JP6649554B2

JP6649554B2 - 電気自動車用の２台同時充電可能な充電スタンド

Info

Publication number: JP6649554B2
Application number: JP2013171498A
Authority: JP
Inventors: 孝二東; 上平坂東; 芳夫吉岡
Original assignee: 日本システムバンク株式会社
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: JP2015042056A

Description

本発明は、電気を動力とする電気自動車（ＥＶおよびＰＨＶ）の充電スタンドに関する。

燃費が安価で、環境にも優しい電気自動車は今後大きく普及していくと考えられるが、その普及促進の鍵は、いつでもどこでも充電ができるよう街中に数多くの充電スタンドを設置するなどインフラを整備することである。

電気自動車の燃料代に相当する充電代金は、ガソリン等の数分の一と安価なことが最大のメリットであるが、充電サービスを事業として見ると利益は少ないという課題がある。したがって、充電設備は経済的なものでなければならない。

一方、誰でも使える安価な充電スタンドとしては、充電ケーブルを接続するコンセントのみを備え、電気自動車のユーザーが自分の充電ケーブルをコンセントに接続して充電するタイプのものが適している。しかるに、充電ケーブルには、充電のコントロール用にCCIDという制御装置が設けられていて、電気的な安全を確保するものの、充電ケーブル自体は高価であるため、充電中の盗難を防止する仕組みがなければならない。

特開2011-182640 特開2011-279181

充電ケーブルの盗難やいたずら防止のため、特許文献１には、コンセントに充電ケーブルを接続した後、CCID装置を含めて主要部分を充電スタンドに設けた収納部に収め、ロック可能な扉によって充電時には、充電ケーブルをコンセントから外せないようにした構造の角型筐体の充電スタンドが示されている。

しかし、このような充電スタンドをより小型にするために、筐体の寸法を小さくしていくと、コンセントへの給電を制御する制御装置を置くスペースがなくなり、またプラグやCCID装置を収納する収納部も小さくなってしまうので、充電ケーブルを接続したり、CCID装置を含むケーブルの収納作業が非常にやりづらくなったりする欠点があった。

また、特許文献２には、このような充電スタンドで２台以上の電気自動車を充電できるようにするために、１回路用の充電ケーブルや充電の制御のためのCCID装置を収納する収納部をユニット化し、複数段重ねて設ける構造の充電スタンドも示されているが、複数回路分を同じ向きに設けているため、同時に充電する際には、充電ケーブルの接続作業を同時にする際、作業が干渉するといった欠点があった。

さらに、これらの充電スタンドの充電ケーブルやCCID装置を収納する収納部の扉は金属製になっているので、コンセントにプラグを接続し、CCID装置やケーブルを収納し、収納部の扉を閉めたあと、接続状況を確認することができないような欠点もあった。

さらに、充電ケーブルの盗難防止装置は、前記収納部の扉のロックによって行われるだけで、さらに確実な補助手段などは設けられていない。

本発明は、経済性を追求した小型の角形筐体の充電スタンドを目標とするものであるが、筐体を小さくしていくと、コンセント、プラグ、CCID装置およびケーブルを収納する収納部も必然的に小さくなるので、収納部の扉のロック機構やその制御用配線、さらには、コンセントへの電力配線を制御する制御装置を設けるスペースが狭くなってしまう。

そこで、本発明の充電スタンドでは、前記制御装置は充電スタンドの充電ケーブル等の収納部の下部または上部に2回路用をまとめて制御ボックス内に設けることになるが、それでも該制御ボックスから前記コンセントへの電力配線やロック機構等の制御装置の配線を通すルートの確保がむつかしくなる。無理に前記収納部内に配線ルートを作ると配線作業に時間がかかり、コストダウンの効果がなくなる欠点や配線の点検がしにくいといった欠点がある。本発明が解決しようとする第１の課題は、この欠点を改善することである。

次に角形の筐体の充電スタンドで、２台の電気自動車を同時に充電できるようにする為に、２つの充電ケーブルの接続部を同じ面に並べて設けようとすると、充電スタンドの横幅が大きくなってしまう。横幅の大きな充電スタンドは、駐車場の２車室の中間に設置すると、車室に入庫する車がぶつかる可能性が高くなり、充電スタンドの破損や、場合によっては電力線のショートなどのトラブルにつながる恐れがある。これを解決することが第２の課題である。

また、２つの充電ケーブルの接続部を、段違いの同じ面に設ければ、充電スタンドの横幅は、大きくはならないが、２台の車両が同時に充電ケーブルの接続しようとすると、互いに作業が干渉してやりにくくなるといった欠点が出てくる。これが解決したい第３の課題である。

さらに、CCID装置などを収納する収納部の扉に、充電中は電磁的にロックする施錠機構を設けることは一般的に行われているが、電磁的なロック装置の故障や、窃盗のために扉を壊すなどの行為により、高価な充電ケーブルが盗難にあう可能性もある。これを解決することが本発明の第４の課題である。

さらにまた、従来の充電スタンドでは、充電ケーブルを接続し後でＣＣＩＤ装置などを収納した収納部の扉が金属製であるため、扉を閉じると内部が見えなくなり充電ケーブルの接続状態などを確認することができなかった。この点も解決したい課題である。

本発明は、以上に述べたような従来の２台以上の電気自動車を充電できる小型の経済的な充電スタンドを製造する場合や、使用時の利便性にかかわる課題を解決することが目的である

ほぼ角形の筐体の充電スタンドにおいて、コンセントおよび接続プラグ、充電ケーブル、充電コントロール用CCID装置などの充電接続用部品や電磁ロック装置などを収納する収納部を、断面が正方形の筐体の中に2セット作りこみ、かつ同収納部には扉を設け、コンセントへの電力供給と前記扉の電磁ロック装置の制御をつかさどる制御部を、筐体の最下段あるいは上段に設けた制御ボックス内に設け、前記コンセントや電磁ロック装置などへの配線を、筐体の外部を通して制御ボックス内の接続端子に接続するようにして、配線作業のコストを抑えた小型で経済的な充電スタンドを実現した。

2台の電気自動車を同時に充電できる角型で小型の筐体を使った充電スタンドにおいて、コンセントおよび接続プラグ、充電ケーブル、充電コントロール用CCID装置よりなる充電接続用部品や電磁ロック装置などを収納する収納部２セットは、角形筐体の中に段違いにかつ収納部の扉が隣り合う２面で互いに逆方向に開くように作りこむことによって、充電スタンドの横幅を大きくすることなく、かつ２台の電気自動車がほぼ同時に充電ケーブルの接続をする場合でも、その接続作業が互いに干渉しないような充電スタンドを実現した。

さらに、断面が正方形の筐体の中に、コンセントおよび接続プラグ、充電ケーブル、充電コントロール用CCID装置などの充電接続用部品や電磁ロック装置などを収納する収納部と、同収納部を閉じる扉を設けた充電スタンドにおいて、少なくともその扉の一部を透明にして、充電ケーブルの接続後に同収納部の扉を閉めても、外部から内部の状況が確認できるようにした。

さらにまた、充電用ケーブルの盗難防止の追加手段として、充電ケーブルをＣＣＩＤ装置などの入った収納部から引き出した箇所のすぐ近くの筐体の面に閉鎖環状の留め金を設け、充電スタンドの利用者が前記収納部からケーブルを引き出した場所で、持参の錠前を使って充電ケーブルを充電スタンドに固定できるようにした。

本発明によれば、製造業者は小さな角型の筐体を使いながら２台同時に充電可能な経済的な充電スタンドを提供でき、また利用者にとっては、２台同時に充電ケーブルを接続する場合でも接続作業は互いに干渉されず、かつＣＣＩＤ装置などを収納部に収納した後でも充電ケーブルの接続状態や電磁ロック装置の作動状態などを確認でき、充電ケーブルの盗難対策も確保できるなど、製造者と利用者がともに利益を享受できる充電スタンドを提供できる大きな効果がある。

は、従来の２台同時充電が可能な充電スタンドを示す図である。は、本発明の２台同時充電が可能な角型筐体で構成した充電スタンドの正面を示す図である。は、本発明の角型筐体充電スタンドにおいて、コンセントに充電ケーブルを接続し、充電コントロール用ＣＣＩＤ装置などの接続装置を収納する収納部の断面を示す図である。は、本発明の角型筐体充電スタンドにおいて、コンセントに充電ケーブルを接続し、ＣＣＩＤ装置などの接続装置を収納部に収めた後、透明な扉を閉めた状態を示す図である。は、本発明の角型筐体充電スタンドの裏面を示す図である。は、本発明の角型筐体充電スタンドで充電ケーブルを接続し、接続装置の収納部から引き出したケーブルを、同引き出し部の下部に設けた閉鎖環状の留め金に施錠装置で固定したところを示す図である。は、本発明の角型筐体充電スタンドに設けた制御ボックス内の配線図を示す。

図１は、従来の２台同時充電が可能な充電スタンドを示す。充電スタンドの筐体１の前面にコンセント３，４が設けられており、充電時には、充電コントロール用のＣＣＩＤ装置７，８のついた充電ケーブル９，１０のプラグ５，６を前記コンセントにつなぐことによって、電気自動車に電力を供給できるようになっている。

この充電スタンドは、２台同時に充電が可能であるが、コンセントがスタンドの前面に並べて設けられているので、スタンドの横幅Ｗが大きくなってしまう。横幅の大きな充電スタンドを駐車場の２台並んだ駐車用車室の中間に置くと、車が車室に進入する際に車体をぶつけるトラブルが置きやすい欠点があった。

さらに、図１のような充電スタンドでは、ＣＣＩＤ装置やコンセント部分が、風雨にさらされる欠点も在った。

図２は、本発明の２台同時充電ができる充電スタンドを示すが、スタンド本体は断面が正方形の筐体で構成されている。充電用のコンセントは、上下３段に区分されたボックスのうち上部の２段のボックス２３、２４内に設けられている。このボックス２３，２４は、コンセント、充電ケーブル、充電コントロール用のＣＣＩＤ装置を収納する充電接続装置の収納部となっている。

本充電スタンドを構成する３段のボックスの最下段は、コンセントへ電力を供給する電磁開閉器、漏電ブレーカ、充電接続装置の収納部の扉をロックする電磁ロック装置などの制御装置を収納する制御ボックスになっている。

角型筐体で複数の車両に同時充電可能な充電スタンドは、前述のように特許文献１にも示されているが、そこでは、複数の充電装置がそれぞれ独立に制御装置を持ち、前面に上下方向に積み重ねるように設けられている。

本発明の充電スタンドでは、正方形の筐体の隣り合う２面に段違いに充電接続装置の収納部２３，２４が設けられており、給電を制御する制御装置は、最下段にまとめた制御ボックス２５内に設けられている。本充電スタンドは、基盤２２上に直立している。

本発明では、充電接続装置の収納部には扉２６，２７が設けられており、それぞれ、別の方向に開くようにしてある。このように充電接続装置の収納部を段違いの隣り合う２面に設け、それぞれの扉が逆方向に開くようにしたことで、２台同時に充電を行う場合でも、充電用ケーブルの接続作業が互いに干渉されず独立して行える利点がある。

コンセントに充電用ケーブルを接続した後、ケーブルは、扉２６，２７の下部より引き出されるが、その引き出し口の下部には、閉鎖環状の留め金２８，２９が取り付けられている。この留め金は、後述するように充電用ケーブルの盗難を防止する補助装置で、充電をする利用者が持参する施錠装置を使って、ケーブルを固定するためものである。

図３は、充電接続装置の収納部２３の断面を示す。内部には、コンセント４４、扉の電磁ロック装置４０、充電コントロール用のＣＣＩＤ装置の置き台４３がある。電磁ロック装置４０は、扉２６の止め金具４２と結合して充電中に扉が開くのを防止する。なお、４１は扉２６の引き手である。

コンセントの電力を供給する電力配線４５と電磁ロック装置４０を制御する制御配線４６は、筐体の外部に設けた配線ダクト４７を通して図示しない最下部の制御ボックス内の接続端子に接続されている。

本発明のように、断面が正方形の筐体で構成した２台同時充電ができる充電スタンドで、充電接続装置の収納部を段違いの隣り合う２面に設ける場合には、上段のコンセントやロック装置への配線を、下段の充電接続装置の内部を通過させないといけない上に、収納部自体も狭いので、製造時に電力配線と制御用配線を通す配線作業が非常にやりにくくなる。本発明では、配線作業を簡単に確実にするために、本図で示すように角型筐体の外部裏面に配線ダクトを設け、電力配線と制御配線を制御ボックスまで通すような構造にした。

図４は、充電接続装置の収納部２３を示すもので、コンセント４４に充電ケーブルのプラグ５０を接続し、ＣＣＩＤ装置５１を含む充電ケーブル５３を収納部２３に収納した状態を示す。該収納部の扉２６は、その全部または一部を透明な材料で製作してあるので、該収納部の扉２６を締め切った後でも、充電ケーブルが接続された状態を確認することができる。

また図示しないが、該収納部の扉２６をロックする電磁ロック装置５２には、その作動状態を示すＬＥＤランプが付属しているので、透明な扉を通してＬＥＤランプの点灯状態を確認することができる利点がある。なお、２９は、充電スタンドの利用者が持参する施錠装置で充電ケーブルを固定する閉鎖環状の留め金である。

図５は、本発明の正方形筐体の充電スタンドの裏面を示す図である。充電接続装置の収納部２３および２４の背面に配線ダクト４７および４８が設けられていて、電力配線と、制御用配線は、これらのダクトを通して最下段の制御ボックス２５内の接続端子に接続されるようになっている。

図６は、上段のコンセントを使って充電を行っている状態を示す。充電用ケーブル５３は、収納部２３の扉２６の下部から引き出され、その直下に設けてある閉鎖環状の留め金２８に、利用者持参の施錠装置５４を使って固定される。

充電用ケーブルの盗難を防止するための施錠装置は、利用者が特定の人に限られる場合は、ダイヤル錠やキー付きの錠前を備えておけば良いが、公共の駐車場などで誰もが使える充電スタンドでは、ダイヤルのリセットができないことや、鍵の紛失、盗難などがあるなどの理由で備え付けの施錠装置を使うことができない。

本発明の充電スタンドでは、充電中は、各充電接続装置の扉２６や２７を、電磁ロック装置５２を使って閉鎖することで、充電用ケーブルの盗難防止と感電防止などの安全機能が確保されるが、電磁ロック装置の故障や扉の破壊があっても、利用者が持参の錠前５４で充電用ケーブルを固定しておけば、盗難は防ぐことができるので、更なるケーブルの盗難防止になる利点がある。

図７は、制御ボックス内の電力、および制御配線の接続図を示すものである。７０は、図示しない電力用分電盤からの２００Ｖの電力配線、７１は駐車場の精算機などから送られてくる充電用の電磁開閉器７５、７６と電磁ロック装置を制御する制御用配線であって、図示しないが、本発明の角型筐体充電スタンドの下部から、制御ボックス内の端子盤７２上の該当端子に接続される。

電力配線は、分電盤から１回線で導入され、制御ボックス内で２つに分けられる。７３.
７４は漏電ブレーカ、７５，７６は電磁開閉器でそれぞれ配線８２、８３により、配線ダクト内の電力配線４５，６０に接続され、さらにそれぞれ充電接続装置の収納部内のコンセントに接続される。

電力配線は、分電盤に２台の漏電ブレーカを置き、その下流の２回線で本発明の充電スタンドに配線する方法も可能で、その場合は、図７の漏電ブレーカ７３，７４を省いて、電磁開閉器７５，７６に直接つなげば良い。

コンセントへの給電は、駐車場の精算機からの指令を制御用配線７１によって制御装置７７が受け、配線８０，８１を通して作動用の励磁コイルを励磁し、電磁開閉器７５，７６を動作させる。これにより、電気自動車への給電を開始し、あるいは終了する。

また、充電ケーブル接続装置を収納する収納部２３，２４の扉２６，２７の電磁ロック装置の制御は、同じく駐車場の精算機からの指令を制御配線７１によって端子盤７２の該当端子に受けた後、制御装置７８によって、制御用配線８４，８５に伝えられ、配線ダクト内の制御用配線６１，４６に送られ、該当する接続装置の収納部の扉のロックや開放を行う。

本発明は、以上説明したように、コンセントに充電ケーブルを接続する接続装置の収納部を隣り合う段違いの２面に設け、コンセントへの給電を制御し前記収納部の扉のロック装置を制御する制御装置を最下段（最上段でも良い）の制御ボックス内に設け、コンセントへの電力配線と接続装置の収納部の扉の制御用配線を、充電スタンド筐体の外部を通して行うようにしたことによって、充電スタンドの筐体を非常に小型にしても製造時の配線作業が簡単にできるようになり、２台の電気自動車を同時に充電するような場合にも利用者が充電ケーブルを接続する作業が互いに干渉せずやりやすくなったこと、電力ケーブルの接続状況を扉の少なくとも一部を透明な材料で製作することにより視認できるようになったこと、持参の施錠装置をつかえば充電ケーブルの盗難を２重に防止できるようになったことなど、従来の角型筐体の充電スタンドにはない特長を実現することができた。

実施例１では、コンセントへの給電を行う電磁開閉器および充電用ケーブル接続装置の収納部の扉のロックに関わる制御信号を、駐車場の精算機からの指令として受けて、電磁開閉器およびロック装置の動作を制御するようにしたが、駐車場の精算機と連動しない場合には、充電を開始するボタンスィッチを、本発明の充電スタンドの筐体の側面など適当な場所に設け、充電用ケーブルをコンセントに接続した後で同ボタンスイッチを押すことにより、電磁開閉器の投入と電磁ロック装置の作動を行わせるようにしても良い。

充電ケーブルの接続装置の収納部の扉の電磁ロック装置は、充電ケーブルが正しく接続され、該当する回路で給電が始まったことを検出してからロック状態に入るようにするのが標準のシーケンスであるが、コンセントに充電ケーブルのプラグがしっかりと挿入されたことをマイクロスイッチなどで検出することによってロック状態に入るようにしても良い。

図５では、配線ダクトは、角型筐体の充電スタンドの裏面に２つ設けるようにしたが、最上段の接続装置の収納部からの配線ダクトに、下段の接続装置の収納部からの配線も通すようにして、配線ダクトを１つだけにしても良い。図５では、配線ダクトは、角型筐体の充電スタンドの裏面に２つ設けるようにしたが、最上段の接続装置の収納部からの配線ダクトに、下段の接続装置の収納部からの配線も通すようにして、配線ダクトを１つだけにしても良い。
図5では、配線ダクトは、角型筐体の充電スタンドの裏面に2つ設けるようにしたが、最上段の接続装置の収納部からの配線ダクトに、下段の接続装置の収納部からの配線も通すようにして、配線ダクトを1つだけにしても良い。

本発明は、電気を動力とする自動車（電気自動車あるいはプラグインハイブリッド車）に対して、経済的で安全に確実に充電をする設備を提供するものであり、製造業の生産活動を増進するほか、電気自動車に便利で安全な充電システムを提供することから、大いに産業発展に貢献し、ＣＯ２削減など環境改善にも貢献できる。

１従来の２台同時通電が可能な充電スタンド２充電スタンドの基盤、
３，４コンセント５，６接続プラグ
７，８充電コントロール用ＣＣＩＤ装置
９，１０充電用ケーブル

２１本発明の角型筐体の充電スタンド２２充電スタンドの基盤
２３，２４充電ケーブル接続装置の収納部
２５給電および充電ケーブル接続装置の収納部の扉のロック装置などの制御装置を入れる制御ボックス
２６, ２７充電ケーブル接続装置の収納部を閉鎖する扉
２８，２９追加的な充電ケーブル盗難防止用の閉鎖環状の留め金
３０，３１扉の引き手

４０扉のロック装置４２ロック用金具４３ＣＣＩＤ総血の受け台
４４コンセント４５電力配線４６ロック装置の制御用配線
４７，４８配線ダクト４９電力配線

５０接続プラグ５１ＣＣＩＤ装置５２ロック装置
５３充電用ケーブル５４施錠装置

６０電力配線６１ロック装置の制御用配線
７０電力配線７１制御用配線７２端子盤７３，７４漏電ブレーカ
７５，７６電磁開閉器７７制御装置７８制御装置７９端子盤
８０，８１電磁開閉器の制御用配線
８２，８３電力配線８４，８５ロック装置への配線

Claims

2台の電気自動車を同時に充電できるほぼ角形の筐体の充電スタンドにおいて、充電時にコンセントへの接続プラグ、充電ケーブル、充電コントロール用CCID装置よりなる充電接続部を収納する収納部二つは、正方形筐体の中に段違いに設けるとともに、該収納部には互いに逆方向に開閉する扉と、充電中には該扉を閉じその開放を防止する電磁ロック装置を設け、前記扉の反対側の筐体の２面に、それぞれコンセント口へ電力を供給する配線および電磁ロック装置の動作を制御する制御配線を引き出す貫通孔を設け、引き出した配線を本充電スタンド筐体の外部を経由して充電スタンドの最下部に設けた制御ボックス内の電力配線と、電磁ロック装置の制御配線の端子にそれぞれ接続することを特徴とする充電スタンド。