JP7156221B2 - 充電装置 - Google Patents
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Description
本発明は、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電する充電装置に関する。
充電装置は、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電するために、三相交流電源又は単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器を有している。例えば特許文献1の充電装置は、三相交流電源の接続時、又は単相交流電源の接続時のどちらの場合であっても、バッテリに電力を充電可能とするために、3つの交流直流変換器を備えた構成になっている。このような充電装置は、三相交流電源及び単相交流電源からの電力が供給される1つの共用電源端子と、三相交流電源からの電力が供給される複数の三相用電源端子と、接地端子と、を備えている。また、充電装置は、共用電源端子と1つの交流直流変換器とを接続する第1配線を備えている。さらに、充電装置は、三相用電源端子と、第1配線と接続される交流直流変換器以外の交流直流変換器とを各々接続する複数の第2配線を備えている。また、充電装置は、接地端子と交流直流変換器各々とを接続する複数の第3配線を備えている。
そして、例えば、共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給された場合、三相交流電源から共用電源端子及び第1配線を介して1つの交流直流変換器に交流電力が供給されるとともに、三相交流電源から複数の三相用電源端子及び複数の第2配線を介して第1配線と接続される交流直流変換器以外の交流直流変換器各々に交流電力が供給される。これにより、各交流直流変換器によって交流電力が直流電力に変換されるようになっている。また、例えば、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合、単相交流電源から共用電源端子及び第1配線を介して1つの交流直流変換器に交流電力が供給され、1つの交流直流変換器によって交流電力が直流電力に変換されるようになっている。したがって、このような構成によれば、一種類の充電装置によって、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電することができるため、三相交流電源に対応した充電装置と、単相交流電源に対応した充電装置と、を別々に用意する必要が無い。
上述したように、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合では、1つの交流直流変換器にしか単相交流電源からの交流電力が供給されておらず、残りの2つの交流直流変換器には単相交流電源からの交流電力が供給されていない。したがって、このような構成の充電装置では、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合においては、3つの交流直流変換器のうちの1つ分の充電能力となるため、単相交流電源からの電力を有効活用できていない場合がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合において単相交流電源からの電力を有効活用することができる充電装置を提供することにある。
上記課題を解決する充電装置は、三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電するために、前記三相交流電源又は前記単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する少なくとも3つの交流直流変換器と、前記三相交流電源及び前記単相交流電源からの電力が供給される1つの共用電源端子と、前記三相交流電源からの電力が供給される複数の三相用電源端子と、接地端子と、前記共用電源端子と1つの前記交流直流変換器とを接続する第1配線と、前記三相用電源端子と、前記第1配線と接続される前記交流直流変換器以外の前記交流直流変換器とを各々接続する複数の第2配線と、前記接地端子と前記交流直流変換器各々とを接続する複数の第3配線と、を備えた充電装置であって、前記第1配線と、前記複数の第2配線のうちの1つと、を接続する第4配線と、前記第4配線に設けられ、前記共用電源端子に前記三相交流電源からの電力が供給される場合に開状態となり、前記共用電源端子に前記単相交流電源からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチと、を備えている。
これによれば、共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給される場合に共用スイッチが開状態となることで、第4配線を介した第1配線と複数の第2配線のうちの1つとの接続が遮断される。そして、三相交流電源から共用電源端子及び第1配線を介して1つの交流直流変換器に交流電力が供給されるとともに、三相交流電源から複数の三相用電源端子及び複数の第2配線を介して第1配線と接続される交流直流変換器以外の交流直流変換器各々に交流電力が供給され、各交流直流変換器によって交流電力が直流電力に変換される。一方、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給される場合に共用スイッチが閉状態となることで、第4配線を介した第1配線と複数の第2配線のうちの1つとの接続が共用スイッチによって許容される。これにより、第1配線と接続される交流直流変換器と、第1配線と接続される交流直流変換器以外の複数の交流直流変換器のうちの1つとが並列接続される。そして、並列接続された交流直流変換器各々に単相交流電源から交流電力が供給され、並列接続された交流直流変換器各々によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合においては、並列接続された交流直流変換器各々の充電能力となるため、1つの交流直流変換器にしか単相交流電源からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合において単相交流電源からの電力を有効活用することができる。
上記充電装置において、前記第1配線に接続される前記交流直流変換器と、前記第4配線によって前記第1配線に接続される前記第2配線に接続される前記交流直流変換器とは、それぞれ電圧検出部を有し、前記第4配線によって前記第1配線に接続される前記第2配線には、前記第4配線の接続点と前記三相用電源端子との間に溶着判定用スイッチが設けられ、前記共用スイッチ及び前記溶着判定用スイッチを開状態にしたとき、前記複数の電圧検出部から電圧が検出されると前記共用スイッチが溶着していると判定する溶着判定部を備えているとよい。
これによれば、共用スイッチが溶着している状態であるにもかかわらず、共用電源端子に三相交流電源からの電力が供給されてしまうことを未然に回避することができる。
この発明によれば、共用電源端子に単相交流電源からの電力が供給された場合において単相交流電源からの電力を有効活用することができる。
(第1の実施形態)
以下、充電装置を具体化した第1の実施形態を図1~図3にしたがって説明する。
図1及び図2に示すように、充電装置10は、三相交流電源11又は単相交流電源12からの電力をバッテリ13に充電する。図1に示すように、三相交流電源11は、三相四線式である。図2に示すように、単相交流電源12は、単相二線式である。図1及び図2に示すように、充電装置10は、三相交流電源11のコネクタ11a又は単相交流電源12のコネクタ12aに接続される接続端子14を備えている。
以下、充電装置を具体化した第1の実施形態を図1~図3にしたがって説明する。
図1及び図2に示すように、充電装置10は、三相交流電源11又は単相交流電源12からの電力をバッテリ13に充電する。図1に示すように、三相交流電源11は、三相四線式である。図2に示すように、単相交流電源12は、単相二線式である。図1及び図2に示すように、充電装置10は、三相交流電源11のコネクタ11a又は単相交流電源12のコネクタ12aに接続される接続端子14を備えている。
接続端子14は、三相交流電源11及び単相交流電源12からの電力が供給される1つの共用電源端子15を有している。また、接続端子14は、三相交流電源11からの電力が供給される2つの三相用電源端子16,17を有している。さらに、接続端子14は、接地端子18を有している。
充電装置10は、三相交流電源11又は単相交流電源12からの電力をバッテリ13に充電するために、三相交流電源11又は単相交流電源12からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器である第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23を備えている。したがって、本実施形態の充電装置10は、三相交流電源11又は単相交流電源12からの電力をバッテリ13に充電するために、三相交流電源11又は単相交流電源12からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器を3つ備えている。第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23は、バッテリ13に対して並列接続されている。
第1交流直流変換器21は、第1交流直流変換器21に印加される電圧を検出する第1電圧センサ31を備えている。第1電圧センサ31は、第1交流直流変換器21に内蔵されている。第2交流直流変換器22は、第2交流直流変換器22に印加される電圧を検出する第2電圧センサ32を備えている。第2電圧センサ32は、第2交流直流変換器22に内蔵されている。第3交流直流変換器23は、第3交流直流変換器23に印加される電圧を検出する第3電圧センサ33を備えている。第3電圧センサ33は、第3交流直流変換器23に内蔵されている。
充電装置10は、第1配線41、及び2つの第2配線42,43を備えている。第1配線41は、共用電源端子15と1つの交流直流変換器である第1交流直流変換器21とを接続する。2つの第2配線42,43は、三相用電源端子16,17と、第1配線41と接続される第1交流直流変換器21以外の交流直流変換器である第2交流直流変換器22及び第3交流直流変換器23とを各々接続する。具体的には、第2配線42は、三相用電源端子16と第2交流直流変換器22とを接続する。第2配線43は、三相用電源端子17と第3交流直流変換器23とを接続する。
充電装置10は、複数の第3配線44を備えている。第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23からは、第3配線44が各々引き出されている。したがって、充電装置10は、第3配線44を3つ備えている。各第3配線44は、接地端子18と第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23各々とを接続する。具体的には、3つの第3配線44は、途中で1つに集約されて接地端子18に接続されている。3つの第3配線44は、グランドに接続されている。
充電装置10は、第1配線41と第2配線42とを接続する第4配線45を備えている。したがって、第4配線45は、第1配線41と、複数の第2配線42,43のうちの1つと、を接続する。充電装置10は、共用スイッチ46を備えている。共用スイッチ46は、第4配線45に設けられている。共用スイッチ46は、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給された場合に開状態となり、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給された場合に閉状態となる。
共用スイッチ46が閉状態となると、第4配線45を介した第1配線41と第2配線42との接続が共用スイッチ46によって許容され、第1交流直流変換器21と第2交流直流変換器22とが並列接続される。第1配線41に接続される第1交流直流変換器21と、第4配線45によって第1配線41に接続される第2配線42に接続される第2交流直流変換器22とは、それぞれ電圧検出部としての第1電圧センサ31及び第2電圧センサ32を有している。
充電装置10は、溶着判定用スイッチ47を備えている。溶着判定用スイッチ47は、第2配線42に設けられている。したがって、溶着判定用スイッチ47は、第4配線45によって第1配線41に接続される第2配線42に設けられている。溶着判定用スイッチ47は、第2配線42における第4配線45の接続点と三相用電源端子16との間に設けられている。溶着判定用スイッチ47は、三相用電源端子16から第2配線42を介した第2交流直流変換器22への交流電力の供給を許容する閉状態と、三相用電源端子16から第2配線42を介した第2交流直流変換器22への交流電力の供給を遮断する開状態と、に切り替え可能である。
充電装置10は、制御装置50を備えている。制御装置50は、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33と電気的に接続されている。制御装置50は、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33それぞれによって検出された電圧に関する検出情報を、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33それぞれから受信する。
制御装置50は、共用スイッチ46と電気的に接続されている。制御装置50には、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33それぞれから受信した検出情報に基づいて、共用スイッチ46を開閉させるプログラムが予め記憶されている。さらに、制御装置50は、溶着判定用スイッチ47と電気的に接続されている。制御装置50には、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33それぞれから受信した検出情報に基づいて、溶着判定用スイッチ47を開閉させるプログラムが予め記憶されている。また、制御装置50は、例えば、充電装置10に関する情報を表示するディスプレイ50aを備えている。
図1に示すように、例えば、接続端子14と三相交流電源11のコネクタ11aとが接続される場合は、共用スイッチ46は開状態とされ、三相交流電源11から第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23に電力が供給される。また、図2に示すように、例えば、接続端子14と単相交流電源12のコネクタ12aとが接続される場合は、共用スイッチ46は閉状態とされ、単相交流電源12から第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22に電力が供給される。
次に、第1の実施形態の作用について説明する。
図3に示すように、制御装置50は、接続端子14が、三相交流電源11のコネクタ11a又は単相交流電源12のコネクタ12aに接続されると、まず、ステップS11において初期設定を行い、共用スイッチ46及び溶着判定用スイッチ47を開状態にする。次に、制御装置50は、ステップS12において、第1電圧センサ31が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置50は、ステップS12において、第1電圧センサ31が電圧を検出していないと判定すると、ステップS21に移行して異常判定を行う。
図3に示すように、制御装置50は、接続端子14が、三相交流電源11のコネクタ11a又は単相交流電源12のコネクタ12aに接続されると、まず、ステップS11において初期設定を行い、共用スイッチ46及び溶着判定用スイッチ47を開状態にする。次に、制御装置50は、ステップS12において、第1電圧センサ31が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置50は、ステップS12において、第1電圧センサ31が電圧を検出していないと判定すると、ステップS21に移行して異常判定を行う。
制御装置50は、ステップS12の判定結果からステップS21に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第1配線41が断線していたり、第1配線41と第1交流直流変換器21との結線部分に異常が生じていたり、第1交流直流変換器21が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
一方、制御装置50は、ステップS12において、第1電圧センサ31が電圧を検出していると判定すると、ステップS13に移行する。そして、制御装置50は、ステップS13において、第2電圧センサ32が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置50は、ステップS13において、第2電圧センサ32が電圧を検出していないと判定すると、ステップS14に移行する。そして、制御装置50は、ステップS14において、第3電圧センサ33が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS14において、第3電圧センサ33が電圧を検出していると判定すると、ステップS15に移行し、溶着判定用スイッチ47を開状態から閉状態に切り替える。これにより、三相用電源端子16から第2配線42を介した第2交流直流変換器22への交流電力の供給が許容された状態となる。そして、制御装置50は、ステップS16において、第2電圧センサ32が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS16において、第2電圧センサ32が電圧を検出していると判定すると、ステップS17に移行し、ステップS17において、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給されていると判断するとともに、三相交流電源11による充電が可能な状態であると判定する。そして、充電装置10においては、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給された場合、三相交流電源11から共用電源端子15及び第1配線41を介して第1交流直流変換器21に交流電力が供給される。さらに、三相交流電源11から2つの三相用電源端子16,17及び2つの第2配線42,43を介して第2交流直流変換器22及び第3交流直流変換器23に交流電力が供給される。第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23それぞれに供給された交流電力は、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23によって直流電力に変換される。
一方、制御装置50は、ステップS16において、第2電圧センサ32が電圧を検出していないと判定すると、ステップS21に移行して異常判定を行う。制御装置50は、ステップS16の判定結果からステップS21に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第2配線42が断線していたり、第2配線42と第2交流直流変換器22との結線部分に異常が生じていたり、第2交流直流変換器22が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
一方、制御装置50は、ステップS14において、第3電圧センサ33が電圧を検出していないと判定すると、ステップS18に移行し、共用スイッチ46を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第4配線45を介した第1配線41と第2配線42との接続が共用スイッチ46により許容された状態となり、第1交流直流変換器21と第2交流直流変換器22とが並列接続される。そして、第1配線41を流れる電流が第4配線45を介して第2配線42にも流れる。続いて、制御装置50は、ステップS19において、第2電圧センサ32が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS19において、第2電圧センサ32が電圧を検出していると判定すると、ステップS20に移行し、ステップS20において、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給されていると判断するとともに、単相交流電源12による充電が可能な状態であると判定する。
一方、制御装置50は、ステップS19において、第2電圧センサ32が電圧を検出していないと判定すると、ステップS21に移行して異常判定を行う。制御装置50は、ステップS19の判定結果からステップS21に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第2配線42における溶着判定用スイッチ47よりも第2交流直流変換器22側の部位が断線していたり、第2配線42と第2交流直流変換器22との結線部分に異常が生じていたり、第2交流直流変換器22が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
制御装置50は、ステップS13において、第2電圧センサ32が電圧を検出していると判定すると、ステップS22に移行して溶着判定を行う。溶着判定では、溶着判定用スイッチ47が開状態であるにもかかわらず、第1電圧センサ31及び第2電圧センサ32がそれぞれ電圧を検出したことから、共用スイッチ46が閉状態であることにより、第1配線41と第2配線42とが共用スイッチ46により接続された状態となっていると判定している。
したがって、制御装置50は、共用スイッチ46及び溶着判定用スイッチ47を開状態にしたとき、第1電圧センサ31及び第2電圧センサ32から電圧が検出されると共用スイッチ46が溶着していると判定する溶着判定部として機能する。制御装置50は、溶着判定を行った場合、共用スイッチ46が溶着して閉状態である旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
第1の実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1-1)充電装置10は、第4配線45に設けられ、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給される場合に開状態となり、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチ46を備えている。
(1-1)充電装置10は、第4配線45に設けられ、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給される場合に開状態となり、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチ46を備えている。
これによれば、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給される場合に共用スイッチ46が開状態となることで、第4配線45を介した第1配線41と第2配線42との接続が遮断される。そして、三相交流電源11から共用電源端子15及び第1配線41を介して第1交流直流変換器21に交流電力が供給されるとともに、三相交流電源11から2つの三相用電源端子16,17及び2つの第2配線42,43を介して第2交流直流変換器22及び第3交流直流変換器23に交流電力が供給される。これにより、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23によって交流電力が直流電力に変換される。
一方、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合に共用スイッチ46が閉状態となることで、第4配線45を介した第1配線41と第2配線42との接続が共用スイッチ46によって許容される。これにより、第1交流直流変換器21と第2交流直流変換器22とが並列接続される。そして、並列接続された第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22各々に単相交流電源12から交流電力が供給され、並列接続された第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22各々によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、充電装置10は、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給された場合においては、並列接続された第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22各々の充電能力となる。よって、1つの交流直流変換器にしか単相交流電源12からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合において、第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22を使用することができるため、例えば、第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22がそれぞれ3kW出力できるものであって、単相交流電源12が6kW出力できる場合であっても、充電装置10は6kW出力することができ、単相交流電源12からの電力を有効活用することができる。
(1-2)第2配線42には、溶着判定用スイッチ47が設けられている。そして、制御装置50は、共用スイッチ46及び溶着判定用スイッチ47を開状態としたとき、第1電圧センサ31及び第2電圧センサ32から電圧が検出されると共用スイッチ46が溶着していると判定する。これによれば、共用スイッチ46が溶着している状態であるにもかかわらず、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給されてしまうことを未然に回避することができる。
(1-3)本実施形態によれば、一種類の充電装置10によって、三相交流電源11又は単相交流電源12からの電力をバッテリ13に充電することができるため、三相交流電源11に対応した充電装置と、単相交流電源12に対応した充電装置と、を別々に用意する必要が無い。
(1-4)第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33は、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23にそれぞれ内蔵されている。これによれば、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33が、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23それぞれの外部に設けられている場合に比べると、構成を簡素化することができる。
(1-5)制御装置50は、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33によって検出される電圧に基づいて、充電装置10において、異常が生じているか否かを判定することができる。
(第2の実施形態)
以下、充電装置を具体化した第2の実施形態を図4~図6にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
以下、充電装置を具体化した第2の実施形態を図4~図6にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
図4及び図5に示すように、充電装置10は、第1配線41と第2配線43とを接続する第4配線55を備えている。したがって、第4配線55は、第1配線41と、複数の第2配線42,43のうちの1つと、を接続する。充電装置10は、共用スイッチ56を備えている。共用スイッチ56は、第4配線55に設けられている。共用スイッチ56は、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給される場合に開状態となり、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合に閉状態となる。
共用スイッチ56が閉状態となると、第4配線55を介した第1配線41と第2配線43との接続が共用スイッチ56によって許容され、第1交流直流変換器21と第3交流直流変換器23とが並列接続される。第1配線41に接続される第1交流直流変換器21と、第4配線55によって第1配線41に接続される第2配線43に接続される第3交流直流変換器23とは、それぞれ電圧検出部としての第1電圧センサ31、第3電圧センサ33を有している。
充電装置10は、溶着判定用スイッチ57を備えている。溶着判定用スイッチ57は、第2配線43に設けられている。したがって、溶着判定用スイッチ57は、第4配線55によって第1配線41に接続される第2配線43に設けられている。溶着判定用スイッチ57は、第2配線43における第4配線55の接続点と三相用電源端子17との間に設けられている。溶着判定用スイッチ57は、三相用電源端子17から第2配線43を介した第3交流直流変換器23への交流電力の供給を許容する閉状態と、三相用電源端子17から第2配線43を介した第3交流直流変換器23への交流電力の供給を遮断する開状態と、に切り替え可能である。
制御装置50は、共用スイッチ56と電気的に接続されている。制御装置50には、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33それぞれから受信した検出情報に基づいて、共用スイッチ56を開閉させるプログラムが予め記憶されている。さらに、制御装置50は、溶着判定用スイッチ57と電気的に接続されている。制御装置50には、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33それぞれから受信した検出情報に基づいて、溶着判定用スイッチ57を開閉させるプログラムが予め記憶されている。
なお、以下の説明では、第4配線45に設けられている共用スイッチ46を「第1共用スイッチ46」と記載し、第4配線55に設けられている共用スイッチ56を「第2共用スイッチ56」と記載する。また、第2配線42に設けられている溶着判定用スイッチ47を「第1溶着判定用スイッチ47」と記載し、第2配線43に設けられている溶着判定用スイッチ57を「第2溶着判定用スイッチ57」と記載する。
次に、第2の実施形態の作用について説明する。
図6に示すように、制御装置50は、接続端子14が、三相交流電源11のコネクタ11a又は単相交流電源12のコネクタ12aに接続されると、まず、ステップS31において初期設定を行い、第1共用スイッチ46、第2共用スイッチ56、第1溶着判定用スイッチ47、及び第2溶着判定用スイッチ57を開状態にする。次に、制御装置50は、ステップS32において、第1電圧センサ31が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置50は、ステップS32において、第1電圧センサ31が電圧を検出していないと判定すると、ステップS51に移行して異常判定を行う。
図6に示すように、制御装置50は、接続端子14が、三相交流電源11のコネクタ11a又は単相交流電源12のコネクタ12aに接続されると、まず、ステップS31において初期設定を行い、第1共用スイッチ46、第2共用スイッチ56、第1溶着判定用スイッチ47、及び第2溶着判定用スイッチ57を開状態にする。次に、制御装置50は、ステップS32において、第1電圧センサ31が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置50は、ステップS32において、第1電圧センサ31が電圧を検出していないと判定すると、ステップS51に移行して異常判定を行う。
制御装置50は、ステップS32の判定結果からステップS51に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第1配線41が断線していたり、第1配線41と第1交流直流変換器21との結線部分に異常が生じていたり、第1交流直流変換器21が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
一方、制御装置50は、ステップS32において、第1電圧センサ31が電圧を検出していると判定すると、ステップS33に移行する。そして、制御装置50は、ステップS33において、第2電圧センサ32が電圧を検出しているか否かを判定する。制御装置50は、ステップS33において、第2電圧センサ32が電圧を検出していないと判定すると、ステップS34に移行する。そして、制御装置50は、ステップS34において、第3電圧センサ33が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS34において、第3電圧センサ33が電圧を検出していないと判定すると、ステップS35に移行し、第1溶着判定用スイッチ47を開状態から閉状態に切り替える。これにより、三相用電源端子16から第2配線42を介した第2交流直流変換器22への交流電力の供給が許容された状態となる。そして、制御装置50は、ステップS36において、第2電圧センサ32が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS36において、第2電圧センサ32が電圧を検出していると判定すると、ステップS37に移行し、第2溶着判定用スイッチ57を開状態から閉状態に切り替える。これにより、三相用電源端子17から第2配線43を介した第3交流直流変換器23への交流電力の供給が許容された状態となる。そして、制御装置50は、ステップS38において、第3電圧センサ33が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS38において、第3電圧センサ33が電圧を検出していると判定すると、ステップS39に移行し、ステップS39において、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給されていると判断するとともに、三相交流電源11による充電が可能な状態であると判定する。そして、充電装置10においては、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給された場合、三相交流電源11から共用電源端子15及び第1配線41を介して第1交流直流変換器21に交流電力が供給される。さらに、三相交流電源11から2つの三相用電源端子16,17及び2つの第2配線42,43を介して第2交流直流変換器22及び第3交流直流変換器23に交流電力が供給される。第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23それぞれに供給された交流電力は、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23によって直流電力に変換される。
一方、制御装置50は、ステップS38において、第3電圧センサ33が電圧を検出していないと判定すると、ステップS51に移行して異常判定を行う。制御装置50は、ステップS38の判定結果からステップS51に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第2配線43が断線していたり、第2配線43と第3交流直流変換器23との結線部分に異常が生じていたり、第3交流直流変換器23が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
一方、制御装置50は、ステップS36において、第2電圧センサ32が電圧を検出していないと判定すると、ステップS40に移行し、第1溶着判定用スイッチ47を閉状態から開状態に切り替える。そして、制御装置50は、ステップS41に移行し、第1共用スイッチ46を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第4配線45を介した第1配線41と第2配線42との接続が第1共用スイッチ46により許容された状態となり、第1交流直流変換器21と第2交流直流変換器22とが並列接続される。そして、第1配線41を流れる電流が第1共用スイッチ46を介して第2配線42にも流れる。続いて、制御装置50は、ステップS42において、第2電圧センサ32が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS42において、第2電圧センサ32が電圧を検出していると判定すると、ステップS43に移行し、第2共用スイッチ56を開状態から閉状態に切り替える。これにより、第4配線55を介した第1配線41と第2配線43との接続が第2共用スイッチ56により許容された状態となり、第1交流直流変換器21と第3交流直流変換器23とが並列接続される。そして、第1配線41を流れる電流が第2共用スイッチ56を介して第2配線43にも流れる。続いて、制御装置50は、ステップS44において、第3電圧センサ33が電圧を検出しているか否かを判定する。
制御装置50は、ステップS44において、第3電圧センサ33が電圧を検出していると判定すると、ステップS45に移行し、ステップS45において、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給されていると判断するとともに、単相交流電源12による充電が可能な状態であると判定する。
一方、制御装置50は、ステップS42において、第2電圧センサ32が電圧を検出していないと判定すると、ステップS51に移行して異常判定を行う。制御装置50は、ステップS42の判定結果からステップS51に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第2配線42における第1溶着判定用スイッチ47よりも第2交流直流変換器22側の部位が断線していたり、第2配線42と第2交流直流変換器22との結線部分に異常が生じていたり、第2交流直流変換器22が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
また、制御装置50は、ステップS44において、第3電圧センサ33が電圧を検出していないと判定すると、ステップS51に移行して異常判定を行う。制御装置50は、ステップS44の判定結果からステップS51に移行して異常判定を行った場合、充電装置10において、例えば、第2配線43における第2溶着判定用スイッチ57よりも第3交流直流変換器23側の部位が断線していたり、第2配線43と第3交流直流変換器23との結線部分に異常が生じていたり、第3交流直流変換器23が故障していたりする可能性がある旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
制御装置50は、ステップS33において、第2電圧センサ32が電圧を検出していると判定すると、ステップS52に移行して溶着判定を行う。この溶着判定では、第1溶着判定用スイッチ47が開状態であるにもかかわらず、第1電圧センサ31及び第2電圧センサ32がそれぞれ電圧を検出したことから、第1共用スイッチ46が閉状態であることにより、第1配線41と第2配線42とが第1共用スイッチ46により接続された状態となっていると判定している。そして、制御装置50は、溶着判定を行った場合、第1共用スイッチ46が溶着して閉状態である旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
また、制御装置50は、ステップS34において、第3電圧センサ33が電圧を検出していると判定すると、ステップS52に移行して溶着判定を行う。この溶着判定では、第2溶着判定用スイッチ57が開状態であるにもかかわらず、第1電圧センサ31及び第3電圧センサ33がそれぞれ電圧を検出したことから、第2共用スイッチ56が閉状態であることにより、第1配線41と第2配線43とが第2共用スイッチ56により接続された状態となっていると判定している。そして、制御装置50は、溶着判定を行った場合、第2共用スイッチ56が溶着して閉状態である旨の情報をディスプレイ50aに表示する。
第2の実施形態では、第1の実施形態の効果(1-2)、(1-3)、(1-4)、(1-5)と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
(2-1)共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合、単相交流電源12から第1配線41及び第2配線42を介して第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22に交流電力が供給され、第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22によって交流電力が直流電力に変換される。さらに、単相交流電源12から第1配線41及び第2配線43を介して第3交流直流変換器23にも交流電力が供給され、第3交流直流変換器23によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、充電装置10は、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給された場合、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23の充電能力となる。よって、1つの交流直流変換器にしか単相交流電源12からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合において、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23を使用することができるため、例えば、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23がそれぞれ3kW出力できるものであって、単相交流電源12が9kW出力できる場合であっても、充電装置10は9kW出力することができ、単相交流電源12からの電力を有効活用することができる。
(2-1)共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合、単相交流電源12から第1配線41及び第2配線42を介して第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22に交流電力が供給され、第1交流直流変換器21及び第2交流直流変換器22によって交流電力が直流電力に変換される。さらに、単相交流電源12から第1配線41及び第2配線43を介して第3交流直流変換器23にも交流電力が供給され、第3交流直流変換器23によって交流電力が直流電力に変換される。したがって、充電装置10は、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給された場合、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23の充電能力となる。よって、1つの交流直流変換器にしか単相交流電源12からの交流電力が供給されていない場合に比べて、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給される場合において、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23を使用することができるため、例えば、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23がそれぞれ3kW出力できるものであって、単相交流電源12が9kW出力できる場合であっても、充電装置10は9kW出力することができ、単相交流電源12からの電力を有効活用することができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 第1の実施形態において、充電装置10は、溶着判定用スイッチ47を備えていない構成であってもよい。
○ 第2の実施形態において、充電装置10は、第1溶着判定用スイッチ47及び第2溶着判定用スイッチ57を備えていない構成であってもよい。
○ 第2の実施形態において、充電装置10は、第1溶着判定用スイッチ47及び第2溶着判定用スイッチ57を備えていない構成であってもよい。
○ 上記各実施形態において、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33が、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23にそれぞれ内蔵されていなくてもよい。例えば、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33が、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23それぞれの外部に設けられていてもよい。
○ 上記各実施形態において、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33によって検出される電圧に基づいて、共用スイッチ46,56を開状態又は閉状態に切り替えるのではなく、例えば、充電装置10の用途等によって、共用スイッチ46,56を開状態又は閉状態に予め切り替えてもよい。要は、共用スイッチ46,56は、共用電源端子15に三相交流電源11からの電力が供給された場合に開状態となり、共用電源端子15に単相交流電源12からの電力が供給された場合に閉状態となればよい。
○ 上記各実施形態において、第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23は、第1電圧センサ31、第2電圧センサ32、及び第3電圧センサ33をそれぞれ備えていない構成であってもよい。
○ 上記各実施形態において、充電装置10は、交流直流変換器を4つ以上備えている構成であってもよい。
○ 上記各実施形態において、接地端子18と第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23各々とを接続する複数の第3配線44が、1つに集約されずに、各々が接続端子14に接続されていてもよい。この場合、接続端子14は、第3配線44の数に合わせて、接地端子18を複数有している。
○ 上記各実施形態において、接地端子18と第1交流直流変換器21、第2交流直流変換器22、及び第3交流直流変換器23各々とを接続する複数の第3配線44が、1つに集約されずに、各々が接続端子14に接続されていてもよい。この場合、接続端子14は、第3配線44の数に合わせて、接地端子18を複数有している。
○ 上記各実施形態において、単相交流電源12は、単相三線式であってもよい。
10…充電装置、11…三相交流電源、12…単相交流電源、13…バッテリ、15…共用電源端子、16,17…三相用電源端子、18…接地端子、21…交流直流変換器である第1交流直流変換器、22…交流直流変換器である第2交流直流変換器、23…交流直流変換器である第3交流直流変換器、31…電圧検出部である第1電圧センサ、32…電圧検出部である第2電圧センサ、41…第1配線、42,43…第2配線、44…第3配線、45,55…第4配線、46,56…共用スイッチ、47,57…溶着判定用スイッチ、50…溶着判定部として機能する制御装置。
Claims (2)
- 三相交流電源又は単相交流電源からの電力をバッテリに充電するために、前記三相交流電源又は前記単相交流電源からの交流電力を直流電力に変換する少なくとも3つの交流直流変換器と、
前記三相交流電源及び前記単相交流電源からの電力が供給される1つの共用電源端子と、
前記三相交流電源からの電力が供給される複数の三相用電源端子と、
接地端子と、
前記共用電源端子と1つの前記交流直流変換器とを接続する第1配線と、
前記三相用電源端子と、前記第1配線と接続される前記交流直流変換器以外の前記交流直流変換器とを各々接続する複数の第2配線と、
前記接地端子と前記交流直流変換器各々とを接続する複数の第3配線と、を備えた充電装置であって、
前記第1配線と、前記複数の第2配線のうちの1つと、を接続する第4配線と、
前記第4配線に設けられ、前記共用電源端子に前記三相交流電源からの電力が供給される場合に開状態となり、前記共用電源端子に前記単相交流電源からの電力が供給される場合に閉状態となる共用スイッチと、を備えていることを特徴とする充電装置。 - 前記第1配線に接続される前記交流直流変換器と、前記第4配線によって前記第1配線に接続される前記第2配線に接続される前記交流直流変換器とは、それぞれ電圧検出部を有し、
前記第4配線によって前記第1配線に接続される前記第2配線には、前記第4配線の接続点と前記三相用電源端子との間に溶着判定用スイッチが設けられ、
前記共用スイッチ及び前記溶着判定用スイッチを開状態にしたとき、前記複数の電圧検出部から電圧が検出されると前記共用スイッチが溶着していると判定する溶着判定部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
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