JP2012523811A - 充電ケーブル係止装置およびケーブル係止方法 - Google Patents

Abstract

充電ステーション２０に接続可能な充電ケーブル４を受け入れるための自動車側レセプタクル２と、レセプタクル２に配置された係止ユニット８とを有し、係止ユニット８は充電ケーブル４をレセプタクル２に係止、およびレセプタクル２から解放、するように構成される電気自動車用の充電ケーブル係止装置。閉扉ユニット３２の起動時に充電ケーブル４がレセプタクル２に係止可能になり、閉扉ユニット３２の停止時に充電ケーブル４がレセプタクル２から解放可能になるように係止ユニット８が自動車の閉扉ユニット３２に結合されることにより、安全な充電が可能になる。
【選択図】図３

Description

本主題は、充電ステーションに接続可能な充電ケーブルを受け入れるための自動車側レセプタクルと、このレセプタクルに配置された係止ユニットとを有し、係止ユニットは充電ケーブルをレセプタクルに係止、およびレセプタクルから解放する、ように構成される電気自動車用の充電ケーブル係止装置に関する。

電動自動車の販売は近い将来に急激に増加するであろう。ただし、電動機で駆動される電気自動車の販売に伴い、電気自動車へのエネルギー供給を最も簡単な方法で行えることを保証する必要がある。このため、機能的なインフラストラクチャを利用可能にする必要がある。

特に、電気自動車のためのエネルギーを公共の場で得られるようにする必要がある。これまでに入手可能な範囲の電気自動車では、自動車の充電を家庭環境外の５０ｋｍと数１００ｋｍの間で行えるようにする必要がある。したがって、電気自動車用のエネルギーを送電網からいつでも利用可能にするために、充電ステーションを公共の場で利用可能にする必要がある。この利用可能性は、電気自動車が受け入れられるために決定的な基準である。

ただし、充電ステーションを公共の場に設置する場合は、「盗電」が確実に回避されるようにする必要がある。特に、充電プロセスの不正中断を防止する必要がある。さらに、供給されるエネルギーがその代金支払い者に入手可能になることを保証する必要がある。

この理由により、本主題は、電気自動車の充電時の安全性を高める装置および方法を提供するという目的に基づく。

この目的は、本主題によると、電気自動車の閉扉ユニットの起動時に充電ケーブルがレセプタクルに係止可能になり、閉扉ユニットの停止時に充電ケーブルがレセプタクルから解放可能になるように、係止ユニットが電気自動車の閉扉ユニットに結合された電気自動車用の充電ケーブル係止装置によって達成される。

係止ユニットは、充電ケーブルをレセプタクルに機械的に係止するものでもよい。ここで、充電ケーブルがレセプタクルに堅固に保持されてレセプタクルから外せないように、例えば、電気機械的手段によって係止ユニットを充電ケーブルに接続することも可能である。充電ケーブルをレセプタクルから外せなくなるように、例えば、自動車に接続されているピンまたはボルトをケーブルのプラグまたはソケットに挿入することもできるであろう。

閉扉ユニットは、係止ユニットを起動できるユニットでもよい。閉扉ユニットは、例えば、ユーザによって起動されて係止ユニットを係止および解放できるユニットでもよい。閉扉ユニットは、例えば、自動車のロックでもよい。例えば、閉扉ユニットを自動車のセントラルロッキングに結合することができる。閉扉ユニットをセントラルロッキング自体によって形成することもできる。

閉扉ユニットの起動は、例えば、ロックボタンの押下でもよい。自動車をロックすることによって、閉扉ユニットを起動することもできる。閉扉ユニットの起動は、トランスポンダを自動車から取り外してトランスポンダの署名を読み取り不能にすることによって行うことも可能である。

閉扉ユニットの停止は、例えば、ボタンまたはスイッチの再起動と理解することができる。閉扉ユニットの停止は、例えば、非接触で読み取り可能トランスポンダを閉扉ユニットに近付けてトランスポンダの読み取りを可能にすることによって行うこともできる。この場合、閉扉ユニットの停止とは、トランスポンダが自動車の範囲内に移動されて署名を読み取れるようになったことと理解することができる。さらに、閉扉ユニットの停止は、自動車が開扉されたことを意味しうる。

閉扉ユニットが起動されると、本主題による係止ユニットによって充電ケーブルがレセプタクルに係止される。これにより、係止ユニットは閉状態に移行される。これは、電気的に行うことも、機械的に行うこともできる。係止ユニットが閉状態になると、充電ケーブルをレセプタクルから機械的に外すことができなくなる。

閉扉ユニットが停止されると、係止ユニットは開状態に移行する。この状態においては、充電ケーブルをレセプタクルに差し込むことも、レセプタクルから外すこともできる。

有利な一実施形態によると、閉扉ユニットを自動車のセントラルロッキングにし、セントラルロッキングを用いた自動車の閉扉により充電ケーブルをレセプタクルに係止できるように係止ユニットを自動車のセントラルロッキングに結合し、セントラルロッキングによる自動車の開扉により充電ケーブルがレセプタクルから解放されることが提案される。

自動車のセントラルロッキングによって特に簡単かつユーザフレンドリな方法で係止ユニットを起動および停止できることが見出されている。セントラルロッキングの起動は、ユーザが自動車から離れるときに自動車のユーザによって通常どおり行われる。ユーザはセントラルロッキングを用いて自分の自動車をロックする。この場合、自動車のユーザは充電プロセスをもはや監視していないと想定すべきである。この理由により、セントラルロッキングが起動されて自動車が閉扉されたら、充電ケーブルを不正アクセスから保護する必要があると想定すべきである。この理由により、この有利な実施形態によると、セントラルロッキングの起動時に充電ケーブルはレセプタクルに係止される。自動車がロックされた後は、不正者は充電ケーブルをレセプタクルから外せなくなる。

ユーザは自分の自動車に戻ると、自動車を通常どおり開扉する。自動車の開扉は、ユーザが自分のドライブを続けたがっていることを示す。この場合は、ユーザが充電ケーブルをレセプタクルから外せなくてはならない。この理由により、この有利な例示的実施形態によると、セントラルロッキングによる自動車の開扉時に、充電ケーブルをレセプタクルから解放できるようにすることが提案される。ユーザは、さらなる問題なく充電ケーブルをレセプタクルから簡単に外すことができる。

有利な一実施形態によると、閉扉ユニットが無線で起動可能なトランスポンダ読み取りユニットであることが提案される。例えば、無線で読み取り可能トランスポンダをユーザが携帯することも可能である。これは、例えばＲＦＩＤトランスポンダでもよい。ユーザが自分の自動車から離れると、閉扉ユニットはトランスポンダを読み取ることができなくなる。これにより、閉扉ユニットの起動を引き起こすことができる。ユーザが自動車に再び近づくと、トランスポンダ読み取りユニットはトランスポンダを再度読み取れるようになり、閉扉ユニットを停止できるようになる。別の例によると、充電ケーブルを能動的にレセプタクルに接続するためにトランスポンダを用いることも可能である。このために、例えば、ユーザはトランスポンダをトランスポンダ読み取りユニットの近くで保持することができる。これにより閉扉ユニットは起動される。ユーザがトランスポンダをトランスポンダ読み取りユニットの近くで再度保持すると、閉扉ユニットを停止させることができる。

有利な一例示的実施形態によると、信号ユニットを係止ユニットに結合し、閉扉ユニットの起動時に係止ユニットが起動信号を信号ユニットに送信し、その後に充電電流を許可するために信号ユニットが許可信号を充電ステーション送信することが提案される。

充電ケーブルがレセプタクルに堅固に固定されてレセプタクルから外せなくなったときにのみ充電電流が流れるようにすべきであることが見出されている。この理由により、信号ユニットが提案される。この信号ユニットは、符号化された信号または符号化されていない信号を充電ケーブル経由で、または無線で、または別個のケーブルを介して、充電ステーションに送信できるユニットでもよい。充電ステーションには、この信号を信号ユニットから受信し評価できる受信ユニットが設けられる。この受信ユニットが許可信号を信号ユニットから受信すると、充電ステーションの受信ユニットは充電電流を許可する。すなわち、係止ユニットが閉扉ユニットを起動した後にのみ、許可信号が充電ステーションに送信され、充電ケーブルがレセプタクルに固定された後にのみ、充電電流が許可される。これにより、充電ケーブルがレセプタクルに固定されていないにも拘らず充電電流が流れることが防止される。

有利な一実施形態によると、信号ユニットを係止ユニットに結合し、閉扉ユニットの起動時に係止ユニットが起動信号を信号ユニットに送信し、その後に充電ケーブルを充電ステーションに係止するために信号ユニットが係止信号を充電ステーションに送信することがさらに提案される。充電電流の許可のほか、充電ケーブルを充電ステーションに係止することも重要である。係止されていないと、充電ケーブルが充電ステーションから外されて不正ユーザが自分の自動車を充電するために充電ステーションを使用するおそれがある。この理由により、充電ステーションにおいて充電ケーブルを係止する必要がある。係止信号は、例えば、許可信号と一緒に充電ステーションに送信可能である。係止信号と許可信号とを同一にすることもできる。さらに、係止信号が自動車の正規信号ユニットから来ていることを保証するために、係止信号の署名および符号化を行うこともできる。充電ステーションの受信ユニットが係止信号を信号ユニットから受信すると、充電ステーションの受信ユニットは充電ステーションへの充電ケーブルの係止を引き起こす。係止機構は機械式および／または電気式にすることができる。

ユーザが自分のドライブを続けたいときは、ユーザは充電ケーブルを自動車および充電ステーションの両方から外す必要がある。ただし、ケーブルが自動車から外される場合は、安全上の理由により、充電電流を停止させる必要もある。この理由により、有利な一例示的実施形態によると、信号ユニットを係止ユニットに結合し、閉扉ユニットの停止時に係止ユニットが停止信号を信号ユニットに送信し、その後に充電電流を禁止するために信号ユニットが禁止信号を充電ステーションに送信することが提案される。したがって、閉扉ユニットの停止時、すなわち充電ケーブルの接続解除時に、禁止信号が充電ステーションに送信される。充電ステーションでは、受信ユニットが禁止信号を受信でき、充電ステーションにおいて充電電流の禁止を有効化できる。充電ケーブルの接続解除時に充電電流を禁止すると、切り離し時に充電ケーブルからのアークの発生が防止される。さらに、突出接点による充電ケーブルの短絡も防止される。

閉扉ユニットが停止したら、充電ケーブルを切り離すことができる。充電ケーブルを充電ステーションから外せるように、充電ステーションはさらに充電ケーブルを係止解除する必要がある。この理由により、有利な一実施形態によると、信号ユニットを係止ユニットに結合し、閉扉ユニットの停止時に係止ユニットが停止信号を信号ユニットに送信し、次に充電ケーブルを充電ステーションから係止解除するために信号ユニットが係止解除信号を充電ステーションに送信することが提案される。係止解除信号の送信は、禁止信号の直前または直後に行うことができる。さらに、係止解除信号と禁止信号とを同一にすることもできる。係止解除信号は、充電ステーションの受信ユニットによって受信される。係止解除信号の受信後、充電ケーブルを充電ステーションから外せるように、充電ステーションにおいて充電ケーブルが係止解除される。

有利な一実施形態によると、レセプタクルはプラグまたはソケットである。したがって、充電ケーブルは対応するプラグまたはソケットを有する。

別の主題は、電気自動車への充電ケーブルの係止方法である。この方法は、充電ケーブルを自動車側レセプタクルに接続することと、自動車側レセプタクルに配置された係止ユニットによって充電ケーブルをレセプタクルから解放することとを含む。本方法は、閉扉ユニットの起動時に充電ケーブルがレセプタクルに係止され、閉扉ユニットの停止時に充電ケーブルがレセプタクルから解放されるように、係止ユニットが自動車の閉扉ユニットに結合されることを特徴とする。

実施形態を示す図面を参照して、本主題をさらに詳細に説明する。

充電ケーブル用レセプタクルの概略構造である。 充電ケーブルが差し込まれて係止されたレセプタクルの概略構造である。 充電ステーションの概略構造である。 自動車と充電ポストとを含む充電システムの概略構造である。 一方法例のフローチャートである。

図１ａは、図示されていない充電ケーブル４のためのレセプタクル２を模式的に示す。２つの接点６ａ、６ｂを有するソケットとして形成されたレセプタクル２に係止ユニット８が設けられている。係止ユニット８はデータ線１０を介して自動車の閉扉ユニット、例えばセントラルロッキング、に接続されている。ボルト１４のための電気駆動部１２が係止ユニット８に設けられている。電気駆動部１２によって、ボルト１４をｘ方向に前進または後退させることができる。電気駆動部１２は、ボルト１４を移動させるためにデータ線１０の信号に応じて作動される。

レセプタクル２は図１ｂにも示されている。図１ｂでは、プラグ４ａ付きの充電ケーブル４がレセプタクル２に差し込まれている。この図から分かるように、レセプタクル２の接点６は、充電ケーブル４のプラグ４ａの対応接点１６に電気的に接続される。

図１ｂに示されている位置においては、係止ユニット８がデータ線１０によって起動されたことにより、電気駆動部１２がボルト１４を親プラグ４ａの溝１８に挿入している。ボルト１４が溝１８に係合したことによって、充電ケーブル４はレセプタクル２に係止されている。充電ケーブル４が解放されるようにボルト１４を溝１８から引き出せるように、データ線１０上の別の信号によって係止装置８の電気駆動部１２は起動される。

図２は、図示されていない充電ケーブル４のためのレセプタクル２２を有する充電ステーション２０を示す。レセプタクル２２は、レセプタクル２に従って形成可能であり、対応する係止ユニット８を有することもできる。さらに、充電ステーション２２は、自動車を充電するために、電気エネルギーをレセプタクル２２の接点に供給する充電手段２４を有する。この電気エネルギーを充電ケーブルによって取り出すことができる。さらに、充電ステーション２０は受信ユニット２６を有する。レセプタクル２２の接点に現れた信号を受信ユニット２６によって受信することができる。これら信号は、例えば、許可信号、係止信号、禁止信号、および係止解除信号とすることができる。許可信号と係止解除信号とを同一にすることもできる。さらに、禁止信号と係止信号とを同一にすることもできる。受信ユニット２６によって許可信号が受信されると、充電手段２４の起動が可能になる。係止信号が受信されると、接続された充電ケーブルがレセプタクル２２に固定されるように、レセプタクル２２またはそこに設けられている係止ユニットの起動が可能になる。

禁止信号が受信ユニット２６によって受信されると、レセプタクル２２に接続されている電流が切断されるように充電手段２４の停止が可能になる。係止解除信号が受信ユニット２６によって受信されると、受信ユニット２６は、接続されている充電ケーブルが解放されるように、レセプタクル２２の係止装置を制御することできる。

図３は、充電ケーブル４のためのレセプタクル２を有する自動車２８と、レセプタクル２２を有する充電ステーション２０とを示す。自動車２８は、信号ユニット３０と閉扉ユニット３２とをさらに有する。信号ユニット３０は、閉扉ユニット３２に結合可能である。信号ユニット３０は、情報をデータ線経由でレセプタクル２の接点６に送信できる。さらに、信号ユニット３０は、データ線１０を介して係止ユニット８に結合可能である。

閉扉ユニット３２は、自動車２８のセントラルロッキングでもよい。さらに、閉扉ユニット３２は、例えば、トランスポンダ読み取り装置でもよい。図３に示されているケースでは、充電ケーブル４は、レセプタクル２とレセプタクル２２とに差し込まれている。本主題による方法のシーケンスが図４に図示されている。

第１のステップ３４において、自動車２８の運転手は、例えば自分のキーによって、閉扉信号を閉扉ユニット３２に送信できる。この閉扉信号によって、自動車２８の全てのドアが閉じられる。同時に、閉扉ユニット３２は起動信号を信号装置３０に送信する。

信号ユニット３０は、ステップ３６において、この起動信号を用いて最初に係止ユニット８を制御する。ステップ３６において、係止ユニット８はボルト１４によって充電ケーブル４をレセプタクル２に係止する。さらに、信号ユニット３０は、ステップ３８において、係止信号を充電ケーブル４経由で充電ステーション２０に送信する。充電ステーション２０において、係止信号は受信ユニット２６によって受信され、受信ユニット２６は充電ステーション２０のレセプタクル２２への充電ケーブル４の係止を引き起こす。

その後、ステップ４０において、信号ユニット３０は許可信号を充電ケーブル４経由で充電ステーション２０に送信する。許可信号は、充電ステーション２０において受信ユニット２６によって受信される。受信ユニット２６は充電手段２４を起動する。これにより、充電電流が許可される。したがって、充電ケーブル４を介して、充電電流が自動車２８に流れ、自動車２８の電池を充電する。

自動車２８の運転手は自分の自動車に戻ると、自分の自動車を再度キーによって開扉することができる。ステップ４２において閉扉ユニット３２は対応する停止信号を受信し、自動車２８のドアを開く。その後、ステップ４４において、信号ユニット３０は禁止信号を充電ケーブル４経由で充電ステーション２０に送信する。充電ステーション２０において、受信ユニット２６は禁止信号を受信し、充電手段２４の停止を行う。

次に、ステップ４６において、信号ユニット３０は係止解除信号を充電ケーブル４経由で充電ステーション２０に送信する。受信ユニット２６は、係止解除信号を受信し、レセプタクル２２からの充電ケーブル４の係止解除を行う。

最終的に、ステップ４８において、充電ケーブル４がレセプタクル２から係止解除されるように、係止ユニット８が制御される。このため、ボルト１４は電気駆動部１２によって溝１８から引き出される。

次に、ユーザは充電ケーブル４をレセプタクル２および２２から簡単に外すことができる。これで充電プロセスが完了する。

記載されている方法によって、自動車のユーザが不在時でも安全な充電をもたらすことができる。

第１のステップ３４において、自動車２８の運転手は、例えば自分のキーによって、閉扉信号を閉扉ユニット３２に送信できる。この閉扉信号によって、自動車２８の全てのドアが閉じられる。同時に、閉扉ユニット３２は起動信号を信号ユニット３０に送信する。

Claims (9)

1. 電気自動車用の充電ケーブル係止装置であって、
   充電ステーションに接続可能な充電ケーブル（４）を受け入れるための前記自動車側のレセプタクル（２）と、
   前記レセプタクル（２）に配置された係止ユニット（８）と、
   を有し、
   前記係止ユニット（８）が前記充電ケーブル（４）を前記レセプタクル（２）に係止、および前記レセプタクル（２）から解放、するように構成される充電ケーブル係止装置において、
   前記自動車（２８）の閉扉ユニット（３２）の起動時に前記充電ケーブル（４）が前記レセプタクルに係止可能になり、前記閉扉ユニット（３２）の停止時に前記充電ケーブル（４）が前記レセプタクル（２）から解放可能になるように、前記係止ユニット（８）が前記閉扉ユニット（３２）に結合される、
   ことを特徴とする充電ケーブル係止装置。
2. 前記閉扉ユニット（３２）は前記自動車（２８）のセントラルロッキングであり、前記セントラルロッキングによる前記自動車の閉扉時に前記充電ケーブル（４）が前記レセプタクル（２）に係止可能になり、前記セントラルロッキングによる前記自動車の開扉時に前記充電ケーブル（４）が前記レセプタクル（２）から解放可能になるように、前記係止ユニット（８）が前記自動車の前記セントラルロッキングに結合されることを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
3. 前記閉扉ユニット（３２）は、無線で起動可能なトランスポンダ読み取り装置であることを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
4. 信号ユニット（３０）が前記係止ユニット（８）に結合され、前記閉扉ユニット（３２）の起動時に前記係止ユニット（８）が起動信号を前記信号ユニット（３０）に送信し、その後に前記充電電流を許可するために前記信号ユニット（３０）が許可信号を前記充電ステーション（２０）に送信することを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
5. 信号ユニット（３０）が前記係止ユニット（８）に結合され、前記閉扉ユニット（３０）の起動時に前記係止ユニット（８）が起動信号を前記信号ユニット（３２）に送信し、その後に前記充電ケーブル（４）を前記充電ステーション（２０）に係止するために前記信号ユニット（３２）が係止信号を前記充電ステーション（２０）に送信することを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
6. 信号ユニット（３２）が前記係止ユニット（８）に結合され、前記閉扉ユニット（３０）の停止時に前記係止ユニット（８）が停止信号を前記信号ユニット（３２）に送信し、その後に前記充電電流を禁止にするために前記信号ユニット（３２）が禁止信号を前記充電ステーション（２０）に送信することを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
7. 信号ユニット（３２）が前記係止ユニット（８）に結合され、前記閉扉ユニット（３２）の停止時に前記係止ユニット（８）が停止信号を前記信号ユニット（３０）に送信し、その後に前記充電ケーブル（４）を前記充電ステーション（２０）から係止解除するために信号ユニット（３０）が係止解除信号を前記充電ステーション（２０）に送信することを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
8. 前記レセプタクル（２）はプラグ（４）またはソケットであることを特徴とする請求項１に記載の充電ケーブル係止装置。
9. 電気自動車への充電ケーブルの係止方法であって、
   充電ケーブルが前記自動車側のレセプタクルに接続され、
   前記充電ケーブルの前記レセプタクルへの係止および前記レセプタクルからの解放が前記自動車側の前記レセプタクルに配置されている係止ユニットによって行われる方法において、
   閉扉ユニットの起動時に前記充電ケーブルが前記レセプタクルに係止され、前記閉扉ユニットの停止時に前記充電ケーブルが前記レセプタクルから解放されるように、前記係止ユニットが前記自動車の閉扉ユニットに結合される、
   ことを特徴とする方法。

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