴ１及びＴｒ２を制御させる。かかるＰＦＣ回路１２２ｂは、インターリーブ制御が導入されているので、平滑コンデンサＣｐのピーク電圧が低減される。また、ＰＷＭ制御によって重畳される電源ラインのノイズも抑制することができる。   The PFC circuit 122b includes reactors L1 and L2, diodes D5 and D6, power transistors Tr1 and Tr2, a smoothing capacitor Cp, and a shunt resistor Rs, and the power factor of the full-wave rectified waveform output from the rectifier bridge. In addition, the DC voltage is appropriately controlled and output from the smoothing capacitor Cp. Further, the PFC control circuit 122c generates and outputs an appropriate PWM signal based on the input voltage, the output voltage, and the signal value from the shunt resistor, and controls the power transistors T1 and Tr2. Since the interleave control is introduced into the PFC circuit 122b, the peak voltage of the smoothing capacitor Cp is reduced. In addition, it is possible to suppress power line noise superimposed by PWM control.

降圧コンバータ１２２ｄは、パワートランジスタＴｒ３と、当該パワートランジスタＴｒ３に直列接続されるリアクトルＬ３と、フリーホイーリングダイオードＤ７と、平滑コンデンサＣｑとから構成され、パワートランジスタＴｒ３は、降圧コンバータ制御回路１２２ｅによって制御される。当該降圧コンバータ１２２ｄは、パワートランジスタＴｒ３の動作に応じて、入力電圧を降圧変換させる一般的な回路であって、回路構成が非常に簡素なものとされる。   The step-down converter 122d includes a power transistor Tr3, a reactor L3 connected in series to the power transistor Tr3, a freewheeling diode D7, and a smoothing capacitor Cq. The power transistor Tr3 is controlled by the step-down converter control circuit 122e. Is done. The step-down converter 122d is a general circuit that performs step-down conversion of the input voltage in accordance with the operation of the power transistor Tr3, and has a very simple circuit configuration.

そして、電力変換回路１２２は、整流ブリッジ１２２ａとＰＦＣ回路１２２ｂと降圧コンバータ１２２ｄとによって、商用電力（交流電力）を直流電力に変換させ、当該直流電力の電圧値を適宜な値に制御させる。また、充電用コネクタ１１０の直後にブレーカー１２１が設置されるので、図８（従来例）に示されるような絶縁トランスＴ１を設けなくとも、感電事故に対する充電作業者の保護が図られる。   The power conversion circuit 122 converts commercial power (AC power) into DC power by the rectifier bridge 122a, the PFC circuit 122b, and the step-down converter 122d, and controls the voltage value of the DC power to an appropriate value. Further, since the breaker 121 is installed immediately after the charging connector 110, it is possible to protect the charging operator against an electric shock accident without providing the insulating transformer T1 as shown in FIG. 8 (conventional example).

本実施の形態に係る車載用充電システム１２０によると、電力変換回路１２２の構成について絶縁トランスＴ１を省略できるので、装置の簡素化及び小型化が図られる。更に、絶縁トランスの省略及びこれに伴うフルブリッジ回路の省略により、スイッチング回数が抑えられ、これにより、フィルター回路の小型化、低ノイズ化が可能となる。   According to the in-vehicle charging system 120 according to the present embodiment, since the insulating transformer T1 can be omitted from the configuration of the power conversion circuit 122, the device can be simplified and downsized. Further, the omission of the isolation transformer and the omission of the full bridge circuit associated therewith can reduce the number of times of switching, thereby making it possible to reduce the size and noise of the filter circuit.

また、車載用充電システムを搭載させたプラグイン式電気自動車によると、充電システムの小型化及び低コスト化に伴い、車輌全体の小型化及び低コスト化に資するものとなる。また、充電システムの低ノイズ化に伴い、車輌内の電力系統全体の安定動作が期待できる。   Moreover, according to the plug-in type electric vehicle equipped with the on-vehicle charging system, the downsizing and cost reduction of the charging system contributes to downsizing and cost reduction of the entire vehicle. In addition, as the charging system is reduced in noise, stable operation of the entire power system in the vehicle can be expected.

１００ 電力系統
１１０ 充電用コネクタ
１２０ 充電システム
１２１ 遮断手段
１２２ 電力変換回路
１２３ 上位制御回路
１２４ 絶縁状態判定回路
１２５ 遮断動作誘発回路
Ｒｙ１ リレー（第１の導通手段）
Ｒｙ２ リレー（第２の導通手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Electric power system 110 Charging connector 120 Charging system 121 Blocking means 122 Power conversion circuit 123 High-order control circuit 124 Insulation state determination circuit 125 Blocking action induction circuit Ry1 relay (first conduction means)
Ry2 relay (second conduction means)

Claims (9)

車体に設けられた充電用コネクタと、電源ラインを介して供給される商用電力を変換させ車輌に搭載された高圧用バッテリへ充電電力を供給する電力変換回路と、前記商用電力を供給しているときに漏電状態を検出すると前記電源ラインを遮断させ前記商用電力による前記電力変換回路への電力供給を停止させる遮断手段とを少なくとも備え、
前記遮断手段は、前記充電用コネクタと前記電力変換回路との間に接続されていることを特徴とする車載用充電システム。 A charging connector provided on the vehicle body, a power conversion circuit that converts commercial power supplied via a power line and supplies charging power to a high-voltage battery mounted on the vehicle, and supplies the commercial power When at least a leakage state is detected, the power supply line is cut off, and at least a cut-off means for stopping power supply to the power conversion circuit by the commercial power
The in-vehicle charging system, wherein the blocking means is connected between the charging connector and the power conversion circuit. 電源ラインを介して供給される商用電力を変換させ車輌に搭載された高圧用バッテリへ充電電力を供給する電力変換回路と、前記商用電力を供給しているときに漏電状態を検出すると前記電源ラインを遮断させ前記商用電力による前記電力変換回路への電力供給を停止させる遮断手段と、車両に構成された電力系統と車体との間の絶縁状態が良好か不良かの判定を行なう絶縁状態判定回路と、前記絶縁状態判定回路の判定信号に応じて前記遮断手段を遮断動作させる遮断動作誘発回路とを少なくとも備えることを特徴とする車載用充電システム。   A power conversion circuit that converts commercial power supplied via a power line and supplies charging power to a high-voltage battery mounted on the vehicle, and the power line when a leakage state is detected while the commercial power is being supplied And an insulation state determination circuit for determining whether the insulation state between the power system configured in the vehicle and the vehicle body is good or bad, and a cutoff means for stopping the power supply to the power conversion circuit by the commercial power And a blocking operation induction circuit for blocking the blocking means in response to a determination signal from the insulation state determination circuit. 前記絶縁状態判定回路は、車両に構成された電力系統と車体との絶縁状態が不良となった場合に絶縁不良電流を生じさせる電流発生回路と、前記絶縁不良電流の発生を検出し前記判定信号を生成出力させる信号生成回路とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の車載用充電システム。   The insulation state determination circuit includes a current generation circuit that generates an insulation failure current when an insulation state between a power system configured in a vehicle and a vehicle body is defective, and detects the generation of the insulation failure current and the determination signal The in-vehicle charging system according to claim 2, further comprising: a signal generation circuit that generates and outputs the signal. 前記判定信号は、車輌に搭載された制御回路を介して前記遮断動作誘発回路へ入力されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車載用充電システム。   The in-vehicle charging system according to claim 2 or 3, wherein the determination signal is input to the cutoff operation induction circuit via a control circuit mounted on a vehicle. 前記遮断動作誘発回路は、前記ブレーカー近傍の電源ラインのうち一方の電源ラインに対して前記ブレーカーの入力側で一端が接続され、前記ブレーカー近傍の電源ラインのうち他方の電源ラインに対して前記ブレーカーの出力側で他端が接続され、前記一方の電源ラインの入力側と前記他方の電源ラインの出力側とを導通又は非導通とさせる第１の導通手段を具備することを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の車載用充電システム。   The breaking operation inducing circuit has one end connected to one of the power lines in the vicinity of the breaker on the input side of the breaker, and the breaker to the other power line in the vicinity of the breaker The other end is connected on the output side of the first power supply line, and includes first conductive means for connecting or disconnecting the input side of the one power supply line and the output side of the other power supply line. The in-vehicle charging system according to any one of claims 2 to 4. 前記遮断動作誘発回路は、前記第１の導通手段と、前記ブレーカーの出力側での前記一方の電源ライン及び前記他方の電源ラインを導通又は非導通とさせる第２の導通手段とを具備し、
前記第２の導通手段は、前記漏電検出回路の検出信号に応じて導通又は非導通の状態が切換えられ、
前記第１の導通手段は、前記第２の導通手段の切換状態に応じて導通又は非導通の状態が切換えられることを特徴とする請求項５に記載の車載用充電システム。 The interruption operation inducing circuit includes the first conduction means, and second conduction means for making the one power line and the other power line on the output side of the breaker conductive or non-conductive,
The second conduction means is switched between a conduction state and a non-conduction state according to a detection signal of the leakage detection circuit,
The in-vehicle charging system according to claim 5, wherein the first conduction unit is switched between a conduction state and a non-conduction state according to a switching state of the second conduction unit. 前記遮断手段は、前記複数の電源ラインの電流バランスが崩れると作動されることを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の車載用充電システム。   The in-vehicle charging system according to claim 1, wherein the blocking unit is activated when a current balance of the plurality of power supply lines is lost. 前記遮断手段は、ブレーカーであることを特徴とする請求項７に記載の車載用充電システム。   The in-vehicle charging system according to claim 7, wherein the blocking means is a breaker. 請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の車載用充電システムを搭載させたプラグイン式電気自動車。   A plug-in electric vehicle on which the in-vehicle charging system according to any one of claims 1 to 8 is mounted.
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