JP5768261B2 - 車両充電装置 - Google Patents

Description

本発明はプラグインハイブリッド車や電気自動車等の車両に充電を行う車両充電装置に関するものである。

電気自動車は、約１６〜２０Ａ程度の交流電流で充電を行う普通充電に対応する充電機構と、普通充電の数倍の直流電流で充電を行う急速充電に対応する充電機構の何れをも搭載しているため、充電作業者は何れかの充電方式を選択して充電することが可能である。

急速充電では、短時間で充電が行えるため、今後公共設備として大きな需要が見込まれる。急速充電設備に関する技術として、例えば特許文献１には、１台の電気自動車急速充電装置から、複数の電力供給ケーブルを分岐させて、複数台の電気自動車を急速充電する技術が開示されている。

一方、プラグインハイブリッド車は、その仕様上普通充電に対応する充電機構のみを備えており、急速充電を行うことができない。また電気自動車であっても、急速充電のみを連続して行うことは電池寿命の観点から好ましくなく、一定頻度で普通充電を併用して車載電池への負担を低減することが推奨されている。すなわち、車両の充電装置としては急速充電、普通充電の双方が設置されていることが理想である。
しかし、急速充電の導入に際しては設備導入コストが高く、契約電力の変更も必要となるため、従来の契約電力の範囲で対応可能であり、低コストで導入可能な普通充電のシステムが先行して普及することが予想される。

従来、急速充電のシステム（三相３線の系統電力を引き込み、引き込んだ交流電力を直流電力に変換して、車両に直流電力を供給する充電システム）と、普通充電のシステム（単相３線の系統電力を引き込み、引き込んだ交流電力を車両に供給する充電システム）とは、各々独立したシステムとして導入されることが通常であった。このため、充電前に充電方式を選択して、該充電方式に対応した専用設備の近傍に駐車して充電を行うことが必要となり、充電方式の選択が柔軟に行えず不便であるという問題があった。また、同一施設において、両方式を近傍に併設して設置した場合であっても、各々独立したシステムとして管理されるため、同一施設内での全充電情報の管理や、課金システムの構築が複雑になるという問題があった。

実用新案第３１５１０４７号公報

本発明の目的は前記の問題を解決し、同一の車両充電装置において、普通充電あるいは急速充電の何れも選択が可能であって、かつ、双方の充電情報の管理や、課金システムを簡易に構築できる車両充電装置を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の車両充電装置は、急速充電部と普通充電部とを備え、該急速充電部と普通充電部の電源を、それぞれ、系統から引き込んだ車両充電装置であって、該急速充電部から車両への給電を行う急速充電ケーブルを車両に接続する急速充電コネクタと、該普通充電部から車両への給電を行う普通充電ケーブルを車両に接続する普通充電コネクタを有し、前記急速充電部を収納する筐体本体とは別に、普通充電コネクタ収納スタンドを設け、前記普通充電コネクタを、該普通充電コネクタ収納スタンドに保持させ、前記普通充電部の制御部を前記普通充電コネクタ収納スタンドに設け、前記急速充電部の制御部を前記筐体本体に設け、これらの急速充電部の制御部と普通充電部の制御部とを、通信ケーブルを介して同一の通信装置に接続し、該通信装置と外部のサーバとが通信を行って、該サーバで、急速充電部と普通充電部の充電情報を統合的に管理することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両充電装置において、急速充電コネクタを、前記筐体本体とは別に設けた急速充電コネクタ収納スタンドに保持させたことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の車両充電装置において、普通充電コネクタ収納スタンド内に、普通充電部を収納したことを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両充電装置において、普通充電コネクタ収納スタンドに、急速充電コネクタを保持したことを特徴とするものである。

本発明に係る車両充電装置は、急速充電部と普通充電部とを備え、該急速充電部と普通充電部の電源を、それぞれ、系統から引き込んだ車両充電装置であって、該急速充電部から車両への給電を行う急速充電ケーブルを車両に接続する急速充電コネクタと、該普通充電部から車両への給電を行う普通充電ケーブルを車両に接続する普通充電コネクタを有する構成により、ユーザーが該車両充電装置の近傍に駐車後、急速充電又は普通充電の何れかの充電方式を自由に選択可能としている。

従来、同一施設において、両方式を近傍に併設して設置した場合であっても、各々独立したシステムとして管理されるため、同一施設内での全充電情報の管理や、課金システムの構築が複雑になるという問題があったが、急速充電部の制御部と普通充電部の制御部とを、通信ケーブルを介して同一の通信装置に接続し、該通信装置と外部のサーバとが通信を行って、該サーバで、急速充電部と普通充電部の充電情報を統合的に管理する構成を有する本発明によれば、同一の車両充電装置として、急速充電情報と普通充電情報とを統合管理できるため、充電情報の管理システムを簡易なシステムとして構築することも可能となる。

実施形態１における車両充電装置のブロック図である。 実施形態２における車両充電装置のブロック図である。 実施形態２（変形）における車両充電装置のブロック図である。 実施形態３における車両充電装置のブロック図である。 実施形態３（変形）における車両充電装置のブロック図である。 実施形態４における車両充電装置のブロック図である。 急速充電部のブロック図である。 普通充電部のブロック図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。

（実施形態１）
図１には、実施形態１における車両充電装置のブロック図を示している。本実施形態の車両充電装置１は、急速充電部２を収納する筐体本体１ａに普通充電部３を併せて収納し、該急速充電部２から車両への給電を行う急速充電ケーブル４および該急速充電ケーブル４を車両に接続する急速充電コネクタ５と、該普通充電部３から車両への給電を行う普通充電ケーブル６および該普通充電ケーブル６を車両に接続する普通充電コネクタ７を有している。後述するように急速充電部２と普通充電部３は通信ケーブル１８で接続されている。

図７に示すように急速充電部２は、三相３線の系統電力８が引き込まれ、少なくとも遮断器（図示せず）を介して三相３線の系統電力８を交流電力から直流電力に変換する電力変換部９を備えており、電力変換部９に接続され、車両への給電回路を開閉する開閉部１１は車両と通信を行う制御部１０により開閉動作を制御されている。

図８に示すように普通充電部３には、単相３線の系統電力１２が引き込まれ、漏電ブレーカを介して車両への給電回路を開閉する開閉部１４と、開閉部１４の開閉動作を制御する制御部１３を備えている。

普通充電部３の該制御部１３は、ＣＰＬＴ回路からなり、車両との通信により充電開始・停止が制御されるものである。ただし、各種充電モードの内、モード１のみに対応する場合、ＣＰＬＴ回路は必須ではない。

本実施形態において、急速充電コネクタ５と普通充電コネクタ７は、各々、自動車充電装置１の筐体本体１ａの側面に保持されている。保持構造は特に限定されないが、筐体本体１ａの下部から引き出された充電ケーブルの途中部分を、充電ケーブルを摺動不能に把持する把持部によって、筐体本体１ａの上部に着脱自在に保持させることが好ましい。当該保持構造によれば、筐体本体１ａを大型化することなく急速充電用の充電ケーブルを保持させておくことができる。このため駐車位置が筐体本体１ａから近い場合には、そのまま充電を行なうことができる。また駐車位置が筐体本体１ａから離れている場合には、充電ケーブルの途中部分を筐体本体１ａの上部から離すことにより、充電ケーブルの引き出し距離を延ばすことができる。

筐体本体１ａの正面には、暗証番号キー・カードキー照合装置等の識別装置と、充電開始・停止・非常停止等の操作装置等から構成される操作部１６と、充電状況を示す表示部１５が設けられている。その他、課金装置を設けることもできる。操作部１６は制御部１３を介して開閉部１４を制御し、充電の開始・停止・非常停止等の操作をする。なお、操作部１６と表示部１５はタッチパネル等で一体的に形成されていてもよい。

急速充電部２の制御部１０と普通充電部３の制御部１３とは共に通信ケーブル１８によって通信装置２２に接続されている。通信装置２２は外部に設置されたサーバ（図示せず）と通信を行うことにより、普通充電部及び急速充電部の充電情報を統合的に管理することが可能である。例えば、急速充電コネクタ及び普通充電コネクタに接続され、利用状況、使用電力、充電方式、充電完了時刻、課金情報等をサーバで記録することができる。なお、通信ケーブル１８は、有線・無線のいずれであってもよい。また、操作部１６の操作により通信ケーブル１８を介して制御部１０を制御することもできる。
急速充電部２と普通充電部３の電源は、異なる系統から引き込んでいるため、双方の状態を比較することにより、停電管理や故障検出を容易に行うことができる。

（実施形態２）
図２には、実施形態２における車両充電装置のブロック図を示している。本実施形態の車両充電装置１は、急速充電部を収納する筐体本体１ａに普通充電部３を併せて収納し、普通充電部３から車両への給電を行う普通充電ケーブル６および該普通充電ケーブル６を車両に接続する普通充電コネクタ７を有し、急速充電部２と普通充電部３とが通信ケーブル１８で接続されている点は実施形態１と同様である。

図２に示す実施形態では、急速充電コネクタ５が、車両充電装置１を構成する筐体本体１ａとは別に設けた急速充電コネクタ収納スタンド１７に保持される。急速充電コネクタ収納スタンド１７には急速充電ケーブル４に電力を供給する電源ケーブル４ａと通信ケーブル１８を引き込む。

急速充電コネクタ収納スタンド１７には、急速充電の開始・停止・非常停止等を操作する操作部１９が形成され、操作部１９により、通信ケーブル１８を介して急速充電部２の制御部１０に通信され制御される。一方、普通充電の操作は、筐体本体１ａに設けた操作部１６により行われる。
本実施形態では、筐体本体１ａと急速充電コネクタ収納スタンド１７とを分離して設置することができるため、車両充電装置１の筐体本体１ａによる駐車スペースのレイアウトの制約を軽減することができる。例えば、普通充電コネクタ７を備えた筐体本体１ａを駐車場の角に設置して、急速充電コネクタ収納スタンド１７を筐体本体１ａと離れた駐車スペースに設置することも可能である。
なお、操作部１９も操作部１６と同様にタッチパネル等によって表示部と一体的に形成されていてもよい。

その他、図３に示すように、急速充電コネクタ５を、車両充電装置１を構成する筐体本体１ａとは別に設けた急速充電コネクタ収納スタンド１７に保持するとともに、普通充電コネクタ７も、車両充電装置１を構成する筐体本体１ａとは別に設けた普通充電コネクタ収納スタンド２０に保持する構造を採用することもできる。
このような構成により、電力変換部９を収納して設置スペースが大きくなる筐体本体１ａと、急速充電コネクタ収納スタンド１７及び普通充電コネクタ収納スタンド２０とを分離することができ、車両充電装置１の筐体本体１ａによる駐車スペースのレイアウトの制約をより軽減することができる。

（実施形態３）
図４には、実施形態３における車両充電装置のブロック図を示している。本実施形態の車両充電装置１は、急速充電コネクタ５を、車両充電装置１を構成する筐体本体１ａとは別に設けた急速充電コネクタ収納スタンド１７に保持するとともに、普通充電コネクタ７も、車両充電装置１を構成する筐体本体１ａとは別に設けた普通充電コネクタ収納スタンド２０に保持する構造を採用している。急速充電コネクタ収納スタンド１７には急速充電ケーブル４に電力を供給する電源ケーブル４ａと通信ケーブル１８とが引き込まれ、急速充電の開始・停止・非常停止等を操作する操作部１９により、通信ケーブル１８を介して急速充電部２の制御部１０に通信され制御することができる。
また、普通充電コネクタ収納スタンド２０内に、開閉部１４と制御部１３からなる普通充電部３も合わせて収納し、普通充電コネクタ収納スタンド２０内に直接単相３線の系統電力１２を引き込む構造を採用している。なお、実施形態１と同様に、急速充電部２の制御部１０と普通充電部３の制御部１３とは共に通信ケーブル１８によって通信装置２２に接続されている。
さらに本実施形態では、急速充電部２として遮断器、電力変換部９を収納し、さらに制御部１０、開閉部１１も筐体本体１ａに収納しているが、制御部１０、開閉部１１は急速充電コネクタ収納スタンド１７に収納したものとしてもよい。

上記構成により、電力変換部９を収納して設置スペースが大きくなる筐体本体１ａと、急速充電コネクタ収納スタンド１７及び普通充電コネクタ収納スタンド２０とを分離することができ、筐体本体１ａによる駐車スペースのレイアウトの制約をより軽減することができる。
また、急速充電部２と普通充電部３の電源は、異なる系統から引き込んでいるため、双方の状態を比較することにより、停電管理や故障検出を容易に行うことができる。

また本実施形態において、普通充電コネクタ収納スタンド２０は、普通充電装置の単体を使用することもできる。普通充電コネクタ収納スタンド２０には、普通充電の開始・停止・非常停止等を操作する操作部１６が形成されている。その他、急速充電コネクタ収納スタンド１７の正面に、暗証番号キー・カードキー照合装置等の識別装置や課金装置を設けることもできる。該操作部１６、１９に入力された充電情報や、識別装置や課金装置に入力された情報は通信装置２２よりサーバに送信される。
通信装置２２は普通充電装置に備えるのみであるから、通信装置２２を双方で持つ必要はないうえ、サーバとの通信を行う場合の通信費用等を抑制することができる。なお、上記操作部１６、表示部１５、識別装置、課金装置等は急速充電コネクタ収納スタンド１７、普通充電コネクタ収納スタンド２０の双方に設けてもよい。

通信装置２２は、急速充電に関する充電情報および普通充電に関する充電情報を統合して、外部の管理サーバと充電情報の受送信を行う。管理サーバは普通充電と急速充電に接続された車両の台数や充電完了時間情報を計測して、時分割充電の要否などを決定することができ、通信装置２２を介して普通充電及び急速充電の充電情報を統合的に管理することができる。
また、通信装置２２は普通充電コネクタ収納スタンド２０に設けられているが、筐体本体１ａや、急速充電コネクタ収納スタンド１７のいずれに設けられていてもよい。

本実施形態の変形として、図５に示すように、設置場所の状況、契約電力等に応じて、急速充電コネクタ収納スタンド１７又は普通充電コネクタ収納スタンド２０を複数設ける構造を採用することもできる。
このように本実施形態では充電コネクタを収納スタンドに設置して通信ケーブル１８で接続したため、設置スペースの状況に応じて収納スタンドを適宣に増設し易い構造となっている。

（実施形態４）
図６には、実施形態４における車両充電装置のブロック図を示している。本実施形態の車両充電装置１は、急速充電部２を収納する筐体本体１ａとは別個の筐体に普通充電部３を収納し、該急速充電部２から車両への給電を行う急速充電ケーブル４および該急速充電ケーブル４を車両に接続する急速充電コネクタ５と、該普通充電部３から車両への給電を行う普通充電ケーブル６および該普通充電ケーブル６を車両に接続する普通充電コネクタ７を有し、急速充電部２と普通充電部３が通信ケーブル１８で接続されている点は実施形態１と同様である。
本実施形態では、普通充電コネクタ７を保持する普通充電コネクタ収納スタンド２０内に、開閉部１４と制御部１３からなる普通充電部３も合わせて収納し、直接単相３線の系統電力１２を引き込んで普通充電装置を構成している。さらに急速充電部２から急速充電ケーブル４を普通充電コネクタ収納スタンド２０内に引き込んで、急速充電コネクタ５を設けた構造を採用している。

本実施形態によれば、設置スペースが大きくなる電力変換部９と、開閉部１１と、制御部１０からなる急速充電部２は、車両充電装置１の筐体本体１ａに収納しているため、車両充電装置１の筐体本体１ａと別箇の筐体に設置するコネクタ収納スタンド（本実施形態では普通充電コネクタ収納スタンド２０）のスリム化を図ることができる。

１ 車両充電装置
２ 急速充電部
３ 普通充電部
４ 急速充電ケーブル
５ 急速充電コネクタ
６ 普通充電ケーブル
７ 普通充電コネクタ
８ 三相３線の系統電力
９ 電力変換部
１０ 制御部
１１ 開閉部
１２ 単相３線の系統電力
１３ 制御部
１４ 開閉部
１５ 表示部
１６ 操作部
１７ 急速充電コネクタ収納スタンド
１８ 通信ケーブル
１９ 操作部
２０ 普通充電コネクタ収納スタンド
２２ 通信装置

Claims (4)

1. 急速充電部と普通充電部とを備え、該急速充電部と普通充電部の電源を、それぞれ、系統から引き込んだ車両充電装置であって、
   該急速充電部から車両への給電を行う急速充電ケーブルを車両に接続する急速充電コネクタと、
   該普通充電部から車両への給電を行う普通充電ケーブルを車両に接続する普通充電コネクタを有し、
   前記急速充電部を収納する筐体本体とは別に、普通充電コネクタ収納スタンドを設け、
   前記普通充電コネクタを、該普通充電コネクタ収納スタンドに保持させ、
   前記普通充電部の制御部を前記普通充電コネクタ収納スタンドに設け、
   前記急速充電部の制御部を前記筐体本体に設け、
   これらの急速充電部の制御部と普通充電部の制御部とを、通信ケーブルを介して同一の通信装置に接続し、
   該通信装置と外部のサーバとが通信を行って、該サーバで、急速充電部と普通充電部の充電情報を統合的に管理する
   ことを特徴とする車両充電装置。
2. 急速充電コネクタを、前記筐体本体とは別に設けた急速充電コネクタ収納スタンドに保持させたことを特徴とする請求項１記載の車両充電装置。
3. 前記普通充電コネクタ収納スタンド内に、前記普通充電部を収納したことを特徴とする請求項１記載の車両充電装置。
4. 前記普通充電コネクタ収納スタンドに、前記急速充電コネクタを保持したことを特徴とする請求項３記載の車両充電装置。

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