JP4162026B2 - 車両充電システム、車両充電装置および電動車両 - Google Patents

Description

この発明は、充放電可能に構成された蓄電装置を搭載する電動車両に対して外部電源による充電を行なうための技術に関し、特に充電に伴い生じる温度変化を管理する技術に関するものである。

電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車などの、いわゆる電動車両は、二次電池やキャパシタなどからなる蓄電装置を搭載し、当該蓄電装置に蓄えられた電力から電動機を介して駆動力を発生する。

このような電動車両に搭載された蓄電装置を系統電源や太陽電池などの外部電源により充電する構成が提案されている。特に、ハイブリッド自動車では、搭載される内燃機関での発電コストに比較して、外部電源のコストが低い場合には、蓄電装置を外部電源で充電することにより、全体としての走行コストを抑制できる。

ところで、蓄電装置を充電する際には、充電電流による抵抗性の発熱や蓄電装置のエントロピー変化による吸熱または発熱反応などの温度変化を生じる。そこで、外部電源による充電時において、外部電源に加えて、このような温度変化に対する温度管理を行なうための熱媒体を電動車両に供給する構成が提案されている。

たとえば、特開平０８−０３７７０５号公報（特許文献１）には、充電式バッテリを収容し、その充電式バッテリの電力で移動する電動式移動体であり、その表面に１対の充電電気受電用コネクタと冷風受入用コネクタと排気孔とが形成されており、充電式バッテリの収容室が冷風受入用コネクタと排気孔とに連通している構成が開示されている。
特開平０８−０３７７０５号公報 特開２０００−３０７５９６号公報 特開２００２−００８６７３号公報 特開２０００−２２８２２６号公報

上述したような電動車両では、蓄電装置を乗員スペースもしくはラゲッジルームなどに配置することが多いため、上述の特開平０８−０３７７０５号公報（特許文献１）に開示される電動式移動体のように、排気孔を設けることは遮音性や意匠性の面で容易ではなかった。そのため、車両外部から熱媒体（冷風など）を供給する場合には、排出されるべき使用後の熱媒体が蓄電装置の周囲に滞留し、乗員に対する快適性が損なわれるという問題があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、乗員に対する快適性を確保した上で、充電に伴う温度変化を管理しながら外部電源による蓄電装置の充電を行なう車両充電システム、ならびにそれに向けられた車両充電装置および電動車両を提供することである。

この発明のある局面によれば、充放電可能に構成された蓄電装置を搭載する電動車両と、電動車両に搭載された蓄電装置を外部電源により充電するための車両充電装置とを備える車両充電システムである。そして、車両充電装置は、充電時に電動車両と連結されるコネクタ部と、充電時にコネクタ部を介して、外部電源と電動車両とを電気的に接続するための電力供給線と、充電時に蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素を所定の温度に維持するための熱媒体を、車両外部からコネクタ部を介して電動車両に供給するための熱媒体供給導管と、充電時に電動車両において温度変化要素の温度維持に使用された後の熱媒体を、コネクタ部を介して車両外部へ排出するための熱媒体排出導管とを備える。

この局面によれば、電動車両には、蓄電装置を充電するための外部電源に加えて、温度変化要素の温度管理を行なうための熱媒体が供給される。さらに、温度変化要素の温度維持に使用された後の熱媒体は、熱媒体排出導管を介して車両外部へ排出されるので、車室空間に使用後の熱媒体が滞留することを回避できる。これにより、乗員に対する快適性を確保した上で、充電に伴う温度変化を管理しながら外部電源による蓄電装置の充電を行なうことができる。

好ましくは、コネクタ部は、熱媒体供給導管を介して供給される熱媒体を電動車両の内部で循環させるための循環機構を含む。

好ましくは、電動車両は、車室空間と隔離されて形成され、かつ熱媒体供給導管を介して供給される熱媒体を熱媒体排出導管に導くように構成された熱媒体経路を備え、熱媒体経路には、熱媒体と温度変化要素との間で熱交換を生じるように、温度変化要素が配置される。

好ましくは、熱媒体供給導管は、熱媒体として空調された建物内の空調空気を与えられ、熱媒体排出導管は、電動車両から排出される熱媒体を建物外へ放出するように構成される。

さらに好ましくは、電動車両は、熱媒体経路と連通するように構成され、かつ車室空気を取込んで温度変化要素に向けて送出するための車室空気経路と、熱媒体経路を介して供給される熱媒体が車室空気経路を介して車室空間へ侵入することを抑止するための侵入抑止機構とをさらに備える。

さらに好ましくは、熱媒体供給導管は、空調空気に加えて、所定の温度を有する液媒体を熱媒体としてさらに供給するように構成され、電動車両は、温度変化要素の温度維持に使用される前に、空調空気を液媒体との間で熱交換させるための熱交換機構をさらに備える。

この発明の別の局面によれば、充放電可能に構成された蓄電装置を搭載する電動車両に対して、当該蓄電装置を外部電源により充電するための車両充電装置である。この発明に係る車両充電装置は、充電時に電動車両と連結されるコネクタ部と、充電時にコネクタ部を介して、外部電源と電動車両とを電気的に接続するための電力供給線と、充電時に蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素を所定の温度に維持するための熱媒体を、コネクタ部を介して電動車両に供給するための熱媒体供給導管と、充電時に電動車両において温度変化要素の温度維持に使用された後の熱媒体を、コネクタ部を介して車両外部へ排出するための熱媒体排出導管とを含む。

この局面によれば、蓄電装置を充電するための外部電源に加えて、温度変化要素の温度管理を行なうための熱媒体を電動車両に供給することができる。さらに、温度変化要素の温度維持に使用された後の熱媒体は、熱媒体排出導管を介して車両外部へ排出されるので、車室空間に使用後の熱媒体が滞留することを回避できる。これにより、乗員に対する快適性を確保した上で、充電に伴う温度変化を管理しながら外部電源による蓄電装置の充電を行なうことができる。

好ましくは、コネクタ部は、熱媒体供給導管を介して供給される熱媒体を電動車両の内部で循環させるための循環機構を含む。

好ましくは、熱媒体供給導管は、熱媒体として空調された建物内の空調空気を与えられ、熱媒体排出導管は、電動車両から排出される熱媒体を建物外へ放出するように構成される。

この発明のさらに別の局面によれば、充放電可能に構成された蓄電装置を搭載し、かつ外部電源により蓄電装置を充電可能に構成された電動車両である。この発明に係る電動車両は、充電時に外部電源を供給するためのコネクタ部と連結可能に構成され、コネクタ部は、電動車両との連結面に、充電時に電動車両に熱媒体を供給するための供給孔と、充電時に電動車両から排出される熱媒体を受入れる排出孔とが形成される。そして、この発明に係る電動車両は、車室空間と隔離されて形成され、かつコネクタ部の供給孔から供給される熱媒体をコネクタ部の排出孔に導くように構成された熱媒体経路を含み、熱媒体経路には、充電時に蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素と熱媒体との間で熱交換を生じるように、温度変化要素が配置される。

この局面によれば、コネクタ部を介して外部電源を供給されるとともに、共通のコネクタ部を介して熱媒体を供給される。この供給された熱媒体は、車室空間と隔離されて形成された熱媒体経路を通って、熱媒体との間で熱交換を生じた後に、当該コネクタの排出孔を介して車両外部へ排出される。そのため、温度変化要素の温度維持に使用された後の熱媒体が車室空間に滞留することを回避できる。よって、乗員に対する快適性を確保した上で、充電に伴う温度変化を管理しながら外部電源による蓄電装置の充電を行なうことができる。

好ましくは、この発明に係る電動車両は、熱媒体経路と連通するように構成され、かつ車室空気を取込んで温度変化要素に向けて送出するための車室空気経路と、熱媒体経路を介して供給される熱媒体が車室空気経路を介して車室空間へ侵入することを抑止するための侵入抑止機構とをさらに備える。

この発明によれば、乗員に対する快適性を確保した上で、充電に伴う温度変化を管理しながら外部電源による蓄電装置の充電を行なう車両充電システム、ならびにそれに向けられた車両充電装置および電動車両を実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態に従う車両充電システム１００の模式図である。
図１を参照して、この発明の実施の形態に従う車両充電システム１００は、電動車両１と、車両充電装置２とからなる。

電動車両１は、一例として、ハイブリッド自動車であり、電源ユニット３０を搭載する。電源ユニット３０は、主として、電動車両１を駆動する電動機に電力を供給するためのものであり、充放電可能に構成された蓄電装置と付属電気機器とを含んで構成される。蓄電装置は、二次電池のみならず、燃料電池、キャパシタなどであってもよい。また、蓄電装置が二次電池である場合には、鉛蓄電池、リチウムイオン電池およびニッケル水素電池のいずれであっても、それらとは別の種類の電池であってもよい。また、付属電気機器は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（もしくはインバータ）やＤＣ／ＤＣコンバータなどであって、蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる機器である。なお、電源ユニット３０を搭載するものであれば、電動車両１は、電気自動車または燃料電池自動車などであってもよい。

以下の説明では、蓄電装置は二次電池（以下では、単に「バッテリ」とも称す）であり、複数のバッテリモジュールから構成されるバッテリパックを含む場合について説明する。

車両充電装置２は、充電ステーション３と、コネクタ部４と、空調空気輸送導管６と、電力供給線８とからなる。

コネクタ部４は、電動車両１と連結可能に構成されるとともに、電力供給線８および空調空気輸送導管６を介して、充電ステーション３と接続される。そして、電力供給線８を介して供給される外部電源を電動車両１に供給するとともに、空調空気輸送導管６を介して供給される熱媒体を電動車両１の内部で循環させる。

空調空気輸送導管６は、空調空気供給導管６ａと、空調空気排出導管６ｂとからなり、コネクタ部４を自在に取回しできるように可とう性を有するゴムチューブなどで構成される。空調空気供給導管６ａの一端がコネクタ部４に接続されるとともに、その他端は、建物７０内に挿入される。建物７０内には、エアコン７２などが設置され、所定の快適温度（たとえば、１８℃〜２５℃）に空調される。そのため、空調空気供給導管６ａを介して、建物７０内の空調された空気（以下、単に「空調空気」と称す）を熱媒体として電動車両１に供給可能となる。また、空調空気排出導管６ｂの一端がコネクタ部４に接続されるとともに、その他端は建物７０外の大気中に配置される。そのため、電動車両１から空調空気排出導管６ｂで輸送された空気は、建物７０外に放出されることになる。

電力供給線８は、電動車両１に搭載されたバッテリを充電するための外部電源を供給する電力線であり、その一端がコネクタ部４と接続されるとともに、その他端が電力系統１０と電気的に接続される。すなわち、電力供給線８は、電力系統１０を介して供給される系統電源と電動車両１とを電気的に接続する。なお、系統電源に代えて、建物７０の屋根などに設置される太陽電池パネルが発電する電力を電動車両１に供給するようにしてもよい。また、空調空気輸送導管６と同様に、電力供給線８についても可とう性を有するキャブタイヤケーブルなどで構成される。

充電ステーション３は、電動車両１の駐車スペースおよび建物７０のいずれにも近接するように設置され、空調空気輸送導管６および電力供給線８についての巻取機構やコネクタ部４の収納機構（いずれも図示しない）などを備える。さらに、充電ステーション３には、使用者に対するセキュリティ機構や課金機構などを備えてもよい。

図２は、図１に示す電動車両１の上面図である。
図１および図２を参照して、電源ユニット３０は、電動車両１の車室空間に配置されるリヤシート３６のさらに後方であって、かつラゲッジルームフロアの上方に配置される。そして、電動車両１には、コネクタ部４が連結されて外部電源による充電が行なわれる際に、空調空気供給導管６ａを介して供給される空調空気を電源ユニット３０に導くための車外空気吸気ダクト３２ａが配置される。

電源ユニット３０は、充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素を含んで構成される。温度変化要素の一例としては、バッテリやＡＣ／ＤＣコンバータ（もしくはインバータ），ＤＣ／ＤＣコンバータなどが挙げられる。すなわち、バッテリは、充電容量の変化方向に伴うエントロピー変化に応じて、発熱または吸熱反応を生じるとともに、充電電流による抵抗性の発熱を生じる。また、ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータは、それらを構成するＩＧＢＴ（Insulated Gated Bipolar Transistor）などのスイッチング損失による発熱を生じる。このような充電に伴う温度変化を抑制して、所定の温度に維持するために、電源ユニット３０では、車外空気吸気ダクト３２ａを介して供給される空調空気と温度変化要素との間で熱交換が生じるように、蓄電装置や付属電気機器が配置される。

さらに、電動車両１には、電源ユニット３０の蓄電装置や付属電気機器との間で熱交換された後の空調空気を空調空気排出導管６ｂに導くための車外空気排気ダクト３２ｂが配置される。

なお、本発明は、温度変化要素による発熱方向および吸熱方向の温度変化、すなわち温度変化要素に対して冷却制御および昇温制御のいずれもが可能であるが、一般的に、充電時には冷却制御を要求されることが多いので、以下の説明では、充電時に発熱反応を生じるバッテリを温度変化要素とし、当該バッテリを冷却制御する場合について主に説明する。

図３は、電動車両１に供給される空調空気の流れを説明するための図である。
図３を参照して、充電時において、コネクタ部４は、電動車両１に形成されるコネクタ差込部５と連結される。コネクタ部４の電動車両１側の面には、空調空気供給導管６ａの一端である供給孔＃６ａおよび空調空気排出導管６ｂの一端である排出孔＃６ｂが形成される。そして、車外空気吸気ダクト３２ａおよび車外空気排気ダクト３２ｂは、それぞれ供給孔＃６ａおよび排出孔＃６ｂと連通するように、コネクタ差込部５によって互いに合致される。

コネクタ部４には、空調空気供給導管６ａを介して供給される空調空気を、電動車両１の内部で循環させるための送風ファン１２が配置される。送風ファン１２は、空調空気供給導管６ａに介挿され、所定の吐出圧で空調空気を圧送する。この送風ファン１２により、空調空気供給導管６ａを介して供給される空調空気は、車外空気吸気ダクト３２ａ、電源ユニット３０、車外空気排気ダクト３２ｂ、空調空気排出導管６ｂの順で流れる。なお、送風ファン１２を空調空気供給導管６ａに介挿する構成に代えて、もしくはその構成に加えて、車外空気排気ダクト３２ｂに吸引ファンを介挿してもよい。

電源ユニット３０内には、温度変化要素の一例であるバッテリ３０ａが配置されるとともに、車外空気吸気ダクト３２ａを介して供給される空調空気がバッテリ３０ａの表面に接触しながら流れるように構成される。すなわち、バッテリ３０ａは、空調空気との間で熱交換を生じるように配置され、充電に伴って発生した熱量は空調空気に放散される。

さらに、電源ユニット３０には、走行時などのコネクタ部４が連結されていない状態、すなわち車両外部から空調空気が供給されていない状態において、バッテリ３０ａを冷却するために、車室空間の空気（以下、単に「車室空気」とも称す）を取込んで送出するための車室空気吸気ダクト４０ａが設けられる。なお、車室空間とは、主に乗員が存在する空間を意味し、電動車両１の走行中においては所定の温度に空調可能である。

具体的には、車室空気吸気ダクト４０ａは、電動車両１のリヤシート３６の側部（乗員の背部や肩部と接触しない領域）に配置された吸気孔３８と電源ユニット３０との間に接続され、吸引ファン４２により吸引された車室空気を電源ユニット３０へ導く。

また、電源ユニット３０には、バッテリ３０ａの冷却に使用された後の車室空気をラゲッジルームに排出するための車室空気排気ダクト４０ｂが設けられる。また、車室空気吸気ダクト４０ａおよび車室空気排気ダクト４０ｂは、それぞれ車外空気吸気ダクト３２ａおよび車外空気排気ダクト３２ｂと近接する位置で、電源ユニット３０と接続される。

さらに、電源ユニット３０には、空調空気供給導管６ａを介して供給される空調空気の車室空間への侵入を抑制するための侵入抑止機構である切替ダンパ４４ａ，４４ｂが設けられる。切替ダンパ４４ａは、車外空気吸気ダクト３２ａおよび車室空気吸気ダクト４０ａのいずれか一方のみから電源ユニット３０への空気流入を許容するように動作し、切替ダンパ４４ｂは、電源ユニット３０から車外空気排気ダクト３２ｂおよび車室空気排気ダクト４０ｂのいずれか一方のみへの空気流入を許容するように動作する。

具体的には、コネクタ部４が電動車両１に連結されると、切替ダンパ４４ａおよび４４ｂは、それぞれ車室空気吸気ダクト４０ａおよび車室空気排気ダクト４０ｂを閉塞する。すると、コネクタ部４から車外空気吸気ダクト３２ａを介して電源ユニット３０に供給される空調空気は、車室空気吸気ダクト４０ａを逆流できないので、車室空間に侵入することはない。また、バッテリ３０ａの冷却に使用された後の空調空気は、車室空気排気ダクト４０ｂを流れることはないので、ラゲッジルームに侵入することもない。

一方、コネクタ部４の連結が解除されると、切替ダンパ４４ａおよび４４ｂは、それぞれ車外空気吸気ダクト３２ａおよび車外空気排気ダクト３２ｂを閉塞する。これにより、車室空気吸気ダクト４０ａを介して吸引される車室空気は、車外空気吸気ダクト３２ａまたは車外空気排気ダクト３２ｂを介して車両外部へ放出されることはない。これにより、電動車両１の走行中などにおいては、車室空気によりバッテリ３０ａを効率的に冷却することができる。

図４は、この発明の実施の形態に従う車両充電システムの要部を示す概略構成図である。

図４を参照して、コネクタ部４は、コネクタ通信部１６と、コネクタ制御部１４とをさらに含み、電動車両１は、コンバータ（ＣＯＮＶ）４６と、車両制御部３４と、車両通信部４８とをさらに含む。また、コネクタ部４の電動車両１側の連結面には、上述した供給孔＃６ａおよび排出孔＃６ｂに加えて、電源電極２０ａ，２０ｂと、通信電極２２とが形成される。電源電極２０ａ，２０ｂは、凹型のプラグ形状を有する導電体であり、それぞれ電力供給線８を構成するｐ側供給線８ａおよびｎ側供給線８ｂと電気的に接続される。通信電極２２についても、凹型のプラグ形状を有する導電体であり、コネクタ通信部１６と電気的に接続される。

一方、電動車両１のコネクタ差込部５には、電源差込電極５２ａ，５２ｂと、供給差込部５０ａと、排出差込部５０ｂと、通信差込電極５４とが形成される。電源差込電極５２ａ，５２ｂは、凸型のプラグ形状を有する導電体であり、それぞれコネクタ部４の電源電極２０ａ，２０ｂと連結されて、電気的に接続される。そして、電源差込電極５２ａ，５２ｂは、コネクタ部４側から供給される外部電源をコンバータ部４６へ与える。

供給差込部５０ａは、その外面が供給孔＃６ａの内面と密着するように構成されるとともに、コネクタ部４から供給される空調空気を車外空気吸気ダクト３２ａへ導く。同様に、排出差込部５０ｂは、その外面が排出孔＃６ｂの内面と密着するように構成されるとともに、電動車両１から排出される使用後の空調空気を空調空気排出導管６ｂへ導く。

また、通信差込電極５４は、凸型のプラグ形状を有する導電体であり、コネクタ部４の通信電極２２と連結されて、電気的に接続される。そして、通信電極２２および通信差込電極５４を介して、コネクタ通信部１６と車両通信部４８との間で双方向通信が行なわれる。

まず、コネクタ部４の各構成要素について説明する。
送風ファン１２は、空調空気供給導管６ａに介挿されるとともに、ｐ側供給線８ａおよびｎ側供給線８ｂから駆動電力を供給される。そして、送風ファン１２は、コネクタ制御部１４からの送風指令に応じて作動または停止する。

コネクタ通信部１６は、コネクタ制御部１４からの送信データを受けると、当該送信データに応じた変調信号を車両通信部４８へ送信する一方、車両通信部４８から変調信号を受信すると、受信データに復調してコネクタ制御部１４へ出力する。

コネクタ制御部１４は、コネクタ部４とコネクタ差込部５との連結を検出するために、所定の状態通知をコネクタ通信部１６を介して周期的に送出する。このデータは、コネクタ部４がコネクタ差込部５に連結された場合にのみ、車両制御部３４へ伝送されるので、電動車両１側では、状態通知の受信の有無に基づいて、コネクタ部４とコネクタ差込部５との連結状態を判断できる。そして、コネクタ部４の連結後に、車両制御部３４から充電準備の完了通知を受けると、コネクタ制御部１４は、送風ファン１２に作動指令を与え、電動車両１への空調空気の供給を開始する。

次に、電動車両１側の各構成要素について説明する。
コンバータ部４６は、電源差込電極５２ａ，５２ｂを介して供給される外部電源（交流電力）を直流電力に変換した後に、バッテリ３０ａに供給する。なお、コンバータ部４６は、交直可逆変換が可能なインバータを逆変換動作させることで実現してもよい。なお、コンバータ部４６を電源ユニット３０の内部に配置し、バッテリ３０ａに加えて、コンバータ部４６をさらに冷却するようにしてもよい。

切替ダンパ４４ａ，４４ｂは、いずれも車両制御部３４からの切替指令に応答して、切替動作を行なう。

車両通信部４８は、車両制御部３４からの送信データを受けると、当該送信データに応じた変調信号をコネクタ部４のコネクタ通信部１６へ送信する一方、コネクタ通信部１６から変調信号を受信すると、受信データに復調して車両制御部３４へ出力する。

車両制御部３４は、コネクタ制御部１４からの状態通知を受信すると、コネクタ部４が連結状態にあると判断し、切替ダンパ４４ａおよび４４ｂに切替指令を発して、充電準備処理を実行する。すなわち、車両制御部３４は、車室空気吸気ダクト４０ａを閉塞するように切替ダンパ４４ａを作動させるとともに、車室空気排気ダクト４０ｂを閉塞するように切替ダンパ４４ｂを作動させる。その後、切替ダンパ４４ａ，４４ｂの切替動作が完了すると、車両制御部３４は、充電準備の完了通知をコネクタ制御部１４へ通知する。さらに、コネクタ制御部１４は、コネクタ部４を介して空調空気の供給が開始されると、コンバータ部４６へ作動指令を与え、バッテリ３０ａの充電を開始する。

また、車両制御部３４は、コネクタ部のコネクタ制御部１４からの状態通知を受信できなくなると、コネクタ部４の連結状態が解除されたと判断し、切替ダンパ４４ａおよび４４ｂに切替通知を発して、従前の状態に戻す。すなわち、車両制御部３４は、車外空気吸気ダクト３２ａを閉塞するように切替ダンパ４４ａを作動させるとともに、車外空気排気ダクト３２ｂを閉塞するように切替ダンパ４４ｂを作動させる。

図５は、バッテリ３０ａの充電にかかるシーケンス図である。
図５を参照して、コネクタ制御部１４は、車両制御部３４へ状態通知を周期的に送信する（ステップＳ１０）。コネクタ部４がコネクタ差込部５と連結されていなければ、車両制御部３４は状態通知を受信できないので、何らの処理も行なわない。また、コネクタ制御部１４についても、車両制御部３４から所定の時間内に応答がなければ、次の送信周期まで待つ。

コネクタ部４がコネクタ差込部５と連結されていれば、車両制御部３４は、状態通知を受信し、状態通知応答をコネクタ制御部１４へ送信する（ステップＳ１２）。続いて、車両制御部３４は、車室空気吸気ダクト４０ａおよび車室空気排気ダクト４０ｂを閉塞するように、切替ダンパ４４ａ，４４ｂに切替指令を与える（ステップＳ１４）。また、車両制御部３４は、コンバータ部４６にＲｅａｄｙ指令を与え、コンバータ部４６を変換可能状態（レディ状態）に活性化する（ステップＳ１６）。

一例の充電準備処理が完了すると、車両制御部３４は、充電準備完了通知をコネクタ制御部１４へ送信する（ステップＳ１８）。充電準備完了通知を受信すると、車両制御部３４は、送風ファン１２に送風指令を与え、空調空気の供給を開始する（ステップＳ２０）。一方、車両制御部３４は、コンバータ部４６に電力変換指令を与え、バッテリ３０ａの充電を開始する（ステップＳ２２）。

以下、コネクタ部４がコネクタ差込部５と連結されている限り、コネクタ制御部１４から車両制御部３４への状態通知の送信（ステップＳ２４）、および車両制御部３４からコネクタ制御部１４への状態通知応答の送信（ステップＳ２６）が周期的に繰返される。

次に、コネクタ部４とコネクタ差込部５との連結が解除されると、車両制御部３４は、コネクタ制御部１４からの状態通知を受信することができず（ステップＳ３０）、コネクタ制御部１４も車両制御部３４からの状態通知応答を受信することができない（ステップＳ３２）。

すると、車両制御部３４は、コネクタ部４の連結が解除されたと判断し、車外空気吸気ダクト３２ａおよび車外空気排気ダクト３２ｂを閉塞するように、切替ダンパ４４ａ，４４ｂに切替指令を与える（ステップＳ３４）。また、車両制御部３４は、コンバータ部４６へのＲｅａｄｙ指令を遮断し、コンバータ部４６をシャットダウンする（ステップＳ３６）。

一方、コネクタ制御部１４は、送風ファン１２への送風指令を遮断し、空調空気の供給を停止する（ステップＳ３８）。

以上のようなシーケンスに従って、電動車両１のバッテリ３０ａの充電処理が実行される。なお、上述のシーケンスでは、送風ファン１２をオンまたはオフさせるような制御構成について例示したが、バッテリ３０ａの温度に応じて、送風ファン１２の回転数（風量）を調整するように構成してもよい。すなわち、バッテリ３０ａに温度検出部を設けるとともに、当該温度検出部によって検出されたバッテリ３０ａの温度を車両制御部３４からコネクタ制御部１４へ送信することで、バッテリ３０ａの温度に応じた送風ファン１２の回転数制御を行なうことができる。

この発明の実施の形態では、電力供給線８が「電力供給線」に対応し、空調空気供給導管６ａが「熱媒体供給導管」に対応し、空調空気排出導管６ｂが「熱媒体排出導管」に対応し、送風ファン１２が「循環機構」に対応し、車外空気吸気ダクト３２ａおよび車外空気排気ダクト３２ｂが「熱媒体経路」に対応し、車室空気吸気ダクト４０ａが「車室空気経路」に対応し、熱交換機構６０が「熱交換機構」に対応する。

この発明の実施の形態によれば、電動車両１には、バッテリを充電するための外部電源に加えて、温度変化要素の一例であるバッテリの温度管理（冷却制御）を行なうための熱媒体（たとえば、空調空気）が供給される。さらに、バッテリの冷却に使用された後の空調空気は、空調空気排出導管６ｂを介して車両外部へ排出されるので、車室空間に使用後の空調空気が滞留することを回避できる。これにより、乗員に対する快適性を確保した上で、充電に伴うバッテリの温度変化を抑制しながら外部電源によるバッテリの充電を行なうことができる。

また、この発明によれば、共通のコネクタ部に外部電源の供給電極、および熱媒体（たとえば、空調空気）の供給孔と排出孔とが形成されるので、使用者は、単一のコネクタ部を電動車両に連結することによって、バッテリの充電を行なうことができる。よって、ユーザフレンドリな車両充電システムを実現できる。

また、この発明によれば、建物内の空調空気を利用して、バッテリなどの温度変化要素の温度管理を行なうので、特別な空調装置を必要としない。よって、比較的安価に実施可能な車両充電システムを提供できる。

［変形例］
上述のこの発明の実施の形態では、熱媒体として空調された建物からの空調空気を用いる構成について例示したが、温度管理能力をより高めるために、他の熱媒体を併用してもよい。一例として、この発明の実施の形態の変形例では、空調空気に加えて、液媒体（たとえば、水）を併用する構成について例示する。

図６は、この発明の実施の形態の変形例に従う車両充電システムの要部を示す概略構成図である。

図６を参照して、この発明の実施の形態の変形例に従う車両充電システムは、図４に示すこの発明の実施の形態に従う車両充電システムにおいて、空調空気輸送導管６に代えて、水供給導管７ａおよび水排出導管７ｂをさらに付加した熱媒体輸送導管６＃を採用するとともに、電動車両１において、熱交換機構６０をさらに配置したものである。

水供給導管７ａは、建物７０の水道配管などに連結され（図示しない）、液媒体として水を供給される。なお、水道水の温度は、一年を通して比較的温度変化が緩やかであるため、所定の温度範囲内の温度を有する液媒体（水）が得られる。

一方、電動車両１側には、それぞれ水供給導管７ａおよび水排出導管７ｂの内面と密着するように構成された供給差込部５０ａおよび排出差込部５０ｂが設けられる。そして、車外空気吸気ダクト３２ａ内に配置された熱交換機構６０が、水供給導管７ａを介して供給される水と、空調空気供給導管６ａを介して供給される空調空気との間で、熱交換を生じさせる。すなわち、熱交換機構６０は、空調空気がバッテリ３０ａの冷却に使用される前に、当該空調空気を供給される水により冷却する。このような熱交換機構６０により、空調空気輸送導管６での輸送過程において空調空気の温度が上昇する場合であっても、より温度の低い空調空気をバッテリ３０ａに供給することができる。

その他については、上述のこの発明の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

この発明の実施の形態の変形例によれば、この発明の実施の形態による効果に加えて、温度変化要素の温度管理能力を高めることができる。

なお、上述のこの発明の実施の形態およびその変形例では、バッテリのみを冷却する構成について例示したが、コンバータ部などの付属電気機器についても冷却するように構成してもよい。すなわち、図４または図６に示すコンバータ部４６をバッテリ３０ａとともに、電源ユニット３０の内部に配置することで、いずれをも冷却することができる。

また、上述のこの発明の実施の形態では、熱媒体として気体を利用する構成について例示したが、気体に代えて液体を熱媒体として用いてもよい。好ましくは、走行中における熱管理に使用される熱媒体と同一種類の熱媒体を用いることにより、熱交換機構などを共用できるので、全体的な構成を簡略化できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態に従う車両充電システムの模式図である。 図１に示す電動車両の上面図である。 電動車両に供給される空調空気の流れを説明するための図である。 この発明の実施の形態に従う車両充電システムの要部を示す概略構成図である。 バッテリの充電にかかるシーケンス図である。 この発明の実施の形態の変形例に従う車両充電システムの要部を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 電動車両、２ 車両充電装置、３ 充電ステーション、４ コネクタ部、５ コネクタ差込部、６ 空調空気輸送導管、６ａ 空調空気供給導管、６ｂ 空調空気排出導管、６＃ 熱媒体輸送導管、７ａ 水供給導管、７ｂ 水排出導管、８ 電力供給線、８ａ ｐ側供給線、８ｂ ｎ側供給線、１０ 電力系統、１２ 送風ファン、１４ コネクタ制御部、１６ コネクタ通信部、２０ａ，２０ｂ 電源電極、２２ 通信電極、３０ 電源ユニット、３０ａ バッテリ、３２ａ 車外空気吸気ダクト、３２ｂ 車外空気排気ダクト、３４ 車両制御部、３６ リヤシート、３８ 吸気孔、４０ａ 車室空気吸気ダクト、４０ｂ 車室空気排気ダクト、４２ 吸引ファン、４４ａ，４４ｂ 切替ダンパ、４６ コンバータ部、４８ 車両通信部、５０ａ 供給差込部、５０ｂ 排出差込部、５２ａ，５２ｂ 電源差込電極、５４ 通信差込電極、６０ 熱交換機構、７０ 建物、７２ エアコン、１００ 車両充電システム。

Claims (9)

1. 充放電可能に構成された蓄電装置を搭載する電動車両と、
   前記電動車両に搭載された前記蓄電装置を外部電源により充電するための車両充電装置とを備え、
   前記車両充電装置は、
   充電時に前記電動車両と連結されるコネクタ部と、
   充電時に前記コネクタ部を介して、前記外部電源と前記電動車両とを電気的に接続するための電力供給線と、
   充電時に前記蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素を所定の温度に維持するための熱媒体を、車両外部から前記コネクタ部を介して前記電動車両に供給するための熱媒体供給導管と、
   充電時に前記電動車両において前記温度変化要素の温度維持に使用された後の前記熱媒体を、前記コネクタ部を介して車両外部へ排出するための熱媒体排出導管とを備え、
   前記熱媒体供給導管は、前記熱媒体として空調された建物内の空調空気を与えられ、
   前記熱媒体排出導管は、前記電動車両から排出される前記熱媒体を前記建物外へ放出するように構成される、車両充電システム。
2. 前記コネクタ部は、前記熱媒体供給導管を介して供給される前記熱媒体を前記電動車両の内部で循環させるための循環機構を含む、請求項１に記載の車両充電システム。
3. 前記電動車両は、車室空間と隔離されて形成され、かつ前記熱媒体供給導管を介して供給される前記熱媒体を前記熱媒体排出導管に導くように構成された熱媒体経路を備え、
   前記熱媒体経路には、前記熱媒体と前記温度変化要素との間で熱交換を生じるように、前記温度変化要素が配置される、請求項１または２に記載の車両充電システム。
4. 前記電動車両は、
   前記熱媒体経路と連通するように構成され、かつ車室空気を取込んで前記温度変化要素に向けて送出するための車室空気経路と、
   前記熱媒体経路を介して供給される前記熱媒体が車室空気経路を介して前記車室空間へ侵入することを抑止するための侵入抑止機構とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両充電システム。
5. 前記熱媒体供給導管は、前記空調空気に加えて、所定の温度を有する液媒体を前記熱媒体としてさらに供給するように構成され、
   前記電動車両は、前記温度変化要素の温度維持に使用される前に、前記空調空気を前記液媒体との間で熱交換させるための熱交換機構をさらに備える、請求項４に記載の車両充電システム。
6. 充放電可能に構成された蓄電装置を搭載する電動車両に対して、当該蓄電装置を外部電源により充電するための車両充電装置であって、
   充電時に前記電動車両と連結されるコネクタ部と、
   充電時に前記コネクタ部を介して、前記外部電源と前記電動車両とを電気的に接続するための電力供給線と、
   充電時に前記蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素を所定の温度に維持するための熱媒体を、前記コネクタ部を介して前記電動車両に供給するための熱媒体供給導管と、
   充電時に前記電動車両において前記温度変化要素の温度維持に使用された後の前記熱媒
   体を、前記コネクタ部を介して車両外部へ排出するための熱媒体排出導管とを含み、
   前記熱媒体供給導管は、前記熱媒体として空調された建物内の空調空気を与えられ、
   前記熱媒体排出導管は、前記電動車両から排出される前記熱媒体を前記建物外へ放出するように構成される、車両充電装置。
7. 前記コネクタ部は、前記熱媒体供給導管を介して供給される前記熱媒体を前記電動車両の内部で循環させるための循環機構を含む、請求項６に記載の車両充電装置。
8. 充放電可能に構成された蓄電装置を搭載し、かつ外部電源により前記蓄電装置を充電可能に構成された電動車両であって、
   前記電動車両は、充電時に前記外部電源を供給するためのコネクタ部と連結可能に構成され、
   前記コネクタ部は、前記電動車両との連結面に、充電時に前記電動車両に空調された建物内の空調空気を熱媒体として供給するための供給孔と、充電時に前記電動車両から排出される前記熱媒体を前記建物外へ放出するために受入れる排出孔とが形成され、
   前記電動車両は、車室空間と隔離されて形成され、かつ前記コネクタ部の前記供給孔から供給される前記熱媒体を前記コネクタ部の前記排出孔に導くように構成された熱媒体経路を含み、
   前記熱媒体経路には、充電時に前記蓄電装置の充電に伴って温度変化を生じる温度変化要素と前記熱媒体との間で熱交換を生じるように、前記温度変化要素が配置される、電動車両。
9. 前記電動車両は、
   前記熱媒体経路と連通するように構成され、かつ車室空気を取込んで前記温度変化要素に向けて送出するための車室空気経路と、
   前記熱媒体経路を介して供給される前記熱媒体が車室空気経路を介して前記車室空間へ侵入することを抑止するための侵入抑止機構とをさらに備える、請求項８に記載の電動車両。

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