JP2021180534A - Electric vehicle charging device - Google Patents

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Abstract

To provide an electric vehicle charging device of which the convenience is improved through shortening of a charging time of a battery which is mounted in an electric vehicle, etc.SOLUTION: An electric vehicle charging device 1 comprises: an AC/DC power conversion section 3; a charge cable 21 which supplies an output current of the AC/DC power conversion section 3 to a battery 25; a cable temperature sensor 23; an ambient temperature sensor 6 for measuring an ambient temperature of the charging device 1; and a charge control section 10 which controls the AC/DC power conversion section 3. On the basis of the cable temperature detected by the cable temperature sensor 23, in the case where the cable temperature is lower than an allowable upper limit temperature, the charge control section 10 controls the AC/DC power conversion section 3 in such a manner that the battery 25 is charged with a boost current exceeding a rating current of the charge cable 23.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気自動車の蓄電池（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。 The present invention relates to a charging device for an electric vehicle that charges a storage battery (battery) of the electric vehicle.

従来、例えば、特許文献１には、電気自動車用充電装置が開示されている。この電気自動車用充電装置は、交流電力（ＡＣ電力）を直流電力（ＤＣ電力）に変換するＡＣ／ＤＣ電力変換部、及びこのＡＣ／ＤＣ電力変換部の出力側に接続されたソケット等を有している。ソケットには、充電ケーブルの一端に接続されたプラグが着脱自在に接続される。充電ケーブルの他端には、ケーブル設置型充電制御装置を介して、電気自動車の充電口に着脱自在に挿着されるコネクタが接続されている。ケーブル設置型充電制御装置は、電気自動車に搭載されたバッテリの充電を監視（モニタリング）し、取得した充電関連情報を端末装置に提供してバッテリの充電を制御するものである。プラグ内には、プラグピンの温度を測定する温度センサが設けられている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a charging device for an electric vehicle. This charging device for electric vehicles has an AC / DC power conversion unit that converts AC power (AC power) into DC power (DC power), a socket connected to the output side of the AC / DC power conversion unit, and the like. doing. A plug connected to one end of the charging cable is detachably connected to the socket. At the other end of the charging cable, a connector that is detachably inserted and detached from the charging port of the electric vehicle is connected via a cable-installed charging control device. The cable-installed charge control device monitors (monitors) the charge of the battery mounted on the electric vehicle, and provides the acquired charge-related information to the terminal device to control the charge of the battery. A temperature sensor for measuring the temperature of the plug pin is provided in the plug.

そして、ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電力は、ソケットに接続されたプラグを介して、充電ケーブルへ入力される。入力された直流電力は、ケーブル設置型充電制御装置を介して、コネクタから出力される。出力された直流電力は、電気自動車の充電口から入力され、バッテリが急速充電される。急速充電中、ケーブル設置型充電制御装置は、温度センサにより測定されたプラグピンの温度が一定レベル以上であれば、そのプラグピンが過熱状態であると判断して、充電電力の減少又は充電を中断するための制御を行う。 Then, the DC power output from the AC / DC conversion unit is input to the charging cable via the plug connected to the socket. The input DC power is output from the connector via the cable-installed charge control device. The output DC power is input from the charging port of the electric vehicle, and the battery is quickly charged. During rapid charging, the cable-mounted charge control device determines that the plug pin is overheated if the temperature of the plug pin measured by the temperature sensor is above a certain level, and the charging power is reduced or charging is interrupted. Control for.

特開２０１６−６３７３７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-63737

特許文献１に開示された電気自動車用充電装置では、充電ケーブルの一端に接続されたプラグの温度監視を行い、過熱状態にあれば、充電電力を減少又は中断する制御を行い、そのプラグの加熱による火災の発生を防止しているが、充電時間が長くなる課題があった。 In the electric vehicle charging device disclosed in Patent Document 1, the temperature of the plug connected to one end of the charging cable is monitored, and if it is in an overheated state, the charging power is controlled to be reduced or interrupted, and the plug is heated. However, there was a problem that the charging time became long.

近年、利便性の観点から、急速充電装置を用いた電気自動車の充電時間を短縮することが要望されている。充電時間を短縮するためには、充電電流を大きくすれば良い。しかし、充電電流を大きくすれば、その充電電流を伝送するための充電ケーブルの線径が太くなり、操作性に難がでてくる。これに対し、充電ケーブルの線径を太くすることなく、充電電流を大きくすれば、ケーブル温度が上昇してケーブルが劣化する恐れがあるので、ケーブルを冷却することが必要になる。しかし、ケーブル冷却に関しても、液冷ケーブルを採用する等、価格面でデメリットがある。 In recent years, from the viewpoint of convenience, it has been desired to shorten the charging time of an electric vehicle using a quick charging device. In order to shorten the charging time, the charging current may be increased. However, if the charging current is increased, the wire diameter of the charging cable for transmitting the charging current becomes thicker, which makes operability difficult. On the other hand, if the charging current is increased without increasing the wire diameter of the charging cable, the cable temperature may rise and the cable may deteriorate, so it is necessary to cool the cable. However, there are also disadvantages in terms of price, such as the adoption of liquid-cooled cables for cable cooling.

電気自動車用急速充電装置に使用される充電ケーブルには、安全性の観点から、定格電流が規定されており、その定格電流を超えて充電ができなかった。しかし、近年の研究から、定格電流を超えた増加電流（以下「ブースト電流」という。）を充電ケーブルに流しても、ケーブル温度が、許容される上限温度を越えなければ、安全性に問題がないことが証明されている。 From the viewpoint of safety, the charging cable used for the quick charging device for electric vehicles has a rated current specified, and charging cannot exceed the rated current. However, recent research has shown that even if an increased current exceeding the rated current (hereinafter referred to as "boost current") is passed through the charging cable, if the cable temperature does not exceed the allowable upper limit temperature, there is a safety problem. Proven not to be.

そこで、本発明の電気自動車用充電装置では、安全性を確保しつつ、ブースト電流を用いてバッテリを充電させるために、以下の構成を採用している。
即ち、本発明の電気自動車用充電装置は、充電電流指令に基づき交流電力を直流電力に変換して、電気自動車のバッテリを充電する充電電流を生成するＡＣ／ＤＣ電力変換部と、前記バッテリに接続される充電コネクタを有し、前記充電電流を前記充電コネクタ側へ伝送し、前記充電コネクタを介して前記バッテリを充電する充電ケーブルと、前記充電ケーブルのケーブル温度を検出するケーブル温度センサと、前記ケーブル温度センサで検出された前記ケーブル温度に基づき、前記ケーブル温度が、許容される上限温度よりも低ければ、前記充電ケーブルの定格電流を超えたブースト電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記ＡＣ／ＤＣ電力変換部を制御する充電制御部と、を備えることを特徴とする。 Therefore, in the charging device for an electric vehicle of the present invention, the following configuration is adopted in order to charge the battery by using the boost current while ensuring the safety.
That is, the charging device for an electric vehicle of the present invention has an AC / DC power conversion unit that converts AC power into DC power based on a charging current command to generate a charging current for charging the battery of the electric vehicle, and the battery. A charging cable having a charging connector to be connected, transmitting the charging current to the charging connector side, and charging the battery via the charging connector, a cable temperature sensor for detecting the cable temperature of the charging cable, and a cable temperature sensor. Based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor, if the cable temperature is lower than the allowable upper limit temperature, the battery is charged with a boost current exceeding the rated current of the charging cable. It is characterized by including a charge control unit that outputs the charge current command of the above and controls the AC / DC power conversion unit.

本発明によれば、充電ケーブルの定格電流を超えたブースト電流での充電が可能となり、電気自動車に搭載されたバッテリの充電時間を短縮することができる。これにより、利便性が著しく向上する。 According to the present invention, it is possible to charge with a boost current exceeding the rated current of the charging cable, and it is possible to shorten the charging time of the battery mounted on the electric vehicle. This significantly improves convenience.

本発明の実施例１における電気自動車用充電装置の構成を示す概略の回路図Schematic circuit diagram showing the configuration of the charging device for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（時間条件での充電制御）を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control under time conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（ケーブル温度条件での充電制御（１））を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (1) under cable temperature conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（ケーブル温度条件での充電制御（２））を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (2) under cable temperature conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（ケーブル温度条件での充電制御（保護））を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (protection) under cable temperature conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（周囲温度条件での充電制御（１））を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (1) under ambient temperature conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（周囲温度条件での充電制御（２））を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (2) under ambient temperature conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１を用いた充電シーケンス（周囲温度条件での充電制御（保護））を示すパターン図A pattern diagram showing a charging sequence (charging control (protection) under ambient temperature conditions) using the charging device 1 of FIG. 図１の充電装置１における充電動作を示すフローチャートA flowchart showing a charging operation in the charging device 1 of FIG.

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 The embodiments for carrying out the present invention will become clear when the following description of preferred embodiments is read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are for illustration purposes only and do not limit the scope of the present invention.

（実施例１の構成）
図１は、本発明の実施例１における電気自動車用充電装置の構成を示す概略の回路図である。 (Structure of Example 1)
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a configuration of a charging device for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention.

この電気自動車用充電装置（以下単に「充電装置」という。）１は、交流電源２０から供給される交流電力を直流電力に変換し、充電ケーブル２１の端末に接続された充電コネクタ２２及び電気自動車の充電口２４を介して、電気自動車に搭載されたバッテリ２５を急速充電するための装置である。充電コネクタ２２は、充電ガンとも言われ、電気自動車の充電口２４に着脱自在に挿着されるものであり、内部の接触子付近に、充電ケーブル２１の温度を検出するためのケーブル温度センサ２３が内蔵されている。ケーブル温度センサ２３は、温度により抵抗値が変化するサーミスタ等の感温素子により構成されている。 The electric vehicle charging device (hereinafter, simply referred to as “charging device”) 1 converts the AC power supplied from the AC power source 20 into DC power, and has a charging connector 22 and an electric vehicle connected to the terminal of the charging cable 21. It is a device for quickly charging the battery 25 mounted on the electric vehicle through the charging port 24 of the electric vehicle. The charging connector 22, also called a charging gun, is detachably inserted and detached from the charging port 24 of an electric vehicle, and is a cable temperature sensor 23 for detecting the temperature of the charging cable 21 in the vicinity of an internal contactor. Is built-in. The cable temperature sensor 23 is composed of a temperature-sensitive element such as a thermistor whose resistance value changes depending on the temperature.

充電装置１は、交流電力を入力する入力部２を有し、この入力部２の出力側に、ＡＣ／ＤＣ電力変換部３及び出力部４が直列に接続されている。ＡＣ／ＤＣ電力変換部３は、入力部２から入力される交流電力を直流電力に変換し、充電電流指令Ｓ１３に基づき、通常の定格電流、この定格電流を超えたブースト電流、又は、停止状態の零電流のいずれかを出力するものである。出力部４は、ＡＣ／ＤＣ電力変換部３の出力電流を充電ケーブル２１へ送出するものである。 The charging device 1 has an input unit 2 for inputting AC power, and an AC / DC power conversion unit 3 and an output unit 4 are connected in series to the output side of the input unit 2. The AC / DC power conversion unit 3 converts the AC power input from the input unit 2 into DC power, and based on the charging current command S13, the normal rated current, the boost current exceeding this rated current, or the stopped state. It outputs one of the zero currents of. The output unit 4 sends the output current of the AC / DC power conversion unit 3 to the charging cable 21.

充電装置１には、更に、操作部５、周囲温度センサ６、及び充電制御部１０が設けられている。操作部５は、充電の開始・中止等の情報を入力するものであり、キーボード等により構成されている。周囲温度センサ６は、充電装置１の内部又は外部の周囲温度を検出するものであり、温度により抵抗値が変化するサーミスタ等の感温素子により構成されている。 The charging device 1 is further provided with an operation unit 5, an ambient temperature sensor 6, and a charging control unit 10. The operation unit 5 inputs information such as the start / stop of charging, and is configured by a keyboard or the like. The ambient temperature sensor 6 detects the ambient temperature inside or outside the charging device 1, and is composed of a temperature-sensitive element such as a thermistor whose resistance value changes depending on the temperature.

充電制御部１０は、充電電流指令Ｓ１３をＡＣ／ＤＣ電力変換部３に与えて、このＡＣ／ＤＣ電力変換部３の出力電流を制御するものであり、ケーブル温度計測部１１、周囲温度計測部１２、及び充電電流指令部１３等を有している。ケーブル温度計測部１１は、ケーブル温度センサ２３の出力信号から、充電ケーブル２１のケーブル温度を計測し、このケーブル温度を充電電流指令部１３へ与えるものである。周囲温度計測部１２は、周囲温度センサ６の出力信号から、充電装置１の周囲温度を計測し、この周囲温度を充電電流指令部１３へ与えるものである。 The charge control unit 10 gives a charge current command S13 to the AC / DC power conversion unit 3 to control the output current of the AC / DC power conversion unit 3, and is a cable temperature measurement unit 11 and an ambient temperature measurement unit 11. It has 12 and a charging current commanding unit 13 and the like. The cable temperature measuring unit 11 measures the cable temperature of the charging cable 21 from the output signal of the cable temperature sensor 23, and gives the cable temperature to the charging current command unit 13. The ambient temperature measuring unit 12 measures the ambient temperature of the charging device 1 from the output signal of the ambient temperature sensor 6 and gives the ambient temperature to the charging current command unit 13.

充電電流指令部１３は、計測されたケーブル温度及び周囲温度を入力し、ケーブル温度が、許容される上限温度（例えば、ブーストモード充電継続可能なケーブル温度Ｋｍａｘ１、あるいは、ブーストモード充電開始可能なケーブル温度Ｋｍａｘ２）、又は、周囲温度が、許容される設定温度（例えば、ブーストモード充電継続可能な周囲温度Ｌｍａｘ１、あるいは、ブーストモード充電開始可能な周囲温度Ｌｍａｘ２）よりも低ければ、充電ケーブル２１の定格電流を超えた「ブーストモード充電」を行わせるための充電電流指令Ｓ１３を出力し、充電中に、ケーブル温度が、許容される上限温度（例えば、異常判定のケーブル温度Ｋｍａｘ３）、又は、周囲温度が、許容される設定温度（例えば、異常判定の周囲温度Ｌｍａｘ３）を超えた時に、温度異常を検出して、「充電終了」の充電電流指令Ｓ１３を出力し、ＡＣ／ＤＣ電力変換部３を制御する機能を有している。更に、充電電流指令部１３は、バッテリ２５への充電時間を計測する充電時間計測部（例えば、タイマ）１３ａを有し、このタイマ１３ａで計測された充電時間に基づき、ブースト電流による充電時間が上限時間（例えば、ブーストモード充電最大時間Ｔｍａｘ）を超えると、「定格電流充電」の充電電流指令Ｓ１３を出力してＡＣ／ＤＣ電力変換部３を制御する等の機能を有している。 The charging current command unit 13 inputs the measured cable temperature and ambient temperature, and the cable temperature is the allowable upper limit temperature (for example, the cable temperature Kmax1 at which boost mode charging can be continued, or the cable at which boost mode charging can be started. If the temperature Kmax2) or the ambient temperature is lower than the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax1 at which boost mode charging can be continued or the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started), the rating of the charging cable 21 The charging current command S13 for performing "boost mode charging" exceeding the current is output, and during charging, the cable temperature is the allowable upper limit temperature (for example, the cable temperature Kmax3 for determining an abnormality) or the ambient temperature. However, when the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax3 for determining the abnormality) is exceeded, the temperature abnormality is detected, the charging current command S13 of "charging end" is output, and the AC / DC power conversion unit 3 is output. It has a function to control. Further, the charging current command unit 13 has a charging time measuring unit (for example, a timer) 13a that measures the charging time of the battery 25, and the charging time by the boost current is based on the charging time measured by the timer 13a. When the upper limit time (for example, boost mode charging maximum time Tmax) is exceeded, it has a function of outputting a charging current command S13 of "rated current charging" and controlling the AC / DC power conversion unit 3.

このような充電電流指令部１３を有する充電制御部１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を有するプロセッサや、半導体素子等の個別回路により、構成されている。 The charge control unit 10 having such a charge current command unit 13 is composed of a processor having a central processing unit (CPU) and individual circuits such as semiconductor elements.

（実施例１の動作）
図２Ａ〜図２Ｇは、図１の充電装置１を用いた充電シーケンスを示すパターン図である。各図２Ａ〜図２Ｇにおいて、横軸は充電時間、及び、縦軸は充電電流（Ａ）であり、充電制御部１０の制御により、以下の制御が行われる。 (Operation of Example 1)
2A to 2G are pattern diagrams showing a charging sequence using the charging device 1 of FIG. 1. In FIGS. 2A to 2G, the horizontal axis represents the charging time and the vertical axis represents the charging current (A), and the following control is performed by the control of the charge control unit 10.

図２Ａのパターン図は、充電シーケンス（充電時間条件での充電制御）を示している。充電の設定時間を例えば３０分とする。先ず、定格電流を超えたブースト電流でのブーストモードで充電し、ブーストモード充電最大時間Ｔｍａｘ（分）の到達により、充電電流を制限して定格電流まで下げ、残り時間（３０−Ｔｍａｘ）分の間、充電する。 The pattern diagram of FIG. 2A shows a charging sequence (charging control under charging time conditions). The set charging time is, for example, 30 minutes. First, charge in boost mode with a boost current that exceeds the rated current, and when the maximum charging time Tmax (minutes) in boost mode is reached, the charging current is limited and lowered to the rated current, and the remaining time (30-Tmax) is reached. Charge for a while.

図２Ｂのパターン図は、充電シーケンス（ケーブル温度条件での充電制御（１））を示している。充電の設定時間を例えば３０分とする。ブーストモードでの充電中に、ケーブル温度が上昇して、許容される上限温度（例えば、ブーストモード充電継続可能なケーブル温度Ｋｍａｘ１）を超えたため、３０分の残りの時間（３０−α）分は、定格電流に制限して充電する。 The pattern diagram of FIG. 2B shows a charging sequence (charging control (1) under cable temperature conditions). The set charging time is, for example, 30 minutes. During charging in boost mode, the cable temperature rises and exceeds the permissible upper limit temperature (eg, cable temperature Kmax1 for continuous boost mode charging), so the remaining 30 minutes (30-α) , Limit to the rated current and charge.

図２Ｃのパターン図は、充電シーケンス（ケーブル温度条件での他の充電制御（２））を示している。充電の設定時間を例えば３０分とする。ケーブル温度が、許容される上限温度（例えば、ブーストモード充電開始可能なケーブル温度Ｋｍａｘ２）を超えているため、充電電流を制限して定格電流にて充電を行う。α分後、ケーブル温度が、ケーブル温度Ｋｍａｘ２まで下がったので、ブーストモードで充電する。ブーストモードでの充電中、ケーブル温度がケーブル温度Ｋｍａｘ１まで上昇すると、充電電流を制限して定格電流まで下げ、残り時間（３０−α−Ｔｍａｘ）分の間、充電する。つまり、充電制御部１０は、ブーストモードでの充電、及びその後の定格電流での充電において、ケーブル温度が上限温度（例えば、ケーブル温度Ｋｍａｘ１）を超えないようにフィードバック制御を行う。 The pattern diagram of FIG. 2C shows a charging sequence (another charging control (2) under cable temperature conditions). The set charging time is, for example, 30 minutes. Since the cable temperature exceeds the allowable upper limit temperature (for example, the cable temperature Kmax2 at which boost mode charging can be started), the charging current is limited and charging is performed at the rated current. After α minutes, the cable temperature dropped to the cable temperature Kmax2, so charging is performed in boost mode. When the cable temperature rises to the cable temperature Kmax1 during charging in the boost mode, the charging current is limited to the rated current, and the battery is charged for the remaining time (30-α-Tmax). That is, the charge control unit 10 performs feedback control so that the cable temperature does not exceed the upper limit temperature (for example, the cable temperature Kmax1) in the charging in the boost mode and the subsequent charging at the rated current.

図２Ｄのパターン図は、充電シーケンス（ケーブル温度条件での充電制御（保護））を示している。ケーブル温度が、許容される上限温度（例えば、異常判定のケーブル温度Ｋｍａｘ３）よりも低いので、ブーストモードで充電を行う。ブーストモードでの充電中に、温度異常が発生（例えば、短絡事故等によってケーブル温度が急激に上昇）し、ケーブル温度Ｋｍａｘ３に達すると、保護のために充電を停止する。 The pattern diagram of FIG. 2D shows a charging sequence (charging control (protection) under cable temperature conditions). Since the cable temperature is lower than the allowable upper limit temperature (for example, the cable temperature Kmax3 for determining an abnormality), charging is performed in the boost mode. During charging in the boost mode, when a temperature abnormality occurs (for example, the cable temperature rises sharply due to a short circuit accident or the like) and the cable temperature reaches Kmax3, charging is stopped for protection.

図２Ｅのパターン図は、充電シーケンス（周囲温度条件での充電制御（１））を示している。充電の設定時間を例えば３０分とする。周囲温度が、ブーストモード充電継続可能な周囲温度Ｌｍａｘ１よりも低い場合、ブーストモードで充電する。α分後、周囲温度が上昇して周囲温度Ｌｍａｘ１に達すると、残り時間（３０−α）分の間、定格電流にて充電する。これにより、周囲温度が低下していく。 The pattern diagram of FIG. 2E shows a charging sequence (charging control (1) under ambient temperature conditions). The set charging time is, for example, 30 minutes. When the ambient temperature is lower than the ambient temperature Lmax1 at which boost mode charging can be continued, charging is performed in boost mode. After α minutes, when the ambient temperature rises and reaches the ambient temperature Lmax1, charging is performed at the rated current for the remaining time (30-α). As a result, the ambient temperature decreases.

図２Ｆのパターン図は、充電シーケンス（周囲温度条件での他の充電制御（２））を示している。充電の設定時間を例えば３０分とする。周囲温度が、許容される設定温度（例えば、ブーストモード充電開始可能な周囲温度Ｌｍａｘ２）を超えているため、充電電流を制限して定格電流にて充電を行う。α分後、周囲温度が、周囲温度Ｌｍａｘ２まで低下したので、ブーストモードで充電する。ブーストモードでの充電中、周囲温度が周囲温度Ｌｍａｘ１まで上昇すると、充電電流を制限して定格電流まで下げ、残り時間（３０−α−Ｔｍａｘ）分の間、充電する。つまり、充電制御部１０は、ブーストモードでの充電、及びその後の定格電流での充電において、周囲温度が設定温度（例えば、設定温度Ｌｍａｘ１）を超えないようにフィードバック制御を行う。 The pattern diagram of FIG. 2F shows a charging sequence (another charging control (2) under ambient temperature conditions). The set charging time is, for example, 30 minutes. Since the ambient temperature exceeds the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started), the charging current is limited and charging is performed at the rated current. After α minutes, the ambient temperature dropped to the ambient temperature Lmax2, so charging is performed in boost mode. When the ambient temperature rises to the ambient temperature Lmax1 during charging in the boost mode, the charging current is limited to the rated current, and the battery is charged for the remaining time (30-α-Tmax). That is, the charge control unit 10 performs feedback control so that the ambient temperature does not exceed the set temperature (for example, the set temperature Lmax1) in the charging in the boost mode and the subsequent charging at the rated current.

図２Ｇのパターン図は、充電シーケンス（周囲温度条件での充電制御（保護））を示している。周囲温度が、許容される設定温度（例えば、異常判定の周囲温度Ｌｍａｘ３）よりも低いので、ブーストモードで充電を行う。ブーストモードでの充電中に、温度異常が発生（例えば、短絡事故等によって周囲温度が急激に上昇）し、周囲温度Ｌｍａｘ３に達すると、保護のために充電を停止する。 The pattern diagram of FIG. 2G shows a charging sequence (charging control (protection) under ambient temperature conditions). Since the ambient temperature is lower than the allowable set temperature (for example, the ambient temperature Lmax3 for determining an abnormality), charging is performed in the boost mode. During charging in the boost mode, when a temperature abnormality occurs (for example, the ambient temperature rises sharply due to a short circuit accident or the like) and the ambient temperature reaches Lmax3, charging is stopped for protection.

図３（Ａ），（Ｂ）は、図１の充電装置１における充電動作を示すフローチャートである。
図１の充電装置１では、以下の図３（Ａ）のステップＳＴ１〜ＳＴ９又は図３（Ｂ）のステップＳＴ１０〜ＳＴ１１に従い、電気自動車のバッテリ２５への充電動作を行う。 3A and 3B are flowcharts showing a charging operation in the charging device 1 of FIG.
In the charging device 1 of FIG. 1, the battery 25 of the electric vehicle is charged according to the following steps ST1 to ST9 of FIG. 3A or steps ST10 to ST11 of FIG. 3B.

図３（Ａ）のステップＳＴ１において、図１の操作部５により充電開始操作を行うと、ステップＳＴ２へ進む。ステップＳＴ２において、図１の充電電流指令部１３は、ケーブル温度計測部１１で計測されたケーブル温度、及び周囲温度計測部１２で計測された周囲温度に基づき、ブーストモード充電開始判定を行う。充電電流指令部１３は、ケーブル温度が、図２Ｃのブーストモード充電開始可能なケーブル温度Ｋｍａｘ２よりも低い時、又は、周囲温度が、図２Ｆのブーストモード充電開始可能な周囲温度Ｌｍａｘ２よりも低い時には、ブーストモード充電開始可能と判定し（Ｙ）、「ブーストモード充電」の充電電流指令Ｓ１３をＡＣ／ＤＣ電力変換部３へ出力してステップＳＴ３へ進み、それ以外の時には、ブーストモード充電開始不可と判定し（Ｎ）、「定格電流充電」の充電電流指令Ｓ１３をＡＣ／ＤＣ電力変換部３へ出力してステップＳＴ６へ進む。 In step ST1 of FIG. 3A, when the charging start operation is performed by the operation unit 5 of FIG. 1, the process proceeds to step ST2. In step ST2, the charging current command unit 13 of FIG. 1 makes a boost mode charging start determination based on the cable temperature measured by the cable temperature measuring unit 11 and the ambient temperature measured by the ambient temperature measuring unit 12. When the cable temperature is lower than the cable temperature Kmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2C, or when the ambient temperature is lower than the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2F, the charging current command unit 13 is used. , It is determined that the boost mode charging can be started (Y), the charging current command S13 of "boost mode charging" is output to the AC / DC power conversion unit 3, and the process proceeds to step ST3. (N), the charging current command S13 of "rated current charging" is output to the AC / DC power conversion unit 3, and the process proceeds to step ST6.

ステップＳＴ３において、ＡＣ／ＤＣ電力変換部３は、入力部２から入力された交流電力を直流電力に変換し、充電ケーブル２１の定格電流よりも大きいブースト電流を生成する。生成されたブースト電流は、出力部４から充電ケーブル２１へ出力され、充電コネクタ２２及び電気自動車の充電口２４を介して、バッテリ２５へ供給される。これにより、バッテリ２５のブーストモード充電が行われ、ステップＳＴ４へ進む。 In step ST3, the AC / DC power conversion unit 3 converts the AC power input from the input unit 2 into DC power, and generates a boost current larger than the rated current of the charging cable 21. The generated boost current is output from the output unit 4 to the charging cable 21, and is supplied to the battery 25 via the charging connector 22 and the charging port 24 of the electric vehicle. As a result, the battery 25 is charged in the boost mode, and the process proceeds to step ST4.

ステップＳＴ４において、充電制御部１０は、例えば、電気自動車から送られてくるバッテリ電圧信号等に基づき、バッテリ２５の充電終了判定を行い、判定結果が「充電終了」の時には（Ｙ）、ステップＳＴ９へ進んで充電終了の処理を行い、判定結果が「充電未終了」の時には（Ｎ）、ステップＳＴ５へ進む。 In step ST4, the charge control unit 10 determines the end of charging of the battery 25 based on, for example, a battery voltage signal sent from an electric vehicle, and when the determination result is "end of charging" (Y), step ST9. When the determination result is "charging not completed" (N), the process proceeds to step ST5.

ステップＳＴ５において、充電電流指令部１３は、タイマ１３ａで計測された充電時間、ケーブル温度計測部１１で計測されたケーブル温度、及び周囲温度計測部１２で計測された周囲温度に基づき、ブーストモード充電終了判定を行う。充電電流指令部１３は、ブーストモード充電時間が、図２Ａ、図２Ｃ又は図２Ｆのブーストモード充電最大時間Ｔｍａｘを超えている時、ケーブル温度が図２Ｂのブーストモード充電継続可能なケーブル温度Ｋｍａｘ１を超えている時、又は、周囲温度が図２Ｅのブーストモード充電継続可能な周囲温度Ｌｍａｘ１を超えている時、ブースモード充電終了と判定（Ｙ）してステップＳＴ６へ進む。それ以外の時には、ブースモード充電が未終了と判定（Ｎ）し、ステップＳＴ３へ戻ってブースモード充電とステップＳＴ４の充電終了判定を繰り返す。 In step ST5, the charging current command unit 13 charges in boost mode based on the charging time measured by the timer 13a, the cable temperature measured by the cable temperature measuring unit 11, and the ambient temperature measured by the ambient temperature measuring unit 12. Make an end judgment. When the boost mode charging time exceeds the boost mode charging maximum time Tmax of FIG. 2A, FIG. 2C or FIG. 2F, the charging current command unit 13 sets the cable temperature Kmax1 at which the cable temperature can continue the boost mode charging of FIG. 2B. When it exceeds, or when the ambient temperature exceeds the ambient temperature Lmax1 at which boost mode charging can be continued in FIG. 2E, it is determined (Y) that the booth mode charging is completed, and the process proceeds to step ST6. At other times, it is determined (N) that the booth mode charging has not been completed, the process returns to step ST3, and the booth mode charging and the charging end determination in step ST4 are repeated.

ステップＳＴ６において、充電電流指令部１３は、「定格電流充電」の充電電流指令Ｓ１３をＡＣ／ＤＣ電力変換部３へ出力する。すると、ＡＣ／ＤＣ電力変換部３は、ブースト電流よりも低い定格電流を生成する。生成された定格電流は、出力部４から充電ケーブル２１へ出力され、充電コネクタ２２及び電気自動車の充電口２４を介して、バッテリ２５へ供給される。これにより、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｅ又は図２Ｆに示すバッテリ２５への定格充電が行われ、ステップＳＴ７へ進む。 In step ST6, the charging current command unit 13 outputs the charging current command S13 of “rated current charging” to the AC / DC power conversion unit 3. Then, the AC / DC power conversion unit 3 generates a rated current lower than the boost current. The generated rated current is output from the output unit 4 to the charging cable 21, and is supplied to the battery 25 via the charging connector 22 and the charging port 24 of the electric vehicle. As a result, the battery 25 shown in FIGS. 2A, 2B, 2C, 2E or 2F is rated charged, and the process proceeds to step ST7.

ステップＳＴ７において、充電制御部１０は、例えば、電気自動車から送られてくるバッテリ電圧信号等に基づき、バッテリ２５の充電終了判定を行い、判定結果が「充電終了」の時には（Ｙ）、ステップＳＴ９へ進んで充電終了の処理を行い、判定結果が「充電未終了」の時には（Ｎ）、ステップＳＴ８へ進む。 In step ST7, the charge control unit 10 determines the end of charging of the battery 25 based on, for example, a battery voltage signal sent from an electric vehicle, and when the determination result is "end of charging" (Y), step ST9. When the determination result is "charging not completed" (N), the process proceeds to step ST8.

ステップＳＴ８において、充電電流指令部１３は、ケーブル温度計測部１１で計測されたケーブル温度、及び周囲温度計測部１２で計測された周囲温度に基づき、ブーストモード充電再開判定を行う。充電電流指令部１３は、ケーブル温度が、図２Ｃのブーストモード充電開始可能なケーブル温度Ｋｍａｘ２よりも低い時、又は、周囲温度が、図２Ｆのブーストモード充電開始可能な周囲温度Ｌｍａｘ２よりも低い時には、ブーストモード充電再開可能と判定し（Ｙ）、「ブーストモード充電」の充電電流指令Ｓ１３をＡＣ／ＤＣ電力変換部３へ出力して前記ステップＳＴ３に戻り、それ以外の時には、ブーストモード充電再開不可と判定し（Ｎ）、「定格電流充電」の充電電流指令Ｓ１３をＡＣ／ＤＣ電力変換部３へ出力して前記ステップＳＴ６に戻る。 In step ST8, the charging current commanding unit 13 determines the boost mode charging restart based on the cable temperature measured by the cable temperature measuring unit 11 and the ambient temperature measured by the ambient temperature measuring unit 12. When the cable temperature is lower than the cable temperature Kmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2C, or when the ambient temperature is lower than the ambient temperature Lmax2 at which boost mode charging can be started in FIG. 2F, the charging current command unit 13 is used. , It is determined that the boost mode charging can be resumed (Y), the charging current command S13 of "boost mode charging" is output to the AC / DC power conversion unit 3, and the process returns to the step ST3. It is determined that it is not possible (N), and the charging current command S13 of "rated current charging" is output to the AC / DC power conversion unit 3 to return to the step ST6.

図３（Ｂ）のステップＳＴ１０において、図１の操作部５によって充電中止操作が行われると、充電制御部１０の制御により、ステップＳＴ９へ進んで充電処理が終了する。又、ステップＳＴ１１において、充電電流指令部１３は、図３（Ａ）のステップＳＴ３のブーストモード充電中、あるいは、ステップＳＴ６の定格電流充電中に、ケーブル温度が、図２Ｄの異常判定のケーブル温度Ｋｍａｘ３を超えた時に、又は、周囲温度が、図２Ｇの異常判定の周囲温度Ｌｍａｘ３を超えた時に、温度異常を検出して、「充電終了」の充電電流指令Ｓ１３を出力し、保護のためにステップＳＴ９へ進んで充電処理を終了させる。 In step ST10 of FIG. 3B, when the charging stop operation is performed by the operation unit 5 of FIG. 1, the charging control unit 10 controls the process to proceed to step ST9 and the charging process is completed. Further, in step ST11, the charging current command unit 13 determines that the cable temperature is the cable temperature for determining the abnormality in FIG. 2D during the boost mode charging in step ST3 of FIG. 3A or the rated current charging in step ST6. When the temperature exceeds Kmax3 or when the ambient temperature exceeds the ambient temperature Lmax3 of the abnormality determination in FIG. 2G, the temperature abnormality is detected and the charging current command S13 of "charging end" is output for protection. The process proceeds to step ST9 to end the charging process.

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、充電ケーブル２１の定格電流を超えたブースト電流での充電が可能となり、電気自動車に搭載されたバッテリ２５の充電時間を短縮することができる。これにより、利便性が著しく向上する。 (Effect of Example 1)
According to the first embodiment, charging with a boost current exceeding the rated current of the charging cable 21 is possible, and the charging time of the battery 25 mounted on the electric vehicle can be shortened. This significantly improves convenience.

（変形例）
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
（ａ） 図１の充電装置１は、図示以外の構成に変形しても良い。例えば、充電制御部１０は、ケーブル温度センサ２３で検出されたケーブル温度に基づき、そのケーブル温度が、許容される上限温度よりも低ければ、充電ケーブル２１の定格電流を超えたブースト電流にてバッテリ２５の充電を行わせるための充電電流指令Ｓ１３を出力してＡＣ／ＤＣ電力変換部３を制御する構成に変形しても、実施例１と略同様の効果が得られる。
（ｂ） 図２Ａ〜図２Ｇは、図示以外の充電シーケンスに変形しても良い。
（ｃ） 図３の充電動作のフローチャートは、前記（ａ）に記載された充電装置１における構成の変形に応じて、処理内容を変更できる。 (Modification example)
The present invention is not limited to the above-mentioned Example 1, and various usage forms and modifications are possible. Examples of this usage mode and modification include the following (a) to (c).
(A) The charging device 1 shown in FIG. 1 may be modified into a configuration other than that shown in the figure. For example, the charge control unit 10 is based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor 23, and if the cable temperature is lower than the allowable upper limit temperature, the charge control unit 10 has a boost current exceeding the rated current of the charge cable 21. Even if the configuration is changed to control the AC / DC power conversion unit 3 by outputting the charging current command S13 for charging the 25, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(B) FIGS. 2A to 2G may be transformed into a charging sequence other than those shown.
(C) The flowchart of the charging operation of FIG. 3 can change the processing content according to the modification of the configuration in the charging device 1 described in the above (a).

１ 電気自動車用充電装置
３ ＡＣ／ＤＣ電力変換部
５ 操作部
６ 周囲温度センサ
１０ 充電制御部
１１ ケーブル温度計測部
１２ 周囲温度計測部
１３ 充電電流指令部
１３ａ タイマ
２０ 交流電力
２１ 充電ケーブル
２２ 充電コネクタ
２３ ケーブル温度センサ
２４ 電気自動車の充電口
２５ バッテリ 1 Charging device for electric vehicles 3 AC / DC power conversion unit 5 Operation unit 6 Ambient temperature sensor 10 Charging control unit 11 Cable temperature measurement unit 12 Ambient temperature measurement unit 13 Charging current command unit 13a Timer 20 AC power 21 Charging cable 22 Charging connector 23 Cable temperature sensor 24 Charging port for electric vehicle 25 Battery

Claims (6)

充電電流指令に基づき交流電力を直流電力に変換して、電気自動車のバッテリを充電する充電電流を生成するＡＣ／ＤＣ電力変換部と、
前記バッテリに接続される充電コネクタを有し、前記充電電流を前記充電コネクタ側へ伝送し、前記充電コネクタを介して前記バッテリを充電する充電ケーブルと、
前記充電ケーブルのケーブル温度を検出するケーブル温度センサと、
前記ケーブル温度センサで検出された前記ケーブル温度に基づき、前記ケーブル温度が、許容される上限温度よりも低ければ、前記充電ケーブルの定格電流を超えた増加電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記ＡＣ／ＤＣ電力変換部を制御する充電制御部と、
を備えることを特徴とする電気自動車用充電装置。 An AC / DC power converter that converts AC power to DC power based on the charging current command and generates a charging current that charges the battery of an electric vehicle.
A charging cable having a charging connector connected to the battery, transmitting the charging current to the charging connector side, and charging the battery via the charging connector.
A cable temperature sensor that detects the cable temperature of the charging cable, and
Based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor, if the cable temperature is lower than the allowable upper limit temperature, the battery is charged with an increased current exceeding the rated current of the charging cable. A charge control unit that outputs the charge current command to control the AC / DC power conversion unit, and
A charging device for an electric vehicle characterized by being equipped with. 前記充電制御部は、
前記バッテリへの充電時間を計測する充電時間計測部を有し、
前記充電時間計測部で計測された前記充電時間に基づき、前記増加電流による前記充電時間が上限時間を超えると、前記定格電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記ＡＣ／ＤＣ電力変換部を制御する、
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。 The charge control unit
It has a charging time measuring unit that measures the charging time of the battery.
Based on the charging time measured by the charging time measuring unit, when the charging time due to the increased current exceeds the upper limit time, the charging current command for charging the battery with the rated current is output. Controls the AC / DC power conversion unit.
The charging device for an electric vehicle according to claim 1. 前記充電制御部は、
前記バッテリへの充電時間を計測する充電時間計測部を有し、
前記ケーブル温度センサで検出された前記ケーブル温度と、前記充電時間計測部で計測される設定時間と、に基づき、前記増加電流による前記バッテリへの充電中に、前記ケーブル温度が前記上限温度を超えると、前記設定時間内の残存時間の間、前記定格電流にて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記ＡＣ／ＤＣ電力変換部を制御する、
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。 The charge control unit
It has a charging time measuring unit that measures the charging time of the battery.
Based on the cable temperature detected by the cable temperature sensor and the set time measured by the charging time measuring unit, the cable temperature exceeds the upper limit temperature while charging the battery with the increased current. And, during the remaining time within the set time, the AC / DC power conversion unit is controlled by outputting the charging current command for charging the battery with the rated current.
The charging device for an electric vehicle according to claim 1. 請求項１記載の電気自動車用充電装置の周囲温度を検出する周囲温度センサを有し、
前記充電制御部は、
前記周囲温度センサで検出された前記周囲温度が、許容される設定温度を超えると、前記定格電流にて前記バッテリの充電を行わせ、前記充電中に温度異常が発生した場合には、前記充電を停止させるための前記充電電流指令を出力して前記ＡＣ／ＤＣ電力変換部を制御する、
ことを特徴とする電気自動車用充電装置。 It has an ambient temperature sensor for detecting the ambient temperature of the charging device for an electric vehicle according to claim 1.
The charge control unit
When the ambient temperature detected by the ambient temperature sensor exceeds an allowable set temperature, the battery is charged with the rated current, and when a temperature abnormality occurs during the charging, the charging is performed. The AC / DC power conversion unit is controlled by outputting the charging current command for stopping the operation.
A charging device for electric vehicles that is characterized by this. 前記充電制御部は、
前記周囲温度が前記設定温度よりも低下した場合、又は、前記ケーブル温度が前記上限温度よりも低下した場合、前記定格電流から前記増加電流へ切り替えて前記バッテリの充電を行わせるための前記充電電流指令を出力して前記ＡＣ／ＤＣ電力変換部を制御する、
ことを特徴とする請求項４記載の電気自動車用充電装置。 The charge control unit
When the ambient temperature is lower than the set temperature, or when the cable temperature is lower than the upper limit temperature, the charging current for switching from the rated current to the increasing current to charge the battery. Output a command to control the AC / DC power conversion unit.
The charging device for an electric vehicle according to claim 4. 前記充電制御部は、
前記増加電流へ切り替えて前記バッテリの充電を行わせる場合、前記周囲温度が前記設定温度を超えないように、又は、前記ケーブル温度が前記上限温度を超えないように、フィードバック制御する、
ことを特徴とする請求項５記載の電気自動車用充電装置。 The charge control unit
When switching to the increased current to charge the battery, feedback control is performed so that the ambient temperature does not exceed the set temperature or the cable temperature does not exceed the upper limit temperature.
The charging device for an electric vehicle according to claim 5.
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