JP5784038B2 - 電動車両の充電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の充電制御装置に関し、特に、車両に普通充電器および急速充電器のいずれを接続する場合にも対応でき、かつユーザの使い勝手を良好にすることができる電動車両の充電制御装置に関する。

蓄電池（バッテリ）から入力される電圧で駆動されるモータを駆動源とする電動車両において、バッテリを充電するための普通充電器および急速充電器は、供給される電流が互いに異なるので、双方を接続して使用できるようにするため、普通充電器用端子および急速充電器用端子をそれぞれ専用に設けた充電制御装置が用いられる（特許文献１）。

特許３２６７０３９号公報

特許文献１に記載されている充電制御装置は、普通充電器および急速充電器のいずれを接続することもできるので便利である。しかし、充電用端子が、普通充電器用および急速充電器用に、それぞれ専用に設けられるので、部品点数が多くなり、充電制御装置のコストが上昇する。また、充電器を車載する形式を採用する電動二輪車では、四輪車と異なり、配置スペースがより制限されるので、レイアウトの自由度を考慮すると充電器の車載スペースの確保が困難である。

さらに、普通充電用端子と急速充電用端子とが別個に設けられていると、充電プラグを端子に接続する際に端子を選択するという判断が必要となってユーザが煩わしさを感じることが考えられる。また、急速充電器は、普通充電器に比べて大電流を用いてバッテリを充電させるようになっているので、急速充電器用の端子は、容量が大きいものを使わざるを得ず、コストが高くなるという課題もある。

本発明の目的は、上記従来技術の課題に対して、部品点数を少なくして車載時のレイアウトの自由度を高めることができるとともに、ユーザの使い勝手を向上させることができる電動車両の充電制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、普通充電器または前記普通充電器よりも大きい電力容量で充電を行う急速充電器のいずれかに充電カプラによって接続可能であって、前記充電カプラによって前記普通充電器または前記急速充電器が接続された時に、電動車両の駆動源であるモータに電流を供給するバッテリに対して充電に必要な電力を供給する電動車両の充電制御装置において、前記普通充電器は、第１の充電回路を備え、前記急速充電器は、前記第１の充電回路に加えて該第１の充電回路と並列に第２の充電回路を備え、急速充電に必要な電力のうち前記普通充電器と同じ容量の電力を前記第１の充電回路から供給し、その残りを前記第２の充電回路から供給する構成のものであり、前記充電カプラは、前記第１の充電回路に接続される第１の端子および前記第２の充電回路に接続される第２の端子を備え、前記第１の端子が、前記普通充電器および前記急速充電器の第１の充電回路に接続される共用端子とされ、前記第２の端子と並列に接続されて前記バッテリに対して接続されている点に第１の特徴がある。

本発明は、前記充電カプラが、第１の端子および前記第２の端子の双方を収容している点に第２の特徴がある。

本発明は、前記第１の充電回路および前記第２の充電回路が、ともに同じ定格電力のものである点に第３の特徴がある。

本発明は、前記第１の充電回路および前記第２の充電回路が、その出力がともに直流仕様である点に第４の特徴がある。本発明は、前記充電カプラにおいて、前記第１の端子および前記第２の端子のそれぞれに温度センサが設けられている点に第５の特徴がある。

本発明は、前記第１の端子および前記第２の端子と前記バッテリとの間を接続する電力線上のそれぞれに、前記第１の充電回路および第２の充電回路によって印加される電圧に対して順方向に接続されたダイオードを備えている点に第６の特徴がある。

本発明は、前記第１の充電回路および前記第２の充電回路の出力電力線上で、前記充電カプラまでの間にそれぞれ配置されたスイッチング手段と、前記急速充電器または普通充電器のいずれが前記充電カプラに接続されているかによって前記スイッチング手段の双方または前記第１の充電回路の出力電力線上のスイッチング手段のみを駆動する駆動信号を出力し、前記急速充電器および普通充電器がいずれも前記充電カプラに接続されていないときには前記スイッチング手段を非駆動とするため、前記駆動信号の出力を禁止するスイッチング手段駆動部とを備えている点に第７の特徴がある。

本発明は、前記急速充電器または普通充電器のいずれが前記充電カプラに接続されているかに応じて異なるレファレンス電圧を形成するレファレンス電圧形成部と、急速充電器または普通充電器のいずれもが前記充電カプラに接続されていないときに前記レファレンス電圧とは異なる異常電圧を形成する異常電圧形成部とを備え、前記スイッチング手段駆動部が、前記レファレンス電圧を検出したときにスイッチング手段を駆動し、前記異常電圧を検出したときに前記スイッチング手段を非駆動とするように構成されている点に第８の特徴がある。

本発明は、前記第１の端子および前記第２の端子と前記バッテリとの間を接続する電力線上に配置されたコンタクタと、前記急速充電器または普通充電器のいずれが前記充電カプラに接続されているかに応じて異なるレファレンス電圧を形成するレファレンス電圧形成部と、前記レファレンス電圧を検出したときにレファレンス電圧検出信号を出力し、前記レファレンス電圧検出信号が供給されて、前記コンタクタをオンにするバッテリ管理ユニットとを備えている点に第９の特徴がある。

本発明は、前記第１の端子は、プラス側の電力線およびマイナス側の電力線を有し、前記第２の端子がプラス側の電力線およびマイナス側の電力線（ＰＬ４）を有し、前記第１の端子のプラス側の電力線とマイナス側の電力線との間の短絡、前記第１の端子のプラス側の電力線と前記第２の端子のマイナス側の電力線との間の短絡、前記第２の端子のプラス側の電力線とマイナス側の電力線との間の短絡、および、前記第２の端子のプラス側の電力線と前記第１の端子のマイナス側の電力線との間の短絡を検出する検出回路と、前記検出回路が、前記短絡を検出したときに出力される短絡検出信号に応答して前記コンタクタをオフにするコンタクタ開閉手段とを備えている点に第１０の特徴がある。

本発明は、前記検出回路が、前記第１の端子および前記第２の端子と前記バッテリとの間を接続する電力線のうち、前記第１の端子および前記第２の端子に接続される正側電力線同士を接続する抵抗と、前記第１の端子および前記第２の端子に接続される負側電力線同士を接続する抵抗と、前記第１の端子に接続される前記電力線に並列に接続された発光素子、および該発光素子と対で設けられる受光素子とからなるフォトカプラとを備え、前記コンタクタ開閉手段が前記受光素子のオン動作に応答して前記コンタクタをオフにするように構成されている点に第１１の特徴がある。

さらに、本発明は、前記検出回路によって前記短絡が検出されると、インジケータまたはスピーカによる警告手段を作動させる点に第１２の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、急速充電器は、普通充電器に用いられる第１の充電回路に加えて第２の充電回路を備え、急速充電に必要な電力のうち前記普通充電器と同じ容量の電力を前記第１の充電回路から供給し、その残りを前記第２の充電回路から供給する構成のものであり、急速充電時は、前記第１の充電回路から第１の端子経由で車両側に電力を供給するとともに、急速充電に必要な電力のうち、第１の充電回路で供給できない不足分は第２の充電回路から第２の端子経由で車両側に供給される。第１の端子および第２の端子が並列にバッテリに対して接続されているので、第１の端子および第２の端子の電力容量を小さくすることができ、コストを低減することが可能になる。また、普通充電及び急速充電のいずれの場合でも共通の充電カプラを使用できる。したがって、ユーザは、普通充電器および急速充電器のいずれを使用する場合でも、単一の充電カプラを接続するだけでよくなり、操作の煩雑さが解消されるうえ、充電制御装置が大型化するのを防止できる。

第２の特徴を有する本発明によれば、充電コネクタを車載する場合に、普通充電器用および急速充電器の双方を個別に設置するスペースや工数を要しない。

第３の特徴を有する本発明によれば、急速充電の場合でも、小容量の端子を含む充電カプラとすることができる。つまり、第１の端子および第２の端子を低容量である普通充電用として共用することができるので、汎用性の向上をも期待することができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、普通充電および急速充電のいずれの場合にも、充電カプラからバッテリ側に、つまり車体側にＡＣ−ＤＣコンバータを設ける必要がない。

第５の特徴を有する本発明によれば、第１の充電回路および第２の充電回路を備えて電力線を複数組設けた急速充電器においても、それぞれの電力線が接続される端子の温度を測定することができ、充電コネクタに作用する高温の影響を低減するのに好適な温度検出が可能である。

第６の特徴を有する本発明によれば、ダイオードを設けることにより、充電カプラが外されている場合であっても、充電カプラとバッテリ間にバッテリ電圧が現れることはない。

第７、８の特徴を有する本発明によれば、充電器側に充電用として商用電源が接続された後、充電カプラが接続される以前に、充電開始操作がなされたとしても、スイッチング手段がオン動作しないので、充電カプラの第１の端子および第２の端子のうち、充電器側に充電器の出力電圧が現れることはない。

第９の特徴を有する本発明によれば、バッテリ管理ユニットは、レファレンス電圧を検出したときに、コンタクタをオンにするので、充電中に充電カプラが外れるとコンタクタがオフになって第１の端子及び第２の端子とバッテリとの接続が遮断される。

第１０および第１１の特徴を有する本発明によれば、第１の端子のプラス側の電力線とマイナス側の電力線との間、第１の端子のプラス側の電力線と第２の端子のマイナス側の電力線との間、第２の端子のプラス側の電力線とマイナス側の電力線との間、および、第２の端子のプラス側の電力線と第１の端子のマイナス側の電力線との間に短絡が発生したときにコンタクタをオフにすることができる。

第１２の特徴を有する本発明によれば、第１の端子および第２の端子で短絡が発生したことを、車両の乗員に効果的に報知することができる。

本発明の一実施形態に係る充電制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る充電カプラおよび充電制御装置を搭載した電動車両の側面図である。 本発明の一実施形態に係る充電カプラを構成するソケットの斜視図である。 ソケットの正面図である。 ソケットの背面図である。 図５のＡ−Ａ位置での断面図である。 本発明の第２実施形態に係る充電制御装置の構成を示すブロック図である。 ＦＥＴの駆動信号を出力するためのコントローラの要部機能を示すブロック図である。 コンタクタを遮断するためのＰＤＵの要部機能を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る充電制御装置を備えた電動車両の左側面図である。電動車両１は低床フロアを有するスクータ型二輪車であり、車体フレーム３に各構成部分が直接または他の部材を介して間接的に取り付けられている。車体フレーム３は、ヘッドパイプ３１と、ヘッドパイプ３１に先端が接合されて後端が下方に延びている前フレーム部分３２と、前フレーム部分３２から車体幅方向左右にそれぞれ分岐して車体後方寄りに延びている一対のメインフレーム部分３３と、メインフレーム部分３３から車体上後方に延びているリヤフレーム部分３６とからなる。

ヘッドパイプ３１には、前輪WFを支持するフロントフォーク２が操舵自在に支持される。フロントフォーク２から上部に延長されてヘッドパイプ３１で支持されるステアリング軸４１の上部には、アクセルグリップを有するステアリングハンドル４６が連結される。ステアリングハンドル４６には、アクセルグリップの回動角つまりアクセル開度を検知するスロットルセンサ２３が設けられる。

ヘッドパイプ３１の前部にはパイプからなるブラケット３７が結合される。ブラケット３７の前端部には、ヘッドライト２５が取り付けられ、ヘッドライト２５の上方にはブラケット３７で支持されるフロントキャリア２６が設けられる。

車体フレーム３の、メインフレーム部分３３とリヤフレーム部分３６との中間領域に車体後方に向けて延在するブラケット３４が接合される。ブラケット３４には、車体幅方向に延在しているピボット軸３５が設けられ、このピボット軸３５によってスイングアーム１７が上下揺動自在に支持される。スイングアーム１７には、車両駆動源としてのモータ１８が設けられる。モータ１８の出力は後輪車軸１９に伝達され、後輪車軸１９に支持された後輪WRを駆動する。後輪車軸１９を含むハウジングとリヤフレーム部分３６とは、リヤサスペンション２０によって連結される。

ブラケット３４には、停車中に車体を支持するサイドスタンド２４が設けられる。サイドスタンド２４は、該サイドスタンド２４が所定位置に格納されているときに検出信号を出力するサイドスタンドスイッチ２８を有する。

メインフレーム部分３３には、複数のバッテリセルからなる高電圧（例えば７２ボルト定格）のメインバッテリ４が搭載され、メインバッテリ４の上部はカバー４０で覆われる。メインバッテリ４の前部には、空気導入パイプ３８が連結され、メインバッテリ４の後部には吸気ファン３９が設けられる。吸気ファン３９によって空気導入パイプ３８からメインバッテリ４に空気が導入され、この空気はメインバッテリ４を冷却した後、車体後方に排出される。空気導入パイプ３８には、図示しないエアクリーナを通して空気を導入するのがよい。

リヤフレーム部分３６の上にはメインバッテリ４を充電する充電器（後述）から延びる充電ケーブル４２のプラグ４３を結合することができるソケット４４が設けられる。リヤフレーム部分３６には、さらにリヤキャリヤ２９やテールライト２７が設けられる。

左右一対のリヤフレーム部分３６の間には荷室５０が設けられ、この荷室５０から下部に突出している荷室底部５１には、メインバッテリ４で充電される低電圧（例えば、１２ボルト定格）のサブバッテリ５が収容される。スイングアーム１７には、モータ１８を制御するパワー・ドライブ・ユニット（ＰＤＵ)４５が設けられる。

荷室５０の上には、荷室５０の蓋を兼用する運転者シート２１が設けられ、運転者シート２１には、運転者が着座したときに作動して着座信号を出力するシートスイッチ２２が設けられる。

図１は、充電制御装置の構成を示すブロック図である。図１は、充電器１０として急速充電器が電力供給装置１１に接続されている例を示す。充電制御装置は、充電器１０と、電動車両１側の電力供給装置１１と、充電器１０および電力供給装置１１を互いに接続する充電カプラ１３（以下、単にカプラと示すこともある）とからなる。充電カプラ１３は、充電器１０側に接続されるプラグ４３と電動車両１側に設けられるソケット４４とからなり、ソケット４４には、温度センサとしてのサーミスタ１４が設けられる。ソケット４４内でのサーミスタ１４の具体的なレイアウトは後述する。

充電器１０と電力供給装置１１とは、充電カプラ１３を介して、第１の電力線ＰＬ１およびＰＬ２と、第２の電力線ＰＬ３およびＰＬ４と、補助電力線ＰＬ５と、信号線ＳＬ１およびＳＬ２と、アース線ＥＬとで接続される。電力線ＰＬ１、ＰＬ３はプラス線であり、ＰＬ２、ＰＬ４はマイナス線である。充電カプラ１３は、普通充電用端子（第１の端子）ＴＡ１と急速充電用端子（第２の端子）ＴＡ２とを備える。第１の端子ＴＡ１はプラグ４３とソケット４４とが接続されたときに第１の電力線ＰＬ１、ＰＬ２をダウンレギュレータ６に接続する。第２の端子ＴＡ２はプラグ４３とソケット４４とが接続されたときに第２の電力線ＰＬ３、ＰＬ４をダウンレギュレータ６に接続する。

充電器１０は、例えば、商用交流電力系統に接続されるＡＣプラグ１５に接続される２系統の第１の充電電力発生部（第１の充電回路）５２、第２の充電電力発生部（第２の充電回路）５３、および補助電源発生部５４とを備える。さらに、充電器１０には、第１の充電電力発生部５２、第２の充電電力発生部５３、および補助電源発生部５４の出力を制御する充電制御部としてのコントローラ９が設けられる。充電制御部９は、コントローラＩＣおよびインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路等を含む。充電制御部９には、充電開始／停止スイッチ１２が接続される。

図１に示すように、急速充電器として構成される充電器１０は、充電電力発生部として、第１の充電電力発生部５２、第２の充電電力発生部５３、および補助電源発生部５４を備える。充電器１０が普通充電器として構成されるものである場合は、充電電力発生部として、第２の充電電力発生部５３は備えず、第１の充電電力発生部５２と補助電源発生部５４のみを備えて構成される。第１の充電電力発生部５２および第２の充電電力発生部５３は、ともに電圧・電力容量は、同じに構成される（７２Ｖ／１５Ａ）。

第１充電電力発生部５２は、ＡＣプラグ１５に接続される力率改善回路としてのＰＦＣ回路５６と、ＰＦＣ回路５６の出力側に接続されるコンバータ６０と、コンバータ６０の出力を制御するＦＥＴ５８とを有する。第２の充電電力発生部５３は、ＰＦＣ回路５９と、ＰＦＣ回路５９の出力側に接続されるコンバータ５７と、コンバータ５７の出力を制御するＦＥＴ６１とを有する。

同様に、補助電力発生部５４は、ＰＦＣ回路５６の出力側に接続されるコンバータ６２と、コンバータ６２の出力を制御するＦＥＴ６３とを有する。コンバータ６０、５７は、例えば、７２ボルトの直流電圧を発生し、コンバータ６２は、制御電源として使用できる低電圧（例えば、直流１２ボルト）を発生する。

車両側に設けられる電力供給装置１１は、第１の電力線ＰＬ１およびＰＬ２、並びに第２の電力線ＰＬ３およびＰＬ４が引き込まれるダウンレギュレータ６とメインバッテリ４とを備える。さらに、メインバッテリ４には、バッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）７と、充電器１０を制御する車両側制御部（ＰＤＵ）４５とを備える。メインバッテリ４の直流出力電圧は、ＰＤＵ４５に設けられる図示しないインバータ回路を通じて３相交流電圧に変換され、車両駆動源であるモータ１８（図２参照）に印加される。

電力供給装置１１側において、充電カプラ１３の第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２を経由して導入される正側の電力線ＰＬ１、ＰＬ３ならびに負側の電力線ＰＬ２、ＰＬ４は、それぞれ１本のプラス（正側）電力線ＰＬｐおよび１本のマイナス（負側）線ＰＬｎからなる共通の回路部分に統合される。統合されたプラス（正側）線ＰＬｐには、コンタクタ８が設けられる。

ダウンレギュレータ６には、電力線ＰＬｐとＰＬｎとに並列に接続されるコンバータ６７と電力線ＰＬｎに直列に接続されるＦＥＴ６８とが設けられる。コンバータ６７は、入力電圧（７２ボルト）を、例えばサブバッテリ５の充電電圧に変換して出力する。

ＢＭＵ７は、メインバッテリ４の充電状態を監視する。ＰＤＵ４５とＢＭＵ７との間はＣＡＮ通信線によって接続され、メインバッテリ４の充電状態（過充電情報等）や、これに応じたメインバッテリ４の制御情報が送受される。また、ＣＡＮ通信線を通じてコンタクタ８をオン・オフさせるための信号をＰＤＵ４５からＢＭＵ７に通信することができる。ＣＡＮ通信線以外の信号線を用いることも可能である。ＰＤＵ４５には、サーミスタ１４の検知情報、つまりサーミスタ１４で検知されたカプラ１３の温度が入力される。ＰＤＵ４５と充電器１０の充電制御部９とは、信号線ＳＬ１およびＳＬ２で接続される。

充電器１０において、メインバッテリ４を充電する際には、ＡＣプラグ１５をＡＣコンセント（商用電力系統の出力部）に接続する。これにより、ＡＣプラグ１５からの入力電圧が、コンバータ６２で所定の直流電圧（例えば、１２ボルト）に変換されて充電制御部９に印加される。そして、充電開始／停止スイッチ１２を充電開始側に切り換えると、充電制御部９は、補助電力発生部５４のＦＥＴ６３にゲート信号を入力する。これにより、電力線ＰＬ５を通じて補助電源電圧が電力供給装置１１に印加される。補助電源電圧（１２ボルト）によって、ダウンレギュレータ６のＦＥＴ６８、ＢＭＵ７、およびＰＤＵ４５が付勢される。

ＰＤＵ４５はＢＭＵ７と通信してメインバッテリ４の充電状態を認識し、充電可能ならば信号線ＳＬ１を通じて充電制御部９に充電許可信号を入力する。充電制御部９は、充電許可信号が入力されると、第１の充電電力発生部５２および第２の充電電力発生部５３のＦＥＴ５８、６１にゲート信号をそれぞれ入力して充電電力（例えば、電圧７２ボルト）を発生させる。ＦＥＴ５８、６１のオン時間デューティは、ＰＤＵ４５から充電制御部９に入力されるメインバッテリ４の状態によって制御される。

第１の充電電力発生部５２および第２の充電電力発生部５３からの電圧は、コンタクタ８を介してメインバッテリ４に印加され、メインバッテリ４は充電される。第１の充電電力発生部５２および第２の充電電力発生部５３からの電圧は、ダウンレギュレータ６内のコンバータ６７によって、例えば１２ボルトに降圧され、サブバッテリ５の充電用に使用される。なお、コンバータ６７によって降圧された電圧はサブバッテリ５の充電用だけでなく、ヘッドライト２５やウィンカランプ等の灯火を含む補機にも印加されることができる。

サーミスタ１４で検知された充電カプラ１３の温度情報は、ＰＤＵ４５に入力され、ＰＤＵ４５は、内部に備えているマイクロコンピュータの機能を使って充電カプラ１３の温度が所定の高温に達していないかどうかを判断する。充電カプラ１３が所定の高温に達していると判断した場合、ＰＤＵ４５は、信号線ＳＬ２を通じて充電電圧を低下させる指示（電流切替信号）を充電制御部９に送信する。この指示を入力された充電制御部９は、コンバータ５７または６０に対して、充電電圧は維持しつつ充電電流のみを低減させる制御信号を出力する。メインバッテリ４の充電量が十分である場合は、ＦＥＴ５８、６１のオン時間デューティはゼロにして充電を停止させてもよい。このようにすることにより、ソケット４４における過熱を抑えることができる。ＰＤＵ４５は、温度情報の判断機能と、信号線ＳＬ２を使って充電制御部９に電流切替信号を送信するための通信機能とを有している。

前記サーミスタ１４の配置について説明する。図３はサーミスタ１４を設ける充電カプラ１３のソケット４４の斜視図、図４はソケット４４の正面図、図５はソケット４４の背面図である。ソケット４４は、端子Ｔ１〜Ｔ８を有する。端子Ｔ１、Ｔ３は、車両側に延びるプラスの電力ラインＰＬ１、ＰＬ３がそれぞれ接続される電力ライン用端子である。端子Ｔ２、Ｔ４には、車両側に延びるマイナスの電力ラインＰＬ２、ＰＬ４がそれぞれ接続される。電力ライン用端子Ｔ１〜Ｔ４は、寸法および電気的定格（定格電流）が同じものを使用して汎用性を確保する。

一方、端子Ｔ５〜Ｔ８には、車両側に延びる補助電力線ＰＬ５並びに信号線ＳＬ１、ＳＬ２、ＥＬ３がそれぞれ接続される。各端子間は絶縁壁７０で仕切られる。このように、ソケット４４は、高電圧の電力ライン用端子Ｔ１〜Ｔ４を配置した高電圧領域７１と、補助電源用端子Ｔ５および信号用端子Ｔ６〜Ｔ８を配置した低電圧領域７２とに分割されている。

そして、図４、図５に示すように（図４では、点線で示す）、サーミスタ１４は、低電圧領域７２より温度上昇が高いと考えられる高電圧領域７１において、プラス電力ライン用端子Ｔ１とマイナス電力ライン用端子Ｔ２の間に設けられる。なお、この例では、急速充電用に二つの充電電力発生部５２、５３を有しているので、さらにもう一つのサーミスタ１４を、高電圧領域７１において、プラス電力ライン用端子Ｔ３とマイナス電力ライン用端子Ｔ４の間に設ける。このように温度センサとしてのサーミスタ１４を高電圧領域７１の電力ライン用端子に近接して配置することにより、より高い温度検出精度を得ることができる。

高電圧領域７１と、信号線用端子Ｔ６〜Ｔ８を含む低電圧領域７２との間には、間隙（絶縁間隙）７３が設けられている。間隙７３の両側、つまり高電圧領域７１と低電圧領域７２とが対峙している部分には、マイナス電力ライン用端子Ｔ２、Ｔ４の絶縁壁７０と端子Ｔ５、Ｔ６の絶縁壁７０が位置している。このような配置により、低電圧領域７２は、比較的温度上昇が大きい高電圧領域７１からの熱の影響や信号線に対する電力線からのリークによる影響を受けにくい。

ソケット４４には、端子収容部の周囲壁部７８から外周に向けて張り出したフランジ７４が形成されており、このフランジ７４に設けられた２個所の取り付け孔７５、７５を使用して車体フレーム３の、リヤフレーム部分３６上にボルト等によって固定される。周囲壁部７８とフランジ７４とに亘って設けられたブラケット７６は、端子収容部の周囲壁部 ７８の上を覆うことができる蓋（図示しない）を開閉可能に軸支するための軸の支持部を形成する。

図６は、図５のＡ−Ａ位置での断面図である。図６に示すように、サーミスタ１４、１４は、ソケット４４のフランジ７４から下方（図６では右方向）に突出された絶縁壁７７で周囲を囲まれた空間内に挿入され、エポキシ樹脂で接着固定される。

以下、本発明の作用について、普通充電器が充電カプラ１３を使用して接続された場合と、急速充電器が充電カプラ１３を使用して接続された場合を分けて説明する。

まず、第２の充電電力発生部５３を有していない普通充電器としての充電器１０による充電動作を説明する。普通充電器である充電器１０のプラグ４３と車両側のソケット４４とを接続した後、ＡＣプラグ１５が商用電源（例えば、普通充電器については交流電源１００Ｖ）に接続される。その後、充電開始／停止スイッチ１２をオンにすることによって、充電動作が開始される。

コントローラ９は、予め、普通充電器が接続されたときにレファレンス電圧（例えば、２Ｖ）を出力するように設定されており、充電開始／停止スイッチ１２のオンに伴って、電流切替信号ＳＬ２を介して車両側のＰＤＵ４５にレファレンス電圧が供給される。それにより、ＰＤＵ４５（車両側）は、普通充電器が接続されたことを認識することができ、普通充電に対応してメインバッテリ４の充電管理を行うことができる。

商用電源からの電圧は、ＰＦＣ回路５６にて力率改善されコンバータ６０によってメインバッテリ４の定格電圧である７２Ｖ（３．２Ａ）に変換され、ＦＥＴ５８を介して普通充電器用端子ＴＡ１に供給され、ＰＬｐおよびＰＬｎの電力ラインを介してメインバッテリ４に充電用電圧として供給される。つまり、充電器１０が普通充電器である場合には、第２の充電電力発生部５３は存在しないので、第１の充電電力発生部５２のみから３．２Ａの電力のみがメインバッテリ４に対して供給される。

次に、第１の充電電力発生部５２および第２の充電電力発生部５３の双方を備える急速充電器としての充電器１０による充電動作を説明する。急速充電器としての充電器１０のプラグ４３と車両側のソケット４４とを接続した後、ＡＣプラグ１５が商用電源（例えば、急速充電器については交流電源２００Ｖ）に接続される。急速充電器の場合、充電器１０には第２の充電電力発生部５３が設けられているので、商用電源からの電力は、第１の充電電力発生部５２および第２の充電電力発生部５３からそれぞれ普通充電用端子である第１の端子ＴＡ１および急速充電用端子である第２の端子ＴＡ２に供給される。第１の充電電力発生部５２および第２充電電力発生部５３の電圧・電流定格が同じであることは先に説明したとおりである。急速充電器が接続されたことを示すレファレンス電圧（例えば、５Ｖ）は、電流切替信号ＳＬ２を介してＰＤＵ４５に対して供給される。

車両側においては、第１の充電電力発生部５２からの電力は第１の端子ＴＡ１（１５Ａ）から供給され、第２の充電電力発生部５３からの電力は第２の端子ＴＡ２（１５Ａ）から供給され、第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２は、メインバッテリ４に対して並列に接続されているので、メインバッテリ４には、第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２から供給される電流の合計値（３０Ａ）の電力が正側の電力線ＰＬｐおよび負側の電力線ＰＬｎを介してメインバッテリ４に対して供給される。つまり、普通充電用端子である第１の端子ＴＡ１は、急速充電器が接続された場合でも共用とされ、急速充電に必要な電力が該端子から供給される。

本実施形態では、普通充電器における第１の充電電力発生部５２および急速充電器において付加される第２の充電電力発生部５３の定格が同じである例を説明したが、普通充電器における第１の充電電力発生部５２のみの定格が急速充電器のそれよりも小さい場合であってもよい。

また、本実施形態では、サーミスタ１４を複数の電力ライン用の端子にそれぞれ対応して複数配置したので、温度の判断は、両センサの検出値のいずれか高い方を検知するか、両検出値の平均値に基づいて行うことができる。しかし、本発明はこれに限定されず、単一のサーミスタ１４を温度センサとしてもよい。

また、サーミスタ１４は、車両側のソケット４４に設けたが、ソケット４４に接続されるプラグ４３に設けられる電力ライン用プラグ端子の正負間に設けてもよい。但し、この場合は、充電カプラ１３のプラグ４３およびソケット４４に、サーミスタ１４の接続ライン用端子を設ける。これに対して、ソケット４４にサーミスタ１４を設けた場合は、充電プラグ１３の構成は簡単でよい。

次に、充電制御装置の第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態に係る充電制御装置の要部構成を示すブロック図であり、図１と同符号は、同一又は同等部分である。

図７において、電力ラインＰＬ１、ＰＬ２並びにＰＬ３、ＰＬ４のうち、第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２からダウンレギュレータ６内に引き込まれている部分にダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４が接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ３は充電器１０側から車体側の電力供給装置１１側に逆方向に接続され、ダイオードＤ２、Ｄ４は充電器１０側から電力供給装置１１側に順方向に接続される。電力ラインＰＬ１と電力ラインＰＬ３とは、第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２とダイオードＤ２、Ｄ４との間で、抵抗Ｒ１を介して接続される。一方、電力ラインＰＬ２と電力ラインＰＬ４とは、第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２とダイオードＤ１、Ｄ３との間で、抵抗Ｒ２を介して接続される。

電力ラインＰＬ１および電力ラインＰＬ２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されている部分で、フォトカプラ８１の入力側つまり発光ダイオード８２に接続される。フォトカプラ８１の出力側つまりフォトトランジスタ８３のコレクタは、ＰＤＵ４５に接続されて検出信号をＰＤＵ４５に入力するように構成される。

図７に示した充電制御装置によれば、仮にコンタクタ８が接触していた（オンになっていた）としてもダイオードＤ１〜Ｄ４により、ソケット４４側の第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２にメインバッテリ４の電圧が現れることはない。また、充電器１０側では、仮にＡＣプラグ１５が商用電源に接続されたとしても、カプラ１３が接続されていないときに、充電開始／停止スイッチ１２が誤ってオンにされても、車両側のＰＤＵ４５から充電許可信号が到来しないのでＦＥＴ５８、６１がオン動作せず、プラグ４３側の第１の端子ＴＡ１および第２の端子ＴＡ２に充電器１０の出力電圧が現れることはない。

図７に示した充電制御装置には充電中にカプラ１３が外れた場合の安全策が含まれる。充電操作開始後、つまりカプラ１３を接続し、ＡＣプラグ１５を商用電源に接続し、かつ充電開始／停止スイッチ１２がオンされた後にカプラ１３が外れることがあった場合に、充電器１０側にはＦＥＴ５８、６１をオフにする機能をコントローラ９に設け、車両側にはコンタクタ８を遮断する機能をＰＤＵ４５に設ける。

図８はＦＥＴの駆動信号を出力するためのコントローラ９の要部機能を示すブロック図である。ＡＣプラグ１５を商用電源に接続し、かつ充電開始／停止スイッチ１２をオンにすると、コントローラ９は充電器１０が普通充電器または急速充電器のいずれであるかによって、それぞれに応じたレファレンス電圧を形成するレファレンス電圧形成部８４を有する。例えば、普通充電器では２ボルト、急速充電器では５ボルトのレファレンス電圧を形成する。さらに、コントローラ９は、普通充電器および急速充電器のレファレンス電圧とは別に、充電中にカプラ１３が外れた場合に異常電圧を形成する異常電圧形成部８５を有する。例えば、５ボルトを予定値以上超える電圧値を異常電圧として形成する。充電開始／停止スイッチ１２がオンになっていない場合、コントローラ９は作動せず、レファレンス電圧や異常電圧は形成されない。

スイッチング手段駆動部としてのＦＥＴ駆動部８６は、レファレンス電圧形成部８４および異常電圧形成部８５から出力される電圧を監視し、２ボルトのレファレンス電圧が検出されている時は、ＦＥＴ５８をオンにするとともに、５ボルトのレファレンス電圧が検出されている時は、ＦＥＴ５８およびＦＥＴ６１の双方をオンにする。そして、異常電圧、つまり５ボルトを予定値以上超える電圧値が検出された場合は、充電開始／停止スイッチ１２がオンになっている状態で、カプラ１３が外れたとみなしてＦＥＴ５８を（急速充電器ではＦＥＴ６１も一緒に）オフにする。

図９はコンタクタ８を遮断するためのＰＤＵ４５の要部機能を示すブロック図である。ＡＣプラグ１５を商用電源に接続し、かつ充電開始／停止スイッチ１２をオンにすると、コントローラ９のレファレンス電圧形成部８４で形成されたレファレンス電圧は信号線ＳＬ２を通じてＰＤＵ４５に入力される。ＰＤＵ４５は、このレファレンス電圧を監視するレファレンス電圧監視部８７を備え、レファレンス電圧が検出されたときにＢＭＵ７にレファレンス電圧検出信号を入力し、ＢＭＵ７はこのレファレンス電圧検出信号に応答してコンタクタ８をオンにする。ＢＭＵ７はレファレンス電圧検出信号が入力されなくなると、コンタクタ８をオフにする。カプラ１３が外れた場合、レファレンス電圧はＰＤＵ４５に入力されず、レファレンス電圧監視部８７はレファレンス電圧検出信号を発生しなくなるので、コンタクタ８はオフになる。なお、レファレンス電圧信号がＰＤＵ４５に入力された場合は、充電中であることから、ＰＤＵ４５側にて仮に走行用信号が入力されたとしても走行しないように駆動力制限を行っている。

電力供給装置１１に設けられたダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してフォトカプラ８１の入力側つまり発光ダイオード８２に接続されている。正常時、第１の電力線ＰＬ１およびＰＬ２と、第２の電力線ＰＬ３およびＰＬ４との間には抵抗Ｒ１、Ｒ２が介在しているので、発光ダイオード８２に流れる電流は発光ダイオード８２を動作させる電流値に満たない（この電流値が発光ダイオード８２の動作電流未満となるように抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を選択しておく）。一方、例えば、電力線ＰＬ１とＰＬ２またはＰＬ４とが短絡、または電力線ＰＬ３とＰＬ２またはＰＬ４とが短絡した場合は、抵抗Ｒ１、Ｒ２を介さない大きい電流が発光ダイオード８２を流れるようになるので、発光ダイオード８２は駆動され、フォトトランジスタ８３は発光ダイオード８２の光を感知してオン動作する。

ＰＤＵ４５は、フォトトランジスタ８３のオン動作に応答してＢＭＵ７に短絡検知信号を入力する。ＢＭＵ７はこの短絡検知信号に応答して、前記レファレンス検出信号の有無の拘わらず、コンタクタ８をオフにするように動作する。もしくは、検出回路によって短絡が検知された場合には、図示しないメータに設けたインジケータやスピーカ等からなる警告手段を作動させて、短絡が発生したことを乗員に報知するようにしてもよい。

上述のように、第２実施形態によれば、感電防止機能ならびに異常操作時および故障時等に充電器からの出力電圧またはメインバッテリ４への入力電圧を遮断する作用をもたらすことができる。

１…電動車両、 ４…メインバッテリ、 ５…サブバッテリ、 ６…ダウンレギュレータ、 ７…ＢＭＵ、 ９…充電制御部、 １０…急速充電器、 １１…電力供給装置、 １３…充電カプラ、 １４…サーミスタ（温度センサ）、 １８…モータ、 ４３…プラグ、 ４４…ソケット、 ５２…第１の充電電力発生部（第１の充電回路）、 ５３…第２の充電電力発生部（第２の充電回路）、 ８１…フォトカプラ

Claims (13)

1. 普通充電器または前記普通充電器よりも大きい電力容量で充電を行う急速充電器のいずれかに充電カプラ（１３）によって接続可能であって、前記充電カプラ（１３）によって前記普通充電器または前記急速充電器が接続された時に、電動車両の駆動源であるモータ（１８）に電流を供給するバッテリ（４）に対して充電に必要な電力を供給する電動車両の充電制御装置において、
   前記普通充電器は、第１の充電回路（５２）を備え、
   前記急速充電器は、前記第１の充電回路（５２）に加えて該第１の充電回路（５２）と並列に第２の充電回路（５３）を備え、急速充電に必要な電力のうち前記普通充電器と同じ容量の電力を前記第１の充電回路（５２）から供給し、その残りを前記第２の充電回路（５３）から供給する構成のものであり、
   前記充電カプラ（１３）は、前記第１の充電回路（５２）に接続される第１の端子（ＴA１）および前記第２の充電回路（５３）に接続される第２の端子（ＴA２）を備え、
   前記第１の端子（ＴA１）が、前記普通充電器および前記急速充電器の第１の充電回路（５２）に接続される共用端子とされ、前記第２の端子（ＴA２）と並列に接続されて前記バッテリ（４）に対して接続されており、
   前記充電カプラ（１３）が、第１の端子（ＴA１）および前記第２の端子（ＴA２）の双方を収容しており、
   前記充電カプラ（１３）が、充電器側の単一のプラグ（４３）とバッテリ側の単一のソケット（４４）とからなり、
   前記普通充電器用のプラグ（４３）と前記急速充電器用のプラグ（４３）とが同じ構造とされており、
   前記ソケット（４４）は、前記第１の端子（ＴA１）および前記第２の端子（ＴA２）を 構成する高電圧の電力ライン用端子（Ｔ１〜Ｔ４）が配置された高電圧領域（７１）と、 補助電源用端子（Ｔ５）および信号用端子（Ｔ６〜Ｔ８）が配置された低電圧領域（７２ ）とに分割されており、
   前記高電圧領域（７１）と前記低電圧領域（７２）との間に間隙（７３）が設けられて いることを特徴とする電動車両の充電制御装置。
2. 前記第１の充電回路（５２）および前記第２の充電回路（５３）が、ともに同じ定格電力のものであることを特徴とする請求項１記載の電動車両の充電制御装置。
3. 前記第１の充電回路（５２）および前記第２の充電回路（５３）は、その出力がともに直流仕様であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動車両の充電制御装置。
4. 前記充電カプラ（１３）において、前記第１の端子（ＴA１）および前記第２の端子（ＴA２）のそれぞれに温度センサ（１４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動車両の充電制御装置。
5. 前記第１の端子（ＴＡ１）および前記第２の端子（ＴＡ２）と前記バッテリ（４）との間を接続する電力線上のそれぞれに、前記第１の充電回路（５２）および第２の充電回路（５３）によって印加される電圧に対して順方向に接続されたダイオード（Ｄ１〜Ｄ４）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動車両の充電制御装置。
6. 前記第１の充電回路（５２）および前記第２の充電回路（５３）の出力電力線上で、前記充電カプラ（１３）までの間にそれぞれ配置されたスイッチング手段（５８、６１）と、
   前記急速充電器または普通充電器のいずれが前記充電カプラ（１３）に接続されているかによって前記スイッチング手段（５８、６１）の双方または前記第１の充電回路（５２）の出力電力線上のスイッチング手段（５８）のみを駆動する駆動信号を出力し、前記急速充電器および普通充電器がいずれも前記充電カプラ（１３）に接続されていないときには前記スイッチング手段（５８、６１）を非駆動とするため、前記駆動信号の出力を禁止するスイッチング手段駆動部（８６）とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電動車両の充電制御装置。
7. 前記急速充電器または普通充電器のいずれが前記充電カプラ（１３）に接続されているかに応じて異なるレファレンス電圧を形成するレファレンス電圧形成部（８４）と、
   前記急速充電器または普通充電器のいずれもが前記充電カプラ（１３）に接続されていないときに前記レファレンス電圧とは異なる異常電圧を形成する異常電圧形成部（８５）とを備え、
   前記スイッチング手段駆動部（８６）が、前記レファレンス電圧を検出したときにスイッチング手段（５８、６１）を駆動し、前記異常電圧を検出したときに前記スイッチング手段（５８、６１）を非駆動とするように構成されていることを特徴とする請求項６記載の電動車両の充電制御装置。
8. 前記第１の端子（ＴＡ１）および前記第２の端子（ＴＡ２）と前記バッテリ（４）との間を接続する電力線上に配置されたコンタクタ（８）と、
   前記急速充電器または普通充電器のいずれが前記充電カプラ（１３）に接続されているかに応じて異なるレファレンス電圧を形成するレファレンス電圧形成部（８４）と、
   前記レファレンス電圧を検出したときにレファレンス電圧検出信号を出力し、前記レファレンス電圧検出信号が供給されて、前記コンタクタ（８）をオンにするバッテリ管理ユニット（７）とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電動車両の充電制御装置。
9. 前記第１の端子（ＴＡ１）は、プラス側の電力線（ＰＬ１）およびマイナス側の電力線（ＰＬ２）を有し、
   前記第２の端子（ＴＡ２）がプラス側の電力線（ＰＬ３）およびマイナス側の電力線（ＰＬ４）を有し、
   前記第１の端子（ＴＡ１）および前記第２の端子（ＴＡ２）と前記バッテリ（４）との間を接続する電力線上に配置されたコンタクタ（８）と、
   前記第１の端子（ＴＡ１）のプラス側の電力線（ＰＬ１）とマイナス側の電力線（ＰＬ２）との間の短絡、前記第１の端子（ＴＡ１）のプラス側の電力線（ＰＬ１）と前記第２の端子（ＴＡ２）のマイナス側の電力線（ＰＬ４）との間の短絡、前記第２の端子（ＴＡ２）のプラス側の電力線（ＰＬ３）とマイナス側の電力線（ＰＬ４）との間の短絡、および、前記第２の端子（ＴＡ２）のプラス側の電力線（ＰＬ３）と前記第１の端子（ＴＡ１）のマイナス側の電力線（ＰＬ２）との間の短絡を検出する検出回路と、
   前記検出回路が、前記短絡を検出したときに出力される短絡検出信号に応答して前記コンタクタ（８）をオフにするコンタクタ開閉手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電動車両の充電制御装置。
10. 前記検出回路が、
    前記第１の端子（ＴＡ１）および前記第２の端子（ＴＡ２）と前記バッテリ（４）との間を接続する電力線のうち、前記第１の端子（ＴＡ１）および前記第２の端子（ＴＡ２）に接続される正側電力線同士を接続する抵抗（Ｒ１）と、
    前記第１の端子（ＴＡ１）および前記第２の端子（ＴＡ２）に接続される負側電力線同士を接続する抵抗（Ｒ２）と、
    前記第１の端子（ＴＡ１）に接続される前記電力線に並列に接続された発光素子（８２）、および該発光素子（８２）と対で設けられる受光素子（８３）とからなるフォトカプラ（８１）とを備え、
    前記コンタクタ開閉手段が前記受光素子（８３）のオン動作に応答して前記コンタクタ（８）をオフにするように構成されていることを特徴とする請求項９記載の電動車両の充電制御装置。
11. 前記検出回路によって前記短絡が検出されると、インジケータまたはスピーカによる警告手段を作動させることを特徴とする請求項９または１０記載の電動車両の充電制御装置。
12. 前記間隙（７３）の両側に、前記高電圧領域（７１）と前記低電圧領域とを絶縁する絶 縁壁（７０）が設けられており、
    前記高電圧の電力ライン用端子（Ｔ１〜Ｔ４）のうちのマイナス電力ライン用端子（Ｔ １，Ｔ２）が、前記絶縁壁（７０）に近接して配置されていることを特徴とする請求項１ ないし１１のいずれかに記載の電動車両の充電制御装置。
13. 前記間隙（７３）の両側に、前記高電圧領域（７１）と前記低電圧領域とを絶縁する絶 縁壁（７０）が設けられており、
    前記高電圧の電力ライン用端子（Ｔ１〜Ｔ４）のうちのマイナス電力ライン用端子（Ｔ １，Ｔ２）が、前記絶縁壁（７０）に近接して配置されており、
    前記温度センサ（１４）が、前記マイナス電力ライン用端子（Ｔ１，Ｔ２）を挟んで、 前記絶縁壁（７０）の反対側に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の電動車 両の充電制御装置。