JP5699278B2

JP5699278B2 - 電気車両用充電設備

Info

Publication number: JP5699278B2
Application number: JP2011023068A
Authority: JP
Inventors: 宏展堀; 堀　　宏展; 田中　昌史; 昌史田中; 亘彦戸田; 旭渡辺; 訓永田; 達也向井; 尚紀福尾
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: JP2012165531A

Description

本発明は、電気車両に搭載された二次電池を充電するための電気車両用充電設備に関する。

近年、商用電源から充電ケーブルを介して充電可能な電気車両、例えば、電気自動車(プラグインハイブリッド車を含む。)や電気二輪車などが市場に提供され始めている。そして、電気車両の普及に伴い、電気車両に搭載された二次電池を充電するための充電設備が各地に設置されてきている。

例えば、特許文献１には、充電ガンと呼ばれるコネクタが先端に設けられた充電ケーブルと、充電ケーブルを収納する収納部並びにコネクタを保持する保持部が設けられたスタンド本体とを備える充電設備(いわゆる充電スタンド)が開示されている。この充電スタンドには、給電用のケーブルとともに充電ケーブルを構成する通信ケーブルを介して電気車両と通信し、コネクタが電気車両に確実に接続されているときにだけ充電ケーブルを介した給電を可能とする機能(充電制御機能)が搭載されている。

特開２０１０−２８３９４６号公報

ところで、特許文献１記載の従来例では、１台の充電スタンドに１つの充電ケーブルしか設けられていないので、複数台の電気車両を同時に充電するためには、複数台の充電スタンドを設置する必要がある。しかしながら、既存の駐車場などに多数の充電スタンドを設置することは、スペースの関係から困難である。なお、電気車両には専用の充電ケーブルが付属しており、電気車両の所有者は、自宅や事業所などにおいて、専用の充電ケーブルを商用電源のアウトレット(コンセント)に接続して電気車両を充電することができる。この場合、専用の充電ケーブルには充電制御機能を実現するための充電制御装置が一体的に設けられており、充電制御機能が搭載されていない充電設備(一般のコンセント)からでも安全に充電することができる。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、専用の充電ケーブルの有無に関わらず、複数台の電気車両を同時且つ安全に充電可能とすることを目的とする。

本発明の電気車両用充電設備は、電気車両に着脱自在に接続されるコネクタが先端に設けられた充電ケーブルと、当該充電ケーブルを介した前記電気車両の充電を制御する充電制御手段と、給電用のコンセントと、前記電気車両の駐車場所近傍に設置されて前記コネクタ、前記充電制御手段、前記コンセントを内部に収納する本体と、前記本体に設けられて前記充電ケーブルを引っ掛けて保持するケーブルハンガーとを備え、前記本体は、正面が開口されて前記コンセントが収納されるコンセント収納部を有し、前記ケーブルハンガーは、前記本体の側面から突出する棒状に形成されることを特徴とする。

この電気車両用充電設備において、前記コンセント収納部の前記開口を開閉自在に塞ぐ扉と、当該扉の開閉を検知するとともに当該扉が閉じているときに前記コンセントへの給電を行い、当該扉が閉じていないときに前記コンセントへの給電を停止する給電制御手段とを備えることが好ましい。

この電気車両用充電設備において、前記充電ケーブルと当該充電ケーブルのコネクタを収納する筐体からなる充電ケーブルモジュールと、前記充電制御手段と当該充電制御手段を収納する筐体からなる充電制御モジュールと、前記コンセントと当該コンセントを収納する筐体からなるコンセントモジュールとを備え、前記本体は、前記各モジュールを内部に収納することが好ましい。

本発明の電気車両用充電設備は、専用の充電ケーブルの有無に関わらず、複数台の電気車両を同時且つ安全に充電することができるという効果がある。

本発明に係る電気車両用充電設備(充電スタンド)の実施形態を示す一部省略した斜視図である。同上の斜視図である。同上を示し、(ａ)は正面図、(ｂ)は左側面図、(ｃ)は右側面図、(ｄ)は背面図、(ｅ)は上面図である。同上における充電ケーブルモジュールを示し、(ａ)は扉を開けた状態の斜視図、(ｂ)は扉を開け且つ端子カバーを外した状態の分解斜視図である。同上におけるコンセントモジュール及び充電制御モジュールのブロック図である。同上におけるコンセントモジュール及び充電制御モジュールの別のブロック図である。

以下、電気車両(特に電気自動車)に搭載される二次電池を充電するための充電設備に本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の充電設備(以下、充電スタンドという。)は、図２、図３に示すように電気自動車の駐車場所近傍に設置されるスタンド本体１を備える。

スタンド本体１は、長尺の矩形板状に形成された３枚の金属板(左側板２，右側板３，背板４)を組み立てることで前面並びに天面、底面がそれぞれ開口した角筒状に形成され、扁平な箱形のカバー５によって天面の開口が閉塞されている。左側板２並びに右側板３の内側面には、矩形板状の金属板からなり左右方向(水平方向)の略中央部が上下方向(鉛直方向)に沿って階段状に折曲された取付板(図示せず)が背板４と並行するようにして取着されている。すなわち、スタンド本体１の内部が取付板によって前後に区分けされており、後述する各種のモジュールが取付板の前方の空間に収納され、後述する給電用の電源ケーブル(図示せず)などが取付板の後方の空間に配線される。

また、スタンド本体１前面における最下部には矩形板状の下パネル７Ｂが取り付けられている。そして、スタンド本体１内においてカバー５の下端から下パネル７Ｂの上端までの前方空間に、モジュールを収納するための複数の収納空所が上下方向に並設されている。そして、本実施形態においては、図１〜図３に示すようにコンセントモジュール10、充電ケーブルモジュール200、充電制御モジュール300、認証モジュール400の４種類のモジュールがスタンド本体１の収納空所に収納されている。

コンセントモジュール10は、図１に示すように前面に開口窓11Aを有する箱形の筐体11と、筐体11内に保持されるコンセントブロック12と、開口窓11Aを開閉自在に塞ぐ扉13とを具備する。

コンセントブロック12は、コンセント20と、コンセント20の差込口20Aに対向する丸孔21Aを有して当該コンセント20を保持するコンセントパネル21と、コンセントパネル21の丸孔21Aを開閉自在に塞ぐコンセントカバー22とを具備する。なお、コンセント20は従来周知のものであって、差込口20Aから差し込まれる充電ケーブルのプラグの栓刃を受ける刃受や刃受を外部の電線と接続するための端子が絶縁材料製の器体に収納されて構成されている。

扉13は扁平な矩形箱状に形成されており、図１に示すようにヒンジ部14によって左側端部が筐体11の前面側左端部に軸支されている。また、扉13の背面側にはロック装置15が取着されている(図１参照)。なお、扉13の下端部における右端には、充電ケーブルが引き出される引出口13Bが形成されている。

また、コンセントモジュール10には、図５に示すようにインターロック装置16が設けられている。インターロック装置16は、インターロックスイッチ16Aと、インターロックスイッチ16Aを介して給電路130に接続される励磁コイル16Bと、コンセント20への給電路111に挿入されて励磁コイル16Bが励磁されている間だけオンとなるリレー接点16Cとを有している。インターロックスイッチ16Aは、扉13が閉位置にあるときに扉13の後面から後方へ突出する駆動片13C(図１参照)によってオンとされ、扉13が閉位置にないときはオフされる。つまり、扉13が閉位置にあれば、インターロックスイッチ16Aがオンして励磁コイル16Bに励磁電流が流れるため、リレー接点16Cがオンしてコンセント20への給電路111が閉成される。一方、扉13が閉位置になければ、インターロックスイッチ16Aがオフし、リレー接点16Cもオフしてコンセント20への給電路111が開成される。したがって、インターロック装置16により、扉13が閉位置にないときはコンセント20への通電がオフされ、扉13が閉位置にあるときにだけコンセント20への通電がオンされる。

上述のように構成されるコンセントモジュール10は、前面側からスタンド本体１内の収納空所内に収納され、取付板に対して筐体11がねじ止めされることでスタンド本体１に固定される。本実施形態においては、図２、図３に示すように最下段の収納空所にコンセントモジュール10が収納されている。ただし、上述したようにスタンド本体１内には複数の収納空所が上下方向に並設されており、これら複数の収納空所の何れにもコンセントモジュール10を収納することができる。

充電ケーブルモジュール200は、図４に示すように前面に開口窓201Aを有する箱形の筐体201と、充電ケーブル210と、開口窓201Aを開閉自在に塞ぐ扉202とを具備する。筐体201は、コンセントモジュール10の筐体11を縦方向に略２倍した寸法に形成されている。

充電ケーブル210は、給電線と通信線を含む多心の電気ケーブル211と、電気ケーブル211の先端に設けられたコネクタ(充電ガン)212とを有し、電気ケーブル211の後端が筐体201内に配設されている端子ブロック213に接続される(図１参照)。コネクタ212は、電気自動車の充電口(受け側のコネクタ)に着脱自在に接続されるものであって、作業者(運転者)が持ち易いようにグリップ212Aが一体に形成され、グリップ212Aの後端から電気ケーブル211が引き出されている。端子ブロック213は、電気ケーブル211の後端が接続される端子台213Bと、矩形箱形に形成され、端子台213Bを覆い隠すように筐体201に取り付けられる端子カバー213Aとを有する。また、筐体201内には、グリップ212Aを縦方向に起立させた状態でコネクタ212を保持する保持部材203が配設されている(図１参照)。

扉202は扁平な矩形箱状に形成されており、図１に示すようにヒンジ部204によって左側端部が筐体201の前面側左端部に軸支されている。また、扉202の背面側にはロック装置205が取着されている(図１参照)。なお、扉202の下端部における右端には、充電ケーブル210が引き出される引出口202Aが形成されている。

また、充電ケーブルモジュール200にもインターロック装置214が設けられている。このインターロック装置214はコンセントモジュール10に設けられているインターロック装置16と共通の構成を有している。すなわち、扉202が閉位置にあるときに扉202の後面から後方へ突出する駆動片202Cによりインターロック装置214がオンされて端子台213Bに通電され、扉202が閉位置にないときにインターロック装置214がオフされて端子台213Bへの通電が停止される。したがって、扉202が開いているときに端子台213Bへの通電が停止しているので、充電ケーブル210の電気ケーブル211が端子台213Bに接続される際の安全性が向上できるものである。

上述のように構成される充電ケーブルモジュール200は、コンセントモジュール10と同様に前面側からスタンド本体１の収納空所内に収納され、取付板に対して筐体201がねじ止めされることでスタンド本体１に固定される。本実施形態においては、図２、図３に示すように下から２段目と３段目の収納空所に充電ケーブルモジュール200が収納されている。ただし、上述したようにスタンド本体１には複数の収納空所が上下方向に並設されており、これら複数の収納空所の何れにも充電ケーブルモジュール200を収納することができる。

ところで、充電ケーブルモジュール200の筐体201内にはコネクタ212のみが収納可能であって、電気ケーブル211は扉202の引出口202Aから引き出される。そして、充電ケーブルモジュール200の筐体201から引き出された電気ケーブル211は、本体１の右側面に突設されている棒状のケーブルハンガー８に引っ掛けて保持される(図１参照)。

充電制御モジュール300は、図２に示すように箱形の筐体301と、筐体301内に収納される充電制御ブロック302とを具備する。筐体301は、前面が板材で塞がれている点を除き、コンセントモジュール10の筐体11と共通の構造及び寸法に形成されている。

充電制御ブロック302は、図５に示すように２つの接続端子台303、304と、制御回路305と、リレー306とを有している。一方の接続端子台303は給電路130と接続され、他方の接続端子台304は充電ケーブルモジュール200の端子台213Bと接続される。リレー306は、リレー接点306Aと励磁コイル306Bからなり、制御回路305が励磁コイル306Bに励磁電流を流している間だけリレー接点306Aをオン(閉成)する。なお、リレー接点306Aは２つの接続端子台303、304を接続する線路に挿入されている。つまり、リレー接点306Aがオンしている間だけ、給電路130から接続端子台303、304を介して充電ケーブルモジュール200の端子台213B、すなわち、充電ケーブル210に給電される。制御回路305はマイクロコンピュータやメモリを主構成要素とし、充電ケーブル210の通信線を介して電気自動車と通信する通信機能、上述したリレー306の制御機能などを実現する。なお、制御回路305と電気自動車との通信は、電気自動車から通信線に印加される線間電圧を変化させることで行われる。すなわち、充電ケーブル210のコネクタ212が電気自動車の充電口に接続されて通信線に電圧が印加されたことを検知すると、制御回路305から電気自動車に充電の準備が整ったことを知らせる信号(CPLT信号)が送信される。そして、電気自動車から通信線を介して送信されてくる信号(充電開始のCPLT信号)を受信すると、制御回路305は励磁コイル306Bに励磁電流を流してリレー接点306Aをオンする。また、二次電池の充電が終了して電気自動車から通信線を介して送信されてくる信号(充電終了のCPLT信号)を受信すると、制御回路305は励磁コイル306Bの励磁電流を停止してリレー接点306Aをオフする。

上述のように構成される充電制御モジュール300は、他のモジュール10、200と同様に前面側からスタンド本体１の収納空所内に収納され、取付板に対して筐体301がねじ止めされることでスタンド本体１に固定される。本実施形態においては、図２に示すように最上段の収納空所に充電制御モジュール300が収納されている。

認証モジュール400は、図２に示すように箱形の筐体401と、筐体401内に収納される認証制御ブロック(図示せず)とを具備する。筐体401は、前面が板材で塞がれている点を除き、コンセントモジュール10の筐体11と共通の構造及び寸法に形成されている。認証制御ブロックは、筐体401の前面に配設されているアンテナを介してカードキーの登録情報を読み取り、カードキーから読み取られた登録情報が、予め登録されている登録情報と一致するか否かを判定する。そして、登録情報が一致した場合、認証制御ブロックからコンセントモジュール10並びに充電制御モジュール300に充電許可信号が出力される。そして、コンセントモジュール10においては、充電許可信号を受け取ったときに電気錠からなるロック装置15が解錠されてコンセント20が使用可能となる。また、充電制御モジュール300においては、充電許可信号を受け取ったときに制御回路305によるリレー306の制御が可能になる。つまり、認証モジュールから充電許可信号を受け取っていない場合、制御回路305は、充電開始のCPLT信号を受信してもリレー接点306Aをオンしない。これにより、登録された利用者のみが充電スタンドを利用して充電することができる。

上述のように構成される認証モジュール400は、他のモジュール10、200、300と同様に前面側からスタンド本体１の収納空所内に収納され、取付板に対して筐体401がねじ止めされることでスタンド本体１に固定される。本実施形態においては、図２に示すように上から２段目の収納空所に充電制御モジュール300が収納されている。

本実施形態の充電スタンドは、コネクタ212を有する充電ケーブル210とコンセント20の両方をスタンド本体１に収納しており、電気自動車に付属している充電ケーブルがコンセント20に接続されて充電されると同時に、充電ケーブル210を用いて充電することができる。つまり、本実施形態の充電スタンドによれば、専用の充電ケーブル(電気自動車に付属している充電ケーブル)の有無に関わらず、複数台(本実施形態では２台)の電気車両を同時且つ安全に充電することができる。また、インターロック装置26が扉13の閉じているときにだけコンセント20への給電を行うので、充電中に充電ケーブルのプラグがコンセント20から引き抜かれて火花(アーク)が飛ぶような事態を回避することができて安全性の向上が図れる。

また本実施形態では、コンセント20や充電ケーブル210を筐体11、201に収納してなるモジュール(コンセントモジュール10及び充電ケーブルモジュール200)を本体１内に収納しているので、コンセント20や充電ケーブル210が容易に増設できる。

なお、充電制御モジュール300の充電制御ブロック302が、インターロック装置26の代わりにコンセントモジュール10のインターロック機能を実現することも可能である。例えば、図６に示すようにコンセントモジュール10のインターロックスイッチ16Aと励磁コイル16Bが充電制御ブロック302の制御回路305と接続され、インターロックスイッチ16Aがオンしているときに制御回路305が励磁コイル16Bに励磁電流を流せばよい。

１スタンド本体(本体)
10 コンセントモジュール
20 コンセント
200 充電ケーブルモジュール
210 充電ケーブル
212 コネクタ
300 充電制御モジュール(充電制御手段)

Claims

電気車両に着脱自在に接続されるコネクタが先端に設けられた充電ケーブルと、当該充電ケーブルを介した前記電気車両の充電を制御する充電制御手段と、給電用のコンセントと、前記電気車両の駐車場所近傍に設置されて前記コネクタ、前記充電制御手段、前記コンセントを内部に収納する本体と、前記本体に設けられて前記充電ケーブルを引っ掛けて保持するケーブルハンガーとを備え、
前記本体は、正面が開口されて前記コンセントが収納されるコンセント収納部を有し、前記ケーブルハンガーは、前記本体の側面から突出する棒状に形成されることを特徴とする電気車両用充電設備。
前記コンセント収納部の前記開口を開閉自在に塞ぐ扉と、当該扉の開閉を検知するとともに当該扉が閉じているときに前記コンセントへの給電を行い、当該扉が閉じていないときに前記コンセントへの給電を停止する給電制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の電気車両用充電設備。
前記充電ケーブルと当該充電ケーブルのコネクタを収納する筐体からなる充電ケーブルモジュールと、前記充電制御手段と当該充電制御手段を収納する筐体からなる充電制御モジュールと、前記コンセントと当該コンセントを収納する筐体からなるコンセントモジュールとを備え、前記本体は、前記各モジュールを内部に収納することを特徴とする請求項１又は２記載の電気車両用充電設備。