WO2013085007A1

WO2013085007A1 - 電動車両の充電装置

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Publication number: WO2013085007A1
Application number: PCT/JP2012/081697
Authority: WO
Inventors: 昌俊中島; 暁藤田
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-06-13
Also published as: JPWO2013085007A1; JP5309278B1; CN103958262B; US20140306659A1; US9421876B2; CN103958262A

Abstract

　電動車両の充電装置は、車両外部の充電器に設けられた充電器側コネクタに着脱可能に接続される車両側充電コネクタと、前記車両側充電コネクタと、前記充電器から充電可能な蓄電装置との間を接続する正極および負極の車両側充電ラインと、前記車両側充電ライン上に設けられて前記充電器から前記蓄電装置に向かう方向を順方向とするダイオードと、車両内部に配置されて前記ダイオードと前記車両側充電コネクタとの間で正極の前記車両側充電ラインと負極の前記車両側充電ラインとを接続する抵抗器と、を備える。

Description

電動車両の充電装置

　この発明は、電動車両の充電装置に関する。
　本願は、２０１１年１２月９日に出願された日本国特願２０１１－２７０００５号、及び２０１２年５月２８日に出願された日本国特願２０１２－１２０６４１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、例えば、外部充電器に接続される充電ポートとバッテリとの間に導通遮断用のリレー（コンタクタ）を設け、充電ポートの活先露出を防止することに加えて、充電ポートに接続されたインバータ回路の平滑コンデンサの電圧に基づいて充電ポートの短絡状態を検知する車両駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２０１０－４１７９４号公報

　ところで、上記従来技術に係る車両駆動装置に備えられているような導通遮断用のリレーは、一般的に電磁力により高圧接点保持を行なう構造となっているが、例えば充電ポートと外部充電器との間における短絡などによって高圧接点部に所定以上の大電流が流れると電磁反発が生じることがある。
　このような問題が生じることに対して、例えば、リレーの対短絡電流性能を増大させて電磁反発の発生を抑制させる場合には費用の増大が生じることから、高圧接点部に所定以上の大電流が流れることを防止するために充電ポートとバッテリとの間に逆流防止用のダイオードを設置する場合がある。
　しかしながら、逆流防止用のダイオードには、短絡発生による異常状態（つまり降伏状態）において、逆流する電流が発生することに加えて、正常状態であっても逆流する微小電流が存在する。このため、逆流防止用のダイオードに対して、正常状態と、短絡発生による異常状態とを、適正に判定することが望まれている。

　例えば、外部充電器側に設けられた電圧センサによって検出される電圧に基づいて短絡検知を行なう場合には、正常状態のダイオードで逆流する微小電流を考慮して、電圧センサから出力される電圧の検出結果からダイオードの正常状態と異常状態とを判定するための判定閾値が必要である。
　しかしながら、外部充電器側の電圧センサに対するインピーダンスが不明であると、ダイオードの正常状態の電圧を規定することができず、判定閾値を適正に設定することが困難である。

　また、例えば、車両側のコンタクタの遮断状態における外部充電器側から車両側への高圧印加後の充電コネクタの電圧変化（例えば、放電速度）を検出して、この検出結果に基づいて回路の絶縁判定を実行する装置が知られている。
　しかしながら、このような装置において、車両側のコンタクタよりも充電コネクタ側の正極および負極間に抵抗器が接続されていると、この抵抗器がいわゆる放電抵抗として機能して、放電速度が所定の正常範囲を超えて増大する場合があり、絶縁不良が発生しているとして誤検出されてしまうことがある。

　本発明の態様は上記事情に鑑みてなされたもので、異常状態の有無を適正に判定することが可能な電動車両の充電装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る態様の電動車両の充電装置では、上記目的を達成するために以下の構成を採用した。
（１）本発明の一態様に係る電動車両の充電装置は、車両外部の充電器から充電可能な蓄電装置を備えた電動車両の充電装置であって、前記充電器に設けられた充電器側コネクタに着脱可能に接続される車両側充電コネクタと；前記車両側充電コネクタと前記蓄電装置との間を接続する正極および負極の車両側充電ラインと、前記車両側充電ライン上に設けられて前記充電器から前記蓄電装置に向かう方向を順方向とするダイオードと；車両内部に配置されて前記ダイオードと前記車両側充電コネクタとの間で正極の前記車両側充電ラインと負極の前記車両側充電ラインとを接続する抵抗器と；を備える。

（２）上記（１）の態様では、前記車両側充電コネクタと前記抵抗器との間に設けられ、充電実行時に接続されるコンタクタをさらに備えてもよい。

（３）上記（１）の態様では、前記蓄電装置と前記抵抗器との間の導通を遮断可能なコンタクタをさらに備えてもよい。

（４）上記（１）から（３）のいずれか一項の態様では、前記抵抗器は、非降伏状態の前記ダイオードの逆方向バイアスで発生する逆方向電流に対応した抵抗値と同一の抵抗値を有してもよい。

（５）上記（４）の態様では、前記蓄電装置の電圧を検出する蓄電電圧検出手段と；前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧を取得する電圧取得手段と；前記充電器から前記蓄電装置への充電が実行されていない状態、かつ前記コンタクタが接続状態において、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２よりも高い場合に、前記ダイオードが降伏状態であると判定する異常判定手段と；を備えてもよい。

（６）上記（５）の態様では、前記異常判定手段は、前記充電器から前記蓄電装置への充電が実行されていない状態、かつ前記コンタクタが開放状態において、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２未満の場合に、前記コンタクタを接続状態にした後に、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２よりも高い場合に、前記ダイオードが降伏状態であると判定しており、前記充電器から前記蓄電装置への充電が実行されていない状態、かつ前記コンタクタが開放状態において、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２以上の場合に、前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧を記憶電圧として記憶し、前記コンタクタを接続状態にした後に、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記記憶電圧よりも高い場合に、前記ダイオードが降伏状態であると判定する第２異常判定手段を備えてもよい。

　上記（１）の態様によれば、例えば車両側で検出される電圧（例えば、蓄電装置の正極と負極との間の電圧）と車両外部の充電器側で検出される電圧（例えば、充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧）との比較などに基づいて降伏状態などのダイオードの異常状態の有無を判定する際に、たとえ充電器側の抵抗値が不明であっても、抵抗器を備えない場合に比べて、適正に異常状態の有無を判定することができる。

　すなわち、抵抗器を備えない場合には、ダイオードが降伏状態（つまり、逆方向バイアスで発生する逆方向電流に対する抵抗値がゼロまたは正常時よりも小さい）では車両外部の充電器側で検出される電圧は車両側で検出される電圧に等しいまたは近い値になることに対して、ダイオードが正常状態であってもダイオードが有する等価的な抵抗値に比べて充電器側の抵抗値が著しく大きい場合には、車両側で検出される電圧と車両外部の充電器側で検出される電圧とがほぼ同一になってしまい、異常状態の有無を判定することが困難になる。

　これに対して、抵抗器を備えることにより、車両外部の充電器側での正極と負極との間の抵抗値は、並列関係になる抵抗器と充電器との各抵抗値を合成した値となり、ダイオードが正常状態であれば、たとえ充電器の抵抗値が不明であっても、充電器側で検出される電圧は抵抗器の抵抗値に応じて、抵抗器を備えない場合に比べて、より小さな値となる。
　一方、抵抗器を備えていても、ダイオードが降伏状態のときには、車両外部の充電器側で検出される電圧は車両側で検出される電圧に等しいまたは近い値になることから、異常状態の有無を容易に判定することができる。

　上記（２）の態様によれば、正極および負極の車両側充電ライン間に抵抗器を設置するだけの簡易な構成によって、構成に要する費用の増大を抑制しつつ、ダイオードの異常状態の有無を適正に判定することができる。
　この場合、例えば、車両側で検出される電圧（蓄電装置の両極間の電圧など）と充電器側で検出される電圧（充電器側コネクタの両極間の電圧など）との比較などに基づいてダイオードの異常状態の有無を判定することができる。

　この抵抗器は、例えば、電動車両に搭載された蓄電装置の正極から、正極の車両側充電ライン上のダイオードおよび充電用コンタクタ（コンタクタ）と、正極の車両側および充電器側の各コネクタと、充電器側の電圧センサと、負極の充電器側および車両側の各コネクタと、負極の車両側充電ライン上の充電用コンタクタ（コンタクタ）とを介して、蓄電装置の負極に至る閉ループ回路において、正極の車両側充電ライン上のダイオードおよび充電用コンタクタ間と、負極の車両側充電ラインとを接続する。

　この抵抗器を備えることにより、車両外部の充電器側での正極と負極との間の抵抗値は、並列関係になる抵抗器と充電器との各抵抗値を合成した値となる。これにより、ダイオードが正常状態であれば、たとえ充電器の抵抗値が不明であっても、充電器側で検出される電圧は抵抗器の抵抗値に応じて、抵抗器を備えない場合に比べて、より小さな値となる。
　一方、抵抗器を備えていても、ダイオードが降伏状態のときには、車両外部の充電器側で検出される電圧は車両側で検出される電圧に等しいまたは近い値になる。
　これらの電圧の変化に応じてダイオードの異常状態の有無を容易に判定することができる。

　なお、例えば、抵抗器を備えない場合には、ダイオードが降伏状態（つまり、逆方向バイアスで発生する逆方向電流に対する抵抗値がゼロまたは正常時よりも小さい）では車両外部の充電器側で検出される電圧は車両側で検出される電圧に等しいまたは近い値になる。
　これに加えて、ダイオードが正常状態であってもダイオードが有する等価的な抵抗値に比べて充電器側の抵抗値が著しく大きい場合には、車両側で検出される電圧と車両外部の充電器側で検出される電圧とがほぼ同一になってしまう。
　これらにより、抵抗器を備えない場合には、ダイオードの異常状態の有無を判定することが困難になる。

　したがって、上記（２）の態様によれば、たとえ電圧センサの内部インピーダンスを含む充電器側の抵抗値が不明であっても、例えば既知の内部インピーダンスを有する電圧センサを充電器の両極間に設置するなどの対応を不要とし、適正に異常状態の有無を判定することができる。

　さらに、ダイオードが降伏状態などの異常状態であると判定した場合には、速やかに充電用コンタクタを開放状態にすることによって、たとえ充電用コンタクタと充電器との間で短絡が発生していたとしても、充電用コンタクタにおいて電磁反発が生じることを防止し、充電器側および車両側の各コネクタを安全に取り外すことができる。

　さらに、充電用コンタクタの開放状態における充電器側から車両側への高圧印加後の充電器側コネクタの両極間の電圧変化（例えば、放電速度）を検出して、この検出結果に基づいて閉ループ回路の絶縁判定を実行する場合であっても、抵抗器によって放電速度が所定の正常範囲を超えて増大することを防止し、絶縁不良が発生しているとして誤検出されてしまうことを防ぐことができる。

　上記（４）の態様によれば、ダイオードの異常状態の有無を判定する処理を簡略化することができる。

　上記（５）の態様によれば、充電器側の抵抗値が不明であっても、正常状態のダイオードが有する等価的な抵抗値に比べて充電器側の抵抗値が著しく大きい場合には、電圧取得手段により取得される充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧は、少なくとも蓄電装置の電圧の１／２以下になるとみなすことができる。
　これにより、充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が蓄電装置の電圧の１／２より高い場合には、ダイオードが降伏状態であると適正に判定することができる。

　上記（６）の態様によれば、コンタクタ（充電用コンタクタ）が開放状態から接続状態に変化したことに伴って、電圧取得手段により取得された充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が高く変化した場合には、ダイオードが降伏状態であると適正に判定することができる。

本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。本発明の実施の形態の比較例に係る電動車両の充電装置の充電器側電圧と充電器側の抵抗値Ｒ_Ｑとの関係の例を示す図である。本発明の実施の形態の実施例に係る電動車両の充電装置の充電器側電圧と充電器側の抵抗値Ｒ_Ｑとの関係の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置における車両側電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）と充電器側電圧（出力電圧）Ｖｏｕｔと外部充電コンタクタのオン／オフ状態とダイオード短絡フラグの関係の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置における車両側電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）と充電器側電圧（出力電圧）Ｖｏｕｔと外部充電コンタクタのオン／オフ状態とダイオード短絡フラグの関係の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置における車両側電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）と充電器側電圧（出力電圧）Ｖｏｕｔと外部充電コンタクタのオン／オフ状態とダイオード短絡フラグの関係の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置における車両側電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）と充電器側電圧（出力電圧）Ｖｏｕｔと外部充電コンタクタのオン／オフ状態とダイオード短絡フラグの関係の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置における充電器側電圧（出力電圧）と、ダイオードの等価的な抵抗値Ｒ_Ｄと、抵抗器の抵抗値Ｒ_１との関係の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電動車両の充電装置における充電器側電圧（出力電圧）と、ダイオードの等価的な抵抗値Ｒ_Ｄと、抵抗器の抵抗値Ｒ_１との関係の例を示す図である。本発明の別の実施の形態に係る電動車両の充電装置の構成図である。

　以下、本発明の一実施形態に係る電動車両の充電装置について添付図面を参照しながら説明する。

　本実施の形態による電動車両の充電装置１０は、例えば図１に示すように、車両外部の充電器１によって充電可能なバッテリ１１と、バッテリ１１の電力により車両走行用の駆動力を出力するモータ１２とを備える電動車両２に搭載された車両側充電装置３とを備えている。

　充電器１は、例えば車両側充電装置３に設けられた正極および負極の車両側充電コネクタ３ｐ，３ｎに着脱可能に接続される正極および負極の充電器側コネクタ１ｐ，１ｎを備えている。そして、正極および負極の充電器側コネクタ１ｐ，１ｎ間には、ダイオード１３を介して電源装置１４によって所定の電圧が印加されている。
　また、充電器１は、正極および負極の充電器側コネクタ１ｐ，１ｎ間の出力電圧（充電器側電圧）Ｖｏｕｔを検出して、検出結果の信号を出力する充電器側電圧センサ１５を備えている。

　車両側充電装置３は、例えば車両外部の充電器１に設けられた正極および負極の充電器側コネクタ１ｐ，１ｎに着脱可能に接続される正極および負極の車両側充電コネクタ３ｐ，３ｎを備えている。
　そして、車両側充電コネクタ３ｐ，３ｎとバッテリ１１との間を接続する正極および負極の車両側充電ライン２１ｐ，２１ｎ上には、開放および接続（閉結）によって導通を電気的に断接可能に直列に接続された正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが設けられている。

　そして、正極の車両側充電ライン２１ｐ上において、正極側コンタクタ２２ｐとバッテリ１１との間には、正極側コンタクタ２２ｐからバッテリ１１に向かう方向を順方向とするダイオード（Ｄ）２３が接続されている。
　さらに、正極の車両側充電ライン２１ｐ上において、正極側コンタクタ２２ｐとバッテリ１１との間には、直列に接続されたプリチャージコンタクタ２４ａおよびプリチャージ抵抗２４ｂからなるプリチャージ部２４がダイオード（Ｄ）２３に対して並列に接続されている。

　そして、正極および負極の車両側充電コネクタ３ｐ，３ｎと、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎとの間には、正極の車両側充電ライン２１ｐと負極の車両側充電ライン２１ｎとに接続された抵抗器２５が設けられている。
　この抵抗器２５は、例えば、非降伏状態（つまり正常状態）のダイオード（Ｄ）２３の逆方向バイアスで発生する逆方向電流に対応した抵抗値Ｒ_Ｄ（例えば、４０ｋΩなど）と同一の抵抗値Ｒ_１を有している。

　また、車両側充電装置３は、バッテリ１１の端子間電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔ（車両側電圧）を検出して、検出結果の信号を出力する車両側電圧センサ２６を備えている。

　そして、車両側充電装置３は、充電器側電圧センサ１５から出力された信号と、車両側電圧センサ２６から出力された信号とに基づき、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態などの異常状態であるか否かを検知する処理装置２７を備えている。

　処理装置２７は、例えば、充電器１からバッテリ１１への充電が実行されていない状態、かつ正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが接続（閉結）状態において、充電器側電圧センサ１５によって検出された充電器側電圧Ｖｏｕｔが、車両側電圧センサ２６によって検出されたバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２よりも高い場合に、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態であると判定する。

　以下において、上述した実施の形態の電動車両の充電装置１０に係る実施例および比較例について説明する。
　実施例は、上述した実施の形態の電動車両の充電装置１０であって、正極の車両側充電ライン２１ｐと負極の車両側充電ライン２１ｎとを接続する抵抗器２５を備え、比較例では、この抵抗器２５が省略されている。

　これらの実施例および比較例では、充電器１において充電器側コネクタ１ｐ，１ｎ間に電源装置１４によって所定の電圧が印加されていない状態であって、かつ、充電器側コネクタ１ｐ，１ｎが車両側充電コネクタ３ｐ，３ｎに接続され、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが接続（閉結）状態に設定されている。
　この状態において、ダイオード（Ｄ）２３を逆流する逆電流が存在しない場合には、充電器側電圧センサ１５により検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔはゼロになる。
　しかしながら、実際には、ダイオード（Ｄ）２３を逆流する逆電流が存在することから、充電器側電圧センサ１５により検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔはゼロ以上の値となる。

　ところで、比較例においては、充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが不明であると、充電器側電圧Ｖｏｕｔの値を規定することはできない。
　そして、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態（つまり、逆方向バイアスで発生する逆方向電流に対する等価的な抵抗値Ｒ_Ｄがゼロまたは正常時よりも小さい）では車両外部の充電器１側で検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔは、車両側で検出されるバッテリ電圧Ｖｂａｔに等しいまたは近い値になる。
　これに対して、ダイオード（Ｄ）２３が正常状態であってもダイオード（Ｄ）２３が有する等価的な抵抗値Ｒ_Ｄに比べて充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが著しく大きい場合には、バッテリ電圧Ｖｂａｔと充電器側電圧Ｖｏｕｔがほぼ同一になってしまい、ダイオード（Ｄ）２３の異常状態の有無を判定することが困難になる。

　一方、実施例においては、抵抗器２５を備えることにより、車両外部の充電器１側での充電器側コネクタ１ｐ，１ｎ間の抵抗値Ｒは、例えば下記数式（１）に示すように、並列関係になる抵抗器２５と充電器１との各抵抗値Ｒ_１，Ｒ_Ｑを合成した値となる。
　これに伴い、ダイオード（Ｄ）２３が正常状態であれば、たとえ充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが不明であっても、充電器１側で検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔは、抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１に応じて、抵抗器２５を備えていない比較例の場合に比べて、より小さな値となる。
　しかも、抵抗器２５を備えていても、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態のときには、充電器１側で検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔは、車両側で検出されるバッテリ電圧Ｖｂａｔに等しいまたは近い値になることから、ダイオード（Ｄ）２３の異常状態の有無を容易に判定することができる。

　より詳細には、実施例においてダイオード（Ｄ）２３が正常状態であれば、充電器１側で検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔは、下記数式（２）に記述される上限電圧ＶｏｕｔＨとなる。
　そして、下記数式（２）において、例えば、抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１とダイオード（Ｄ）２３が有する等価的な抵抗値Ｒ_Ｄとが同一であって、かつ、各抵抗値Ｒ_Ｄ，Ｒ_１に比べて充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが著しく大きい場合には、上限電圧ＶｏｕｔＨはバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２に近似される。

　したがって、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２より高い場合には、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態などの異常状態であると適正に判定することができる。

　また、例えば図２Ａ，２Ｂには、比較例および実施例に対して、バッテリ電圧Ｖｂａｔおよび車両側電圧センサ２６の検出誤差を考慮して、ダイオード（Ｄ）２３の降伏状態の有無を判定するために充電器側電圧Ｖｏｕｔに対して設定された所定の短絡異常判定閾値を示した。
　この場合、比較例においては、充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが所定値ＲＡ以上では、ダイオード（Ｄ）２３の特性上、逆電流が最大となる特性を有していると、充電器側電圧センサ１５の検出誤差に起因して、ダイオード（Ｄ）２３が正常か異常かを判定することができない。

　これに対して、実施例においては、ダイオード（Ｄ）２３が有する等価的な抵抗値Ｒ_Ｄと同一の抵抗値Ｒ_１を有する抵抗器２５を備えることにより、充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑにかかわらずに、ダイオード（Ｄ）２３が正常であれば、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２以下となり、ダイオード（Ｄ）２３が正常か異常かを的確に判定することができる。

　また、処理装置２７は、例えば、充電器１からバッテリ１１への充電が実行されていない状態、かつ正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態において、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２未満の場合に、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを接続（閉結）状態にする。
　そして、充電器側電圧センサ１５により検出された充電器側電圧Ｖｏｕｔが、バッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２よりも高い場合に、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態であると判定する。

　さらに、処理装置２７は、例えば、充電器１からバッテリ１１への充電が実行されていない状態、かつ正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態において、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２以上の場合に、充電器側電圧Ｖｏｕｔを記憶電圧として記憶する。
　そして、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを接続状態にした後に、充電器側電圧センサ１５により検出された充電器側電圧Ｖｏｕｔ（つまり、充電器側電圧Ｖｏｕｔの今回値）が、記憶電圧よりも高い場合に、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態であると判定する。

　なお、電動車両２は、バッテリ１１の電圧に基づきモータ１２の通電を制御するインバータなどを備えるパワードライブユニット（ＰＤＵ）３１と、バッテリ１１の電圧を降圧して補機類などの負荷３３に印加するＤＣ－ＤＣコンバータ３２とを備えている。

　本実施の形態による電動車両の充電装置１０は上記構成を備えており、次に、この電動車両の充電装置１０の動作について説明する。

　先ず、例えば図３に示すステップＳ０１においては、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２未満であるか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０７に進む。

　そして、ステップＳ０２においては、外部充電コンタクタ、つまり正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを開放状態から接続（閉結）状態へと切り替える。
　そして、ステップＳ０３においては、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを開放状態から接続（閉結）状態へと切り替えてから所定の遅延時間が経過したか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３の判定処理を繰り返し実行する。

　そして、ステップＳ０４においては、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２以下であるか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進み、このステップＳ０５においては、ダイオード（Ｄ）２３が正常状態であることを確定し、車両外部の充電器１によるバッテリ１１の充電を許可し、エンドに進む。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０６に進み、このステップＳ０６においては、ダイオード（Ｄ）２３が異常状態（つまり、降伏状態）であることを確定し、車両外部の充電器１によるバッテリ１１の充電を禁止し、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを接続（閉結）状態から開放状態へと切り替え、エンドに進む。

　また、ステップＳ０７においては、この時点での充電器側電圧Ｖｏｕｔを記憶電圧（充電器側電圧Ｖｏｕｔの記憶値）として記憶する。

　そして、ステップＳ０８においては、外部充電コンタクタ、つまり正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを開放状態から接続（閉結）状態へと切り替える。
　そして、ステップＳ０９においては、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを開放状態から接続（閉結）状態へと切り替えてから所定の遅延時間が経過したか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０９の判定処理を繰り返し実行する。

　そして、ステップＳ１０においては、この時点で充電器側電圧センサ１５により検出された充電器側電圧Ｖｏｕｔ（充電器側電圧Ｖｏｕｔの今回値）が、記憶電圧（充電器側電圧Ｖｏｕｔの記憶値）以下であるか否かを判定する。
　この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１に進み、このステップＳ１１においては、ダイオード（Ｄ）２３が正常状態であることを確定し、車両外部の充電器１によるバッテリ１１の充電を許可し、エンドに進む。
　一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２に進み、このステップＳ１２においては、ダイオード（Ｄ）２３が異常状態（つまり、降伏状態）であることを確定し、車両外部の充電器１によるバッテリ１１の充電を禁止し、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎを接続（閉結）状態から開放状態へと切り替え、エンドに進む。

　すなわち、上述したステップＳ０５に示す状態は、例えば図４Ａに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１に到達するよりも前において、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２未満である。
　そして、時刻ｔ１において正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態から接続（閉結）状態へと切り替えられたことに伴って、充電器側電圧Ｖｏｕｔが高くなったとしても、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２以下となる。

　また、例えば、上述したステップＳ０６に示す状態では、例えば図４Ｂに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１に到達するよりも前において、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２未満である。
　そして、時刻ｔ１において正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態から接続（閉結）状態へと切り替えられたことに伴って、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２を超えて高くなった状態である。
　この場合には、時刻ｔ２において、ダイオード短絡フラグのフラグ値が「０」から「１」に切り替えられ、ダイオード（Ｄ）２３が異常状態（つまり、降伏状態）であることが確定される。
　さらに、時刻ｔ３において、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが接続（閉結）状態から開放状態へと切り替えられる。

　また、例えば、上述したステップＳ１１に示す状態では、例えば図４Ｃに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１に到達するよりも前において、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２よりも大きい。
　そして、時刻ｔ１において正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態から接続（閉結）状態へと切り替えられたとしても、充電器側電圧Ｖｏｕｔが不変のまま、バッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２よりも大きく維持される。
　このステップＳ１１においては、初期状態において充電器側電圧Ｖｏｕｔとバッテリ電圧Ｖｂａｔとが異なることを前提として、充電器側電圧Ｖｏｕｔの今回値と前回値（つまり記憶値）とが変化していなければ、ダイオード（Ｄ）２３の異常状態（つまり、降伏状態）が発生していないと判断している。

　また、例えば、上述したステップＳ１２に示す状態では、例えば図４Ｄに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１に到達するよりも前において、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２よりも大きい。
　そして、時刻ｔ１において正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態から接続（閉結）状態へと切り替えられたことに伴って、充電器側電圧Ｖｏｕｔが高く変化する。
　この場合には、時刻ｔ２において、ダイオード短絡フラグのフラグ値が「０」から「１」に切り替えられ、ダイオード（Ｄ）２３が異常状態（つまり、降伏状態）であることが確定される。
　さらに、時刻ｔ３において、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが接続（閉結）状態から開放状態へと切り替えられる。

　なお、例えば図５Ａ，５Ｂに示すように、バッテリ電圧Ｖｂａｔが所定電圧Ｖａであって、充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑに応じて抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１が限りなく上記数式（１）に示す抵抗値Ｒに近づいた場合、つまり各抵抗値Ｒ_Ｄ，Ｒ_１に比べて充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが著しく大きい場合には、充電器側電圧Ｖｏｕｔは抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１の増大に伴い増大傾向に変化し、かつ、充電器側電圧Ｖｏｕｔはダイオード（Ｄ）２３が有する等価的な抵抗値Ｒ_Ｄの増大に伴い低下傾向に変化する。
　そして、ダイオード（Ｄ）２３が正常であって、抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１とダイオード（Ｄ）２３が有する等価的な抵抗値Ｒ_Ｄとが同一であれば、充電器側電圧Ｖｏｕｔはバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２以下となる。

　この場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔの検出値は、バッテリ電圧Ｖｂａｔの真値および車両側電圧センサ２６の検出誤差α（％）により、例えば下記数式（３）に示すように記述される。
　また、充電器側電圧Ｖｏｕｔの検出値は、充電器側電圧Ｖｏｕｔの真値および充電器側電圧センサ１５の検出誤差β（％）により、例えば下記数式（４）に示すように記述される。
　そして、充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑに応じて抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１が限りなく上記数式（１）に示す抵抗値Ｒに近づいた場合に、充電器側電圧Ｖｏｕｔの真値とバッテリ電圧Ｖｂａｔの真値とは、例えば下記数式（５）に示すように記述される。

　そして、ダイオード（Ｄ）２３が異常状態（つまり、降伏状態）であることを判定可能な条件は、例えば下記数式（６）に示すように記述され、この条件は、抵抗器２５の抵抗値Ｒ_１に対して、例えば下記数式（７）に示すように記述される。

　上述したように、本実施の形態による電動車両の充電装置１０によれば、車両側で検出されるバッテリ電圧Ｖｂａｔと車両外部の充電器１側で検出される充電器側電圧Ｖｏｕｔとの比較などに基づいて降伏状態などのダイオード（Ｄ）２３の異常状態の有無を判定する際に、たとえ充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが不明であっても、適正に異常状態の有無を判定することができる。

　つまり、充電器１側の抵抗値Ｒ_Ｑが不明であっても、ダイオード（Ｄ）２３が正常であれば、充電器側電圧Ｖｏｕｔは、少なくともバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２以下になるとみなすことができる。
　これにより、充電器側電圧Ｖｏｕｔがバッテリ電圧Ｖｂａｔの１／２より高い場合には、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態であると適正に判定することができる。

　また、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎが開放状態から接続（閉結）状態に変化したことに伴って、充電器側電圧Ｖｏｕｔが高く変化した場合には、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態であると適正に判定することができる。

　以下、本発明の別の実施形態に係る電動車両の充電装置について図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

　本実施の形態による電動車両の充電装置１０では、正極側コンタクタ２２ｐおよび負極側コンタクタ２２ｎよりもバッテリ１１側に、正極の車両側充電ライン２１ｐ上における正極側コンタクタ２２ｐおよびダイオード（Ｄ）２３間と、負極の車両側充電ライン２１ｎ上における負極側コンタクタ２２ｎおよびバッテリ１１間とを接続する抵抗器２５が設けられている。
　換言すれば、正極側コンタクタ２２ｐは、抵抗器２５と車両側充電コネクタ３ｐとの間に設けられ、負極側コンタクタ２２ｎは、抵抗器２５と車両側充電コネクタ３ｎとの間に設けられている。すなわち、本実施形態では、抵抗器２５が設けられている位置が上述の実施形態と異なる。

　本実施の形態によれば、たとえ充電器側電圧センサ１５の内部インピーダンスを含む充電器１側の抵抗値が不明であっても、例えば既知の内部インピーダンスを有する電圧センサを充電器１の両極間に設置するなどの対応を不要とし、適正に異常状態の有無を判定することができる。
　そして、正極および負極の車両側充電ライン２１ｐ，２１ｎ間に抵抗器２５を設置するだけの簡易な構成によって、構成に要する費用の増大を抑制しつつ、ダイオード（Ｄ）２３の異常状態の有無を適正に判定することができる。

　さらに、ダイオード（Ｄ）２３が降伏状態などの異常状態であると判定した場合には、速やかに各コンタクタ２２ｐ，２２ｎを開放状態にすることによって、たとえ各コンタクタ２２ｐ，２２ｎと充電器１との間で短絡が発生していたとしても、各コンタクタ２２ｐ，２２ｎにおいて電磁反発が生じることを防止し、充電器１側および電動車両２側の各コネクタ１ｐ，１ｎ，３ｐ，３ｎを安全に取り外すことができる。

　さらに、各コンタクタ２２ｐ，２２ｎの開放状態における充電器１側から電動車両２側への高圧印加後の充電器側コネクタ１ｐ，１ｎ間の電圧変化（例えば、放電速度）を検出して、この検出結果に基づいて回路の絶縁判定を実行する場合であっても、抵抗器２５によって放電速度が所定の正常範囲を超えて増大することを防止し、絶縁不良が発生しているとして誤検出されてしまうことを防ぐことができる。

　すなわち、抵抗器２５は各コンタクタ２２ｐ，２２ｎよりもバッテリ１１側に配置されていることから、各コンタクタ２２ｐ，２２ｎの開放状態で充電器１側から電動車両２側へと高圧印加が行なわれた場合であっても、この抵抗器２５がいわゆる放電抵抗として機能することは防止されている。
　したがって、高圧印加後の充電器側コネクタ１ｐ，１ｎ間の電圧変化（例えば、放電速度）を適正に（つまり、抵抗器２５による放電無しに）検出することができ、この検出結果に基づいて絶縁不良の有無を精度よく検出することができる。

　なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

　１　充電器
　１ｐ，１ｎ　充電器側コネクタ
　３ｐ，３ｎ　車両側充電コネクタ
　１０　電動車両の充電装置
　１１　バッテリ（蓄電装置）　
　１５　充電器側電圧センサ（電圧取得手段）
　２１ｐ，２１ｎ　車両側充電ライン
　２２ｐ　正極側コンタクタ（リレー、充電用コンタクタ）
　２２ｎ　負極側コンタクタ（リレー、充電用コンタクタ）
　２３　ダイオード
　２５　抵抗器
　２６　車両側電圧センサ（蓄電電圧検出手段）
　２７　処理装置（異常判定手段、第２異常判定手段）
　ステップＳ０６　異常判定手段
　ステップＳ１２　第２異常判定手段

Claims

　車両外部の充電器から充電可能な蓄電装置を備えた電動車両の充電装置であって、
　前記充電器に設けられた充電器側コネクタに着脱可能に接続される車両側充電コネクタと；
　前記車両側充電コネクタと前記蓄電装置との間を接続する正極および負極の車両側充電ラインと；
　前記車両側充電ライン上に設けられて前記充電器から前記蓄電装置に向かう方向を順方向とするダイオードと；
　車両内部に配置されて前記ダイオードと前記車両側充電コネクタとの間で正極の前記車両側充電ラインと負極の前記車両側充電ラインとを接続する抵抗器と；
　を備えることを特徴とする電動車両の充電装置。
　前記車両側充電コネクタと前記抵抗器との間に設けられ、充電実行時に接続されるコンタクタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の充電装置。
　前記蓄電装置と前記抵抗器との間の導通を遮断可能なコンタクタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の充電装置。
　前記抵抗器は、非降伏状態の前記ダイオードの逆方向バイアスで発生する逆方向電流に対応した抵抗値と同一の抵抗値を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電動車両の充電装置。
　前記蓄電装置の電圧を検出する蓄電電圧検出手段と；
　前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧を取得する電圧取得手段と；
　前記充電器から前記蓄電装置への充電が実行されていない状態、かつ前記コンタクタが接続状態において、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２よりも高い場合に、前記ダイオードが降伏状態であると判定する異常判定手段と；
　を備えることを特徴とする請求項４に記載の電動車両の充電装置。
　前記異常判定手段は、前記充電器から前記蓄電装置への充電が実行されていない状態、かつ前記コンタクタが開放状態において、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２未満の場合に、前記コンタクタを接続状態にした後に、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２よりも高い場合に、前記ダイオードが降伏状態であると判定しており、
　前記充電器から前記蓄電装置への充電が実行されていない状態、かつ前記コンタクタが開放状態において、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記蓄電電圧検出手段により検出された前記蓄電装置の電圧の１／２以上の場合に、前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧を記憶電圧として記憶し、前記コンタクタを接続状態にした後に、前記電圧取得手段により取得された前記充電器側コネクタの正極と負極との間の電圧が、前記記憶電圧よりも高い場合に、前記ダイオードが降伏状態であると判定する第２異常判定手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の電動車両の充電装置。