WO2016098294A1 - 電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置 - Google Patents

電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置 Download PDF

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WO2016098294A1
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communication terminal
communication
terminal
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PCT/JP2015/005901
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南波 昭彦
北村 浩一
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • the present invention relates to an electrode-equipped communication terminal, a communication terminal, a communication system, an electric vehicle, and a charging device, and more specifically, an electrode-equipped communication terminal, a communication terminal, a communication system, used for communication between devices that exchange resources.
  • the present invention relates to an electric vehicle and a charging device.
  • Patent Document 1 discloses a conventional power line connection device control system capable of automatically recognizing the type of electric device connected to each connection port (outlet) of the connection device.
  • the system described in Patent Document 1 applies a power line carrier signal transmission / reception system, and a home server (control device) is connected to the power line via a PLC modem.
  • a home server control device
  • the electric device transmits / receives a signal to / from the home server via the power line and the PLC modem, and recognition processing is performed.
  • Patent Document 2 discloses that short-range radio using radio waves is applied to communication between an electric vehicle such as an electric vehicle and a charging stand that supplies electric power to the electric vehicle. Yes.
  • communication with an electric vehicle is used for, for example, billing processing according to the amount of charge.
  • the communication unit of the communication terminal is provided in the first device, and performs communication with the counterpart terminal provided in the second device that exchanges resources with the first device through the supply line.
  • the communication unit has a connection terminal that is electrically connected to the electrode.
  • the electrode is electrically coupled to the conductive member by being spaced apart from the conductive member made of at least one of the first conductor included in the supply line and the second conductor electrically connected to the first conductor. ing.
  • the communication unit is configured to communicate with the counterpart terminal using a signal transmitted using the conductive member as a medium.
  • This communication terminal can realize one-to-one communication even when there are a plurality of devices that can be a communication partner near one device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a charging system using the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a perspective view of an essential part showing an electrode attachment process according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a perspective view of a main part showing an attachment state of the electrode according to the first embodiment.
  • FIG. 4C is a perspective view illustrating a structure of a charging cable which is a supply line in the first embodiment.
  • FIG. 4D is a perspective view of a main part illustrating another example of the attachment state of the first communication terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 5A is a perspective view of an essential part showing an electrode attachment process according to the first embodiment.
  • FIG. 5B is a perspective view of a main part showing an attachment state of the electrode according to the first embodiment.
  • 6A is a cross-sectional view of a main part showing an example of the electrode of Embodiment 1.
  • FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view of the electrode shown in FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 7B is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a charging system using the communication system of the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13A is a perspective view of an essential part showing an electrode attachment process of Embodiment 5.
  • FIG. 13B is a perspective view of a main part showing an attachment state of the electrode according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13C is a perspective view illustrating a structure of the charging cable 5 which is a supply line in the fifth embodiment.
  • FIG. 13D is a perspective view of a main part illustrating an example of another mounting state of the first communication terminal according to Embodiment 5.
  • FIG. 14A is a perspective view of an essential part showing an electrode attachment process of Embodiment 5.
  • FIG. 14B is a perspective view of a main part showing an attachment state of the electrode according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view of a main part showing an example of the electrode of Embodiment 5.
  • FIG. 15B is an enlarged cross-sectional view of the electrode shown in FIG. 15A.
  • FIG. 16A is a perspective view of a main part illustrating a connection process of a ground terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 16B is a perspective view of a main part showing a connection state of ground terminals according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17A is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17B is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17A is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17B is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to
  • FIG. 18 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a plan view showing an electric vehicle and a charging device using the communication system of the ninth embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to the tenth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the charging system 10 using the communication system according to the first embodiment.
  • the charging system 10 includes an electric vehicle 1 and a charging device 2 as shown in FIG.
  • the charging device 2 is mounted on the electric vehicle 1 by supplying the electric vehicle 1 with electric power supplied via a power line from a power generation facility such as a commercial power source (system power source) or a solar power generation facility.
  • a power generation facility such as a commercial power source (system power source) or a solar power generation facility.
  • the storage battery 11 (see FIG. 1) being charged is charged.
  • the power supplied to the charging device 2 from the commercial power source or the power generation facility may be either AC power or DC power, but the case of AC power will be described below as an example.
  • the power supplied from the charging device 2 to the electric vehicle 1 may be either AC power or DC power, but the case of AC power will be described below as an example.
  • the charging device 2 is a charging stand that is installed on the ground in a parking lot such as a commercial facility, a public facility, or an apartment house.
  • the charging device 2 has a charging outlet 21 (outlet) to which a charging cable 5 as a supply line is electrically connected.
  • the charging outlet 21 is configured such that the plug 51 of the charging cable 5 is detachably connected.
  • the charging outlet 21 is electrically connected to a power feeding circuit 23 (see FIG. 1) housed in the casing 22 of the charging device 2. Thereby, the charging device 2 supplies electric power from the power supply circuit 23 to the electric vehicle 1 through the charging cable 5 in a state where the charging cable 5 is connected to the charging outlet 21.
  • the electric vehicle 1 is a vehicle in which a storage battery 11 mounted on the vehicle is charged using the charging device 2 and travels using electric energy stored in the storage battery 11.
  • a storage battery 11 mounted on the vehicle is charged using the charging device 2 and travels using electric energy stored in the storage battery 11.
  • works with the output of an electric motor is demonstrated as an example of the electric vehicle 1, the electric vehicle 1 is not restricted to an electric vehicle.
  • the electric vehicle 1 may be, for example, a plug-in hybrid vehicle (PHEV) that travels by combining the output of the engine and the output of the electric motor, a two-wheeled vehicle (electric motorcycle), a tricycle, an electric bicycle, or the like.
  • PHEV plug-in hybrid vehicle
  • the electric vehicle 1 has a charging port 12 to which the connector 52 of the charging cable 5 is electrically connected.
  • the charging port 12 is configured such that the connector 52 of the charging cable 5 is detachably connected.
  • the charging port 12 is electrically connected to a charging circuit 14 (see FIG. 1) housed in the vehicle body 13 (body) of the electric vehicle 1. Thereby, the electric vehicle 1 receives electric power from the charging device 2 through the charging cable 5 in a state where the charging cable 5 is connected to the charging port 12, and charges the storage battery 11 by the charging circuit 14.
  • the charging system 10 may be configured to transfer power (electric energy) as a resource between the charging device 2 and the electric vehicle 1, and is not limited to a configuration that only charges the storage battery 11. That is, the charging system 10 may be configured to discharge the storage battery 11.
  • the charging device 2 can supply V2G (Vehicle to Grid) by supplying the power of the storage battery 11 to the distribution network. It is.
  • the charging system 10 for example, in order to charge according to the amount of charge, or to determine whether or not the electric vehicle 1 is a vehicle that is permitted to be charged, an authentication process of the electric vehicle 1 is performed. It is possible. In such an application, communication is required between the electric vehicle 1 and the charging device 2. Therefore, in the following embodiment, in the charging system 10, the communication terminal with electrodes, the communication terminal, and the communication that are used for communication between the electric vehicle 1 that is the first device and the charging device 2 that is the second device. The system will be described.
  • the configuration of the communication terminal with electrodes will be described by taking the first communication terminal 3 as an example.
  • the communication terminal with electrodes having the same configuration as that of the first communication terminal 3 is used as the second communication terminal 4 as well. Yes. Therefore, unless otherwise specified, a communication terminal with an electrode as the first communication terminal 3 (also referred to as “communication terminal with electrode 3”) will be described below, and a communication terminal with an electrode as the second communication terminal 4 (“electrode” Description of “attached communication terminal 4”) will be omitted.
  • the electrode-equipped communication terminal 3 of this embodiment includes a communication unit 31 and an electrode 32 as shown in FIG.
  • the communication unit 31 is provided in the first device (electric vehicle 1) and is configured to communicate with the counterpart terminal (second communication terminal 4).
  • the counterpart terminal is provided in the second device (charging device 2) that exchanges resources with the first device through the supply line (charging cable 5).
  • the electrode 32 is configured to be electrically coupled to the conductive member 60 by being disposed at a distance from the conductive member 60.
  • the conductive member 60 includes at least one of a first conductor 601 included in the supply line (charging cable 5) and a second conductor 602 electrically connected to the first conductor 601.
  • the communication part 31 is electrically connected to the electrode 32, and is comprised so that communication with the other party terminal may be performed using the signal transmitted by using the electroconductive member 60 as a medium.
  • the electrode-equipped communication terminal 3 electrically couples the electrode 32 to the conductive member 60 in a non-contact manner by electric field coupling of the electrode 32 to the conductive member 60.
  • the electrode-equipped communication terminal 3 can perform electric field communication with the counterpart terminal by exchanging signals with the counterpart terminal using the conductive member 60 as a medium.
  • the electric field communication referred to here is communication in which a predetermined signal propagates through a specific communication path (here, the conductive member 60) mainly using a static electrostatic field or a quasi-electrostatic field. In this communication, a predetermined signal is transmitted by an electric field generated with the ground.
  • Such electric field static electrostatic field or quasi-electrostatic field
  • the electric field used in the electric field communication referred to here is rapidly attenuated as the distance increases depending on the distance from the electrode 32.
  • the signal transmitted by this electric field communication does not have the property of propagating in the space with little attenuation, unlike the radiation wave in the case of wireless communication. According to this electric field communication, it is not a specific route in the space. It is possible to establish communication between terminals connected by the communication path. Further, in the electric field communication referred to here, the attenuation of the electric field when propagating through the conductive member 60 is sufficiently smaller than that when propagating through the space. Communication can be established with much less energy.
  • the conductive member 60 is preferably made of metal.
  • communication can be established even when a conductive resin such as a conductive polymer is used as the conductive member 60.
  • the conductive member 60 is made of metal. If there is, the loss in the communication path can be reduced.
  • communication can be established even when a medium mainly composed of moisture, such as a human body, a water passage hose, a water passage pipe, or the like is used as the conductive member 60. However, in this medium, communication can be performed in the same manner as a resin having conductivity. Loss in the path can be significant.
  • these moisture-based media are not stable in shape, and for example, if the human body, the substantial conductivity (conductivity) changes depending on the posture, etc. Also in terms of surface, the conductive member 60 made of metal is superior.
  • a wire that can be at the same potential as the ground such as a neutral wire or a protective ground wire
  • the conductive member 60 for example, by grounding the neutral wire to the ground with a low impedance
  • a plurality of electric field termination destinations are formed, so that communication quality against an obstacle that blocks the electric field is improved. In this case, more stable communication is possible when the ground of the communication unit 31 is grounded with a neutral wire.
  • the first device is the electric vehicle 1
  • the second device is the charging device 2
  • the supply line is the charging cable 5
  • the resource is electric power (electric energy).
  • the 2nd communication terminal 4 becomes a partner terminal, and will communicate with the 2nd communication terminal 4.
  • the first communication terminal 3 serves as the counterpart terminal and performs communication with the first communication terminal 3.
  • the electrode-equipped communication terminal according to the present embodiment will be described in detail.
  • the configuration described below is only an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment, and the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment.
  • Various changes can be made in accordance with the design or the like as long as they are not.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal 3 according to the first embodiment.
  • 4A and 4B are perspective views of the main part showing the process of attaching the electrode 32.
  • FIG. 3 with an electrode according to the present embodiment includes a case 33 (see FIG. 3) that forms an outline of the communication unit 31, and a cable 34 that connects the communication unit 31 and the electrode 32. Is further provided.
  • the electrode 32 is electrically connected to the communication unit 31 via the cable 34. Since the communication terminal with electrode 3 of the present embodiment performs electric field communication in a state where the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60 in a non-contact manner, the electrode 32 is not in direct contact with the conductive member 60. used.
  • FIG. 4C is a perspective view showing a structure of the charging cable 5 which is a supply line in the first embodiment.
  • the first conductor 601 included in the supply line includes the core wire 534 of the electric wire 53 included in the charging cable 5.
  • the 2nd conductor 602 electrically connected to the 1st conductor 601 is the internal electric wire 15 (FIG. 3) which electrically connects between the charging port 12 and the charging circuit 14 in the 1st apparatus (electric vehicle 1).
  • Core wire 154 (see FIG. 4A).
  • These electric wires are vinyl insulated electric wires in which, for example, a copper core wire is covered with a coating such as vinyl.
  • the electrode 32 is electric field-coupled to the conductive member 60 by being spaced apart from the conductive member 60 made of at least one of the first conductor 601 and the second conductor 602 as described above.
  • the conductive member 60 includes the second conductor 602, and the electrode 32 is electrically coupled to the second conductor 602.
  • the electrode 32 is configured to be electrically coupled to the conductive member 60 by being capacitively coupled to the conductive member 60.
  • the magnitude of the electrostatic capacitance component (hereinafter referred to as “coupling capacitance”) formed between the electrode 32 and the conductive member 60 is the distance from the electrode 32 to the conductive member 60, the electrode 32, and the conductive member. 60 is determined by the dielectric constant of the inclusion interposed between the two. Note that it is only necessary to provide an interval between the electrode 32 and the conductive member 60 so that a coupling capacitance is formed. It is not essential that the coating 155 be interposed between the electrode 32 and the conductive member 60. For example, there may be a gap (space) between the electrode 32 and the conductive member 60.
  • the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60 by capacitive coupling, so that the coupling loss between the electrode 32 and the conductive member 60 can be kept small.
  • the electric field coupling between the electrode 32 and the conductive member 60 can also be realized, for example, by arranging the electrode 32 made of an electric wire so as to be entangled with the conductive member 60. However, in this electric field coupling, the coupling is compared with the capacitive coupling. Loss increases. In capacitive coupling, since the electrode 32 and the surface of the conductive member 60 face each other in parallel, the coupling loss between the electrode 32 and the conductive member 60 can be kept small.
  • the electrode 32 is preferably made of a conductive sheet.
  • the electrode 32 is more preferably composed of, for example, a mesh-like metal sheet, metal foil, metal tape, or the like.
  • the communication unit 31 includes a transmission circuit 311, a reception circuit 312, a control circuit 313, and a power supply circuit 314, and the transmission circuit 311, the reception circuit 312, the control circuit 313, and the power supply circuit. 314 is disposed in the case 33.
  • the transmission circuit 311 is electrically connected to the electrode 32, and is configured to generate a transmission signal including information by modulating a carrier wave and apply the transmission signal to the electrode 32.
  • the transmission circuit 311 uses, for example, a rectangular wave of about 10 [MHz] as a carrier wave and employs OOK (On Off Keying) as a modulation method.
  • OOK On Off Keying
  • the transmission circuit 311 applies a transmission signal to the electrode 32, an electric field (quasi-electrostatic field) is induced in the conductive member 60 that is electrically coupled to the electrode 32.
  • the electric field induced in the conductive member 60 propagates through the conductive member 60 with very small attenuation, and reaches the second device (charging device 2), whereby the counterpart terminal (second device) provided in the second device.
  • the transmission signal is received by the receiving circuit 412 of the communication terminal 4).
  • the receiving circuit 312 is electrically connected to the electrode 32 and is configured to receive a transmission signal from the counterpart terminal.
  • the receiving circuit 312 receives a transmission signal induced in the electrode 32 by the electric field generated in the conductive member 60 that is electrically coupled to the electrode 32, and demodulates the transmission signal to obtain information contained in the transmission signal. Extract.
  • the control circuit 313 has an MPU (Micro Processing Unit) as a main configuration, and is configured to control the transmission circuit 311 and the reception circuit 312. Thereby, the communication part 31 can communicate with the other party terminal (2nd communication terminal 4) using the signal transmitted by using the electroconductive member 60 as a medium.
  • the communication unit 31 includes both the transmission circuit 311 and the reception circuit 312, so that transmission signals can be transmitted and received, and bidirectional communication can be performed with a counterpart terminal.
  • the power supply circuit 314 is configured to supply power for operation to each of the transmission circuit 311, the reception circuit 312, and the control circuit 313.
  • the power supply circuit 314 has, for example, a primary battery as a power supply, and supplies the power of the primary battery to each circuit.
  • the communication unit 31 communicates with the counterpart terminal in a state where the first device and the second device are connected via the supply line, and the first device and the second device are not connected via the supply line. In the state, communication with the counterpart terminal is not performed.
  • the first device is the electric vehicle 1
  • the second device is the charging device 2
  • the supply line is the charging cable 5.
  • the 2nd communication terminal 4 becomes an other party terminal. Accordingly, the communication unit 31 of the first communication terminal 3 performs communication with the second communication terminal 4 in a state where the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected by the charging cable 5, and in the state where the electric communication vehicle 31 is not connected, the second communication is performed.
  • connection detection unit detects that the plug 51 is connected to the charging outlet 21
  • the communication unit 31 determines that the first device and the second device are connected via the supply line, and the counterpart terminal Communication with the second communication terminal 4 is performed.
  • the connection detection unit detects that the connection between the plug 51 and the charging outlet 21 is released
  • the communication unit 31 is in a state where the first device and the second device are not connected by the supply line. And communication with the second communication terminal 4 which is the counterpart terminal is not performed.
  • the connection detection unit may be included in the communication unit 31, or may be provided separately from the communication unit 31.
  • the connection detection unit optically detects the connection state of the plug 51 of the charging cable 5 to the charging outlet 21 using, for example, infrared reflection or the like, or detects the connection state electrically. Configured as follows.
  • the connection detection unit may be configured to detect the connection state of the connector 52 of the charging cable 5 to the charging port 12 instead of the connection state of the plug 51 to the charging outlet 21.
  • the first communication terminal 3 and the second communication terminal 4 mainly use an electric field component that attenuates in proportion to the cube of the distance from the electrode 32 when propagating in space, and a specific communication path (here, Communication is performed by electric field communication in which a predetermined signal propagates through the conductive member 60). Therefore, even when the electric vehicle 1 and the charging device 2 are not connected by the charging cable 5, the first communication terminal 3 and the second communication terminal are in a case where the electric vehicle 1 and the charging device 2 are in the immediate vicinity of the charging outlet 21 of the plug 51 of the charging cable 5. 4 may be able to communicate.
  • the communication unit 31 communicates with the counterpart terminal only in a state where the first device and the second device are connected via the supply line as described above. Communication is possible only when
  • the communication unit 31 of the electrode-equipped communication terminal 3 configured as described above constitutes the communication terminal 30 without the electrode 32. That is, the communication terminal 30 according to the present embodiment includes a communication unit 31.
  • the communication unit 31 includes a connection terminal 315 that is electrically connected to the electrode 32.
  • the connection terminal 315 is detachably connected to a connector 341 provided at the end of the cable 34 opposite to the electrode 32. That is, in a state where the connector 341 is connected to the connection terminal 315, the connection terminal 315 is electrically connected to the electrode 32 via the cable 34.
  • the connection terminal 315 is disposed so as to be exposed at a part of the case 33.
  • the communication terminal 30 configured in this way constitutes the electrode-equipped communication terminal 3 together with the electrode 32 by connecting the electrode 32 to the connection terminal 315. Therefore, when there are a plurality of types of electrodes 32, the communication terminal 30 can connect and use any of the plurality of types of electrodes 32.
  • the electrode 32 is a conductive sheet. Since the electrode 32 is made of a conductive material, the electrode 32 efficiently converts, for example, a transmission signal (power) output from the transmission circuit 311 into an electric field, and the first conductor 601 or the second conductor 602. Can be superimposed as an electric field. This is because the electrode 32 made of a conductive material is substantially equipotential over the whole and there is almost no electrical loss at the electrode 32, so that the transmission signal is almost uniformly and without loss throughout the electrode 32. This is because it is applied.
  • the loss of the transmission signal in the communication path for example, the path from the transmission circuit 311 to the reception circuit 412 of the counterpart terminal (second communication terminal 4) can be suppressed, and the communication unit 31 reduces the power required for communication. It can be kept low.
  • the communication unit 31 is battery-driven, the life of the battery is extended, and the battery replacement cycle can be extended.
  • the electrode 32 may be made of a non-conductive material (electrical insulating material) such as synthetic resin, and in this case, electric field coupling with the conductive member 60 is possible.
  • a non-conductive material electrical insulating material
  • the electric potential on the surface of the electrode 32 becomes non-uniform and the electrical loss on the surface of the electrode 32 becomes larger than in the case where the electrode 32 is made of a conductive material. Transmission loss may increase.
  • the electrode 32 is electric field coupled to the second conductor 602 by being wound around the internal electric wire 15 as shown in FIG.
  • the electrode 32 is wound around the internal wire 15 from above the coating 155 (see FIG. 4A).
  • the electrode 32 is intended to face the second conductor 602 through the covering 155 without breaking the covering 155 for the internal electric wire 15 having a structure in which the second conductor 602 including the core wire 154 is covered with the covering 155. Placed in. Therefore, the distance from the electrode 32 to the second conductor 602 is substantially equal to the thickness dimension of the coating 155.
  • the electrode 32 is capacitively coupled to the conductive member 60 (electric field) by being spaced from the conductive member 60 (second conductor 602) by the thickness dimension of the covering 155. Will be combined).
  • the electrode 32 is disposed so as to surround the conductive member 60 over the entire circumference of the conductive member 60 in the circumferential direction. That is, in the case where the conductive member 60 (second conductor 602) is composed of the core wire 154 of the internal electric wire 15, the conductive member extends over the entire circumference in the circumferential direction of the cross section orthogonal to the extending direction (length direction) of the internal electric wire 15.
  • An electrode 32 is arranged so as to surround 60. Thereby, the opposing area of the electrode 32 and the electrically-conductive member 60 can be ensured as much as possible, and a transmission loss can be suppressed small.
  • the impedance of the communication terminal 30 (communication unit 31) viewed from the electrode 32 and the impedance of the electrode 32 viewed from the communication terminal 30 are set so as to match in the frequency of the carrier wave of the transmission signal, thereby reducing the coupling loss. Get smaller.
  • the impedance of the communication terminal 30 viewed from the electrode 32 and the electrode 32 viewed from the communication terminal 30 near the carrier frequency of 10 [MHz]. If the impedance is close to the value, the coupling loss can be reduced.
  • the electrode 32 is disposed so as to surround the conductive member 60 over the entire circumference in the circumferential direction of the conductive member 60, and the electrode 32 has a part in the circumferential direction of the conductive member 60. It may be arrange
  • the wiring between the charging device 2 and the electric vehicle 1 is a single-phase three-wire 100V wiring. That is, as shown in FIG. 3, the internal electric wire 15 as the conductive member 60 has a pair of voltage lines 151 and 152 composed of an L1 phase and an L2 phase, and a neutral wire 153 that is an N phase.
  • the neutral wire 153 is electrically connected to a stable potential point such as the ground at the charging device 2 via the charging cable 5. That is, the neutral wire 153 is grounded.
  • the ground voltage of the neutral wire 153 becomes 0 [V]
  • the ground voltages of the pair of voltage lines 151 and 152 become 100 [V].
  • the voltage between one (L1-phase) voltage line 151 and the N-phase neutral line 153 is 100 [V]
  • the other (L2-phase) voltage line 152 and the N-phase neutral line 153 Is 100 [V]
  • the voltage between the pair of voltage lines 151 and 152 is 200 [V].
  • the resource is electric power
  • the conductive member 60 has a neutral line 153 and voltage lines 151 and 152.
  • the electrode 32 is configured to be electrically coupled only to the voltage lines 151 and 152 of the neutral line 153 and the voltage lines 151 and 152.
  • the electrode 32 is wound around two of the three internal electric wires 15 (both voltage lines 151 and 152) so that the pair of voltage lines 151 and 152 are bundled by the electrode 32.
  • FIG. 4D is a perspective view of a main part showing another example of the attachment state of the first communication terminal according to the first embodiment. 4D, the same reference numerals are given to the same portions as those of the first terminal shown in FIG.
  • the electrode 32 is wound only on one voltage line 151 of the pair of voltage lines 151 and 152, and is not wound on the voltage line 152.
  • the electrode 32 is wound so as to be in close contact with the coating 155 with almost no gap.
  • the electrode 32 is preferably electric field-coupled only to the voltage lines 151 and 152 excluding the neutral line 153 of the conductive member 60. That is, in electric field communication, signal transmission is performed using an electric field generated between the conductive member 60 and the reference potential point, and therefore the neutral line 153 that can be the reference potential point is not included in the conductive member 60. It is preferable. Further, the electrode 32 may be electric field coupled to both of the pair of voltage lines 151 and 152 as shown in FIG. 3, or may be electric field coupled to only one of the pair of voltage lines 151 and 152 as shown in FIG. 4D. May be. Comparing these configurations, the configuration of FIG.
  • the electrode 32 is electric field coupled to both of the pair of voltage lines 151 and 152 is the same as the configuration of FIG. 4D (the electrode 32 is of the pair of voltage lines 151 and 152).
  • the reception intensity of the signal is higher than that of one of which is electric field coupled.
  • the electrode 32 is a mesh-like sheet formed in a band shape, and is wound around the internal electric wire 15 so as to be wound around the internal electric wire 15 a plurality of times.
  • the electrode 32 preferably has a configuration in which an adhesive is applied on one side. According to this configuration, since the electrode 32 is relatively thin and easy to wind, it is easy to wind the electrode 32 so that the electrode 32 is brought into close contact with the relatively thin (small diameter) internal electric wire 15.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are perspective views of essential parts showing still another attachment process of the electrode 32 of the first embodiment.
  • hook and loop fasteners 321 are provided on both surfaces of the electrode 32.
  • the electrode 32 is wound around the internal electric wire 15 by being fastened by the surface fasteners 321 on both surfaces of the electrode 32 while being wound around the internal electric wire 15. According to this configuration, since the electrode 32 can be freely attached and detached, it is easy to remove the electrode 32 including the electrode 32 from the internal electric wire 15 during maintenance of the communication terminal 3 with electrode.
  • the electrode 32 is preferably composed of a mesh-like metal sheet, a metal foil, a metal tape, or the like.
  • the electrode 32 becomes easy to adhere
  • the mesh-like metal sheet has better adhesion to the surface of the internal electric wire 15 than the metal foil or metal tape, and is wound around the internal electric wire 15 with almost no air layer between the internal electric wire 15. Is possible.
  • the magnitude of the coupling capacitance between the electrode 32 and the conductive member 60 is determined by the distance from the electrode 32 to the conductive member 60 and the dielectric constant of the inclusions interposed between the electrode 32 and the conductive member 60.
  • the transmission loss decreases as the coupling capacity increases. Therefore, if a structure having high adhesion with the internal electric wire 15 is employed as the electrode 32, the distance from the electrode 32 to the conductive member 60 is reduced, and an air layer is interposed between the electrode 32 and the conductive member 60. By becoming difficult, the coupling capacity increases and the transmission loss decreases.
  • the electrode 32 has a mesh shape, the internal electric wire 15 is exposed from the mesh of the electrode 32, and the electrode 32 does not completely cover the internal electric wire 15.
  • the fact that the electrode 32 does not completely cover the internal electric wire 15 does not significantly affect the transmission loss.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view of a main part showing another example of the electrode 32 of the first embodiment.
  • 6B is an enlarged cross-sectional view of a portion 6B of the electrode 32 shown in FIG. 6A.
  • the electrode-equipped communication terminal 3 may further include an electrical insulator 322 that covers the electrode 32 as shown in FIGS. 6A and 6B.
  • an electrical insulator 322 made of a synthetic resin coating material is provided so as to cover both surfaces of the electrode 32.
  • the electrical insulator 322 is formed by, for example, coating the electrode 32 with a resin, or winding a tape having electrical insulation around the electrode 32.
  • the electrode 32 can be prevented from coming into direct contact with the metal conductor around the internal electric wire 15.
  • the electrical insulator 322 since the electrode 32 is protected by the electrical insulator 322, even when the electrode 32 is made of a material such as copper, the aging of the electrode 32 due to rust is suppressed, and as a result, Transmission loss can be kept low over a long period of time.
  • the electrical insulator 322 preferably has a moisture barrier property so that moisture does not adhere to the electrode 32.
  • the electrical insulator 322 may be provided only on one side of the electrode 32. In this case, the electrode 32 is wound around the internal electric wire 15 with the surface of the electrical insulator 322 as the outside, and the electrode 32 is wound on the electrical insulator 322. Not exposed from.
  • the dimension of the electrode 32 in the extension direction D32 of the conductive member 60 is preferably less than 1 ⁇ 4 of the wavelength of the signal.
  • the dimension of the electrode 32 in the extending direction D32 of the conductive member 60 is referred to as a coupling length Lc of the electrode 32 (see FIG. 3).
  • the coupling length Lc of the electrode 32 is preferably less than ⁇ / 4 [m].
  • the wavelength ⁇ of the signal here is the wavelength of the carrier wave of the transmission signal.
  • the transmission circuit 311 transmits a signal (transmission signal) using a carrier wave of 10 [MHz]
  • the wavelength ⁇ of the signal is 30 [m].
  • ⁇ Attaching method of electrode-equipped communication terminal> When attaching the electrode-equipped communication terminal 3, the worker fixes the communication unit 31 of the electrode-equipped communication terminal 3 at an arbitrary position of the electric vehicle 1 (first device) and causes the electrode 32 to be electrically coupled to the conductive member 60. . At this time, the operator can cause the electrode 32 to be electrically coupled to the conductive member 60 by winding the electrode 32 around the inner wire 15 from above the coating 155.
  • the communication unit 31 is fixed by fastening the case 33 around the charging port 12 of the body of the electric vehicle 1 with a bolt.
  • the fixing position for fixing the communication unit 31 in the electric vehicle 1 is determined according to the length of the cable 34 so that the communication unit 31 and the electrode 32 can be connected by the cable 34.
  • the communication unit 31 has a primary battery as a power source in the power supply circuit 314, an operator needs to connect an external power source to the communication unit 31 in order to secure power for operation of the communication unit 31.
  • a primary battery as a power source in the power supply circuit 314
  • the operator when attaching the electrode-equipped communication terminal 3 of the present embodiment to the electric vehicle 1, the operator does not need to electrically connect the electrode-equipped communication terminal 3 to the electric system of the electric vehicle 1. It can be attached by a relatively simple operation that does not involve the processing of one electrical system. Therefore, as long as there is a space for attaching the electrode-equipped communication terminal 3 to the electric vehicle 1 as the first device, the electrode-equipped communication terminal 3 can be easily retrofitted to the electric vehicle 1 as the first device.
  • the first communication terminal 3 provided in the first device and the second communication terminal 4 provided in the second device have the same configuration. Therefore, the description of the electrode-equipped communication terminal 3 as the first communication terminal 3 described above refers to the electrode as the second communication terminal 4 by replacing the first device (electric vehicle 1) with the second device (charging device 2).
  • the attached communication terminal 4 will be described.
  • the communication unit 31 (communication terminal 30), the electrode 32, the case 33, and the cable 34 of the first communication terminal 3 are respectively connected to the communication unit 41 (communication terminal 40), the electrode 42, the case 43, and the cable 34 of the second communication terminal 4. It corresponds to the cable 44.
  • the transmission circuit 311, the reception circuit 312, the control circuit 313, the power supply circuit 314, the connection terminal 315, and the connector 341 are respectively connected to the transmission circuit 411, the reception circuit 412, the control circuit 413, the power supply circuit 414, the connection terminal 415, and the connector 441. Equivalent to.
  • FIG. 7A is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 7B is a perspective view of a main part illustrating an example of another attachment state of the second communication terminal of Embodiment 1.
  • the second conductor 603 that is electrically connected to the first conductor 601 is an internal part that electrically connects the charging outlet 21 and the power feeding circuit 23 in the second device. It consists of the core wire 244 (refer FIG. 7A) of the electric wire 24 (refer FIG. 7A).
  • the electrode 42 of the electrode-equipped communication terminal 4 is electrically coupled to the second conductor 603 by being wound around the internal wire 24 as shown in FIGS. 7A and 7B.
  • the electrode 42 is wound around the inner wire 24 from above the coating 245.
  • the electrode 42 is disposed so as to surround the conductive member over the entire circumference of the conductive member 60 in the circumferential direction. That is, when the conductive member 60 (second conductor 603) is formed of the core wire 244 of the internal electric wire 24, the conductive member 60 (second conductor 603) is conductive over the entire circumference in the circumferential direction of the cross section orthogonal to the extending direction D24 (length direction) of the internal electric wire 24. An electrode 42 is disposed so as to surround the member 60.
  • the internal electric wire 24 as the conductive member 60 includes the L1 phase and the L2 It has a pair of voltage lines 241 and 242 made of a phase, and a neutral line 243 that makes an N phase.
  • Neutral wire 243 is electrically connected to a stable potential point such as the ground. That is, the neutral wire 243 is grounded.
  • the ground-to-ground voltage of the neutral line 243 which is the voltage between the neutral line 243 and the stable potential point, becomes 0 [V]
  • the voltage between each of the pair of voltage lines 241 and 242 and the stable potential point is The voltage between each of the voltage lines 241 and 242 is 100 [V].
  • the voltage between one (L1-phase) voltage line 241 and the N-phase neutral line 243 is 100 [V]
  • the other (L2-phase) voltage line 242 and the N-phase neutral line 243 Is 100 [V]
  • the voltage between the pair of voltage lines 241 and 242 is 200 [V].
  • the resource is electric power
  • the conductive member 60 has a neutral line 243 and voltage lines 241 and 242.
  • the electrode 42 is configured to be electrically coupled to only the voltage lines 241 and 242 of the neutral line 243 and the voltage lines 241 and 242, and is not substantially electrically coupled to the neutral line 243.
  • the electrode 42 is wound around two of the three internal electric wires 24 (both voltage lines 241 and 242) so that the pair of voltage lines 241 and 242 are bundled by the electrode 42.
  • the electrode 42 is wound only on one voltage line 241 of the pair of voltage lines 241 and 242.
  • the electrode 42 is wound so as to be in close contact with the coating 245 with almost no gap.
  • the electrode 42 is electrically coupled only to the voltage lines 241 and 242 except for the neutral line 243 in the conductive member 60. That is, in electric field communication, signal transmission is performed using an electric field generated between the conductive member 60 and the reference potential point, and therefore the neutral line 243 that can be the reference potential point is not included in the conductive member 60. It is preferable.
  • the electrode 42 may be electric field coupled to both of the pair of voltage lines 241 and 242 as shown in FIG. 7A, or may be electric field coupled to only one of the pair of voltage lines 241 and 242 as shown in FIG. 7B. The other does not have to be electric field coupled. Comparing these configurations, the configuration of FIG.
  • FIG. 7A (the electrode 42 is electric field coupled to both of the pair of voltage lines 241 and 242) is the configuration of FIG. 7B (the electrode 42 is of the pair of voltage lines 241 and 242).
  • the signal reception intensity is higher than that of the electric field coupling only on one side.
  • the first and second communication terminals 3 and 4 have the same mode of electric field coupling with the conductive member 60 of the electrodes 32 and 42. That is, when the electrode 32 of the first communication terminal 3 is electric field coupled to both of the pair of voltage lines 151 and 152 (see FIG. 3), the electrode 42 of the second communication terminal 4 is connected to the pair of voltage lines 241 and 242. It is preferable that both are electrically coupled (see FIG. 7A). On the other hand, when the electrode 32 of the first communication terminal 3 is electric field coupled only to one voltage line 151 (see FIG. 4D), the electrode 42 of the second communication terminal 4 is electric field coupled only to one voltage line 241. (See FIG. 7B). When the electrodes 32 and 42 are electrically coupled to only one of the voltage lines, respectively, the voltage line to which the electrode 32 is coupled and the voltage line to which the electrode 42 is coupled are preferably in phase, (L1 phase and L2 phase) may be sufficient.
  • the second communication terminal 4 may have a function of controlling the power feeding circuit 23 of the charging device 2.
  • the second communication terminal 4 determines whether or not to supply electric power from the charging device 2 to the electric vehicle 1 as the first device by switching on and off of a relay provided in the power feeding circuit 23, for example. Can be switched.
  • the second communication terminal 4 has a function of controlling the power feeding circuit 23 of the charging device 2.
  • the reference potential point of the communication unit 41 of the second communication terminal 4 is grounded.
  • the reference potential point of the communication unit 41 serving as the circuit ground in the transmission circuit 411 and the reception circuit 412 is electrically connected to an object having a stable potential that can serve as a reference, such as the ground, by a conductor. Is grounded.
  • the communication unit 41 is stabilized with the potential at the reference potential point being the same as the stable potential point such as the ground, and the transmission efficiency is higher than when the reference potential point is not grounded.
  • the reference potential point of the communication unit 41 is stable. By doing so, transmission loss can be kept small, leading to improvement in transmission efficiency.
  • stabilization of the reference potential point of the communication unit 41 leads to reduction of unnecessary radiation.
  • the reference potential point of the communication unit 41 is grounded via the frame ground of the charging device 2. That is, in the charging device 2, the casing 22 is made of metal having conductivity, and the reference potential point of the power feeding circuit 23 is electrically connected to the casing 22. The reference potential point of the communication unit 41 is electrically connected to the housing 22 together with the reference potential point of the power feeding circuit 23. Further, the casing 22 of the charging device 2 is grounded by being electrically connected to an object having a stable potential such as the ground by a conductor. As a result, the reference potential point of the communication unit 41 is grounded to the ground or the like via the housing 22 that is the frame ground of the charging device 2. In the charging device 2, it is not essential that the entire casing 22 has conductivity.
  • the reference potential point is grounded to the ground or the like via a housing 22 that is a frame ground of the charging device 2.
  • a transmission signal can be transmitted with the electric field on the basis of the frame ground (electric potential of the housing
  • FIG. the end points of the lines of electric force coming out of the electrodes 42 are concentrated on the frame ground (housing 22) of the charging device 2, so that the electric field can be stabilized and transmission loss can be kept small, and transmission efficiency can be improved. It leads to reduction of unnecessary radiation.
  • the reference potential point of the communication unit 31 is connected (grounded) to the conductive unit of the electric vehicle 1.
  • the conductive portion is a conductive portion such as a metal portion having a substantially equipotential in the vehicle body 13 including the frame and the body.
  • the conductive portion is electrically connected to a negative terminal of a battery for electrical equipment (apart from the traveling storage battery 11).
  • the communication unit 31 is body-grounded.
  • electric field communication mainly composed of an electric field becomes more dominant so that the space does not travel through the second conductor 602 or the first conductor 601. Electromagnetic waves radiated to the surface are reduced, leading to a reduction in unnecessary radiation.
  • the electric field used in the electric field communication is stabilized, and the signal transmission efficiency is improved.
  • the larger the surface area of the conductive portion the greater the above-described effect that is achieved by connecting the reference potential point of the communication unit 31 to the conductive portion. This is because the ground bounce generated from the electric field coupling portion is further suppressed.
  • the reference potential point of the communication unit 41 is grounded together with the neutral wire 243. That is, the internal electric wire 24 as the conductive member 60 (second conductor 603) in the charging device 2 has the neutral wire 243 that becomes the N phase as described above. Therefore, the reference potential point of the communication unit 41 is configured to be electrically connected to the neutral wire 243 and grounded together with the neutral wire 243.
  • the neutral wire 243 is not grounded, if an electric field (signal) is superimposed on the neutral wire 243, interference may occur between the plurality of charging devices 2 via the neutral wire. Interference is likely to occur when the neutral line of the power source is common to a plurality of charging devices 2.
  • the communication unit 41 can also transmit a transmission signal by an electric field generated between the voltage lines 241 and 242 and the neutral line 243, compared with the case where the ground is the end point of the electric force line. The distance from the start point to the end point of the line is shortened. For this reason, the lines of electric force are not easily affected by obstacles and the like, the electric field is stabilized, and transmission loss can be suppressed small, leading to improvement in transmission efficiency. It should be noted that the effect of stabilizing the electric field increases as the position is closer to the grounding point of the neutral wire and closer to the charging device 2.
  • the communication system of the present embodiment includes the first communication terminal 3 and the second communication terminal 4 configured as described above. That is, the communication system is provided between the first communication terminal 3 provided in the first device and the second communication device provided in the second device that exchanges resources with the first device through the supply line. And a second communication terminal 4 that performs communication.
  • At least one of the first communication terminal 3 and the second communication terminal 4 includes the electrode 32 (or 42) and the communication unit 31 (or 41).
  • the electrode 32 (or 42) is spaced from the conductive member 60 formed of at least one of the first conductor 601 included in the supply line and the second conductor 602 (or 603) electrically connected to the first conductor 601.
  • the electric field coupling with the conductive member 60 is achieved by disposing them.
  • the communication unit 31 (or 41) is electrically connected to the electrode 32 (or 42), and performs communication with the counterpart terminal using a signal transmitted using the conductive member 60 as a medium.
  • the first device is the electric vehicle 1 equipped with the storage battery 11.
  • the second device is a charging device 2 that supplies power as a resource to the first device through a supply line (charging cable 5) and charges the storage battery 11.
  • the charging system 10 can operate as follows. That is, when the first communication terminal 3 provided in the electric vehicle 1 (first device) and the second communication terminal 4 provided in the charging device 2 (second device) communicate with each other, the charging system 10 is The signal can be exchanged between the electric vehicle 1 and the charging device 2.
  • the charging system 10 electric power is supplied from the power supply circuit 23 of the charging device 2 to the charging circuit 14 of the electric vehicle 1 in a state where the electric vehicle 1 is electrically connected to the charging device 2 via the charging cable 5.
  • the charging device 2 may perform an authentication process for the electric vehicle 1 in order to charge for the amount of charge, for example, or to determine whether or not the electric vehicle 1 is a vehicle that is permitted to receive power. Conceivable. Therefore, the charging system 10 enables transmission / reception of signals between the electric vehicle 1 and the charging device 2 necessary for the authentication process of the electric vehicle 1 by using the communication system as described above.
  • the charging device 2 first acquires identification information from the electric vehicle 1 by communication.
  • the identification information of the electric vehicle 1 is information set in one-to-one correspondence with the electric vehicle 1 and is registered in advance in the first communication terminal 3 provided in the electric vehicle 1.
  • the identification information is registered, for example, by being preset at the time of manufacturing the first communication terminal 3 or by being written in the memory of the first communication terminal 3 by a dedicated setting device.
  • the first communication terminal 3 automatically identifies information. Start sending.
  • the first communication terminal 3 repeatedly transmits the identification information at a predetermined time interval several times, and the second communication terminal 4 receives the identification information transmitted from the first communication terminal 3 even once, thereby The identification information of the vehicle 1 is acquired. That is, the first communication terminal 3 is configured to transmit identification information unique to the first device (electric vehicle 1) to the second communication terminal 4 by communication with the second communication terminal 4.
  • the second communication terminal 4 When the second communication terminal 4 acquires the identification information of the electric vehicle 1, the second communication terminal 4 collates the identification information with the collation information registered in advance.
  • the collation information is regularly registered identification information, and is registered in advance in the second communication terminal 4 provided in the charging device 2.
  • the verification information is registered by being written in the memory of the second communication terminal 4, for example.
  • the verification information may be registered in advance in the authentication server.
  • the 2nd communication terminal 4 transmits the identification information of the electric vehicle 1 to an authentication server, and authentication of identification information is performed in an authentication server.
  • the second communication terminal 4 or the authentication server that authenticates the identification information determines that the verification is successful if the registered verification information matches the acquired identification information, and the registered verification information and the acquired identification If the information does not match, it is determined that the verification has failed.
  • the authentication server authenticates the identification information
  • the authentication server transmits whether the verification of the identification information is successful or unsuccessful to the second communication terminal 4 as an authentication result of the identification information.
  • the 2nd communication terminal 4 starts supply of the electric power from the 2nd apparatus (charging device 2) to the 1st apparatus (electric vehicle 1), when collation of identification information succeeds.
  • the second communication terminal 4 is configured not to supply power from the second device (charging device 2) to the first device (electric vehicle 1) when the verification of the identification information is not successful. That is, the second communication terminal 4 controls the power feeding circuit 23 of the charging device 2 according to the authentication result of the identification information, and switches whether to supply power from the charging device 2 to the electric vehicle 1.
  • electric field communication with the counterpart terminal is achieved by exchanging signals with the counterpart terminal using the conductive member 60 as a medium.
  • Electric field communication here uses mainly the electric field that attenuates in proportion to the cube of the distance when propagating in space, so it is non-contact but not by an unspecified route in space but by a specific communication route. Communication between the connected terminals can be established. In other words, in electric field communication, a signal propagating in space is immediately attenuated, and the signal mainly propagates through the conductive member 60 with little attenuation, so communication between terminals connected by a specific communication path is established. Is done.
  • the electrode-equipped communication terminal 3 can establish communication with the counterpart terminal only when the first device and the second device are connected via the supply line (charging cable 5) by using the conductive member 60 as a communication path. it can. As a result, one-to-one communication can be realized even when a plurality of devices that can be communication partners exist near one device.
  • the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60, so that, for example, the electric field component of the transmission signal applied from the transmission circuit 311 can be positively superimposed on the second conductor 602 and the first conductor 601. . Since this electrode 32 is field-coupled to the conductive member 60 by being wound around the existing internal electric wire 15 and the charging cable 5 from above the covering, the electrode-equipped communication terminal 3 is connected to the existing device (first device). ) Can be easily attached later. That is, the electrode 32 is electrically coupled to the medium (conductive member 60), so that the electrode-equipped communication terminal 3 can communicate even if the electrode 32 is not directly connected to the medium, and can be easily installed later. It becomes.
  • the transfer of the communication terminal 3 with an electrode once attached is also possible.
  • the electrode-equipped communication terminal 3 is provided in the device (first device) from the beginning (at the time of manufacture of the device), it does not require soldering of the electrode-equipped communication terminal 3 or a special connector. It is possible to reduce labor.
  • the first device is the electric vehicle 1 equipped with the storage battery 11, and the second device is the charging device 2.
  • the charging device 2 supplies power as a resource to the first device through the supply line (charging cable 5), and charges the storage battery 11.
  • the communication system can realize communication between the electric vehicle 1 and the charging device 2 in the charging system 10. Accordingly, the charging system 10 can perform authentication processing of the electric vehicle 1 in order to charge, for example, according to the amount of charge, or to determine whether or not the electric vehicle 1 is a vehicle that is allowed to be charged. It becomes.
  • the communication terminal 3 with electrodes is connected to the other terminal only after the first device and the second device are connected via the supply line (charging cable 5), a plurality of charging devices 2 are installed side by side. Even in such a case, one-to-one communication between the electric vehicle 1 and the charging device 2 can be realized. Further, even when a plurality of electric vehicles 1 are located in the vicinity of one charging device 2, one-to-one communication between the electric vehicle 1 and the charging device 2 can be realized. As a result, according to this communication system, one-to-one communication can be realized even when a plurality of devices that can be communication partners exist near one device.
  • the first communication terminal 3 transmits identification information unique to the first device (electric vehicle 1) to the second communication terminal 4 by communication with the second communication terminal 4 as in the present embodiment. It is preferable that it is comprised. Thereby, based on the identification information transmitted from the first communication terminal 3 to the second communication terminal 4, for example, it is determined whether or not the electric vehicle 1 is a vehicle that is allowed to be charged for charging according to the amount of charge. Therefore, the authentication process for the electric vehicle 1 can be performed.
  • the second communication terminal 4 is configured not to supply power from the second device (charging device 2) to the first device (electric vehicle 1) when the verification of the identification information is not successful. Therefore, the charging device 2 does not supply power when the verification of the identification information fails because a device other than the legitimate electric vehicle 1 is connected or the like, thereby supplying wasteful power to unauthorized devices. Can be prevented.
  • the electric vehicle 1 is used as a first device in the communication system and includes a first communication terminal 3. Therefore, according to this electric vehicle 1, even when there are a plurality of devices (charging devices 2) that can be communication partners in the vicinity of one electric vehicle 1, the charging actually connected by the charging cable 5 is possible. One-to-one communication for the device 2 can be realized.
  • the charging device 2 is used as a second device in the communication system and includes a second communication terminal 4. Therefore, according to this charging device 2, even when there are a plurality of devices (electric vehicle 1) that can be communication partners in the vicinity of one charging device 2, One-to-one communication for the vehicle 1 can be realized.
  • the relationship between the first device and the second device is not limited to the example of the above embodiment, and may be reversed. That is, the first device may be the charging device 2 and the second device may be the electric vehicle 1.
  • the electrode-equipped communication terminal 4 provided in the charging device 2 that is the first device is the first communication terminal
  • the electrode-equipped communication terminal 3 provided in the electric vehicle 1 that is the second device is the second communication terminal.
  • the charging device 2 is replaced with the first device, for example, in the configuration described in the column “Details of the electrode-equipped communication terminal”
  • the reference potential point of the communication unit 41 indicates the frame ground of the first device (charging device 2). It can be read that it is grounded.
  • the first device is not limited to the electric vehicle 1 as long as it is a device to which power is supplied from the second device, and may be a stationary power storage device, for example.
  • the first device and the second device may be configured to exchange resources through the supply line, and the resource is not limited to electric power.
  • the resource is petroleum fuel such as gasoline or light oil, an automobile, a two-wheeled vehicle, or the like that uses petroleum fuel becomes the first device, and the refueling device becomes the second device.
  • the resource is gasoline
  • the pipe and nozzle serving as the resource supply line are made of metal, the nozzle is inserted into the fuel filler port of the vehicle, whereby the vehicle and the fueling device are electrically connected to each other. Communication between the communication terminal and the second communication terminal is established.
  • the resource is hydrogen
  • the fuel cell vehicle using hydrogen is the first device
  • the hydrogen supply device is the second device.
  • FIG. 8 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the second embodiment.
  • the communication terminal with an electrode according to the present embodiment is different from the communication terminal with an electrode according to the first embodiment in the coupling state of the electrode 32 to the conductive member 60.
  • the same configurations as those of the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the electrode 32 of the electrode-equipped communication terminal 3 (first communication terminal) provided in the electric vehicle 1 (first device) includes a neutral line 153, a voltage line 151, 152 is configured to be electrically coupled to all of them. That is, in the present embodiment, as in the first embodiment, the resource transferred between the first device (electric vehicle 1) and the second device (charging device 2) is electric power, and the conductive member 60 is in the middle. And the voltage lines 151 and 152. In the first embodiment, the electrode 32 is electric field-coupled only to the voltage lines 151 and 152 of the neutral line 153 and the voltage lines 151 and 152, whereas in the present embodiment, the electrode 32 is a neutral line. 153 and voltage lines 151 and 152 are all electrically coupled.
  • the internal electric wire 15 of the electric vehicle 1 includes a pair of voltage lines 151 and 152 including an L1 phase and an L2 phase, and a neutral line 153 serving as an N phase as one internal cable. 150. That is, the internal cable 150 is configured by a total of three internal electric wires 15 including a pair of voltage wires 151 and 152 and a neutral wire 153 covered with an insulating sheath (outer sheath) and bundled into one. Yes. Therefore, in the first device (electric vehicle 1), the charging port 12 and the charging circuit 14 are electrically connected by the single internal cable 150. As shown in FIG. 8, the electrode 32 is wound around the internal cable 150 from above the sheath, so that the electric field coupling with the conductive member 60 (second conductor 602) can be performed without processing the internal cable 150. Realize.
  • the internal cable 150 It is possible to attach the electrode 32 from above the outer sheath (sheath). Therefore, the operator who installs the electrode-equipped communication terminal 3 can make the electric field coupling of the electrode 32 to the core wire 154 of the internal electric wire 15 as the second conductor 602 without performing special processing on the internal cable 150.
  • the retrofit to the electric vehicle 1 is easy.
  • the effect obtained by grounding the reference potential point of the communication unit 41 together with the neutral wire 243 is further increased.
  • the electric field (signal) is more positively superimposed on the neutral wire 243 at the portion of the conductive member 60 that is electrically coupled to the electrode 42, so that the plurality of charging devices 2 as described above.
  • there is a significant interference between the two that is, in the configuration of the present embodiment, if the reference potential point of the communication unit 41 is grounded together with the neutral wire 243, the electric field (signal) component superimposed on the neutral wire 243 can be reduced, and a plurality of units can be reduced. Interference between the charging devices 2 is greatly suppressed.
  • FIG. 9 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the third embodiment.
  • the communication terminal with an electrode according to the present embodiment is different from the communication terminal with an electrode according to the first embodiment in the coupling state of the electrode 32 to the conductive member 60.
  • the same configurations as those of the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the electrode 32 of the electrode-equipped communication terminal 3 (first communication terminal) provided in the electric vehicle 1 (first device) is a charging cable 5 that is a first conductor 601 as shown in FIG. Are coupled to the core wire 534 of the electric wire 53 included in FIG.
  • the resource exchanged between the first device (electric vehicle 1) and the second device (charging device 2) is electric power
  • the conductive member 60 is a neutral wire. 533 and voltage lines 531 and 532.
  • the electrode 32 is field-coupled to all of the neutral wire 533 and the voltage wires 531 and 532.
  • a pair of voltage lines 531 and 532 composed of an L1 phase and an L2 phase and a neutral line 533 serving as an N phase are bundled together by an insulating sheath (outer jacket). Configured. Therefore, the first device (electric vehicle 1) and the second device (charging device 2) are electrically connected by one charging cable 5. As shown in FIG. 9, the electrode 32 is wound around the charging cable 5 from above the sheath, so that the electric field coupling with the conductive member 60 (first conductor 601) can be performed without processing the charging cable 5. Realize.
  • the electrode 32 can be attached to the charging cable 5 serving as the supply line from above the jacket (sheath). Therefore, the operator who attaches the communication terminal 3 with an electrode can carry out the electric field coupling
  • the configuration in which the electrode 32 is attached to the charging cable 5 as in this embodiment is particularly useful in the electric vehicle 1 having a configuration in which the charging cable 5 cannot be removed. That is, depending on the electric vehicle 1, there is no charging port 12 to which the connector 52 of the charging cable 5 is detachably connected, and the charging cable 5 is electrically connected directly to the charging circuit 14. Sometimes.
  • the charging cable 5 is housed in the vehicle body 13 except when the storage battery 11 is charged, and is pulled out of the vehicle body 13 and connected to the charging device 2 when the storage battery 11 is charged. .
  • the charging cable 5 is usually provided at a position where the user of the electric vehicle 1 can touch, so that the operation of attaching the electrode 32 to the charging cable 5 is particularly simple.
  • the configuration of the present embodiment is applicable not only to the first communication terminal 3 but also to the second communication terminal 4. That is, the electrode 42 of the electrode-equipped communication terminal 4 (second communication terminal) provided in the charging device 2 (second device) is connected to the core wire 534 of the electric wire 53 included in the charging cable 5 that is the first conductor 601. Alternatively, it may be electric field coupled.
  • This configuration is particularly useful in the charging device 2 having a configuration in which the charging cable 5 cannot be removed. That is, depending on the charging device 2, there is no charging outlet 21 to which the plug 51 of the charging cable 5 is detachably connected, and the charging cable 5 is electrically connected directly to the power feeding circuit 23. There may be.
  • the charging cable 5 is usually provided at a position where the user of the charging device 2 can touch, and therefore, the work of attaching the electrode 42 to the charging cable 5 is particularly simple.
  • the communication system of this embodiment differs from the communication system of Embodiment 1 in that only one of the first communication terminal 3 and the second communication terminal 4 has an electrode 32 (or 42) that is electrically coupled to the conductive member 60. Is different.
  • the same configurations as those of the first embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the communication unit 41 is connected to the conductive member 60 (at least one of the first conductor 601 and the second conductor 603). It is electrically connected directly.
  • the first communication terminal 3 and the second communication terminal are compared with the case where both the electrode 32 of the first communication terminal 3 and the electrode 42 of the second communication terminal 4 are not in contact with the conductive member 60.
  • the transmission loss between 4 is smaller. That is, for example, if the charging device 2 has a configuration in which the second communication terminal 4 is provided from the beginning (at the time of manufacturing the device), there is no need to retrofit the second communication terminal 4 to the device (charging device 2). By adopting the configuration of this embodiment, the transmission loss can be further reduced.
  • the electric vehicle 1 is the first from the beginning (at the time of manufacturing the electric vehicle).
  • the communication terminal 3 does not need to be provided.
  • the process for attaching the electrode 32 is unnecessary around the supply line through which a large current flows in the electric vehicle 1, the work for installing the first communication terminal 3 is simplified, and the electric vehicle 1 is low.
  • the effect of reducing the cost of the electric vehicle 1 is great in a relatively inexpensive two-wheeled vehicle among the electric vehicles 1.
  • the first communication terminal 3 can be easily attached to an existing vehicle already on the market as a retrofit, and can be applied to many types of vehicles without changing the system.
  • the structure of this embodiment is not restricted to the example mentioned above, Of the 1st communication terminal 3 and the 2nd communication terminal 4, only the 2nd communication terminal 4 provided in the charging device 2 (2nd apparatus) is the electrode 42. You may have.
  • the communication unit 31 in the first communication terminal 3 provided in the electric vehicle 1 (first device), the communication unit 31 is electrically connected to the conductive member 60 (at least one of the first conductor 601 and the second conductor 602). Connected directly to.
  • the first communication terminal 3 and the second communication terminal 4 between the first communication terminal 3 and the second communication terminal 4, only the electrode 42 and the conductive member 60 of the second communication terminal 4 are coupled in a non-contact manner, and the rest are conductive. A communication path directly connected by the member 60 is formed.
  • the first communication terminal 3 and the second communication terminal are compared with the case where both the electrode 32 of the first communication terminal 3 and the electrode 42 of the second communication terminal 4 are not in contact with the conductive member 60.
  • the transmission loss between 4 is smaller. That is, for example, if the electric vehicle 1 has a configuration in which the first communication terminal 3 is provided from the beginning (at the time of manufacture of the device), there is no need to retrofit the first communication terminal 3 to the device (electric vehicle 1). By adopting the configuration of this embodiment, the transmission loss can be further reduced.
  • the configuration of the present embodiment is not limited to the configuration of the first embodiment, and can be applied in combination with the configurations of the second and third embodiments.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a charging system 10 using the communication system of the fifth embodiment. 10 and 11, the same reference numerals are assigned to the same parts as those of the communication system and the charging system 10 of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
  • the charging system 10 includes an electric vehicle 1 and a charging device 2 as shown in FIG.
  • the configuration of the communication terminal with electrodes will be described by taking the first communication terminal 3a as an example.
  • the communication terminal with electrodes having the same configuration as that of the first communication terminal 3a is used as the second communication terminal 4a. Yes. Therefore, hereinafter, unless otherwise specified, a communication terminal with an electrode as the first communication terminal 3a (also referred to as “communication terminal with electrode 3a”) will be described, and a communication terminal with an electrode as the second communication terminal 4a ("electrode" The description of “attached communication terminal 4a”) is omitted.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a of the present embodiment includes a communication unit 31, an electrode 32, and a ground terminal 35 as shown in FIG.
  • the communication unit 31 is provided in the vehicle (first device) and is configured to communicate with the counterpart terminal (second communication terminal 4a).
  • the counterpart terminal is provided in a supply device (second device) that supplies resources to the vehicle through the supply line (charge cable 5).
  • the electrode 32 is configured to be electrically coupled to the conductive member 60 by being disposed at a distance from the conductive member 60.
  • the conductive member 60 includes at least one of a first conductor 601 included in the supply line (charging cable 5) and a second conductor 602 electrically connected to the first conductor 601.
  • the ground terminal 35 serves as a reference potential point for the communication unit 31.
  • the communication unit 31 is electrically connected to the electrode 32 and the ground terminal 35, and is configured to communicate with the counterpart terminal using a signal transmitted using the conductive member 60 as a medium.
  • the ground terminal 35 is electrically connected to a conductive portion 131 made of a conductive material in the vehicle.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a electrically couples the electrode 32 to the conductive member 60 in a non-contact manner by electric field coupling of the electrode 32 to the conductive member 60.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a exchanges signals with the counterpart terminal using the conductive member 60 as a medium, thereby enabling electric field communication with the counterpart terminal.
  • the electric field communication referred to here is communication in which a predetermined signal propagates through a specific communication path (here, the conductive member 60) mainly using a static electrostatic field or a quasi-electrostatic field. In this communication, a predetermined signal is transmitted by an electric field generated with the ground.
  • Such electric field static electrostatic field or quasi-electrostatic field
  • the electric field used in the electric field communication referred to here is rapidly attenuated as the distance increases depending on the distance from the electrode 32.
  • the signal transmitted by this electric field communication does not have the property of propagating in the space with little attenuation, unlike the radiation wave in the case of wireless communication. According to this electric field communication, it is not a specific route in the space. It is possible to establish communication between terminals connected by the communication path. Further, in the electric field communication referred to here, the attenuation of the electric field when propagating through the conductive member 60 is sufficiently smaller than that when propagating through the space. Communication can be established with much less energy.
  • the ground terminal 35 serving as the reference potential point of the communication unit 31 is electrically connected to the conductive unit 131.
  • the conductive portion 131 is a conductive portion such as a metal portion having a substantially equipotential in the vehicle body 13 (see FIG. 11) including the frame and the body.
  • the conductive portion 131 is electrically connected to a negative terminal of a battery for electrical equipment (apart from the traveling storage battery 11).
  • the communication unit 31 is body-grounded by connecting the ground terminal 35 to the conductive unit 131.
  • the impedance of the reference potential point is lower in the communication unit 31 than in the case where the ground terminal 35 is not electrically connected to the conductive unit 131 (electrically floating), so that the potential of the reference potential point is stable. It becomes easy to do.
  • both the conductive portion 131 and the ground existing in the vicinity of the electrode 32 can be the end points of the lines of electric force starting from the electrode 32. May become unstable. For example, a certain line of electric force takes a path in which the electrode 32 is the starting point and the conductive part 131 is the end point, and further, the conductive part 131 is the starting point and the ground is the end point. Take a direct route to.
  • the signal used in the electric field communication is influenced by the installation position of the electrode-equipped communication terminal 3a and the conductive portion 131 around the electrode-equipped communication terminal 3a. It becomes easy to receive. Therefore, if the electric field is unstable, the signal transmission efficiency may vary or be reduced.
  • the ground terminal 35 which is the reference potential point of the communication unit 31
  • the end points of the electric lines of force starting from the electrode 32 are collected in the conductive unit 131. As a result, the electric field used in the electric field communication is stabilized, and the signal transmission efficiency is improved.
  • the conductive member 60 is preferably made of metal.
  • communication can be established even when a conductive resin such as a conductive polymer is used as the conductive member 60.
  • a metal generally has superior conductivity compared to a conductive resin, the conductive member 60 If it is metal, the loss in a communication path can be suppressed small.
  • communication can be established even when a medium mainly composed of water, such as a human body, a water passage hose, a water passage pipe, or the like, is used as the conductive member 60. Loss can be significant.
  • these moisture-based media are not stable in shape, and for example, if the human body, the substantial conductivity (conductivity) changes depending on the posture, etc. Also in terms of surface, the conductive member 60 made of metal is superior.
  • the vehicle is an electric vehicle 1
  • the supply device is a charging device 2
  • the supply line is a charging cable 5
  • the resource is electric power (electric energy).
  • the 2nd communication terminal 4a in the 1st communication terminal 3a provided in the electric vehicle 1, the 2nd communication terminal 4a becomes a partner terminal, and will communicate with the 2nd communication terminal 4a.
  • the first communication terminal 3a serves as the partner terminal and performs communication with the first communication terminal 3a.
  • the electrode-equipped communication terminal according to the present embodiment will be described in detail.
  • the configuration described below is only an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment, and the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment.
  • Various changes can be made in accordance with the design or the like as long as they are not.
  • FIG. 12 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are perspective views of the main part showing the attachment process of the electrode 32.
  • the communication terminal 3 a with an electrode according to the present embodiment includes a case 33 (see FIG. 12) that forms an outline of the communication unit 31, the communication unit 31 and the electrode 32.
  • a cable 34 and a cable 36 are further provided with a cable 34 and a cable 36.
  • the cable 36 connects the communication unit 31 and the ground terminal 35.
  • the electrode 32 is electrically connected to the communication unit 31 via the cable 34. Since the communication terminal 3a with an electrode of this embodiment performs electric field communication in a state where the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60 in a non-contact manner, the electrode 32 is not in direct contact with the conductive member 60. used.
  • FIG. 13C is a perspective view showing a structure of the charging cable 5 which is a supply line in the first embodiment.
  • the first conductor 601 included in the supply line includes the core wire 534 of the electric wire 53 included in the charging cable 5.
  • the 2nd conductor 602 electrically connected to the 1st conductor 601 is the internal electric wire 15 (refer FIG. 12) which electrically connects between the charging port 12 and the charging circuit 14 in a vehicle (electric vehicle 1).
  • Core wire 154 see FIG. 13A).
  • These electric wires are vinyl insulated electric wires in which, for example, a copper core wire is covered with a coating such as vinyl.
  • the electrode 32 is electric field-coupled to the conductive member 60 by being spaced apart from the conductive member 60 made of at least one of the first conductor 601 and the second conductor 602 as described above.
  • the conductive member 60 includes the second conductor 602, and the electrode 32 is electrically coupled to the second conductor 602.
  • the electrode 32 is configured to be electrically coupled to the conductive member 60 by being capacitively coupled to the conductive member 60.
  • the magnitude of the electrostatic capacitance component (hereinafter referred to as “coupling capacitance”) formed between the electrode 32 and the conductive member 60 is the distance from the electrode 32 to the conductive member 60, the electrode 32, and the conductive member. 60 is determined by the dielectric constant of the inclusion interposed between the two. It is only necessary to provide a gap between the electrode 32 and the conductive member 60 so that a coupling capacitance is formed. It is essential that the coating 155 be interposed between the electrode 32 and the conductive member 60. For example, there may be a gap (space) between the electrode 32 and the conductive member 60.
  • the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60 by capacitive coupling, so that the coupling loss between the electrode 32 and the conductive member 60 can be kept small.
  • the electric field coupling between the electrode 32 and the conductive member 60 can also be realized, for example, by arranging the electrode 32 made of an electric wire so as to be entangled with the conductive member 60. However, in this electric field coupling, the coupling is compared with the capacitive coupling. Loss increases. In capacitive coupling, since the electrode 32 and the surface of the conductive member 60 face each other in parallel, the coupling loss between the electrode 32 and the conductive member 60 can be kept small.
  • the electrode 32 is preferably made of a conductive sheet.
  • the electrode 32 is more preferably composed of, for example, a mesh-like metal sheet, metal foil, metal tape, or the like.
  • the communication unit 31 includes a transmission circuit 311, a reception circuit 312, a control circuit 313, and a power supply circuit 314. 314 is disposed in the case 33.
  • the transmission circuit 311 is electrically connected to the electrode 32, and is configured to generate a transmission signal including information by modulating a carrier wave and apply the transmission signal to the electrode 32.
  • the transmission circuit 311 uses, for example, a rectangular wave of about 10 [MHz] as a carrier wave and employs OOK (On Off Keying) as a modulation method.
  • OOK On Off Keying
  • the transmission circuit 311 applies a transmission signal to the electrode 32, an electric field (quasi-electrostatic field) is induced in the conductive member 60 that is electrically coupled to the electrode 32.
  • the electric field induced in the conductive member 60 propagates through the conductive member 60 with very small attenuation and reaches the supply device (charging device 2), whereby the counterpart terminal (second communication terminal) provided in the supply device.
  • the transmission signal is received by the receiving circuit 412 of 4a).
  • the receiving circuit 312 is electrically connected to the electrode 32 and is configured to receive a transmission signal from the counterpart terminal.
  • the receiving circuit 312 receives a transmission signal induced in the electrode 32 by the electric field generated in the conductive member 60 that is electrically coupled to the electrode 32, and demodulates the transmission signal to obtain information contained in the transmission signal. Extract.
  • the control circuit 313 has an MPU (Micro Processing Unit) as a main configuration, and is configured to control the transmission circuit 311 and the reception circuit 312. Thereby, the communication part 31 can communicate with the other party terminal (2nd communication terminal 4a) using the signal transmitted by using the electroconductive member 60 as a medium.
  • the communication unit 31 includes both the transmission circuit 311 and the reception circuit 312, so that transmission signals can be transmitted and received, and bidirectional communication can be performed with a counterpart terminal.
  • the power supply circuit 314 is configured to supply power for operation to each of the transmission circuit 311, the reception circuit 312, and the control circuit 313.
  • the power supply circuit 314 has, for example, a primary battery as a power supply, and supplies the power of the primary battery to each circuit.
  • the ground terminal 35 is electrically connected to the communication unit 31 via the cable 36.
  • the ground terminal 35 is electrically connected to each of the transmission circuit 311, the reception circuit 312, the control circuit 313, and the power supply circuit 314, and functions as a reference potential point of each circuit. That is, for example, in the case of the power supply circuit 314, the ground terminal 35 is electrically connected to the output terminal on the low potential (minus pole) side, so that the output terminal on the high potential (plus pole) side and the ground terminal 35 are connected. A voltage corresponding to the potential difference is output as a power supply voltage.
  • the ground terminal 35 is preferably configured to take a body ground such as a mulberry terminal. That is, since the ground terminal 35 is electrically connected to the conductive portion 131 made of a conductive material in the vehicle body 13 of the electric vehicle 1, the ground terminal 35 is preferably configured to be electrically connected to the conductive portion 131.
  • the communication unit 31 communicates with the counterpart terminal in a state where the vehicle and the supply device are connected via a supply line, and with the counterpart terminal when the vehicle and the supply device are not connected via a supply line.
  • the communication is not performed.
  • the vehicle is the electric vehicle 1
  • the supply device is the charging device 2
  • the supply line is the charging cable 5 as described above.
  • the 2nd communication terminal 4a becomes a partner terminal. Therefore, the communication part 31 of the 1st communication terminal 3a communicates with the 2nd communication terminal 4a in the state which the electric vehicle 1 and the charging device 2 were connected with the charging cable 5, and it is 2nd communication in the state which is not connected. Communication with the terminal 4a is not performed. Whether or not the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected by the charging cable 5 is determined based on the detection result of the connection detecting unit that detects the connection state of the plug 51 of the charging cable 5 to the charging outlet 21. Is called.
  • connection detection unit When the connection detection unit detects that the plug 51 is connected to the charging outlet 21, the communication unit 31 determines that the vehicle and the supply device are connected via the supply line, and is the counterpart terminal. 2 Communication with the communication terminal 4a is performed. On the other hand, when the connection detection unit detects that the connection between the plug 51 and the charging outlet 21 is released, the communication unit 31 determines that the vehicle and the supply device are not connected by the supply line. The communication with the second communication terminal 4a which is the counterpart terminal is not performed.
  • the connection detection unit may be included in the communication unit 31, or may be provided separately from the communication unit 31.
  • the connection detection unit optically detects the connection state of the plug 51 of the charging cable 5 to the charging outlet 21 using, for example, infrared reflection or the like, or detects the connection state electrically. Configured as follows.
  • the connection detection unit may be configured to detect the connection state of the connector 52 of the charging cable 5 to the charging port 12 instead of the connection state of the plug 51 to the charging outlet 21.
  • the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a mainly use an electric field component that attenuates in proportion to the cube of the distance from the electrode 32 when propagating in space, and a specific communication path (here, Communication is performed by electric field communication in which a predetermined signal propagates through the conductive member 60). Therefore, even when the electric vehicle 1 and the charging device 2 are not connected by the charging cable 5, such as when the plug 51 of the charging cable 5 is in the immediate vicinity of the charging outlet 21, the first communication terminal 3 a and the second communication terminal There is a possibility that communication with 4a is possible.
  • the communication unit 31 communicates with the partner terminal only in a state where the vehicle and the supply device are connected via the supply line as described above, the communication unit 31 is connected in the same manner as the wired communication while being non-contact. Only communication is possible.
  • connection detection unit for determining whether or not the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected by the charging cable 5 is not an essential configuration, and the vehicle and the supply device are connected by a supply line. If the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a are in a communicable state, the communication system of this embodiment functions. For example, when the second communication terminal 4a receives a signal transmitted from the first communication terminal 3a, before the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected (connected by the charging cable 5), electric field communication is performed. The communication path for this is not established. For this reason, the signal from the first communication terminal 3a propagates through the space until it reaches the second communication terminal 4a, and the signal reception intensity at the second communication terminal 4a is very low. From this state, when the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected (connected by the charging cable 5), a communication path for electric field communication is established, and the signal reception intensity at the second communication terminal 4a is It grows rapidly.
  • the reception intensity difference between before and after connection is, for example, 40 [dB] to 70 [dB].
  • This value of the reception intensity difference is an example when the distance between the electric vehicle 1 and the charging device 2 is about 1 [m] and the total length of the electric vehicle 1 is about 2 [m] to 5 [m]. That is, the first communication is performed only when the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected by the charging cable 5 by setting the reception sensitivity of the communication terminal on the signal receiving side according to this value of the reception intensity difference.
  • the terminal 3a and the second communication terminal 4a can communicate with each other.
  • the communication unit 31 communicates with the counterpart terminal in a state where the vehicle and the supply device are connected via the supply line according to the setting of the reception sensitivity, and the vehicle and the supply device are not connected via the supply line. In the state, it is configured not to perform communication with the counterpart terminal.
  • the connection detection unit for determining whether or not the electric vehicle 1 and the charging device 2 are connected by the charging cable 5 is not an essential configuration.
  • the communication unit 31 of the electrode-equipped communication terminal 3a having the above-described configuration constitutes the communication terminal 30 having neither the electrode 32 nor the ground terminal 35. That is, the communication terminal 30 according to the present embodiment includes a communication unit 31.
  • the communication unit 31 includes a power supply connection terminal 315 that is electrically connected to the electrode 32.
  • the communication unit 31 further includes a ground connection terminal 316 that is electrically connected to the ground terminal 35.
  • a connector 341 provided at the end of the cable 34 opposite to the electrode 32 is detachably connected to the power supply connection terminal 315. That is, in a state where the connector 341 is connected to the power supply connection terminal 315, the power supply connection terminal 315 is electrically connected to the electrode 32 via the cable 34.
  • the power supply connection terminal 315 is disposed so as to be exposed at a part of the case 33.
  • a connector 361 provided at the end of the cable 36 opposite to the ground terminal 35 is detachably connected to the ground connection terminal 316. That is, when the connector 361 is connected to the ground connection terminal 316, the ground connection terminal 316 is electrically connected to the ground terminal 35 via the cable 36.
  • the ground terminal 35 is disposed so as to be exposed at a part of the case 33.
  • the electrode 32 is connected to the power supply connection terminal 315, and the ground terminal 35 is connected to the ground connection terminal 316.
  • the terminal 3a is configured. Therefore, when there are a plurality of types of electrodes 32, the communication terminal 30 can connect and use any of the plurality of types of electrodes 32. In addition, when there are a plurality of types of ground terminals 35, the communication terminal 30 can connect and use any of the plurality of types of ground terminals 35.
  • the electrode 32 is a conductive sheet. Since the electrode 32 is made of a conductive material, the electrode 32 efficiently converts, for example, a transmission signal (power) output from the transmission circuit 311 into an electric field, and the first conductor 601 or the second conductor 602. Can be superimposed as an electric field. This is because the electrode 32 made of a conductive material is substantially equipotential over the whole and there is almost no electrical loss at the electrode 32, so that the transmission signal is almost uniformly and without loss throughout the electrode 32. This is because it is applied.
  • the loss of the transmission signal in the communication path for example, the path from the transmission circuit 311 to the reception circuit 412 of the counterpart terminal (second communication terminal 4a) can be suppressed, and the communication unit 31 reduces the power required for communication. It can be kept low. In particular, when the communication unit 31 is battery-driven, the life of the battery is extended, and the battery replacement cycle can be extended.
  • the electrode 32 may be made of a non-conductive material (electrical insulating material) such as synthetic resin, and in this case, electric field coupling with the conductive member 60 is possible.
  • a non-conductive material electrical insulating material
  • the electric potential on the surface of the electrode 32 becomes non-uniform and the electrical loss on the surface of the electrode 32 becomes larger than in the case where the electrode 32 is made of a conductive material. Transmission loss may increase.
  • the electrode 32 is electrically coupled to the second conductor 602 by being wound around the internal wire 15 as shown in FIG.
  • the electrode 32 is wound around the internal wire 15 from above the coating 155 (see FIG. 13A).
  • the electrode 32 is intended to face the second conductor 602 through the covering 155 without breaking the covering 155 for the internal electric wire 15 having a structure in which the second conductor 602 including the core wire 154 is covered with the covering 155. Placed in. Therefore, the distance from the electrode 32 to the second conductor 602 is substantially equal to the thickness dimension of the coating 155.
  • the electrode 32 is capacitively coupled to the conductive member 60 (electric field) by being spaced from the conductive member 60 (second conductor 602) by the thickness dimension of the covering 155. Will be combined).
  • the electrode 32 is disposed so as to surround the conductive member 60 over the entire circumference of the conductive member 60 in the circumferential direction. That is, in the case where the conductive member 60 (second conductor 602) is composed of the core wire 154 of the internal electric wire 15, the conductive member extends over the entire circumference in the circumferential direction of the cross section orthogonal to the extending direction (length direction) of the internal electric wire 15.
  • An electrode 32 is arranged so as to surround 60. Thereby, the opposing area of the electrode 32 and the electrically-conductive member 60 can be ensured as much as possible, and a transmission loss can be suppressed small.
  • the impedance of the communication terminal 30 (communication unit 31) viewed from the electrode 32 and the impedance of the electrode 32 viewed from the communication terminal 30 are set so as to match in the frequency of the carrier wave of the transmission signal, thereby reducing the coupling loss. Get smaller.
  • the impedance of the communication terminal 30 viewed from the electrode 32 and the electrode 32 viewed from the communication terminal 30 near the carrier frequency of 10 [MHz]. If the impedance is close to the value, the coupling loss can be reduced.
  • the electrode 32 is disposed so as to surround the conductive member 60 over the entire circumference in the circumferential direction of the conductive member 60, and the electrode 32 has a part in the circumferential direction of the conductive member 60. It may be arrange
  • the wiring between the charging device 2 and the electric vehicle 1 is a single-phase three-wire 100V wiring. That is, as shown in FIG. 12, the internal electric wire 15 as the conductive member 60 has a pair of voltage lines 151 and 152 composed of an L1 phase and an L2 phase, and a neutral wire 153 that is an N phase.
  • the neutral wire 153 is electrically connected to a stable potential point such as the ground at the charging device 2 via the charging cable 5. That is, the neutral wire 153 is grounded.
  • the neutral wire 153 may be electrically connected to the ground terminal 35 or the ground terminal 45. As a result, the ground voltage of the neutral wire 153 becomes 0 [V], and the ground voltages of the pair of voltage lines 151 and 152 become 100 [V].
  • the voltage between one (L1-phase) voltage line 151 and the N-phase neutral line 153 is 100 [V]
  • the other (L2-phase) voltage line 152 and the N-phase neutral line 153 Is 100 [V]
  • the voltage between the pair of voltage lines 151 and 152 is 200 [V].
  • the resource is electric power
  • the conductive member 60 has a neutral line 153 and voltage lines 151 and 152.
  • the electrode 32 is configured to be electrically coupled only to the voltage lines 151 and 152 of the neutral line 153 and the voltage lines 151 and 152.
  • the electrode 32 is wound around two of the three internal electric wires 15 (both voltage lines 151 and 152) so that the pair of voltage lines 151 and 152 are bundled by the electrode 32.
  • the electrode 32 is wound only around one voltage line 151 of the pair of voltage lines 151 and 152.
  • the electrode 32 is wound so as to be in close contact with the coating 155 with almost no gap.
  • the electrode 32 is preferably electric field-coupled only to the voltage lines 151 and 152 excluding the neutral line 153 of the conductive member 60. That is, in electric field communication, signal transmission is performed using an electric field generated between the conductive member 60 and the reference potential point, and therefore the neutral line 153 that can be the reference potential point is not included in the conductive member 60. It is preferable.
  • the electrode 32 is electric field coupled to both the pair of voltage lines 151 and 152 as shown in FIG.
  • FIG. 13D is a perspective view of a main part illustrating an example of another mounting state of the first communication terminal according to the fifth embodiment.
  • the electrode 32 shown in FIG. 13D is field-coupled only to one of the pair of voltage lines 151 and 152, and is not field-coupled to the other of the pair of voltage lines 151 and 152. Comparing these configurations, the configuration of FIG. 12 (the electrode 32 is electrically coupled to both of the pair of voltage lines 151 and 152) is the same as the configuration of FIG.
  • the signal receiving intensity is higher than that of the electric field coupling with only one.
  • the electrode 32 is a mesh-like sheet formed in a band shape, and is wound around the internal electric wire 15 so as to be wound around the internal electric wire 15 a plurality of times.
  • the electrode 32 preferably has a configuration in which an adhesive is applied on one side. According to this configuration, since the electrode 32 is relatively thin and easy to wind, it is easy to wind the electrode 32 so that the electrode 32 is brought into close contact with the relatively thin (small diameter) internal electric wire 15.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are perspective views of main parts showing still another attachment process of the electrode 32 of the fifth embodiment.
  • hook and loop fasteners 321 are provided on both surfaces of the electrode 32.
  • the electrode 32 is wound around the internal electric wire 15 by being fastened by the surface fasteners 321 on both surfaces of the electrode 32 while being wound around the internal electric wire 15. According to this configuration, since the electrode 32 can be freely attached and detached, it can be easily detached from the internal electric wire 15 including the electrode 32 during maintenance of the electrode-equipped communication terminal 3a.
  • the electrode 32 is preferably composed of a mesh-like metal sheet, a metal foil, a metal tape, or the like.
  • the electrode 32 becomes easy to adhere
  • the mesh-like metal sheet has better adhesion to the surface of the internal electric wire 15 than the metal foil or metal tape, and is wound around the internal electric wire 15 with almost no air layer between the internal electric wire 15. Is possible.
  • the magnitude of the coupling capacitance between the electrode 32 and the conductive member 60 is determined by the distance from the electrode 32 to the conductive member 60 and the dielectric constant of the inclusions interposed between the electrode 32 and the conductive member 60.
  • the transmission loss decreases as the coupling capacity increases. Therefore, if a structure having high adhesion with the internal electric wire 15 is employed as the electrode 32, the distance from the electrode 32 to the conductive member 60 is reduced, and an air layer is interposed between the electrode 32 and the conductive member 60. By becoming difficult, the coupling capacity increases and the transmission loss decreases.
  • the electrode 32 has a mesh shape, the internal electric wire 15 is exposed from the mesh of the electrode 32, and the electrode 32 does not completely cover the internal electric wire 15.
  • the fact that the electrode 32 does not completely cover the internal electric wire 15 does not significantly affect the transmission loss.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view of a main part showing another example of the electrode 32 of the fifth embodiment.
  • FIG. 15B is an enlarged cross-sectional view of a portion 15B of the electrode 32 shown in FIG. 15A.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a may further include an electrical insulator 322 that covers the electrode 32 as shown in FIGS. 15A and 15B.
  • an electrical insulator 322 made of a synthetic resin covering material is provided so as to cover both surfaces of the electrode 32.
  • the electrical insulator 322 is formed by, for example, coating the electrode 32 with a resin, or winding a tape having electrical insulation around the electrode 32.
  • the electrode 32 can be prevented from coming into direct contact with the metal conductor around the internal electric wire 15.
  • the electrical insulator 322 since the electrode 32 is protected by the electrical insulator 322, even when the electrode 32 is made of a material such as copper, the aging of the electrode 32 due to rust is suppressed, and as a result, Transmission loss can be kept low over a long period of time.
  • the electrical insulator 322 preferably has a moisture barrier property so that moisture does not adhere to the electrode 32.
  • the electrical insulator 322 may be provided only on one surface of the electrode 32. In this case, the electrode 32 is wound around the internal electric wire 15 with the surface of the electrical insulator 322 as the outside, and the electrode 32 is electrically insulated. No exposure from 322.
  • the dimension of the electrode 32 in the extension direction D32 of the conductive member 60 is preferably less than 1 ⁇ 4 of the wavelength of the signal.
  • the dimension of the electrode 32 in the extending direction D32 of the conductive member 60 is referred to as a coupling length Lc of the electrode 32 (see FIG. 12). That is, when the signal used for communication by the electrode-equipped communication terminal 3a has the wavelength ⁇ [m], the coupling length Lc of the electrode 32 is preferably less than ⁇ / 4 [m].
  • the wavelength ⁇ of the signal here is the wavelength of the carrier wave of the transmission signal.
  • the transmission circuit 311 transmits a signal (transmission signal) using a carrier wave of 10 [MHz]
  • the wavelength ⁇ of the signal is 30 [m].
  • FIG. 16A and FIG. 16B are perspective views of the main part showing the connection process of the ground terminal 35 of the fifth embodiment.
  • the ground terminal 35 is a mulberry terminal that can be fastened together with the conductive portion 131 with a screw member 132 (a male screw such as a hexagonal bolt or a truss screw or a female screw such as a nut). It is configured.
  • the ground terminal 35 is electrically connected to the conductive portion 131 using the screw member 132 originally tightened to the conductive portion 131. That is, when attaching the ground terminal 35, the operator first loosens the screw member 132 fastened to the conductive portion 131 as shown in FIG.
  • the terminal 35 is inserted.
  • a screw member 132 (here, a hexagon bolt) that fixes the metal plate 133 to the frame 134 is used to attach the ground terminal 35.
  • the metal plate 133 is electrically connected to the frame 134 while being fixed to the frame 134 by the screw member 132.
  • the metal plate 133 and the frame 134 are included in the conductive portion 131.
  • the operator After inserting the ground terminal 35 into the gap between the screw member 132 and the conductive portion 131, the operator tightens the screw member 132 as shown in FIG. Tighten together. At this time, the ground terminal 35 is electrically connected to the metal plate 133 and the frame 134 which are the conductive portions 131. As a result, the ground terminal 35 is electrically connected to the conductive portion 131 and grounded with the tightening portion of the screw member 132 in the conductive portion 131 as an earth point.
  • the ground terminal 35 can be connected to the conductive portion 131 without being processed.
  • the contact resistance between the ground terminal 35 and the conductive portion 131 can also be kept relatively low.
  • the ground terminal 35 is a mulberry terminal, the ground terminal 35 can be connected only by loosening the screw member 132 without completely removing the screw member 132, and the workability is excellent.
  • the mulberry terminal is merely an example of the ground terminal 35, and the ground terminal 35 may be a round terminal or other terminals.
  • the conductive portion 131 to which the ground terminal 35 is connected is a conductive portion such as a metal portion having a substantially equipotential in the vehicle body 13 of the electric vehicle 1 as described above.
  • the surface area of the conductive portion 131 is preferably larger than the surface area of the ground terminal 35.
  • the ground terminal 35 is connected to the conductive portion 131, whereby the electric field used for electric field communication is stabilized, and the signal transmission efficiency is further improved. That is, since an electric field does not occur in the conductor, connecting the ground terminal 35 as the reference potential point of the communication unit 31 to the conductive unit 131 having a larger surface area greatly contributes to the stability of the electric field. As a result, according to this configuration, the signal transmission efficiency is further improved.
  • the volume of the conductive part 131 is preferably larger than the volume of the ground terminal 35.
  • the ground terminal 35 is connected to the conductive portion 131, whereby the electric field used for electric field communication is stabilized, and the signal transmission efficiency is further improved. That is, as the conductor becomes thicker, the impedance becomes lower. Therefore, connecting the ground terminal 35 as the reference potential point of the communication unit 31 to the conductive portion 131 having a larger volume greatly reduces the impedance of the reference potential point. Contribute. As a result, according to this configuration, the potential at the reference potential point is easily stabilized, and the signal transmission efficiency is further improved.
  • the conductive portion 131 is larger than the ground terminal 35 in terms of both surface area and volume.
  • this configuration is not essential, and the ground terminal 35 has one or both of the surface area and volume.
  • the conductive part 131 may be smaller.
  • the ground terminal 35 may be a terminal that connects an existing ground wiring electrically connected to the conductive portion 131. That is, when the ground wiring connected to the conductive portion 131 exists in the vicinity of the fixed position of the communication portion 31 in the vehicle body 13, the ground terminal 35 is connected to the ground wiring, so that the ground terminal 35 is connected to the conductive portion. 131 is electrically connected.
  • the ground terminal 35 can be realized by, for example, a screw-type terminal connected to the tip of the ground wiring, or an electro tap that can branch the ground wiring by connecting to the intermediate portion of the ground wiring.
  • the ground terminal 35 may be electrically connected to the case 33 of the communication unit 31. That is, if the case 33 is made of a metal having conductivity, the ground terminal 35 is electrically connected to the case 33, and the case 33 is connected to the conductive portion 131, whereby the ground terminal 35 is electrically connected to the conductive portion 131. May be connected. In this case, the ground terminal 35 is electrically connected to the conductive portion 131 via the case 33 by fastening the case 33 or a metal stay for attaching the case 33 together by the conductive portion 131 and the screw member 132. .
  • the resistance between any part of the conductive portion 131 and the ground terminal 35 is preferably several hundred [ ⁇ ] or less. Thereby, the above-described effect due to the electrical connection of the ground terminal 35 to the conductive portion 131 is further increased.
  • ⁇ Attaching method of electrode-equipped communication terminal> When attaching the electrode-equipped communication terminal 3a, the worker fixes the communication unit 31 of the electrode-equipped communication terminal 3a at an arbitrary position of the electric vehicle 1 (vehicle), and couples the electrode 32 to the conductive member 60 by electric field coupling. At this time, the operator can cause the electrode 32 to be electrically coupled to the conductive member 60 by winding the electrode 32 around the inner wire 15 from above the coating 155.
  • the communication unit 31 is fixed by fastening the case 33 with bolts around the charging port 12 in the vehicle body of the electric vehicle 1.
  • the fixing position for fixing the communication unit 31 in the electric vehicle 1 is determined according to the length of the cable 34 so that the communication unit 31 and the electrode 32 can be connected by the cable 34.
  • the communication unit 31 has a primary battery as a power source in the power supply circuit 314, an operator needs to connect an external power source to the communication unit 31 in order to secure power for operation of the communication unit 31.
  • a primary battery as a power source in the power supply circuit 314
  • the operator electrically connects the ground terminal 35 to the conductive portion 131.
  • the operator can electrically connect the ground terminal 35 to the conductive portion 131 by fastening the ground terminal 35 formed of a mulberry terminal together with the conductive portion 131 with the screw member 132 as described above.
  • the operator uses the screw member 132 to connect the ground terminal 35. It is preferable to connect.
  • the operator when attaching the electrode-equipped communication terminal 3a of the present embodiment to the electric vehicle 1, the operator does not need to electrically connect the electrode 32 of the electrode-equipped communication terminal 3a to the electric system of the electric vehicle 1.
  • the electric vehicle 1 can be attached by a relatively simple operation that does not involve machining of the electric system. Therefore, as long as there is a space for attaching the electrode-equipped communication terminal 3a to the electric vehicle 1 as a vehicle, the electrode-equipped communication terminal 3a can be easily retrofitted to the electric vehicle 1 as a vehicle.
  • work which connects the ground terminal 35 to the electroconductive part 131 does not accompany the process of the electric system of the electric vehicle 1, it is not an operation
  • the first communication terminal 3a provided in the vehicle and the second communication terminal 4a provided in the supply device have the same configuration. Therefore, the description of the electrode-equipped communication terminal 3a as the first communication terminal 3a described above refers to the communication terminal with electrode as the second communication terminal 4a by replacing the vehicle (electric vehicle 1) with the supply device (charging device 2). 4a will be described.
  • the communication unit 31 (communication terminal 30), the electrode 32, the case 33, and the cable 34 of the first communication terminal 3a are respectively connected to the communication unit 41 (communication terminal 40), the electrode 42, the case 43, and the cable 34 of the second communication terminal 4a. It corresponds to the cable 44.
  • the ground terminal 35 and the cable 36 of the first communication terminal 3a correspond to the ground terminal 45 and the cable 46 of the second communication terminal 4a, respectively.
  • the transmission circuit 311, the reception circuit 312, the control circuit 313, the power supply circuit 314, the power supply connection terminal 315, and the connector 341 are respectively the transmission circuit 411, the reception circuit 412, the control circuit 413, the power supply circuit 414, the power supply connection terminal 415, and the connector. This corresponds to 441.
  • the ground connection terminal 316 and the connector 361 correspond to the ground connection terminal 416 and the connector 461, respectively.
  • FIG. 17A is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the second communication terminal according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17B is a perspective view of a main part showing an example of another attachment state of the second communication terminal of Embodiment 5.
  • the second conductor 603 electrically connected to the first conductor 601 is an internal electric wire 24 that electrically connects the charging outlet 21 and the power feeding circuit 23 in the supply device.
  • Core wire 244 see FIG. 17A
  • the electrode 42 of the electrode-equipped communication terminal 4a is electrically coupled to the second conductor 603 by being wound around the internal wire 24 as shown in FIGS. 17A and 17B.
  • the electrode 42 is wound around the inner wire 24 from above the coating 245.
  • the electrode 42 is disposed so as to surround the conductive member 60 over the entire circumference of the conductive member 60 in the circumferential direction. That is, when the conductive member 60 (second conductor 603) is formed of the core wire 244 of the internal electric wire 24, the conductive member 60 (second conductor 603) is conductive over the entire circumference in the circumferential direction of the cross section orthogonal to the extending direction D24 (length direction) of the internal electric wire 24.
  • An electrode 42 is disposed so as to surround the member 60.
  • the internal electric wire 24 as the conductive member 60 includes the L1 phase and the L2 It has a pair of voltage lines 241 and 242 made of a phase, and a neutral line 243 that makes an N phase.
  • Neutral wire 243 is electrically connected to a stable potential point such as the ground. That is, the neutral wire 243 is grounded.
  • the ground-to-ground voltage of the neutral line 243 which is the voltage between the neutral line 243 and the stable potential point, becomes 0 [V]
  • the voltage between each of the pair of voltage lines 241 and 242 and the stable potential point is The voltage between each of the voltage lines 241 and 242 is 100 [V].
  • the voltage between one (L1-phase) voltage line 241 and the N-phase neutral line 243 is 100 [V]
  • the other (L2-phase) voltage line 242 and the N-phase neutral line 243 Is 100 [V]
  • the voltage between the pair of voltage lines 241 and 242 is 200 [V].
  • the resource is electric power
  • the conductive member 60 has a neutral line 243 and voltage lines 241 and 242.
  • the electrode 42 is configured to be electrically coupled to only the voltage lines 241 and 242 of the neutral line 243 and the voltage lines 241 and 242, and is not substantially electrically coupled to the neutral line 243.
  • the electrode 42 is wound around two of the three internal electric wires 24 (both voltage lines 241 and 242) so that the pair of voltage lines 241 and 242 are bundled by the electrode 42.
  • the electrode 42 is wound only on one voltage line 241 of the pair of voltage lines 241 and 242.
  • the electrode 42 is wound so as to be in close contact with the coating 245 with almost no gap.
  • the electrode 42 is electrically coupled only to the voltage lines 241 and 242 except for the neutral line 243 in the conductive member 60. That is, in electric field communication, signal transmission is performed using an electric field generated between the conductive member 60 and the reference potential point, and therefore the neutral line 243 that can be the reference potential point is not included in the conductive member 60. It is preferable.
  • the electrode 42 may be electric field coupled to both of the pair of voltage lines 241 and 242 as shown in FIG. 17A, or may be electric field coupled to only one of the pair of voltage lines 241 and 242 as shown in FIG. 17B. The other does not have to be electric field coupled. Comparing these configurations, the configuration of FIG.
  • FIG. 17A (the electrode 42 is electric field coupled to both of the pair of voltage lines 241 and 242) is the configuration of FIG. 17B (the electrode 42 is of the pair of voltage lines 241 and 242).
  • the signal reception intensity is higher than that of the electric field coupling only on one side.
  • the mode of electric field coupling between the electrodes 32 and 42 and the conductive member 60 is preferably the same in the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a. That is, when the electrode 32 of the first communication terminal 3a is electric field coupled to both the pair of voltage lines 151 and 152 (see FIG. 12), the electrode 42 of the second communication terminal 4a is connected to the pair of voltage lines 241 and 242. It is preferable that both are electrically coupled (see FIG. 17A). On the other hand, when the electrode 32 of the first communication terminal 3a is electric field coupled only to one voltage line 151 (see FIG. 13D), the electrode 42 of the second communication terminal 4a is electric field coupled only to one voltage line 241. (See FIG. 17B). When the electrodes 32 and 42 are electrically coupled to only one of the voltage lines, respectively, the voltage line to which the electrode 32 is coupled and the voltage line to which the electrode 42 is coupled are preferably in phase, (L1 phase and L2 phase) may be sufficient.
  • the second communication terminal 4a may have a function of controlling the power feeding circuit 23 of the charging device 2 as a function specific to the second communication terminal 4a provided in the charging device 2 serving as the supply device.
  • the second communication terminal 4a switches whether or not to supply power from the charging device 2 to the electric vehicle 1 that is a vehicle, for example, by switching on and off of a relay provided in the power feeding circuit 23. Can do.
  • the second communication terminal 4 a has a function of controlling the power feeding circuit 23 of the charging device 2.
  • the reference potential point of the communication unit 41 of the second communication terminal 4a is grounded.
  • the reference potential point of the communication unit 41 serving as the circuit ground in the transmission circuit 411 and the reception circuit 412 is electrically connected to an object having a stable potential that can serve as a reference, such as the ground, by a conductor. Is grounded.
  • the second communication terminal 4a includes the ground terminal 45 serving as the reference potential point of the communication unit 41 in the same manner as the first communication terminal 3a. Therefore, the ground terminal 45 is grounded.
  • the communication unit 41 is stabilized with the potential at the reference potential point being the same as the stable potential point such as the ground, and the transmission efficiency is higher than when the reference potential point is not grounded. Become.
  • the reference potential point of the communication unit 41 is stable. By doing so, transmission loss can be kept small, leading to improvement in transmission efficiency. Furthermore, since the reference potential point of the communication unit 41 is stabilized, unnecessary radiation is reduced.
  • the ground terminal 45 that is a reference potential point of the communication unit 41 is grounded via the frame ground of the charging device 2.
  • the casing 22 is made of a conductive metal, and the reference potential point of the power feeding circuit 23 is electrically connected to the casing 22.
  • a ground terminal 45 that is a reference potential point of the communication unit 41 is electrically connected to the housing 22 together with a reference potential point of the power feeding circuit 23.
  • the casing 22 of the charging device 2 is grounded by being electrically connected to an object having a stable potential such as the ground by a conductor.
  • the reference potential point (ground terminal 45) of the communication unit 41 is grounded to an object having a stable potential such as the ground via the housing 22 which is the frame ground of the charging device 2 (see FIG. 10).
  • the entire casing 22 has conductivity. If the configuration of at least a part of the casing 22 has conductivity and functions as a frame ground, The reference potential point is grounded to the object via a housing 22 that is a frame ground of the charging device 2. Thereby, in the communication part 41, a transmission signal can be transmitted with the electric field on the basis of the frame ground (electric potential of the housing
  • the end points of the lines of electric force coming out of the electrodes 42 are concentrated on the frame ground (housing 22) of the charging device 2, so that the electric field can be stabilized and transmission loss can be kept small, and transmission efficiency can be improved. It leads to reduction of unnecessary radiation.
  • the ground terminal 45 that is the reference potential point of the communication unit 41 is grounded together with the neutral wire 243. That is, the internal electric wire 24 as the conductive member 60 (second conductor 603) in the charging device 2 has the neutral wire 243 that becomes the N phase as described above. Therefore, the ground terminal 45 is configured to be electrically connected to the neutral wire 243 and grounded together with the neutral wire 243.
  • the neutral wire 243 is not grounded, if an electric field (signal) is superimposed on the neutral wire 243, interference may occur between the plurality of charging devices 2 via the neutral wire 243. Interference is likely to occur when the neutral line of the power source is common to a plurality of charging devices 2.
  • the communication unit 41 can also transmit a transmission signal by an electric field generated between each of the voltage lines 241 and 242 and the neutral line 243, compared to the case where the ground is the end point of the electric force lines.
  • the distance from the start point to the end point of the electric field lines is shortened. For this reason, the lines of electric force are not easily affected by obstacles and the like, the electric field is stabilized, and transmission loss can be suppressed small, leading to improvement in transmission efficiency.
  • the effect of stabilizing the electric field increases as the ground terminal 45 is closer to the ground point of the neutral wire 243 and closer to the charging device 2.
  • the ground terminal 35 is earth
  • the ground is not a ground to the ground or the like but an electrical connection to the conductive portion 131, that is, a body ground.
  • the communication unit 31 can transmit the transmission signal by the electric field generated between each of the voltage lines 151 and 152 and the neutral line 153, and the electric field can be stabilized and the transmission loss can be suppressed to be small. This leads to improved transmission efficiency.
  • the ground terminal 35 may be electrically insulated from the neutral wire 153.
  • the neutral wire 153 and the electroconductive part 131 are electrically insulated, the electrical insulation between the storage battery 11 and the battery for electrical equipment (apart from the storage battery 11 for driving
  • the ground terminal 35 is electrically insulated from the neutral wire 153, electrical insulation between the storage battery 11 and the battery for electrical equipment can be maintained. Further, in the electric vehicle 1 in which the neutral wire 153 is not grounded, the ground terminal 35 is electrically insulated from the neutral wire 153 so that the neutral wire 153 is grounded, that is, conductive. The work for electrically connecting to the part 131 becomes unnecessary, and the workability is improved.
  • the communication system of the present embodiment includes the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a configured as described above. That is, the communication system is a second communication terminal that communicates with the first communication terminal 3a provided in the vehicle and the first communication terminal 3a that is provided in a supply device that supplies resources to the vehicle through a supply line. 4a.
  • the first communication terminal 3 a includes the electrode 32, the ground terminal 35, and the communication unit 31.
  • the electrode 32 is disposed at a distance from the conductive member 60 including at least one of the first conductor 601 and the second conductor 602 electrically connected to the first conductor 601 included in the supply line.
  • the electric field coupling with the conductive member 60 is performed.
  • the ground terminal 35 is electrically connected to a conductive portion 131 made of a conductive material in the vehicle.
  • the communication unit 31 is electrically connected to the electrode 32 and the ground terminal 35, operates with the ground terminal 35 as a reference potential point, and communicates with the second communication terminal 4a using a signal transmitted using the conductive member 60 as a medium. Communication.
  • the vehicle is an electric vehicle 1 equipped with a storage battery 11.
  • the supply device is a charging device 2 that supplies electric power as a resource to the vehicle through a supply line (charging cable 5) and charges the storage battery 11.
  • the charging system 10 can operate as follows. That is, when the first communication terminal 3a provided in the electric vehicle 1 (vehicle) and the second communication terminal 4a provided in the charging device 2 (supply device) communicate with each other, the charging system 10 is Signals can be exchanged between 1 and the charging device 2.
  • the charging system 10 electric power is supplied from the power supply circuit 23 of the charging device 2 to the charging circuit 14 of the electric vehicle 1 in a state where the electric vehicle 1 is electrically connected to the charging device 2 via the charging cable 5.
  • the charging device 2 may perform an authentication process for the electric vehicle 1 in order to charge for the amount of charge, for example, or to determine whether or not the electric vehicle 1 is a vehicle that is permitted to receive power. Conceivable. Therefore, the charging system 10 enables transmission / reception of signals between the electric vehicle 1 and the charging device 2 necessary for the authentication process of the electric vehicle 1 by using the communication system as described above.
  • the charging device 2 first acquires identification information from the electric vehicle 1 by communication.
  • the identification information of the electric vehicle 1 is information set in one-to-one correspondence with the electric vehicle 1 and is registered in advance in the first communication terminal 3 a provided in the electric vehicle 1.
  • the identification information is registered, for example, by being preset at the time of manufacture of the first communication terminal 3a or by being written in the memory of the first communication terminal 3a by a dedicated setting device.
  • the first communication terminal 3a When the electric vehicle 1 is connected to the charging device 2 through the charging cable 5 and the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a are in a state where they can communicate with each other, the first communication terminal 3a is automatically identified. Start sending. The first communication terminal 3a repeatedly transmits the identification information at a predetermined time interval a plurality of times, and the second communication terminal 4a receives the identification information transmitted from the first communication terminal 3a even once, thereby The identification information of the vehicle 1 is acquired. That is, the 1st communication terminal 3a is comprised so that the identification information intrinsic
  • the second communication terminal 4a When the second communication terminal 4a acquires the identification information of the electric vehicle 1, the second communication terminal 4a collates the identification information with the collation information registered in advance.
  • the collation information is regularly registered identification information, which is registered in advance in the second communication terminal 4 a provided in the charging device 2.
  • the verification information is registered by being written in the memory of the second communication terminal 4a, for example.
  • collation information may be registered into the authentication server beforehand. In this case, the 2nd communication terminal 4a transmits the identification information of the electric vehicle 1 to an authentication server, and authentication of identification information is performed in an authentication server.
  • the second communication terminal 4a or the authentication server that authenticates the identification information determines that the verification is successful if the registered verification information matches the acquired identification information, and the registered verification information and the acquired identification If the information does not match, it is determined that the verification has failed.
  • the authentication server authenticates the identification information
  • the authentication server transmits whether the verification of the identification information is successful or unsuccessful to the second communication terminal 4a as an authentication result of the identification information.
  • the 2nd communication terminal 4a starts supply of the electric power from a supply apparatus (charging apparatus 2) to a vehicle (electric vehicle 1).
  • the second communication terminal 4a is configured not to supply power from the supply device (charging device 2) to the vehicle (electric vehicle 1) when the verification of the identification information is not successful. That is, the second communication terminal 4 a controls the power feeding circuit 23 of the charging device 2 according to the authentication result of the identification information, and switches whether to supply power from the charging device 2 to the electric vehicle 1.
  • electric field communication with the counterpart terminal is performed by exchanging signals with the counterpart terminal using the conductive member 60 as a medium.
  • Electric field communication here uses mainly the electric field that attenuates in proportion to the cube of the distance when propagating in space, so it is non-contact but not by an unspecified route in space but by a specific communication route. Communication between the connected terminals can be established. In other words, in electric field communication, a signal propagating in space is immediately attenuated, and the signal mainly propagates through the conductive member 60 with little attenuation, so communication between terminals connected by a specific communication path is established. Is done.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a can establish communication with the partner terminal only when the vehicle and the supply device are connected via the supply line (charging cable 5) by using the conductive member 60 as a communication path.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a can establish communication with the partner terminal only when the vehicle and the supply device are connected via the supply line (charging cable 5) by using the conductive member 60 as a communication path.
  • one-to-one communication can be realized even when one supply device and a plurality of vehicles exist at a short distance or when a plurality of supply devices and one vehicle exist at a short distance.
  • the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60, so that, for example, the electric field component of the transmission signal applied from the transmission circuit 311 can be positively superimposed on the second conductor 602 and the first conductor 601. .
  • the electrode 32 is electrically coupled to the conductive member 60 by being wound on the existing internal electric wire 15 and the charging cable 5 from above the covering, so that the electrode-equipped communication terminal 3a is connected to the existing device (vehicle). It can be easily installed later. That is, the electrode 32 is electrically coupled to the medium (conductive member 60), so that the communication terminal 3a with an electrode can perform communication even if the electrode 32 is not directly connected to the medium, and can be easily installed later. It becomes.
  • the transfer of the communication terminal 3a with an electrode once attached is also possible.
  • the electrode-equipped communication terminal 3a is provided in the device (vehicle) from the beginning (at the time of manufacture of the device), it does not require soldering of the electrode-equipped communication terminal 3a or a special connector. It becomes possible to reduce.
  • the ground terminal 35 serving as the reference potential point of the communication unit 31 is electrically connected (grounded) to the conductive unit 131 of the electric vehicle 1.
  • the communication unit 31 is body-grounded by connecting the ground terminal 35 to the conductive unit 131.
  • the impedance of the reference potential point is lower in the communication unit 31 than in the case where the ground terminal 35 is not electrically connected to the conductive unit 131 (electrically floating), so that the potential of the reference potential point is stable. It becomes easy to do. Therefore, the state of the electric field in the vicinity of the electrode 32 is stabilized, transmission loss can be reduced, and transmission efficiency is improved.
  • the electric field communication mainly including the electric field becomes more dominant, so that the space does not travel through the second conductor 602 or the first conductor 601. Electromagnetic waves radiated to the surface are reduced, leading to a reduction in unnecessary radiation. As a result, there is an advantage that the electric field used in the electric field communication is stabilized, and the transmission efficiency of the transmission signal is improved and unnecessary radiation is reduced.
  • the electric field used in the electric field communication is stabilized, and the signal transmission efficiency is improved.
  • the larger the surface area of the conductive portion 131 the greater the above-described effect that is achieved when the ground terminal 35 is connected to the conductive portion 131. This is due to the fact that the ground bounce generated starting from the portion where the electric field is coupled is further suppressed.
  • the transmission efficiency is improved.
  • the transmission loss when the ground terminal 35 is not connected to the conductive portion 131 is 50 [dB]
  • the transmission loss when the ground terminal 35 is connected to the conductive portion 131 is 20 [dB].
  • Met. In other vehicle models, the transmission loss is improved from 55 [dB] to 40 [dB], for example, or from 50 [dB] to 35 [dB] by connecting the ground terminal 35 to the conductive portion 131.
  • the vehicle is an electric vehicle 1 equipped with a storage battery 11, and the supply device is a charging device 2.
  • the charging device 2 supplies electric power as a resource to the vehicle through a supply line (charging cable 5), and charges the storage battery 11.
  • the communication system can realize communication between the electric vehicle 1 and the charging device 2 in the charging system 10. Accordingly, the charging system 10 can perform authentication processing of the electric vehicle 1 in order to charge, for example, according to the amount of charge, or to determine whether or not the electric vehicle 1 is a vehicle that is allowed to be charged. It becomes.
  • the communication terminal 3a with an electrode establishes communication with the counterpart terminal only after the vehicle and the supply device are connected by the supply line (charge cable 5), a plurality of charging devices 2 are installed side by side. Even in such a case, one-to-one communication between the electric vehicle 1 and the charging device 2 can be realized. Further, even when a plurality of electric vehicles 1 are located in the vicinity of one charging device 2, one-to-one communication between the electric vehicle 1 and the charging device 2 can be realized. As a result, according to this communication system, one-to-one communication can be realized even when there are a plurality of devices that can be communication partners near one device.
  • the 1st communication terminal 3a is comprised so that the identification information intrinsic
  • the second communication terminal 4a is configured not to supply power from the supply device (charging device 2) to the vehicle (electric vehicle 1) when the verification of the identification information is not successful. Therefore, the charging device 2 does not supply power when the verification of the identification information fails because a device other than the legitimate electric vehicle 1 is connected or the like, thereby supplying wasteful power to unauthorized devices. Can be prevented.
  • the electric vehicle 1 is used as a vehicle in the communication system and includes the first communication terminal 3a. Therefore, according to this electric vehicle 1, even when there are a plurality of devices (charging devices 2) that can be communication partners in the vicinity of one electric vehicle 1, the charging actually connected by the charging cable 5 is possible. One-to-one communication for the device 2 can be realized.
  • the charging device 2 is used as a supply device in the communication system and includes a second communication terminal 4a. Therefore, according to this charging device 2, even when there are a plurality of devices (electric vehicle 1) that can be communication partners in the vicinity of one charging device 2, One-to-one communication for the vehicle 1 can be realized.
  • the vehicle is not limited to the electric vehicle 1, and the supply device is not limited to the charging device 2. That is, the vehicle may be configured to receive supply of resources from the supply device through the supply line, and the resource is not limited to electric power.
  • the resource is petroleum fuel such as gasoline or light oil, automobiles, motorcycles, etc. that use petroleum fuel are vehicles, and oil supply equipment is a supply device.
  • the resource is gasoline
  • the pipe and nozzle serving as the resource supply line are made of metal
  • the nozzle is inserted into the fuel filler port of the vehicle, whereby the vehicle and the fueling device are electrically connected to each other. Communication between the communication terminal and the second communication terminal is established.
  • the resource is hydrogen
  • the fuel cell vehicle using hydrogen becomes a vehicle
  • the hydrogen supply device becomes a supply device.
  • FIG. 18 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the sixth embodiment.
  • the communication terminal with an electrode of this embodiment is different from the communication terminal with an electrode of Embodiment 5 in the coupling state of the electrode 32 to the conductive member 60.
  • the same configurations as those of the fifth embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the electrode 32 of the electrode-equipped communication terminal 3a (first communication terminal) provided in the electric vehicle 1 (vehicle) includes a neutral line 153, voltage lines 151 and 152, as shown in FIG. Are configured to be electrically coupled to each other. That is, in the present embodiment, as in the fifth embodiment, the resource exchanged between the vehicle (electric vehicle 1) and the supply device (charging device 2) is electric power, and the conductive member 60 is a neutral wire 153. And voltage lines 151 and 152. In the fifth embodiment, the electrode 32 is field-coupled only to the voltage lines 151 and 152 of the neutral line 153 and the voltage lines 151 and 152, whereas in the present embodiment, the electrode 32 is a neutral line. 153 and voltage lines 151 and 152 are all electrically coupled.
  • the internal electric wire 15 of the electric vehicle 1 includes a pair of voltage lines 151 and 152 including an L1 phase and an L2 phase, and a neutral line 153 serving as an N phase as one internal cable. 150. That is, the internal cable 150 is configured by bundling a total of three internal electric wires 15 including a pair of voltage wires 151 and 152 and a neutral wire 153 and covering them with an insulating sheath (sheath). ing. Therefore, in the vehicle (electric vehicle 1), the charging port 12 and the charging circuit 14 are electrically connected by the single internal cable 150. As shown in FIG. 18, the electrode 32 is wound from above the sheath around the internal cable 150, so that electric field coupling with the conductive member 60 (second conductor 602) is performed without processing the internal cable 150. Realize.
  • the external cable 150 It is possible to attach the electrode 32 from above the sheath (sheath). Therefore, an operator who installs the electrode-equipped communication terminal 3a can perform electric field coupling of the electrode 32 to the core wire 154 of the internal electric wire 15 as the second conductor 602 without performing special processing on the internal cable 150.
  • the retrofit to the electric vehicle 1 is easy.
  • grounded with the neutral wire 153 becomes large especially. That is, as in the present embodiment, in the configuration in which the electrode 32 of the first communication terminal 3a provided in the electric vehicle 1 is field-coupled to the neutral wire 153, the neutral wire 153 and the ground are also connected. An electric field is generated. On the other hand, in the charging device 2 provided with the second communication terminal 4a, the neutral wire 243 is grounded. Therefore, there is a possibility that an electric field unstable region exists in the communication path between the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a. In this configuration, when the ground terminal 35 is grounded (body earth) together with the neutral wire 153, the impedance of the reference potential point of the communication unit 31 is lowered and the electric field is stabilized, so that a significant improvement in transmission efficiency is expected. it can.
  • the effect of grounding the reference potential point of the communication unit 41 together with the neutral wire 243 is further increased.
  • the electric field (signal) is more positively superimposed on the neutral wire 243 at the portion of the conductive member 60 that is electrically coupled to the electrode 42, so that the plurality of charging devices 2 as described above.
  • there is a significant interference between the two that is, in the configuration of the present embodiment, if the reference potential point of the communication unit 41 is grounded together with the neutral wire 243, the electric field (signal) component superimposed on the neutral wire 243 can be reduced, and a plurality of units can be reduced. Interference between the charging devices 2 is greatly suppressed.
  • FIG. 19 is a perspective view of a main part illustrating an example of an attachment state of the first communication terminal according to the seventh embodiment.
  • the communication terminal with an electrode of this embodiment is different from the communication terminal with an electrode of Embodiment 5 in the coupling state of the electrode 32 to the conductive member 60.
  • the same configurations as those of the fifth embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the electrode 32 of the electrode-equipped communication terminal 3a (first communication terminal) provided in the electric vehicle 1 (vehicle) is included in the charging cable 5 that is the first conductor 601 as shown in FIG. Electric field coupling is applied to the core wire 534 of the electric wire 53.
  • the resource transferred between the vehicle (electric vehicle 1) and the supply device (charging device 2) is electric power, and the conductive member 60 is connected to the neutral wire 533 and the voltage. Lines 531 and 532.
  • the electrode 32 is field-coupled to all of the neutral wire 533 and the voltage wires 531 and 532.
  • a pair of voltage lines 531 and 532 composed of an L1 phase and an L2 phase and a neutral line 533 serving as an N phase are bundled together by an insulating sheath (outer jacket). Configured. Therefore, the vehicle (electric vehicle 1) and the supply device (charging device 2) are electrically connected by the single charging cable 5. As shown in FIG. 19, the electrode 32 is wound around the charging cable 5 from above the sheath so that electric field coupling with the conductive member 60 (first conductor 601) is performed without processing the charging cable 5. Realize.
  • the electrode 32 can be attached to the charging cable 5 serving as the supply line from above the jacket (sheath). Therefore, an operator who installs the electrode-equipped communication terminal 3a can perform electric field coupling of the electrode 32 to the core wire 534 of the electric wire 53 as the first conductor 601 without performing special processing on the charging cable 5.
  • the configuration in which the electrode 32 is attached to the charging cable 5 as in this embodiment is particularly useful in the electric vehicle 1 having a configuration in which the charging cable 5 cannot be removed. That is, depending on the electric vehicle 1, there is no charging port 12 to which the connector 52 of the charging cable 5 is detachably connected, and the charging cable 5 is electrically connected directly to the charging circuit 14. Sometimes. In such an electric vehicle 1, the charging cable 5 is housed in the vehicle body 13 except when the storage battery 11 is charged. In this type of electric vehicle 1, the charging cable 5 is usually provided at a position where the user of the electric vehicle 1 can touch, so that the operation of attaching the electrode 32 to the charging cable 5 is particularly simple.
  • the structure of this embodiment is applicable not only to the 1st communication terminal 3a but the 2nd communication terminal 4a. That is, the electrode 42 of the electrode-equipped communication terminal 4a (second communication terminal) provided in the charging device 2 (supply device) is in contrast to the core wire 534 of the electric wire 53 included in the charging cable 5 that is the first conductor 601. And may be electric field coupled.
  • This configuration is particularly useful in the charging device 2 in which the charging cable 5 cannot be removed. That is, depending on the charging device 2, there is no charging outlet 21 to which the plug 51 of the charging cable 5 is detachably connected, and the charging cable 5 is electrically connected directly to the power feeding circuit 23. There may be.
  • the charging cable 5 is usually provided at a position where the user of the charging device 2 can touch, and therefore, the work of attaching the electrode 42 to the charging cable 5 is particularly simple.
  • the communication system of the present embodiment is such that only one of the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a has an electrode 32 (or 42) that is electrically coupled to the conductive member 60, in that the communication system of the fifth embodiment. And different.
  • the same configurations as those of the fifth embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the communication unit 41 is electrically connected to the conductive member 60 (at least one of the first conductor 601 and the second conductor 603). Directly connected.
  • the first communication terminal 3a and the second communication terminal are compared with the case where both the electrode 32 of the first communication terminal 3a and the electrode 42 of the second communication terminal 4a are not in contact with the conductive member 60.
  • the transmission loss between 4a becomes smaller. That is, for example, if the charging device 2 is configured to include the second communication terminal 4a from the beginning (at the time of manufacturing the device), there is no need to retrofit the second communication terminal 4a to the device (charging device 2). By adopting the configuration of this embodiment, the transmission loss can be further reduced.
  • the electric vehicle 1 is the first from the beginning (at the time of manufacturing the electric vehicle). There is no need to provide the communication terminal 3a. And since the process for attaching the electrode 32 is unnecessary around the supply line through which a large current flows in the electric vehicle 1, the work for installing the first communication terminal 3 a is simplified, and the electric vehicle 1 is low. There is an effect such as cost reduction. In particular, the effect of reducing the cost of the electric vehicle 1 is great in a relatively inexpensive two-wheeled vehicle among the electric vehicles 1. Further, the first communication terminal 3a can be easily attached to an existing vehicle already on the market as a retrofit, and can be applied to many types of vehicles without changing the system.
  • the structure of this embodiment is not restricted to the example mentioned above, Of the 1st communication terminal 3a and the 2nd communication terminal 4a, only the 2nd communication terminal 4a provided in the charging device 2 (supply apparatus) has the electrode 42. You may have.
  • the communication unit 31 in the first communication terminal 3a provided in the electric vehicle 1 (vehicle), the communication unit 31 is directly electrically connected to the conductive member 60 (at least one of the first conductor 601 and the second conductor 602). Connected.
  • the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a between the first communication terminal 3a and the second communication terminal 4a, only the electrode 42 and the conductive member 60 of the second communication terminal 4a are coupled in a non-contact manner, and the rest are conductive. A communication path directly connected by the member 60 is formed.
  • the first communication terminal 3a and the second communication terminal are compared with the case where both the electrode 32 of the first communication terminal 3a and the electrode 42 of the second communication terminal 4a are not in contact with the conductive member 60.
  • the transmission loss between 4a becomes smaller. That is, for example, if the electric vehicle 1 has a configuration in which the first communication terminal 3a is provided from the beginning (at the time of manufacture of the device), there is no need to retrofit the first communication terminal 3a to the device (electric vehicle 1). By adopting the configuration of this embodiment, the transmission loss can be further reduced.
  • the configuration of the present embodiment is not limited to the configuration of the fifth embodiment, and can be applied in combination with the configurations of the sixth and seventh embodiments.
  • FIG. 20 is a plan view showing an electric vehicle and a charging device using the communication system of the ninth embodiment.
  • the communication system according to the present embodiment is that the communication unit 31 has a function of adjusting the transmission intensity of a signal (transmission signal) so that interference in a plurality of charging devices 2 is suppressed.
  • 5 is different from the communication system of FIG.
  • the same configurations as those of the fifth embodiment are denoted by common reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • a plurality of charging devices 2 as supply devices are installed side by side.
  • a charging device 201 (2) and a charging device 202 (2) are installed side by side as a plurality of supply devices.
  • the electric vehicle 1 that is a vehicle is configured to receive a supply of resources from a first supply device (here, the charging device 201) among a plurality of supply devices (charging devices 201 and 202).
  • the electric vehicle 1 is parked in a parking lot where a plurality of charging devices 201 and 202 are installed side by side.
  • the electric vehicle 1 is connected to the charging device 201 that is one of the plurality of charging devices 201 and 202 via the charging cable 5.
  • the electric vehicle 1 can receive supply of electric power from the charging device 201 connected via the charging cable 5.
  • the charging device 201 and the charging device 202 are installed adjacent to each other, for example, have the same configuration, and are provided with a second communication terminal 4a that can be a counterpart terminal of the first communication terminal 3a.
  • the 2nd communication terminal 4a of the charging device 201 is “2nd communication.”
  • the terminal 401 ”and the second communication terminal 4a of the charging device 202 are referred to as“ second communication terminal 402 ”.
  • the communication part 31 of the 1st communication terminal 3a provided in the electric vehicle 1 is another supply apparatus (charging apparatus 202) different from one supply apparatus (charging apparatus 201) among several supply apparatuses.
  • the transmission intensity of the transmission signal is adjusted so that the radiated electromagnetic field intensity at is less than the specified value. The reason will be described in detail below.
  • the ground terminal 35 that is the reference potential point of the communication unit 31 is electrically connected to the conductive unit 131, transmission efficiency in electric field communication using the conductive member 60 as a medium is improved.
  • the radiated electromagnetic field that is output from and propagates through the space also increases. This radiated electromagnetic field may reach a charging device 202 (another supply device) to which the electric vehicle 1 is not connected.
  • the communication unit 31 is configured to suppress interference by adjusting the transmission intensity of the transmission signal so that the radiated electromagnetic field intensity in the charging device 202 is equal to or less than a specified value.
  • the communication unit 31 transmits the transmission signal in the transmission circuit 311 so that the radiated electromagnetic field strength in the vicinity of the electrode 42 of the second communication terminal 402 in the charging device 202 that is the second supply device is equal to or less than a specified value. Adjust the transmission strength (transmission power).
  • a transmission signal hereinafter referred to as “desired signal” from the electric vehicle 1 connected by the charging cable 5 and a transmission signal (hereinafter referred to as “desired signal”).
  • a transmission signal hereinafter referred to as “desired signal”
  • a transmission signal hereinafter referred to as “desired signal”.
  • weakage signal As a result, interference in a plurality of charging devices 2 is suppressed.
  • the specified value that is the upper limit of the radiated electromagnetic field intensity in the second communication terminal 402 may be determined in advance and stored in the memory of the second communication terminal 402, or may vary according to an operation such as a variable resistance. It may be a value.
  • the specified value is set to 10 [dB ⁇ V / m]. Specific examples 1 and 2 of the specified values of the present embodiment will be described below.
  • the specified value is that the reception intensity (reception power) of the transmission signal at the second communication terminal 402 provided in the charging device 202 (second supply device) is the charging device 201 (first supply). Is set to be smaller than the reception intensity at the second communication terminal 401 provided in the apparatus. As a result, a difference occurs between the charging device 201 and the charging device 202 in the reception intensity of the transmission signal transmitted from the first communication terminal 3a. In other words, the value obtained by converting the radiated electromagnetic field intensity in the vicinity of the second communication terminal 402 of the charging device 202 into the reception intensity of the transmission signal at the second communication terminal 402 is greater than the reception intensity of the transmission signal at the second communication terminal 401. Get smaller. The converted value may reflect the antenna gain due to the electrode 42.
  • the second communication terminal 4a can distinguish between the desired signal and the leaked signal, for example, by comparing a predetermined threshold value with the reception intensity of the transmission signal. That is, the second communication terminal 4a can extract only the desired signal by determining that the signal is a desired signal if the reception strength of the transmission signal is greater than or equal to the threshold, and a leakage signal if the reception strength is less than the threshold, Interference can be suppressed.
  • the desired signal and the leaked signal can be distinguished by comparing the transmission signal received by the second communication terminal 401 and the transmission signal received by the second communication terminal 402.
  • the reception strengths of the transmission signals of both the second communication terminals 401 and 402 are compared. That is, when the second communication terminal 401 and the second communication terminal 402 simultaneously receive transmission signals from one electric vehicle 1, the host device receives the transmission signal reception strength at the second communication terminal 401, 2 The received signal strength of the transmission signal at the communication terminal 402 is compared. Then, the host device determines that the second communication terminal 4a having the higher reception strength has received the desired signal, and determines that the second communication terminal 4a having the lower reception strength has received the leakage signal, Interference can be suppressed.
  • the communication unit 31 of the first communication terminal 3a sets the transmission strength of the transmission signal to be relatively large. can do. Therefore, in the specific example 1, the reception intensity of the transmission signal (desired signal) at the second communication terminal 401 can be relatively increased, and the transmission efficiency between the electric vehicle 1 connected by the charging cable 5 and the charging device 201 is Get higher.
  • the specified value is set so that the reception strength of the transmission signal at the second communication terminal 402 provided in the charging device 202 (another supply device) is smaller than the reception sensitivity of the second communication terminal 402.
  • the reception sensitivity is the minimum reception intensity at which the second communication terminal 402 can ensure the reception quality necessary for communication. That is, the second communication terminal 402 does not receive a transmission signal whose reception intensity is lower than the reception sensitivity in the first place.
  • the second communication terminal 401 and the second communication terminal 402 have the same reception sensitivity.
  • the value obtained by converting the radiated electromagnetic field intensity in the vicinity of the second communication terminal 402 of the charging device 202 into the reception intensity of the transmission signal in the second communication terminal 402 is smaller than the reception sensitivity of the second communication terminal 4a.
  • the converted value may reflect the antenna gain due to the electrode 42.
  • the second communication terminal 4a since the second communication terminal 4a does not receive the leakage signal as a signal, only the desired signal can be received. That is, in the second specific example, unlike the first specific example, the second communication terminal 4a can extract only the desired signal without distinguishing between the desired signal and the leaked signal by comparing the reception strength of the transmission signal. , Can suppress interference. Therefore, in the second specific example, processing after reception of the transmission signal is simplified.
  • the several charging device 2 which is a several supply apparatus should just be installed side by side, and the number of the charging devices 2 is not restricted to two, and may be three or more.
  • the number of the charging devices 2 is not restricted to two, and may be three or more.
  • the six charging devices 2 are installed side by side, one electric vehicle 1 is connected to one charging device 2 of these six charging devices 2 by a charging cable 5 and connected.
  • Resource (electric power) is supplied from one charging device 2. Therefore, among the six charging devices 2, the one charging device 2 connected to the electric vehicle 1 via the charging cable 5 serves as one supply device.
  • the other supply device is another charging device 2 different from the one supply device, and it is not essential to be adjacent to the charging device 2 as the one supply device.
  • the configuration of the present embodiment is not limited to the configuration of the fifth embodiment, and can be applied in combination with the configurations of the sixth embodiment, the seventh embodiment, and the eighth embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a communication system according to the tenth embodiment.
  • the communication system illustrated in FIG. 21 includes communication terminals 3b and 4b instead of the communication terminals 3 and 4 of the communication system according to the fifth embodiment illustrated in FIG.
  • the communication terminal 3b further includes a grounding capacitor 35c connected in series between the ground connection terminal 361 and the ground terminal 35 of the communication unit 31 of the communication terminal 3 shown in FIG.
  • the communication portion 31 is not body grounded in the DC frequency region, but is body grounded in the high frequency region via the grounding capacitor 35c.
  • the communication unit 31 has a lower impedance at the reference potential point of the communication unit 31 than when the ground terminal 35 is not electrically connected (electrically floating) to the conductive unit 131. The potential at the reference potential point becomes easier to stabilize.
  • the communication terminal 4b further includes a grounding capacitor 45c connected in series between the ground connection terminal 416 and the ground terminal 45 of the communication unit 41 of the communication terminal 4 shown in FIG.
  • the communication unit 41 when the ground terminal 45 is connected to the housing 22, the communication unit 41 is not body-grounded in the DC frequency region, but is body-grounded in the high-frequency region via the grounding capacitor 45c.
  • the communication unit 41 has a lower impedance at the reference potential point of the communication unit 41 than when the ground terminal 45 is not electrically connected to the housing 22 (electrically floating). The potential at the reference potential point becomes easier to stabilize.
  • both communication terminals 3 and 4 of the communication system of the fifth embodiment shown in FIG. 11 are replaced with communication terminals 3b and 4b.
  • the communication terminal 3 may be replaced with the communication terminal 3b among the communication terminals 3 and 4 of the communication system according to the fifth embodiment illustrated in FIG. .
  • the communication terminal 4 may be replaced with the communication terminal 4b among the communication terminals 3 and 4 of the communication system of Embodiment 5 shown in FIG.
  • the grounding capacitor 35c is not connected between the ground connection terminal 361 and the ground terminal 35 of the communication unit 31, but is connected in series between the reference potential point of the communication unit 31 and the ground terminal 35.
  • the grounding capacitor 35c includes the reference potential point 311a of the transmission circuit 311, the reference potential point 312a of the reception circuit 312, the reference potential point 313a of the control circuit 313, the reference potential point 314a of the power supply circuit 314, and the connection terminal 316. May be connected in series.
  • the grounding capacitor 45c is not connected between the ground connection terminal 416 and the ground terminal 45 of the communication unit 41, but is connected in series between the reference potential point of the communication unit 41 and the ground terminal 45.
  • the grounding capacitor 45c includes the reference potential point 411a of the transmission circuit 411, the reference potential point 412a of the reception circuit 412, the reference potential point 413a of the control circuit 413, the reference potential point 414a of the power supply circuit 414, and the ground connection terminal 416. May be connected in series.
  • the configuration of the present embodiment is not limited to the configuration of the fifth embodiment, and can be applied in combination with the configurations of the sixth embodiment, the seventh embodiment, the eighth embodiment, and the ninth embodiment.

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Abstract

 通信端末の通信部は、第1機器に設けられており、第1機器との間で供給ラインを通して資源の授受を行う第2機器に設けられた相手端末との間で通信を行う。通信部は、電極と電気的に接続される接続端子を有する。電極は、供給ラインに含まれる第1導体と第1導体に電気的に接続される第2導体との少なくとも一方からなる導電部材に対し間隔を空けて配置されることにより導電部材と電界結合されている。通信部は、導電部材を媒体として伝送される信号を用いて相手端末との通信を行うように構成されている。この通信端末は、上記事由に鑑みてなされており、1台の機器の近くに通信相手となり得る機器が複数台存在するような場合でも、一対一の通信を実現できる。

Description

電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置
 本発明は、電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置に関し、より詳細には資源の授受を行う機器間の通信に用いられる電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置に関する。
 特許文献1は、接続装置の各接続口(コンセント)に接続される電気機器の種類を自動認識することができる従来の電力線接続機器制御システムを開示している。特許文献1に記載のシステムは、電力線搬送信号送受システムを適用しており、電力線にPLCモデムを介してホームサーバ(制御装置)が接続されている。このシステムでは、電力線搬送信号送受システム用の規格に対応した電気機器がコンセントに接続されると、電気機器は電力線およびPLCモデムを介してホームサーバと信号の送受を行い、認識処理が行われる。
 しかし、この種のシステムでは、電力線に対してPLCモデムを直接接続する配線工事が必要となるため、既存の機器に対して通信機能を後から付与することが困難である。また、比較的高電圧(たとえばAC200V)の掛かる電力線が用いられる場合、PLCモデムにも比較的高耐圧の部品が必要となる可能性がある。
 これに対して、特許文献2は、たとえば電気自動車等の電動車両と、その電動車両に電力を供給する充電スタンドとの間の通信に電波を用いた短距離無線を適用することを開示している。特許文献2に記載の充電スタンドでは、電動車両との間の通信はたとえば充電量に応じた課金処理などに用いられる。
特開2003-110471号公報 実用新案登録第3148265号
 通信端末の通信部は、第1機器に設けられており、第1機器との間で供給ラインを通して資源の授受を行う第2機器に設けられた相手端末との間で通信を行う。通信部は、電極と電気的に接続される接続端子を有する。電極は、供給ラインに含まれる第1導体と第1導体に電気的に接続される第2導体との少なくとも一方からなる導電部材に対し間隔を空けて配置されることにより導電部材と電界結合されている。通信部は、導電部材を媒体として伝送される信号を用いて相手端末との通信を行うように構成されている。
 この通信端末は、1台の機器の近くに通信相手となり得る機器が複数台存在するような場合でも、一対一の通信を実現できる。
図1は実施形態1の通信システムの概略構成を示すブロック図である。 図2は実施形態1の通信システムを用いた充電システムの構成図である。 図3は実施形態1の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図4Aは実施形態1の電極の取付過程を示す要部の斜視図である。 図4Bは実施形態1の電極の取付状態を示す要部の斜視図である。 図4Cは実施形態1における供給ラインである充電ケーブルの構造を示す斜視図である。 図4Dは実施形態1の第1通信端末の取付状態の他の例を示す要部の斜視図である。 図5Aは実施形態1の電極の取付過程を示す要部の斜視図である。 図5Bは実施形態1の電極の取付状態を示す要部の斜視図である。 図6Aは実施形態1の電極の一例を示す要部の断面図である。 図6Bは図6Aに示す電極の拡大断面図である。 図7Aは実施形態1の第2通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図7Bは実施形態1の第2通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図8は実施形態2の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図9は実施形態3の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図10は実施形態5の通信システムの概略構成を示すブロック図である。 図11は実施形態5の通信システムを用いた充電システムの構成図である。 図12は実施形態5の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図13Aは実施形態5の電極の取付過程を示す要部の斜視図である。 図13Bは実施形態5の電極の取付状態を示す要部の斜視図である。 図13Cは実施形態5における供給ラインである充電ケーブル5の構造を示す斜視図である。 図13Dは実施形態5の第1通信端末の他の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図14Aは実施形態5の電極の取付過程を示す要部の斜視図である。 図14Bは実施形態5の電極の取付状態を示す要部の斜視図である。 図15Aは実施形態5の電極の一例を示す要部の断面図である。 図15Bは図15Aに示す電極の拡大断面図である。 図16Aは実施形態5のグランド端子の接続過程を示す要部の斜視図である。 図16Bは実施形態5のグランド端子の接続状態を示す要部の斜視図である。 図17Aは実施形態5の第2通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図17Bは実施形態5の第2通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図18は実施形態6の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図19は実施形態7の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。 図20は実施形態9の通信システムを用いた電動車両および充電装置を示す平面図である。 図21は実施形態10の通信システムの概略構成を示すブロック図である。
 (実施形態1)
 下記実施形態では、一例として、蓄電池を搭載した電動車両の充電システムに用いられる、電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置について説明する。以下ではまず、充電システムの概要について説明する。
 <充電システムの概要>
 図1は実施形態1の通信システムの概略構成を示すブロック図である。図2は実施形態1の通信システムを用いた充電システム10の構成図である。充電システム10は、図2に示すように電動車両1と充電装置2とを備えている。
 本実施形態において、充電装置2は、商用電源(系統電源)や太陽光発電設備等の発電設備から電力線を介して供給される電力を、電動車両1に供給することで、電動車両1に搭載されている蓄電池11(図1参照)の充電を行う。商用電源や発電設備から充電装置2に供給される電力は交流電力と直流電力とのいずれであってもよいが、以下では交流電力の場合を例に説明する。充電装置2から電動車両1に供給される電力についても、交流電力と直流電力とのいずれであってもよいが、以下では交流電力の場合を例に説明する。
 充電装置2は、本実施形態では、たとえば商業施設や公共施設、あるいは集合住宅などの駐車場において、地面に設置される充電スタンドである。充電装置2は、供給ラインとしての充電ケーブル5が電気的に接続される充電用コンセント21(アウトレット)を有している。充電用コンセント21は、充電ケーブル5のプラグ51が着脱自在に接続されるように構成されている。充電用コンセント21は、充電装置2の筐体22に収納されている給電回路23(図1参照)と電気的に接続されている。これにより、充電装置2は、充電用コンセント21に充電ケーブル5が接続された状態で、給電回路23から充電ケーブル5を介して電動車両1へ電力を供給する。
 電動車両1は、車両に搭載されている蓄電池11が充電装置2を用いて充電され、蓄電池11に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する車両である。以下では、電動機の出力によって走行する電気自動車(EV)を電動車両1の例として説明するが、電動車両1は電気自動車に限らない。電動車両1は、たとえばエンジンの出力と電動機の出力とを組み合わせて走行するプラグインハイブリッド車(PHEV)、あるいは二輪車(電動バイク)、三輪車、電動自転車などであってもよい。
 電動車両1は、充電ケーブル5のコネクタ52が電気的に接続される充電口12を有している。充電口12は、充電ケーブル5のコネクタ52が着脱自在に接続されるように構成されている。充電口12は、電動車両1の車体13(ボディ)に収納されている充電回路14(図1参照)と電気的に接続されている。これにより、電動車両1は、充電口12に充電ケーブル5が接続された状態で、充電装置2から充電ケーブル5を介して電力を受け、充電回路14にて蓄電池11を充電する。
 なお、充電システム10は、充電装置2と電動車両1との間で資源としての電力(電気エネルギー)の授受を行う構成であればよく、蓄電池11の充電のみ行う構成に限らない。つまり、充電システム10は、蓄電池11の放電を行う構成であってもよく、この場合、たとえば充電装置2にて蓄電池11の電力を配電網へ供給することでV2G(Vehicle to Grid)を実現可能である。
 上述したような充電システム10においては、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が充電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことが考えられる。このような用途においては、電動車両1と充電装置2との間で通信が必要になる。そこで、以下の実施形態では、上記充電システム10において、第1機器である電動車両1と、第2機器である充電装置2との間の通信に用いられる電極付き通信端末、通信端末、および通信システムについて説明する。
 以下では、第1通信端末3を例に電極付き通信端末の構成を説明するが、本実施形態では第2通信端末4としても第1通信端末3と同一構成の電極付き通信端末が用いられている。したがって、以下では、特に断りがない限り第1通信端末3としての電極付き通信端末(「電極付き通信端末3」ともいう)について説明し、第2通信端末4としての電極付き通信端末(「電極付き通信端末4」ともいう)についての説明は省略する。
 本実施形態の電極付き通信端末3は、図1に示すように、通信部31と、電極32とを備えている。
 通信部31は、第1機器(電動車両1)に設けられており、相手端末(第2通信端末4)との間で通信を行うように構成されている。相手端末は、第1機器との間で供給ライン(充電ケーブル5)を通して資源の授受を行う第2機器(充電装置2)に設けられている。電極32は、導電部材60に対し、間隔を空けて配置されることにより、導電部材60と電界結合されるように構成されている。導電部材60は、供給ライン(充電ケーブル5)に含まれる第1導体601と、第1導体601に電気的に接続される第2導体602との少なくとも一方からなる。そして、通信部31は、電極32に電気的に接続されており、導電部材60を媒体として伝送される信号を用いて、相手端末との通信を行うように構成されている。
 要するに、電極付き通信端末3は、電極32を導電部材60と電界結合させることにより、電極32を導電部材60に対して非接触で電気的に結合させる。この状態で、電極付き通信端末3は、相手端末との間で導電部材60を媒体に用いて信号を授受することにより、相手端末と電界通信が可能になる。ここでいう電界通信とは、主として静的静電界あるいは準静電界を利用して、特定の通信経路(ここでは導電部材60)を所定の信号が伝播する通信であって、たとえば導電部材60と大地との間に生じる電界により、所定の信号を伝送させる通信である。このような電界(静的静電界あるいは準静電界)の成分は、空間を伝播する場合、電極32からの距離の3乗に比例して減衰することになる。つまり、ここでいう電界通信で用いられる電界は、電極32からの距離に依存して距離が大きくなると急激に減衰する。この電界通信によって伝送される信号は、無線通信の場合の放射波とは異なり、空間中を少ない減衰で伝播する性質がなく、この電界通信によれば、空間中の不特定の経路ではなく特定の通信経路によって繋がれた端末間での通信を確立することができる。また、ここでいう電界通信においては、導電部材60を伝播する際における電界の減衰は、空間を伝播する際に比べて十分に小さいため、非接触でありながらも放射波を用いた無線通信に比べて非常に小さなエネルギーで通信を確立することができる。
 なお、導電部材60は金属よりなることが好ましい。たとえば導電性ポリマーなどの導電性を有する樹脂を導電部材60として用いた場合でも通信は確立できるが、金属は一般に導電性を有する樹脂に比べて大きい導電性を有するため、導電部材60が金属であれば通信経路中の損失を小さく抑えられる。また、たとえば人体や通水ホース、通水用の配管などの、水分を主体とした媒体を導電部材60として用いた場合でも通信は確立できるが、この媒体では導電性を有する樹脂と同様に通信経路中の損失が大きくなる可能性がある。さらに、これらの水分を主体とした媒体は、その形状が安定しておらず、たとえば人体であれば姿勢などによって実質的な導電性(導電率)が変化してしまうため、通信の安定性の面でも金属からなる導電部材60の方が優れている。
 なお、中性線や保護接地線などの大地と同電位とできる可能性のある線が、導電部材60と併設されているなら、例えば、中性線を低いインピーダンスで大地に接地することで、電気力線の終端先の一部を中性線とすることも可能となる。これにより、複数の電界終端先ができるため、電界をさえぎる障害などに対しての通信品質が向上することになる。なお、この場合、通信部31のグランドを中性線と接地したほうが、より安定した通信が可能となる。
 本実施形態においては、一例として第1機器は電動車両1、第2機器は充電装置2、供給ラインは充電ケーブル5、資源は電力(電気エネルギー)である。また、本実施形態では、電動車両1に設けられた第1通信端末3においては、第2通信端末4が相手端末となり、第2通信端末4との間で通信を行うこととなる。反対に、充電装置2に設けられた第2通信端末4においては、第1通信端末3が相手端末となり、第1通信端末3との間で通信を行うこととなる。
 以下、本実施形態に係る電極付き通信端末について詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
 <電極付き通信端末の構成>
 図3は実施形態1の第1通信端末3の取付状態の一例を示す斜視図である。図4Aと図4Bは電極32の取付過程を示す要部の斜視図である。本実施形態の電極付き通信端末3は、上述した通信部31および電極32に加えて、通信部31の外郭をなすケース33(図3参照)、および通信部31と電極32とをつなぐケーブル34をさらに備えている。
 電極32は、ケーブル34を介して通信部31と電気的に接続されている。本実施形態の電極付き通信端末3は、電極32を導電部材60に対して非接触で電気的に結合させた状態で電界通信を行うため、電極32は、導電部材60に直接接触しない状態で使用される。
 図4Cは実施形態1における供給ラインである充電ケーブル5の構造を示す斜視図である。本実施形態では、供給ラインは充電ケーブル5であるため、供給ラインに含まれる第1導体601は、充電ケーブル5に含まれている電線53の芯線534からなる。また、第1導体601に電気的に接続される第2導体602は、第1機器(電動車両1)において充電口12と充電回路14との間を電気的に接続する内部電線15(図3参照)の芯線154(図4A参照)からなる。これらの電線(電線53や内部電線15)は、たとえば銅製の芯線がビニルなどの被覆で覆われたビニル絶縁電線である。電極32は、上述したような第1導体601と第2導体602との少なくとも一方からなる導電部材60に対して間隔を空けて配置されることにより、導電部材60と電界結合される。本実施形態では、導電部材60は第2導体602からなり、電極32は第2導体602と電界結合されている。
 ここにおいて、本実施形態では、電極32は、導電部材60に容量結合されることにより導電部材60と電界結合されるように構成されている。ここで、電極32と導電部材60との間に形成される静電容量成分(以下、「結合容量」という)の大きさは、電極32から導電部材60までの距離や、電極32と導電部材60との間に介在する介在物の誘電率によって決まる。なお、電極32と導電部材60との間には結合容量が形成される程度の間隔が設けられていればよく、電極32と導電部材60との間に被覆155が介在することは必須でなく、たとえば電極32と導電部材60との間に隙間(空間)があってもよい。
 電極32は、容量結合にて導電部材60と電界結合されることにより、電極32と導電部材60との間の結合損失(カップリングロス)を小さく抑えることができる。電極32と導電部材60との電界結合は、たとえば電線からなる電極32を導電部材60に絡めるようにして配置することでも実現可能であるが、このような電界結合では、容量結合に比べて結合損失が大きくなる。容量結合では、電極32と導電部材60の表面とが平行する形で対向するため、電極32と導電部材60との間の結合損失を小さく抑えることができる。
 詳しくは後述するが、電極32は、導電性を有するシートよりなることが好ましい。ここで、電極32は、たとえば、メッシュ状の金属シートや、金属箔、金属テープなどで構成されていることがより好ましい。
 通信部31は、図1に示すように、送信回路311と、受信回路312と、制御回路313と、電源回路314とを備えており、送信回路311と受信回路312と制御回路313と電源回路314はケース33内に配置されている。
 送信回路311は、電極32に電気的に接続されており、搬送波(キャリア)を変調することにより情報を含む伝送信号を生成し、伝送信号を電極32に印加するように構成されている。ここで、送信回路311は、たとえば10〔MHz〕程度の矩形波を搬送波として使用し、変調方式としてOOK(On Off Keying)を採用する。送信回路311が伝送信号を電極32に印加することにより、電極32と電界結合されている導電部材60に電界(準静電界)が誘起される。導電部材60に誘起された電界は、導電部材60を非常に小さい減衰で伝播し、第2機器(充電装置2)へと到達することで、第2機器に設けられている相手端末(第2通信端末4)の受信回路412にて、上記伝送信号が受信される。
 受信回路312は、電極32に電気的に接続されており、相手端末からの伝送信号を受信するように構成されている。ここで、受信回路312は、電極32と電界結合されている導電部材60に発生した電界によって電極32に誘起される伝送信号を受信し、伝送信号を復調することにより伝送信号に含まれる情報を抽出する。
 制御回路313は、MPU(Micro Processing Unit)を主構成とし、送信回路311および受信回路312を制御するように構成されている。これにより、通信部31は、導電部材60を媒体として伝送される信号を用いて、相手端末(第2通信端末4)との通信を行うことが可能である。ここでは、通信部31は、送信回路311と受信回路312との両方を有することにより、伝送信号の送信および受信が可能であり、相手端末との間で双方向通信が可能となる。
 電源回路314は、送信回路311、受信回路312、および制御回路313のそれぞれに、動作用の電力を供給するように構成されている。電源回路314は、たとえば一次電池を電源として有しており、一次電池の電力を各回路へ供給する。
 ここにおいて、通信部31は、第1機器と第2機器とが供給ラインにて繋がった状態で上記相手端末との通信を行い、第1機器と第2機器とが供給ラインにて繋がっていない状態では上記相手端末との通信を行わないように構成されている。本実施形態では、上述したように第1機器が電動車両1、第2機器が充電装置2、供給ラインが充電ケーブル5である。また、電動車両1に設けられた第1通信端末3においては、第2通信端末4が相手端末となる。したがって、第1通信端末3の通信部31は、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がった状態で第2通信端末4との通信を行い、繋がっていない状態では第2通信端末4との通信を行わないことになる。電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がったか否かの判定は、充電ケーブル5のプラグ51の充電用コンセント21への接続状態を検出する接続検出部の検出結果に基づいて行われる。
 プラグ51が充電用コンセント21に接続されたことを接続検出部が検出した場合、通信部31は、第1機器と第2機器とが供給ラインにて繋がった状態にあると判断し、相手端末である第2通信端末4との通信を行う。一方、プラグ51と充電用コンセント21との接続が解除されたことを接続検出部が検出した場合、通信部31は、第1機器と第2機器とが供給ラインにて繋がっていない状態にあると判断し、相手端末である第2通信端末4との通信を行わない。接続検出部は、通信部31に含まれていてもよいし、通信部31とは別に設けられていてもよい。なお、接続検出部は、充電ケーブル5のプラグ51の充電用コンセント21への接続状態を、たとえば赤外線の反射等を利用して光学的に検出し、あるいは通電状態に基づいて電気的に検出するように構成される。接続検出部は、プラグ51の充電用コンセント21への接続状態に代えて、充電ケーブル5のコネクタ52の充電口12への接続状態を検出するように構成されていてもよい。
 すなわち、第1通信端末3と第2通信端末4とは、空間を伝播する場合に電極32からの距離の3乗に比例して減衰する電界成分を主として利用し、特定の通信経路(ここでは導電部材60)を所定の信号が伝播する電界通信により通信を行っている。そのため、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がっていない状態でも、充電ケーブル5のプラグ51の充電用コンセント21の直近にある場合など、第1通信端末3と第2通信端末4とは通信可能な状態となる可能性がある。通信部31は、上述のように第1機器と第2機器とが供給ラインにて繋がった状態でのみ相手端末と通信を行うことで、非接触でありながらも有線通信と同様に有線接続された場合にのみ通信可能である。
 <通信端末の構成>
 上述した構成の電極付き通信端末3の通信部31は、電極32の無い通信端末30を構成する。すなわち、本実施形態に係る通信端末30は、通信部31を備えている。ここで、通信部31は、電極32と電気的に接続される接続端子315を有している。接続端子315は、ケーブル34における電極32とは反対側の端部に設けられたコネクタ341が着脱自在に接続される。つまり、接続端子315にコネクタ341が接続された状態では、接続端子315はケーブル34を介して電極32と電気的に接続されることになる。接続端子315は、ケース33の一部に露出するように配置されている。
 このように構成される通信端末30は、接続端子315に電極32が接続されることにより、電極32と共に上記の電極付き通信端末3を構成する。したがって、複数種類の電極32が存在する場合、通信端末30は、これら複数種類の電極32のうち任意の電極32を接続して使用することが可能である。
 <電極の具体的構成>
 以下、電極32の具体的な構成について説明する。
 本実施形態では、電極32は導電性を有するシートである。電極32が導電性を有する材料で構成されていることによって、電極32は、たとえば送信回路311から出力される伝送信号(電力)を効率よく電界に変換し、第1導体601あるいは第2導体602に電界として重畳させることができる。これは、導電性材料からなる電極32は、全体に亘って略等電位となり且つ電極32での電気的な損失も殆ど生じないことから、伝送信号が電極32の全体に略均一に且つロスなく印加されるためである。これにより、通信経路、たとえば送信回路311から相手端末(第2通信端末4)の受信回路412までの経路における伝送信号の損失を小さく抑えることができ、通信部31は、通信に必要な電力を低く抑えることができる。とくに、通信部31が電池駆動である場合には、電池の寿命が長くなり、電池の交換周期を長くできる。
 なお、電極32は、たとえば合成樹脂のような導電性を有しない材料(電気絶縁材料)で構成されていてもよく、この場合でも、導電部材60との電界結合は可能である。ただし、電気絶縁材料からなる電極32では、電極32の表面の電位が不均一になり、電極32が導電性材料からなる場合に比べて、電極32の表面での電気的な損失が大きくなるため、伝送ロスが大きくなる可能性がある。
 電極32は、図3に示すように内部電線15に対して巻き付けられることにより、第2導体602と電界結合されている。電極32は、内部電線15に対して被覆155(図4A参照)の上から巻き付けられている。
 言い換えれば、電極32は、芯線154からなる第2導体602が被覆155にて覆われた構造の内部電線15を対象に、被覆155を破ることなく被覆155越しに第2導体602と対向するように配置される。したがって、電極32から第2導体602までの距離は、被覆155の厚み寸法に略等しくなる。このように、電極32は、導電部材60(第2導体602)に対して被覆155の厚み寸法の分だけ間隔を空けて配置されることにより、導電部材60に対して容量的に結合(電界結合)されることになる。
 また、本実施形態では、電極32は導電部材60の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように配置されている。つまり、導電部材60(第2導体602)が内部電線15の芯線154からなる場合には、内部電線15の延長方向(長さ方向)に直交する断面の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように電極32が配置される。これにより、電極32と導電部材60との対向面積を極力大きく確保でき、伝送ロスを小さく抑えることができる。すなわち、電極32と導電部材60との対向面積が大きくなると、電極32と導電部材60との間の結合容量が大きくなり、結合容量が大きくなるほど伝送ロスは小さくなる。なお、電極32と導電部材60との結合部分での伝送ロス(結合ロス)を小さくする方法としては、上記方法の他にインピーダンスを整合させる方法がある。たとえば、電極32からみた通信端末30(通信部31)のインピーダンスと、通信端末30からみた電極32のインピーダンスとが、伝送信号の搬送波の周波数において整合するように設定されることで、結合ロスが小さくなる。本実施形態のように、搬送波の周波数が10〔MHz〕程度である場合、搬送波の周波数である10〔MHz〕付近において、電極32からみた通信端末30のインピーダンスと、通信端末30からみた電極32のインピーダンスとが近い値であれば、結合ロスを小さくすることができる。
 また、電極32が導電部材60の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように配置されていることは必須の構成ではなく、電極32は、導電部材60の周方向の一部を除いて導電部材60を囲むように配置されていてもよい。これにより、内部電線15の周囲に、内部電線15の周方向の全周に亘って電極32を巻き回すためのスペースがないような場合でも、電極32は導電部材60と電界結合することができる。
 ここにおいて、本実施形態では、充電装置2と電動車両1との間の配線は単相三線式の100V配線である。つまり、図3に示すように、導電部材60としての内部電線15は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線151、152と、N相となる中性線153とを有している。中性線153は、充電ケーブル5を介し、たとえば大地などの安定電位点と充電装置2において電気的に接続されている。つまり、中性線153は接地されている。これにより、中性線153の対地間電圧は0〔V〕となり、一対の電圧線151、152の各々の対地間電圧は100〔V〕となる。そして、一方(L1相)の電圧線151とN相の中性線153との間の電圧は100〔V〕、他方(L2相)の電圧線152とN相の中性線153との間の電圧は100〔V〕、一対の電圧線151、152間の電圧は200〔V〕になる。
 要するに、資源は電力であって、導電部材60は中性線153と電圧線151、152とを有している。電極32は、中性線153と電圧線151、152とのうち電圧線151、152にのみ電界結合されるように構成されている。図3の例では、一対の電圧線151、152を電極32で束ねるようにして、3本の内部電線15のうちの2本(両電圧線151、152)に電極32が巻き付けられている。
 図4Dは実施形態1の第1通信端末の取付状態の他の例を示す要部の斜視図である。図4Dにおいて、図3に示す第1端末と同じ部分には同じ参照番号を付す。図4Dの例では、一対の電圧線151、152のうちの一方の電圧線151にのみ電極32が巻き付けられており、電圧線152には巻き付けられていない。図4Dの例では、電極32は被覆155に対して殆ど隙間なく密着するように巻き付けられている。
 このように、電極32は、導電部材60のうち中性線153を除く電圧線151、152にのみ電界結合されていることが好ましい。すなわち、電界通信においては、導電部材60と基準電位点との間に発生する電界を利用して信号の伝送が行われるので、基準電位点となり得る中性線153は、導電部材60に含まないことが好ましい。また、電極32は、図3のように一対の電圧線151、152の両方に電界結合されていてもよいし、図4Dのように一対の電圧線151、152の一方にのみ電界結合されていてもよい。これらの構成を比較すると、図3の構成(電極32が一対の電圧線151、152の両方と電界結合される)の方が、図4Dの構成(電極32が一対の電圧線151、152の片方と電界結合される)よりも信号の受信強度が高くなる。
 図4Aおよび図4Bの例では、電極32は、帯状に形成されたメッシュ状のシートであって、内部電線15に対して複数回巻き回すようにして内部電線15に巻き付けられる。この構成において、施工性の面では、電極32は片面に粘着剤が塗布された構成であることが好ましい。この構成によれば、電極32は比較的薄く巻き付けやすいので、比較的細い(径の小さい)内部電線15に対しても、電極32を密着させるように巻き付けやすくなる。
 図5Aと図5Bは実施形態1の電極32のさらに他の取付過程を示す要部の斜視図である。図5Aおよび図5Bの例では、電極32の両面に面ファスナ321が設けられている。この構成では、電極32は、内部電線15に対して巻き回された状態で、電極32両面の面ファスナ321にて留めることにより、内部電線15に巻き付けられる。この構成によれば、電極32は着脱が自在であるから、電極付き通信端末3のメンテナンス時などに、電極32を含めて内部電線15からの取り外しが容易である。
 ここにおいて、電極32は、上述したようにメッシュ状の金属シートや、金属箔、金属テープなどで構成されることが好ましい。これにより、電極32は、内部電線15の表面に対して密着しやすくなり、伝送ロスを小さく抑えることができる。とくに、メッシュ状の金属シートは、金属箔や金属テープに比べても内部電線15の表面に対する密着性がよく、内部電線15との間に殆ど空気の層を介在させずに内部電線15に巻き付け可能である。要するに、電極32と導電部材60との間の結合容量の大きさは、電極32から導電部材60までの距離や、電極32と導電部材60との間に介在する介在物の誘電率によって決まり、結合容量が大きくなるほど伝送ロスは小さくなる。したがって、電極32として内部電線15との密着性の高い構造を採用すれば、電極32から導電部材60までの距離が小さくなり、且つ電極32と導電部材60との間に空気の層が介在しにくくなることで、結合容量が大きくなって伝送ロスが小さくなる。
 なお、電極32がメッシュ状であると、電極32の網目から内部電線15が露出することになり、電極32は、内部電線15を完全に覆うことにはならない。ただし、搬送波が数〔MHz〕以上であるような高周波の伝送信号を通信に用いる場合、電極32が内部電線15を完全には覆っていないことは、伝送ロスにはあまり影響しない。
 図6Aは実施形態1の電極32の他の例を示す要部の断面図である。図6Bは図6Aに示す電極32の部分6Bの拡大断面図である。電極付き通信端末3は、図6Aと図6Bに示すように電極32を覆う電気的絶縁体322をさらに備えていてもよい。図6Aと図6Bの例では、電極32の両面を覆うように、合成樹脂製の被覆材からなる電気的絶縁体322が設けられている。電気的絶縁体322は、たとえば電極32を樹脂コーティングしたり、電気絶縁性を有するテープを電極32に巻き付けたりすることによって形成される。この構成によれば、内部電線15の周辺の金属導体に対して、電極32が直接的に接触することを防止できる。また、電極32は電気的絶縁体322で保護されることになるので、電極32が銅などの材料で構成されている場合でも、錆びなどによる電極32の経年劣化が抑制され、結果的に、長期にわたって伝送ロスを低く維持できる。電極32の防錆を目的とする場合には、電極32に水分が付着しないように電気的絶縁体322は水分遮断性を有することが好ましい。電気的絶縁体322は電極32の片面にのみ設けられていてもよく、この場合、電極32は電気的絶縁体322の面を外側として内部電線15に巻き付けられ、電極32は電気的絶縁体322から露出しない。
 ところで、導電部材60が延長方向D32に延びる線状または管状である場合、導電部材60の延長方向D32における電極32の寸法は、上記信号の波長の1/4未満であることが好ましい。以下では導電部材60の延長方向D32における電極32の寸法を電極32のカップリング長Lc(図3参照)という。電極付き通信端末3が通信に用いる信号が波長λ〔m〕を有する場合、電極32のカップリング長Lcはλ/4〔m〕未満であることが好ましい。ここでいう信号の波長λは、伝送信号の搬送波(キャリア)の波長である。たとえば、上述したように送信回路311が10〔MHz〕の搬送波を用いて信号(伝送信号)の送信を行うのであれば、信号の波長λは30〔m〕となる。この場合、電極32のカップリング長Lcは7.5〔m〕(=30〔m〕/4)未満であることが好ましい。この構成によれば、電極32は、伝送信号と同じ波長λの電波に対してアンテナとして機能しにくく、電波の影響を受けにくくなる。
 <電極付き通信端末の取り付け方法>
 電極付き通信端末3を取り付ける場合、作業者は、電極付き通信端末3の通信部31を電動車両1(第1機器)の任意の位置に固定し、且つ電極32を導電部材60に電界結合させる。このとき、作業者は、電極32を内部電線15に被覆155の上から巻き付けることにより、電極32を導電部材60に電界結合させることができる。
 ここで、通信部31は、電動車両1の車体における充電口12の周辺にケース33がボルトで共締めされることにより、固定される。通信部31と電極32との間がケーブル34によって接続できるように、電動車両1における通信部31を固定する固定位置はケーブル34の長さに応じて決定される。また、通信部31が電源回路314に一次電池を電源として有している場合には、作業者は、通信部31の動作用の電力を確保するために通信部31に外部電源を接続する必要もない。
 このように、本実施形態の電極付き通信端末3を電動車両1に取り付けるに際しては、作業者は、電極付き通信端末3を電動車両1の電気系統に電気的に接続する必要がなく、電動車両1の電気系統の加工を伴わない比較的簡単な作業で取付可能である。したがって、第1機器としての電動車両1に電極付き通信端末3を取り付けるためのスペースさえあれば、電極付き通信端末3は、第1機器としての電動車両1に容易に後付け可能である。
 <第2通信端末の構成>
 本実施形態では、上述したように第1機器に設けられた第1通信端末3と、第2機器に設けられた第2通信端末4とは同一の構成を有する。したがって、上述した第1通信端末3としての電極付き通信端末3の説明は、第1機器(電動車両1)を第2機器(充電装置2)に読み替えることで、第2通信端末4としての電極付き通信端末4の説明となる。ここで、第1通信端末3の通信部31(通信端末30)、電極32、ケース33、ケーブル34は、それぞれ第2通信端末4の通信部41(通信端末40)、電極42、ケース43、ケーブル44に相当する。さらに、送信回路311、受信回路312、制御回路313、電源回路314、接続端子315、コネクタ341は、それぞれ送信回路411、受信回路412、制御回路413、電源回路414、接続端子415、コネクタ441に相当する。
 図7Aは実施形態1の第2通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。図7Bは実施形態1の第2通信端末の他の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。第2機器(充電装置2)においては、第1導体601に電気的に接続される第2導体603は、第2機器において充電用コンセント21と給電回路23との間を電気的に接続する内部電線24(図7A参照)の芯線244(図7A参照)からなる。したがって、電極付き通信端末4の電極42は、図7Aおよび図7Bに示すように内部電線24に対して巻き付けられることにより、第2導体603と電界結合される。電極42は、内部電線24に対して被覆245の上から巻き付けられている。
 また、本実施形態では、電極42は導電部材60の周方向の全周に亘って導電部材を囲むように配置されている。つまり、導電部材60(第2導体603)が内部電線24の芯線244からなる場合には、内部電線24の延長方向D24(長さ方向)に直交する断面の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように電極42が配置される。
 本実施形態では、充電装置2と電動車両1との間の配線は単相三線式の100V配線であるから、図7Aに示すように、導電部材60としての内部電線24は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線241、242と、N相となる中性線243とを有している。中性線243は、たとえば大地などの安定電位点と電気的に接続されている。つまり、中性線243は接地されている。これにより、中性線243と安定電位点と間の電圧である中性線243の対地間電圧は0〔V〕となり、一対の電圧線241、242のそれぞれと安定電位点と間の電圧である電圧線241、242の各々の対地間電圧は100〔V〕となる。そして、一方(L1相)の電圧線241とN相の中性線243との間の電圧は100〔V〕、他方(L2相)の電圧線242とN相の中性線243との間の電圧は100〔V〕、一対の電圧線241、242間の電圧は200〔V〕になる。
 要するに、資源は電力であって、導電部材60は中性線243と電圧線241、242とを有している。電極42は、中性線243と電圧線241、242とのうち電圧線241、242にのみ電界結合されるように構成されており、中性線243には実質的には電界結合していない。図7Aの例では、一対の電圧線241、242を電極42で束ねるようにして、3本の内部電線24のうちの2本(両電圧線241、242)に電極42が巻き付けられている。一方、図7Bの例では、一対の電圧線241、242のうちの一方の電圧線241にのみ電極42が巻き付けられている。なお、図7Bの例では、電極42は被覆245に対して殆ど隙間なく密着するように巻き付けられている。
 このように、電極42は、導電部材60のうち中性線243を除く電圧線241、242にのみ電界結合されていることが好ましい。すなわち、電界通信においては、導電部材60と基準電位点との間に発生する電界を利用して信号の伝送が行われるので、基準電位点となり得る中性線243は、導電部材60に含まないことが好ましい。また、電極42は、図7Aのように一対の電圧線241、242の両方に電界結合されていてもよいし、図7Bのように一対の電圧線241、242の一方にのみ電界結合されて他方には電界結合していなくてもよい。これらの構成を比較すると、図7Aの構成(電極42が一対の電圧線241、242の両方と電界結合される)の方が、図7Bの構成(電極42が一対の電圧線241、242の一方にのみ電界結合される)よりも信号の受信強度が高くなる。
 ただし、電極32、42の導電部材60との電界結合の態様は、第1通信端末3と第2通信端末4とで揃っていることが好ましい。つまり、第1通信端末3の電極32が一対の電圧線151、152の両方に電界結合されている場合(図3参照)、第2通信端末4の電極42は一対の電圧線241、242の両方に電界結合されていること(図7A参照)が好ましい。これに対し、第1通信端末3の電極32が一方の電圧線151にのみ電界結合されている場合(図4D参照)、第2通信端末4の電極42は一方の電圧線241にのみ電界結合されていること(図7B参照)が好ましい。なお、電極32、42が、それぞれ一方の電圧線にのみ電界結合される場合、電極32が結合される電圧線と、電極42が結合される電圧線とは同相であることが好ましいが、異相(L1相とL2相)であってもよい。
 ところで、第2機器である充電装置2に設けられた第2通信端末4に特有の機能として、第2通信端末4は充電装置2の給電回路23を制御する機能を備えていてもよい。この場合、第2通信端末4は、たとえば給電回路23に設けられているリレーのオン、オフを切り替えることにより、充電装置2から第1機器である電動車両1へ電力を供給するか否かを切り替えることができる。本実施形態では、第2通信端末4は、充電装置2の給電回路23を制御する機能を有している。
 <電極付き通信端末の細部>
 以下、電極付き通信端末の細部について説明する。
 本実施形態においては、第2通信端末4の通信部41の基準電位点は接地されている。具体的には、送信回路411および受信回路412における回路グランドとなる通信部41の基準電位点が、たとえば大地などの基準となり得る安定した電位を持つ物体と導電体によって電気的に接続されることにより、接地されている。これにより、通信部41は、その基準電位点の電位が、大地などの安定電位点と同電位となって安定することになり、基準電位点が接地されていない場合に比べて伝送効率が高くなる。つまり、第1通信端末3と第2通信端末4とは、上述したようにたとえば導電部材60と大地との間に生じる電界により伝送信号の伝送を行うので、通信部41の基準電位点が安定することにより、伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上につながる。さらに、通信部41の基準電位点が安定することは、不要輻射の低減にもつながる。
 また、本実施形態では、通信部41の基準電位点は、充電装置2のフレームグランドを介して接地されている。すなわち、充電装置2は、筐体22が導電性を有する金属製であって、給電回路23の基準電位点は、筐体22に対して電気的に接続されている。通信部41の基準電位点は、給電回路23の基準電位点と共に、筐体22に対して電気的に接続されている。さらに、充電装置2の筐体22は、大地などの安定した電位を持つ物体と導電体によって電気的に接続されることにより、接地されている。これにより、通信部41の基準電位点は、充電装置2のフレームグランドである筐体22を介して、大地などに接地されることとなる。なお、充電装置2において、筐体22の全体が導電性を有することは必須ではなく、筐体22の少なくとも一部が導電性を有しフレームグランドとして機能する構成であれば、通信部41の基準電位点は充電装置2のフレームグランドである筐体22を介して大地などに接地される。これにより、通信部41では、充電装置2のフレームグランド(筐体22の電位)を基準とした電界により伝送信号の伝送を行うことができる。つまり、電極42から出た電気力線の終点は、充電装置2のフレームグランド(筐体22)に集約されるため、電界が安定して伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上や不要輻射の低減につながる。
 また、本実施形態では、電動車両1に設けられている第1通信端末3において、通信部31の基準電位点は、電動車両1の導電部に接続(接地)されている。ここでいう導電部は、フレームおよびボディを含む車体13のうち、略等電位となる金属部分など導電性を有する部分である。一般的に、導電部は、電装用のバッテリ(走行用の蓄電池11とは別)のマイナス端子と電気的に接続されている。言い換えれば、通信部31の基準電位点が導電部に接続されることで、通信部31はボディアースされることになる。これにより、電極32近傍での電界の状態が安定して、伝送ロスを小さくでき、伝送効率の向上につながる。また、第1通信端末3と第2通信端末4との間の通信において、電界を主体とした電界通信がより支配的となることで、第2導体602あるいは第1導体601中を伝わらず空間に放射される電磁波が低減され、不要輻射の低減につながる。
 すなわち、電極付き通信端末3が相手端末と通信する際、通信部31より電極32に信号を印加すると、上述したようにたとえば導電部材60と大地との間に電界が生じる。このとき、通信部31の基準電位点が導電部に接続されていなければ、電極32近傍に存在する導電部、中性線153、大地のいずれもが、電極32を始点とする電気力線の終点となり得るため、電界が不安定になることがある。これに対して、通信部31の基準電位点が導電部に接続されていると、電極32を始点とする電気力線の終点は導電部に集約される。その結果、上記電界通信で用いられる電界が安定し、信号の伝送効率が向上する。また、導電部の表面積が大きいほど、通信部31の基準電位点が導電部に接続されることにより奏する上記の効果は大きくなる。これは、電界結合部分を起点として発生するグランドバウンスが、より抑制されることに起因する。
 また、本実施形態においては、通信部41の基準電位点は、中性線243と共に接地されている。すなわち、充電装置2における導電部材60(第2導体603)としての内部電線24は、上述したようにN相となる中性線243を有している。そこで、通信部41の基準電位点は中性線243と電気的に接続され、中性線243と一緒に接地されるように構成されている。中性線243が接地されていない場合には、中性線243に電界(信号)が重畳すると、中性線を介して複数台の充電装置2間で混信が発生する可能性がある。混信は、電源の中性線が複数台の充電装置2で共通である場合に発生しやすい。本実施形態のように、中性線243が接地されていると、複数台の充電装置2における中性線243の電位が強制的に揃えられ、中性線に重畳する電界(信号)成分が減少する。また、通信部41は、電圧線241、242と中性線243との間に生じる電界により伝送信号の伝送を行うことも可能となり、大地が電気力線の終点となる場合に比べ、電気力線の始点から終点までの距離が短くなる。そのため、電気力線が障害物などの影響を受けにくくなり、電界が安定して伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上につながる。なお、中性線の接地点に近く、充電装置2に近い場所ほど、電界が安定する効果は大きくなる。
 <通信システムの構成>
 本実施形態の通信システムは、上述したような構成の第1通信端末3と第2通信端末4とを備えている。つまり、通信システムは、第1機器に設けられた第1通信端末3と、第1機器との間で供給ラインを通して資源の授受を行う第2機器に設けられ第1通信端末3との間で通信を行う第2通信端末4とを備えている。
 ここで、第1通信端末3と第2通信端末4との少なくとも一方は、電極32(または42)と、通信部31(または41)とを有している。電極32(または42)は、供給ラインに含まれる第1導体601と第1導体601に電気的に接続される第2導体602(または603)との少なくとも一方からなる導電部材60に対し、間隔を空けて配置されることにより、導電部材60と電界結合される。通信部31(または41)は、電極32(または42)に電気的に接続されており、導電部材60を媒体として伝送される信号を用いて、相手端末との通信を行う。
 本実施形態においては、第1機器は蓄電池11を搭載した電動車両1である。第2機器は、供給ライン(充電ケーブル5)を通して資源としての電力を第1機器に供給し、蓄電池11を充電する充電装置2である。
 <通信システムの動作>
 以上説明した本実施形態の通信システムを用いることにより、充電システム10は、以下のような動作が可能になる。すなわち、電動車両1(第1機器)に設けられた第1通信端末3と、充電装置2(第2機器)に設けられた第2通信端末4とが互いに通信することにより、充電システム10は、電動車両1と充電装置2との間で信号の授受が可能になる。
 充電システム10においては、電動車両1が充電ケーブル5を介して充電装置2と電気的に接続された状態で、充電装置2の給電回路23から電動車両1の充電回路14へ電力供給されることにより、電動車両1の蓄電池11は充電される。ここで、充電装置2は、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が受電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことが考えられる。そこで、充電システム10は、上述したような通信システムを用いることにより、電動車両1の認証処理に必要な電動車両1と充電装置2との間での信号の授受を可能とする。
 さらに詳しく説明すると、充電装置2は、電動車両1を充電する際、充電ケーブル5を介して電動車両1が接続されると、まず電動車両1から識別情報を通信により取得する。電動車両1の識別情報は、電動車両1と一対一に対応付けて設定される情報であって、電動車両1に設けられた第1通信端末3に予め登録されている。識別情報は、たとえば第1通信端末3の製造時点で予め設定されていたり、あるいは専用の設定装置で第1通信端末3のメモリに書き込まれたりすることで登録される。
 第1通信端末3は、電動車両1が充電ケーブル5を介して充電装置2に接続されて第1通信端末3と第2通信端末4とが互いに通信可能な状態になると、自動的に識別情報の送信を開始する。第1通信端末3は、識別情報の送信を所定の時間間隔で複数回繰り返し行い、第2通信端末4は、第1通信端末3から送信された識別情報を1回でも受信することで、電動車両1の識別情報を取得する。つまり、第1通信端末3は、第2通信端末4との通信により、第1機器(電動車両1)に固有の識別情報を第2通信端末4へ送信するように構成されている。
 第2通信端末4は、電動車両1の識別情報を取得すると、識別情報と予め登録されている照合情報との照合を行う。照合情報は正規に登録されている識別情報であって、充電装置2に設けられた第2通信端末4に予め登録されている。照合情報は、たとえば第2通信端末4のメモリに書き込まれることで登録される。あるいは、第2通信端末4が認証サーバとの通信機能を有する場合には、照合情報は、認証サーバに予め登録されていてもよい。この場合、第2通信端末4は、電動車両1の識別情報を認証サーバに送信し、認証サーバにて識別情報の認証が行われることになる。
 識別情報の認証を行う第2通信端末4あるいは認証サーバは、登録されている照合情報と取得した識別情報とが一致すれば照合に成功したと判断し、登録されている照合情報と取得した識別情報とが一致しなければ照合に失敗したと判断する。認証サーバが識別情報の認証を行う場合、認証サーバは、識別情報の照合が成功であるか失敗であるかを、識別情報の認証結果として第2通信端末4へ送信する。そして、第2通信端末4は、識別情報の照合が成功した場合、第2機器(充電装置2)から第1機器(電動車両1)への電力の供給を開始させる。一方、第2通信端末4は、識別情報の照合が成功しなかった場合に、第2機器(充電装置2)から第1機器(電動車両1)へ電力を供給させないように構成されている。すなわち、第2通信端末4は、識別情報の認証結果に応じて、充電装置2の給電回路23を制御し、充電装置2から電動車両1へ電力を供給するか否かを切り替える。
 <効果>
 特許文献2に記載のように無線通信を用いた構成では、1台の機器の近くに通信相手となり得る複数の機器が存在するような場合に、一対一の通信を実現することが困難である。たとえば、1台の充電装置に対して2台の電動車両が近づいた際には、2台の電動車両はいずれも充電装置と通信可能となるため、充電装置において、2台の電動車両のいずれが充電対象であるかを特定することは困難である。
 以上説明した本実施形態の電極付き通信端末3、通信端末30、および通信システムによれば、相手端末との間で導電部材60を媒体に用いて信号を授受することにより、相手端末と電界通信が可能になる。ここでいう電界通信は、空間を伝播する場合に距離の3乗に比例して減衰する電界を主として利用するため、非接触でありながらも空間中の不特定の経路ではなく特定の通信経路によって繋がれた端末間での通信を確立することができる。つまり、電界通信においては、空間を伝播する信号は即座に減衰することになり、信号は減衰の少ない導電部材60を主として伝播するため、特定の通信経路によって繋がれた端末間での通信が確立される。したがって、電極付き通信端末3は、導電部材60を通信経路として用いることにより、供給ライン(充電ケーブル5)で第1機器と第2機器とが繋がって初めて相手端末との通信を確立することができる。結果的に、1台の機器の近くに通信相手となり得る複数の機器が存在するような場合でも、一対一の通信を実現できる。
 しかも、電極32は、導電部材60に電界結合されることで、たとえば送信回路311から印加される伝送信号の電界成分を、第2導体602や第1導体601に積極的に重畳させることができる。この電極32は、既存の内部電線15や充電ケーブル5に対して、被覆の上から巻き付けられることにより導電部材60と電界結合されるので、電極付き通信端末3は、既存の機器(第1機器)に対して後付けで簡単に取り付け可能である。つまり、電極32が媒体(導電部材60)と電界結合されることにより、電極付き通信端末3は、電極32が媒体に直接接続されなくても通信を行うことができ、後付けで簡単に設置可能となる。また、電極32を取り付けるために内部電線15や充電ケーブル5に加工を施す必要がないため、一旦取り付けられた電極付き通信端末3の移設も可能である。あるいは、電極付き通信端末3が機器(第1機器)に初め(機器の製造時点)から備え付けられる場合でも、電極付き通信端末3のはんだ付けや特殊なコネクタなどを必要としないため、設置コストや手間を軽減することが可能となる。
 また、本実施形態の通信システムでは、上記第1機器は蓄電池11を搭載した電動車両1であり、上記第2機器は充電装置2である。充電装置2は、供給ライン(充電ケーブル5)を通して資源としての電力を第1機器に供給し、蓄電池11を充電する。この構成により、通信システムは、充電システム10において電動車両1と充電装置2との間の通信を実現可能である。したがって、充電システム10において、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が充電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことが可能となる。
 しかも、電極付き通信端末3は、供給ライン(充電ケーブル5)で第1機器と第2機器とが繋がって初めて相手端末との通信が確立されるので、複数台の充電装置2が並んで設置されているような場合でも、電動車両1と充電装置2との一対一の通信を実現できる。また、1台の充電装置2の付近に複数台の電動車両1が位置する場合でも、電動車両1と充電装置2との一対一の通信を実現できる。結果的に、この通信システムによれば、1台の機器の近くに通信相手となり得る複数の機器が存在するような場合でも、一対一の通信を実現できる。
 ここで、第1通信端末3は、本実施形態のように、第2通信端末4との通信により、第1機器(電動車両1)に固有の識別情報を第2通信端末4へ送信するように構成されていることが好ましい。これにより、第1通信端末3から第2通信端末4へ送信される識別情報により、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が充電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことができる。
 また、第2通信端末4は、識別情報の照合が成功しなかった場合に、第2機器(充電装置2)から第1機器(電動車両1)へ電力を供給させないように構成されている。したがって、充電装置2は、正規の電動車両1以外の機器が接続されるなどして識別情報の照合に失敗した場合、電力の供給を行わないことで、不正な機器への無駄な電力供給を防止できる。
 ところで、電動車両1は、上記通信システムに第1機器として用いられ、第1通信端末3を備えている。したがって、この電動車両1によれば、1台の電動車両1の近くに通信相手となり得る複数の機器(充電装置2)が存在するような場合でも、充電ケーブル5にて実際に接続された充電装置2を対象として一対一の通信を実現できる。
 また、充電装置2は、上記通信システムに第2機器として用いられ、第2通信端末4を備えている。したがって、この充電装置2によれば、1台の充電装置2の近くに通信相手となり得る複数の機器(電動車両1)が存在するような場合でも、充電ケーブル5にて実際に接続された電動車両1を対象として一対一の通信を実現できる。
 なお、第1機器と第2機器との関係は上記実施形態の例に限らず、逆であってもよい。つまり、第1機器が充電装置2で、第2機器が電動車両1であってもよい。この場合、第1機器である充電装置2に設けられた電極付き通信端末4が第1通信端末となり、第2機器である電動車両1に設けられた電極付き通信端末3が第2通信端末となる。充電装置2を第1機器と読み替えれば、たとえば「電極付き通信端末の細部」の欄で説明した構成は、通信部41の基準電位点が、第1機器(充電装置2)のフレームグランドを介して接地されている、と読み替えることができる。
 また、第1機器は、電動車両1に限らず、第2機器から電力が供給される機器であればよく、たとえば定置型蓄電装置などであってもよい。さらに、第1機器と第2機器とは供給ラインを通して資源の授受を行う構成であればよく、資源は電力に限らない。たとえば資源がガソリンや軽油等の石油燃料であれば、石油燃料を使用する自動車、二輪車等が第1機器となり、給油機器が第2機器となる。たとえば、資源がガソリンの場合、資源の供給ラインとなるパイプおよびノズルが金属製であれば、ノズルが車両の給油口に挿入されることにより、車両と給油機器との間が導通し、第1通信端末と第2通信端末との間の通信が確立する。また、資源が水素であれば、水素を使用する燃料電池車が第1機器となり、水素供給機器が第2機器となる。
 (実施形態2)
 図8は実施形態2の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。本実施形態の電極付き通信端末は、導電部材60に対する電極32の結合状態が、実施形態1の電極付き通信端末と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、電動車両1(第1機器)に設けられた電極付き通信端末3(第1通信端末)の電極32は、図8に示すように、中性線153と電圧線151、152との全てに電界結合されるように構成されている。すなわち、本実施形態では、実施形態1と同様に、第1機器(電動車両1)と第2機器(充電装置2)との間で授受される資源は電力であって、導電部材60は中性線153と電圧線151、152とを有している。そして、実施形態1では、電極32は中性線153と電圧線151、152とのうち電圧線151、152にのみ電界結合されていたのに対し、本実施形態では、電極32は中性線153と電圧線151、152との全てに電界結合されている。
 さらに詳しく説明すると、本実施形態では、電動車両1の内部電線15は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線151、152と、N相となる中性線153とが1本の内部ケーブル150を構成している。つまり、内部ケーブル150は、一対の電圧線151、152および中性線153からなる計3本の内部電線15が絶縁性のシース(外被)により覆われて1本に束ねられて構成されている。そのため、第1機器(電動車両1)において充電口12と充電回路14との間は1本の内部ケーブル150によって電気的に接続されることになる。電極32は、図8に示すように、内部ケーブル150に対してシースの上から巻き付けられることにより、内部ケーブル150に加工を施すことなく、導電部材60(第2導体602)との電界結合を実現する。
 以上説明した本実施形態の構成によれば、第1機器(電動車両1)の内部で複数本の内部電線15が束ねられてケーブル(内部ケーブル150)を構成している場合でも、内部ケーブル150の外被(シース)の上から電極32を取り付けることが可能である。したがって、電極付き通信端末3を取り付ける作業者は、内部ケーブル150に特別な加工を施すことなく、第2導体602としての内部電線15の芯線154に対して、電極32を電界結合させることができ、電動車両1への後付けが容易である。
 また、本実施形態の構成においては、実施形態1で説明したように通信部41の基準電位点が中性線243と共に接地されることによる効果がより大きくなる。これは、導電部材60のうち電極42と電界結合された部位において、中性線243にも、より積極的に電界(信号)が重畳されることで、上述したような複数台の充電装置2間での混信が顕著に発生するためである。つまり、本実施形態の構成において、通信部41の基準電位点が中性線243と共に接地されていれば、中性線243に重畳される電界(信号)成分を減らすことができ、複数台の充電装置2間での混信が大幅に抑制される。
 その他の構成および機能は実施形態1と同様である。
 (実施形態3)
 図9は実施形態3の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。本実施形態の電極付き通信端末は、導電部材60に対する電極32の結合状態が、実施形態1の電極付き通信端末と相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、電動車両1(第1機器)に設けられた電極付き通信端末3(第1通信端末)の電極32は、図9に示すように、第1導体601である充電ケーブル5に含まれている電線53の芯線534に対して電界結合されている。本実施形態では、実施形態1と同様に、第1機器(電動車両1)と第2機器(充電装置2)との間で授受される資源は電力であって、導電部材60は中性線533と電圧線531、532とを有している。そして、本実施形態では、実施形態2と同様に、電極32は中性線533と電圧線531、532との全てに電界結合されている。
 さらに詳しく説明すると、充電ケーブル5は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線531、532と、N相となる中性線533とが絶縁性のシース(外被)により1本に束ねられて構成されている。そのため、第1機器(電動車両1)と第2機器(充電装置2)との間は1本の充電ケーブル5によって電気的に接続されることになる。電極32は、図9に示すように、充電ケーブル5に対してシースの上から巻き付けられることにより、充電ケーブル5に加工を施すことなく、導電部材60(第1導体601)との電界結合を実現する。
 以上説明した本実施形態の構成によれば、供給ラインである充電ケーブル5に対し、外被(シース)の上から電極32を取り付けることが可能である。したがって、電極付き通信端末3を取り付ける作業者は、充電ケーブル5に特別な加工を施すことなく、第1導体601としての電線53の芯線534に対して、電極32を電界結合させることができる。
 本実施形態のように、電極32を充電ケーブル5に取り付ける構成は、充電ケーブル5の取り外しができない構成の電動車両1において特に有用である。すなわち、電動車両1によっては、充電ケーブル5のコネクタ52が着脱自在に接続される充電口12がなく、充電回路14に対して充電ケーブル5が電気的に直接接続された構成を採用していることがある。このような構成の電動車両1においては、充電ケーブル5は、蓄電池11の充電時以外は車体13内に収納されており、蓄電池11の充電時には車体13から引き出されて充電装置2に接続される。この種の電動車両1において、充電ケーブル5は、通常、電動車両1のユーザが触れることができる位置に設けられているので、充電ケーブル5に対して電極32を取り付ける作業はとくに簡単である。
 ところで、本実施形態の構成は、第1通信端末3に限らず、第2通信端末4にも適用可能である。すなわち、充電装置2(第2機器)に設けられた電極付き通信端末4(第2通信端末)の電極42は、第1導体601である充電ケーブル5に含まれている電線53の芯線534に対して電界結合されていてもよい。この構成は、充電ケーブル5の取り外しができない構成の充電装置2において特に有用である。すなわち、充電装置2によっては、充電ケーブル5のプラグ51が着脱自在に接続される充電用コンセント21がなく、給電回路23に対して充電ケーブル5が電気的に直接接続された構成を採用していることがある。この種の充電装置2において、充電ケーブル5は、通常、充電装置2のユーザが触れることができる位置に設けられているので、充電ケーブル5に対して電極42を取り付ける作業はとくに簡単である。
 その他の構成および機能は実施形態1と同様である。
 (実施形態4)
 本実施形態の通信システムは、第1通信端末3と第2通信端末4との一方のみが導電部材60と電界結合される電極32(または42)を有する点で、実施形態1の通信システムと相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、第1通信端末3および第2通信端末4のうち、電動車両1(第1機器)に設けられた第1通信端末3のみが、電極32を有する場合を例に説明する。本実施形態では、充電装置2(第2機器)に設けられた第2通信端末4は、導電部材60(第1導体601と第2導体603との少なくとも一方)に対して、通信部41が電気的に直接接続されている。
 この構成によれば、第1通信端末3と第2通信端末4との間においては、第1通信端末3の電極32と導電部材60との間のみが非接触で結合し、それ以外は導電部材60によって直接的に接続された通信経路が形成されることになる。その結果、第1通信端末3の電極32と、第2通信端末4の電極42との両方が導電部材60に対して非接触である場合に比べて、第1通信端末3と第2通信端末4との間の伝送ロスはより小さくなる。すなわち、たとえば初め(機器の製造時点)から第2通信端末4が備え付けられた構成の充電装置2であれば、機器(充電装置2)に対して第2通信端末4を後付けする必要もないので、本実施形態の構成を採用して伝送ロスをより小さくできる。
 なお、この構成では、電動車両1に設けられる第1通信端末3の電極32は導電部材60と非接触で結合されるため、電動車両1においては、初め(電動車両の製造時点)から第1通信端末3が備え付けられている必要がない。そして、電動車両1の中でも大電流が流れる供給ライン周辺に対して、電極32を取り付けるための加工が不要であるため、第1通信端末3の設置にかかる作業の簡略化、電動車両1の低コスト化といった効果がある。とくに、電動車両1の中でも比較的安価な二輪車などにおいては、電動車両1の低コスト化の効果は大きい。また、第1通信端末3は、既に市場に出回っている既存の車両にも後付けで簡単に取り付け可能であり、システム変更を伴わずに多くの車種に適用可能となる。
 ところで、本実施形態の構成は上述した例に限らず、第1通信端末3および第2通信端末4のうち、充電装置2(第2機器)に設けられた第2通信端末4のみが電極42を有していてもよい。この場合、電動車両1(第1機器)に設けられた第1通信端末3は、導電部材60(第1導体601と第2導体602との少なくとも一方)に対して、通信部31が電気的に直接接続される。
 この構成によれば、第1通信端末3と第2通信端末4との間においては、第2通信端末4の電極42と導電部材60との間のみが非接触で結合し、それ以外は導電部材60によって直接的に接続された通信経路が形成されることになる。その結果、第1通信端末3の電極32と、第2通信端末4の電極42との両方が導電部材60に対して非接触である場合に比べて、第1通信端末3と第2通信端末4との間の伝送ロスはより小さくなる。すなわち、たとえば初め(機器の製造時点)から第1通信端末3が備え付けられた構成の電動車両1であれば、機器(電動車両1)に対して第1通信端末3を後付けする必要もないので、本実施形態の構成を採用して伝送ロスをより小さくできる。
 その他の構成および機能は実施形態1と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態1の構成に限らず、実施形態2および実施形態3の各構成とも組み合わせて適用可能である。
 (実施形態5)
 下記実施形態では、一例として、蓄電池を搭載した電動車両の充電システムに用いられる、電極付き通信端末、通信端末、通信システム、電動車両、および充電装置について説明する。以下ではまず、充電システムの概要について説明する。
 <充電システムの概要>
 図10は実施形態5の通信システムの概略構成を示すブロック図である。図11は実施形態5の通信システムを用いた充電システム10の構成図である。図10と図11において、図1と図2に示すは実施形態1の通信システムと充電システム10と同じ部分には同じ参照番号を付す。充電システム10は、図11に示すように電動車両1と充電装置2とを備えている。
 以下では、第1通信端末3aを例に電極付き通信端末の構成を説明するが、本実施形態では第2通信端末4aとしても第1通信端末3aと同一構成の電極付き通信端末が用いられている。したがって、以下では、特に断りがない限り第1通信端末3aとしての電極付き通信端末(「電極付き通信端末3a」ともいう)について説明し、第2通信端末4aとしての電極付き通信端末(「電極付き通信端末4a」ともいう)についての説明は省略する。
 本実施形態の電極付き通信端末3aは、図10に示すように、通信部31と、電極32と、グランド端子35とを備えている。
 通信部31は、車両(第1機器)に設けられており、相手端末(第2通信端末4a)との間で通信を行うように構成されている。相手端末は、車両に対し供給ライン(充電ケーブル5)を通して資源の供給を行う供給装置(第2機器)に設けられている。電極32は、導電部材60に対し、間隔を空けて配置されることにより、導電部材60と電界結合されるように構成されている。導電部材60は、供給ライン(充電ケーブル5)に含まれる第1導体601と、第1導体601に電気的に接続される第2導体602との少なくとも一方からなる。グランド端子35は、通信部31の基準電位点となる。
 そして、通信部31は、電極32およびグランド端子35に電気的に接続されており、導電部材60を媒体として伝送される信号を用いて、相手端末との通信を行うように構成されている。ここで、グランド端子35は、車両のうち導電性材料からなる導電部131に電気的に接続される。
 要するに、電極付き通信端末3aは、電極32を導電部材60と電界結合させることにより、電極32を導電部材60に対して非接触で電気的に結合させる。この状態で、電極付き通信端末3aは、相手端末との間で導電部材60を媒体に用いて信号を授受することにより、相手端末と電界通信が可能になる。ここでいう電界通信とは、主として静的静電界あるいは準静電界を利用して、特定の通信経路(ここでは導電部材60)を所定の信号が伝播する通信であって、たとえば導電部材60と大地との間に生じる電界により、所定の信号を伝送させる通信である。このような電界(静的静電界あるいは準静電界)の成分は、空間を伝播する場合、電極32からの距離の3乗に比例して減衰することになる。つまり、ここでいう電界通信で用いられる電界は、電極32からの距離に依存して距離が大きくなると急激に減衰する。この電界通信によって伝送される信号は、無線通信の場合の放射波とは異なり、空間中を少ない減衰で伝播する性質がなく、この電界通信によれば、空間中の不特定の経路ではなく特定の通信経路によって繋がれた端末間での通信を確立することができる。また、ここでいう電界通信においては、導電部材60を伝播する際における電界の減衰は、空間を伝播する際に比べて十分に小さいため、非接触でありながらも放射波を用いた無線通信に比べて非常に小さなエネルギーで通信を確立することができる。
 しかも、上記構成によれば、電極付き通信端末3aは、通信部31の基準電位点となるグランド端子35が導電部131に電気的に接続される。ここでいう導電部131は、フレームおよびボディを含む車体13(図11参照)のうち、略等電位となる金属部分など導電性を有する部分である。一般的に、導電部131は、電装用のバッテリ(走行用の蓄電池11とは別)のマイナス端子と電気的に接続されている。言い換えれば、導電部131にグランド端子35が接続されることで、通信部31はボディアースされることになる。これにより、通信部31は、グランド端子35が導電部131に電気的に接続されない(電気的に浮いている)場合に比べて、基準電位点のインピーダンスが下がるため、基準電位点の電位が安定しやすくなる。
 さらに詳しく説明すると、電極付き通信端末3aが相手端末と通信する際、通信部31より電極32に信号を印加すると、上述したようにたとえば導電部材60と大地との間に電界が生じる。このとき、グランド端子35が導電部131に接続されていなければ、電極32の付近に存在する導電部131と大地との両方が、電極32を始点とする電気力線の終点となり得るため、電界が不安定になることがある。たとえば、ある電気力線は、電極32を始点として導電部131を終点とし、さらには導電部131を始点として大地を終点とするような経路をとり、別の電気力線は、電極32から大地に直接向かう経路をとる。このように、種々の電界(電気力線の経路)が存在し、上記電界通信で用いられる信号が、電極付き通信端末3aの設置位置や、電極付き通信端末3aの周囲の導電部131の影響を受けやすくなる。そのため、電界が不安定であると、信号の伝送効率がばらついたり、低減したりする可能性がある。これに対して、通信部31の基準電位点であるグランド端子35が導電部131に接続されていると、電極32を始点とする電気力線の終点は導電部131に集約される。その結果、上記電界通信で用いられる電界が安定し、信号の伝送効率が向上する。
 なお、導電部材60は金属よりなることが好ましい。たとえば導電性ポリマーなどの導電性を有する樹脂を導電部材60として用いた場合でも通信は確立できるが、金属は、一般に導電性を有する樹脂に比べて優れた導電性を有するため、導電部材60が金属であれば通信経路中の損失を小さく抑えられる。また、たとえば人体や通水ホース、通水用の配管などの、水分を主体とした媒体を導電部材60として用いた場合でも通信は確立できるが、導電性を有する樹脂と同様に通信経路中の損失が大きくなる可能性がある。さらに、これらの水分を主体とした媒体は、その形状が安定しておらず、たとえば人体であれば姿勢などによって実質的な導電性(導電率)が変化してしまうため、通信の安定性の面でも金属からなる導電部材60の方が優れている。
 本実施形態においては、一例として車両は電動車両1、供給装置は充電装置2、供給ラインは充電ケーブル5、資源は電力(電気エネルギー)である。また、本実施形態では、電動車両1に設けられた第1通信端末3aにおいては、第2通信端末4aが相手端末となり、第2通信端末4aとの間で通信を行うこととなる。反対に、充電装置2に設けられた第2通信端末4aにおいては、第1通信端末3aが相手端末となり、第1通信端末3aとの間で通信を行うこととなる。
 以下、本実施形態に係る電極付き通信端末について詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
 <電極付き通信端末の構成>
 図12は実施形態5の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。図13Aと図13Bは電極32の取付過程を示す要部の斜視図である。本実施形態の電極付き通信端末3aは、上述した通信部31、電極32、およびグランド端子35に加えて、通信部31の外郭をなすケース33(図12参照)、通信部31と電極32とを繋ぐケーブル34、およびケーブル36をさらに備えている。ケーブル36は、通信部31とグランド端子35とを繋いでいる。
 電極32は、ケーブル34を介して通信部31と電気的に接続されている。本実施形態の電極付き通信端末3aは、電極32を導電部材60に対して非接触で電気的に結合させた状態で電界通信を行うため、電極32は、導電部材60に直接接触しない状態で使用される。
 図13Cは実施形態1における供給ラインである充電ケーブル5の構造を示す斜視図である。本実施形態では、供給ラインは充電ケーブル5であるため、供給ラインに含まれる第1導体601は、充電ケーブル5に含まれている電線53の芯線534からなる。また、第1導体601に電気的に接続される第2導体602は、車両(電動車両1)において充電口12と充電回路14との間を電気的に接続する内部電線15(図12参照)の芯線154(図13A参照)からなる。これらの電線(電線53や内部電線15)は、たとえば銅製の芯線がビニルなどの被覆で覆われたビニル絶縁電線である。電極32は、上述したような第1導体601と第2導体602との少なくとも一方からなる導電部材60に対して間隔を空けて配置されることにより、導電部材60と電界結合される。本実施形態では、導電部材60は第2導体602からなり、電極32は第2導体602と電界結合されている。
 ここにおいて、本実施形態では、電極32は、導電部材60に容量結合されることにより導電部材60と電界結合されるように構成されている。ここで、電極32と導電部材60との間に形成される静電容量成分(以下、「結合容量」という)の大きさは、電極32から導電部材60までの距離や、電極32と導電部材60との間に介在する介在物の誘電率によって決まる。なお、電極32と導電部材60との間には、結合容量が形成される程度の間隔が設けられていればよく、電極32と導電部材60との間に被覆155が介在することは必須でなく、たとえば電極32と導電部材60との間に隙間(空間)があってもよい。
 電極32は、容量結合にて導電部材60と電界結合されることにより、電極32と導電部材60との間の結合損失(カップリングロス)を小さく抑えることができる。電極32と導電部材60との電界結合は、たとえば電線からなる電極32を導電部材60に絡めるようにして配置することでも実現可能であるが、このような電界結合では、容量結合に比べて結合損失が大きくなる。容量結合では、電極32と導電部材60の表面とが平行する形で対向するため、電極32と導電部材60との間の結合損失を小さく抑えることができる。
 詳しくは後述するが、電極32は、導電性を有するシートよりなることが好ましい。ここで、電極32は、たとえば、メッシュ状の金属シートや、金属箔、金属テープなどで構成されていることがより好ましい。
 通信部31は、図10に示すように、送信回路311と、受信回路312と、制御回路313と、電源回路314とを備えており、送信回路311と受信回路312と制御回路313と電源回路314とはケース33内に配置されている。
 送信回路311は、電極32に電気的に接続されており、搬送波(キャリア)を変調することにより情報を含む伝送信号を生成し、伝送信号を電極32に印加するように構成されている。ここで、送信回路311は、たとえば10〔MHz〕程度の矩形波を搬送波として使用し、変調方式としてOOK(On Off Keying)を採用する。送信回路311が伝送信号を電極32に印加することにより、電極32と電界結合されている導電部材60に電界(準静電界)が誘起される。導電部材60に誘起された電界は、導電部材60を非常に小さい減衰で伝播し、供給装置(充電装置2)へと到達することで、供給装置に設けられている相手端末(第2通信端末4a)の受信回路412にて、上記伝送信号が受信される。
 受信回路312は、電極32に電気的に接続されており、相手端末からの伝送信号を受信するように構成されている。ここで、受信回路312は、電極32と電界結合されている導電部材60に発生した電界によって電極32に誘起される伝送信号を受信し、伝送信号を復調することにより伝送信号に含まれる情報を抽出する。
 制御回路313は、MPU(Micro Processing Unit)を主構成とし、送信回路311および受信回路312を制御するように構成されている。これにより、通信部31は、導電部材60を媒体として伝送される信号を用いて、相手端末(第2通信端末4a)との通信を行うことが可能である。ここでは、通信部31は、送信回路311と受信回路312との両方を有することにより、伝送信号の送信および受信が可能であり、相手端末との間で双方向通信が可能となる。
 電源回路314は、送信回路311、受信回路312、および制御回路313のそれぞれに、動作用の電力を供給するように構成されている。電源回路314は、たとえば一次電池を電源として有しており、一次電池の電力を各回路へ供給する。
 グランド端子35は、ケーブル36を介して通信部31と電気的に接続されている。ここでは、グランド端子35は、送信回路311、受信回路312、制御回路313、および電源回路314の各々と電気的に接続されており、各回路の基準電位点として機能する。つまり、たとえば電源回路314であれば、低電位(マイナス極)側の出力端子にグランド端子35が電気的に接続されることにより、高電位(プラス極)側の出力端子とグランド端子35との電位差に相当する電圧を電源電圧として出力する。
 詳しくは後述するが、グランド端子35は、たとえばクワ型端子のようにボディアースを取るのに適した構成であることが好ましい。すなわち、グランド端子35は、電動車両1の車体13のうち、導電性材料からなる導電部131に電気的に接続されるので、導電部131に対する電気的接続に適した構成であることが好ましい。
 ここにおいて、通信部31は、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がった状態で上記相手端末との通信を行い、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がっていない状態では上記相手端末との通信を行わないように構成されている。本実施形態では、上述したように車両が電動車両1、供給装置が充電装置2、供給ラインが充電ケーブル5である。また、電動車両1に設けられた第1通信端末3aにおいては、第2通信端末4aが相手端末となる。したがって、第1通信端末3aの通信部31は、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がった状態で第2通信端末4aとの通信を行い、繋がっていない状態では第2通信端末4aとの通信を行わないことになる。電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がったか否かの判定は、充電ケーブル5のプラグ51の充電用コンセント21への接続状態を検出する接続検出部の検出結果に基づいて行われる。
 プラグ51が充電用コンセント21に接続されたことを接続検出部が検出した場合、通信部31は、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がった状態にあると判断し、相手端末である第2通信端末4aとの通信を行う。一方、プラグ51と充電用コンセント21との接続が解除されたことを接続検出部が検出した場合、通信部31は、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がっていない状態にあると判断し、相手端末である第2通信端末4aとの通信を行わない。接続検出部は、通信部31に含まれていてもよいし、通信部31とは別に設けられていてもよい。なお、接続検出部は、充電ケーブル5のプラグ51の充電用コンセント21への接続状態を、たとえば赤外線の反射等を利用して光学的に検出し、あるいは通電状態に基づいて電気的に検出するように構成される。接続検出部は、プラグ51の充電用コンセント21への接続状態に代えて、充電ケーブル5のコネクタ52の充電口12への接続状態を検出するように構成されていてもよい。
 すなわち、第1通信端末3aと第2通信端末4aとは、空間を伝播する場合に電極32からの距離の3乗に比例して減衰する電界成分を主として利用し、特定の通信経路(ここでは導電部材60)を所定の信号が伝播する電界通信により通信を行っている。そのため、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がっていない状態でも、充電ケーブル5のプラグ51が充電用コンセント21の直近にある場合など、第1通信端末3aと第2通信端末4aとは通信可能な状態となる可能性がある。通信部31は、上述のように車両と供給装置とが供給ラインにて繋がった状態でのみ相手端末と通信を行うことで、非接触でありながらも有線通信と同様に有線接続された場合にのみ通信可能である。
 また、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がったか否かの判定をするための接続検出部は必須の構成ではなく、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がった状態で、第1通信端末3aと第2通信端末4aとが通信可能な状態にあれば本実施形態の通信システムは機能する。たとえば、第1通信端末3aから送信された信号を第2通信端末4aが受信する場合、電動車両1と充電装置2とが接続される(充電ケーブル5にて繋がる)前には、電界通信のための通信経路が確立されていない。そのため、第1通信端末3aからの信号は、第2通信端末4aに届くまでの間に空間を伝播することとなり、第2通信端末4aでの信号の受信強度は非常に小さい。この状態から、電動車両1と充電装置2とが接続される(充電ケーブル5にて繋がる)と、電界通信のための通信経路が確立されて、第2通信端末4aでの信号の受信強度は急激に大きくなる。
 ここで、電動車両1と充電装置2との間の距離や、電動車両1の大きさ、供給ラインの長さなどに依存するが、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がる前と繋がった後とで、受信強度差は、たとえば40〔dB〕~70〔dB〕にもなる。受信強度差のこの値は、電動車両1と充電装置2との間の距離が1〔m〕程度、電動車両1の全長が2〔m〕~5〔m〕程度の場合の一例である。つまり、受信強度差のこの値に応じて、信号を受信する側の通信端末の受信感度設定することにより、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がった状態でのみ第1通信端末3aと第2通信端末4aとが通信可能になる。言い換えれば、通信部31は、受信感度の設定により、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がった状態で上記相手端末との通信を行い、車両と供給装置とが供給ラインにて繋がっていない状態では上記相手端末との通信を行わないように構成されることになる。
 なお、充電ケーブル5のプラグ51が充電用コンセント21の直近にある状態でも、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がった状態と比較した場合の受信強度の差は20〔dB〕以上になる。この差に応じて受信感度が設定されることにより、第1通信端末3aと第2通信端末4aとは通信の確立をもって電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がったか否かを判定できる。したがって、電動車両1と充電装置2とが充電ケーブル5にて繋がったか否かの判定をするための接続検出部は必須の構成ではない。
 <通信端末の構成>
 上述した構成の電極付き通信端末3aの通信部31は、電極32もグランド端子35も無い通信端末30を構成する。すなわち、本実施形態に係る通信端末30は、通信部31を備えている。ここで、通信部31は、電極32に電気的に接続される給電接続端子315を有している。また、通信部31は、グランド端子35に電気的に接続されるグランド接続端子316をさらに有している。
 給電接続端子315には、ケーブル34における電極32とは反対側の端部に設けられたコネクタ341が着脱自在に接続される。つまり、給電接続端子315にコネクタ341が接続された状態では、給電接続端子315はケーブル34を介して電極32と電気的に接続されることになる。給電接続端子315は、ケース33の一部に露出するように配置されている。
 グランド接続端子316には、ケーブル36におけるグランド端子35とは反対側の端部に設けられたコネクタ361が着脱自在に接続される。つまり、グランド接続端子316にコネクタ361が接続された状態では、グランド接続端子316はケーブル36を介してグランド端子35と電気的に接続されることになる。グランド端子35は、ケース33の一部に露出するように配置されている。
 このように構成される通信端末30は、給電接続端子315に電極32が接続され、且つグランド接続端子316にグランド端子35が接続されることにより、電極32およびグランド端子35と共に上記の電極付き通信端末3aを構成する。したがって、複数種類の電極32が存在する場合、通信端末30は、これら複数種類の電極32のうち任意の電極32を接続して使用することが可能である。また、複数種類のグランド端子35が存在する場合、通信端末30は、これら複数種類のグランド端子35のうち任意のグランド端子35を接続して使用することが可能である。
 <電極の具体的構成>
 以下、電極32の具体的な構成について説明する。
 本実施形態では、電極32は導電性を有するシートである。電極32が導電性を有する材料で構成されていることによって、電極32は、たとえば送信回路311から出力される伝送信号(電力)を効率よく電界に変換し、第1導体601あるいは第2導体602に電界として重畳させることができる。これは、導電性材料からなる電極32は、全体に亘って略等電位となり且つ電極32での電気的な損失も殆ど生じないことから、伝送信号が電極32の全体に略均一に且つロスなく印加されるためである。これにより、通信経路、たとえば送信回路311から相手端末(第2通信端末4a)の受信回路412までの経路における伝送信号の損失を小さく抑えることができ、通信部31は、通信に必要な電力を低く抑えることができる。とくに、通信部31が電池駆動である場合には、電池の寿命が長くなり、電池の交換周期を長くできる。
 なお、電極32は、たとえば合成樹脂のような導電性を有しない材料(電気絶縁材料)で構成されていてもよく、この場合でも、導電部材60との電界結合は可能である。ただし、電気絶縁材料からなる電極32では、電極32の表面の電位が不均一になり、電極32が導電性材料からなる場合に比べて、電極32の表面での電気的な損失が大きくなるため、伝送ロスが大きくなる可能性がある。
 電極32は、図12に示すように内部電線15に対して巻き付けられることにより、第2導体602と電界結合されている。電極32は、内部電線15に対して被覆155(図13A参照)の上から巻き付けられている。
 言い換えれば、電極32は、芯線154からなる第2導体602が被覆155にて覆われた構造の内部電線15を対象に、被覆155を破ることなく被覆155越しに第2導体602と対向するように配置される。したがって、電極32から第2導体602までの距離は、被覆155の厚み寸法に略等しくなる。このように、電極32は、導電部材60(第2導体602)に対して被覆155の厚み寸法の分だけ間隔を空けて配置されることにより、導電部材60に対して容量的に結合(電界結合)されることになる。
 また、本実施形態では、電極32は導電部材60の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように配置されている。つまり、導電部材60(第2導体602)が内部電線15の芯線154からなる場合には、内部電線15の延長方向(長さ方向)に直交する断面の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように電極32が配置される。これにより、電極32と導電部材60との対向面積を極力大きく確保でき、伝送ロスを小さく抑えることができる。すなわち、電極32と導電部材60との対向面積が大きくなると、電極32と導電部材60との間の結合容量が大きくなり、結合容量が大きくなるほど伝送ロスは小さくなる。なお、電極32と導電部材60との結合部分での伝送ロス(結合ロス)を小さくする方法としては、上記方法の他にインピーダンスを整合させる方法がある。たとえば、電極32からみた通信端末30(通信部31)のインピーダンスと、通信端末30からみた電極32のインピーダンスとが、伝送信号の搬送波の周波数において整合するように設定されることで、結合ロスが小さくなる。本実施形態のように、搬送波の周波数が10〔MHz〕程度である場合、搬送波の周波数である10〔MHz〕付近において、電極32からみた通信端末30のインピーダンスと、通信端末30からみた電極32のインピーダンスとが近い値であれば、結合ロスを小さくすることができる。
 また、電極32が導電部材60の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように配置されていることは必須の構成ではなく、電極32は、導電部材60の周方向の一部を除いて導電部材60を囲むように配置されていてもよい。これにより、内部電線15の周囲に、内部電線15の周方向の全周に亘って電極32を巻き回すためのスペースがないような場合でも、電極32は導電部材60と電界結合することができる。
 ここにおいて、本実施形態では、充電装置2と電動車両1との間の配線は単相三線式の100V配線である。つまり、図12に示すように、導電部材60としての内部電線15は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線151、152と、N相となる中性線153とを有している。中性線153は、充電ケーブル5を介し、たとえば大地などの安定電位点と充電装置2において電気的に接続されている。つまり、中性線153は接地されている。中性線153はグランド端子35またはグランド端子45に電気的に接続されていてもよい。これにより、中性線153の対地間電圧は0〔V〕となり、一対の電圧線151、152の各々の対地間電圧は100〔V〕となる。そして、一方(L1相)の電圧線151とN相の中性線153との間の電圧は100〔V〕、他方(L2相)の電圧線152とN相の中性線153との間の電圧は100〔V〕、一対の電圧線151、152間の電圧は200〔V〕になる。
 要するに、資源は電力であって、導電部材60は中性線153と電圧線151、152とを有している。電極32は、中性線153と電圧線151、152とのうち電圧線151、152にのみ電界結合されるように構成されている。図12の例では、一対の電圧線151、152を電極32で束ねるようにして、3本の内部電線15のうちの2本(両電圧線151、152)に電極32が巻き付けられている。一方、図13Dの例では、一対の電圧線151、152のうちの一方の電圧線151にのみ電極32が巻き付けられている。なお、図13Dの例では、電極32は被覆155に対して殆ど隙間なく密着するように巻き付けられている。
 このように、電極32は、導電部材60のうち中性線153を除く電圧線151、152にのみ電界結合されていることが好ましい。すなわち、電界通信においては、導電部材60と基準電位点との間に発生する電界を利用して信号の伝送が行われるので、基準電位点となり得る中性線153は、導電部材60に含まないことが好ましい。また、電極32は、図12のように一対の電圧線151、152の両方に電界結合されている。
 図13Dは実施形態5の第1通信端末の他の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。図13Dにおいて、図3に示す第1通信端末と同じ部分には同じ参照番号を付す。図13Dに示す電極32は一対の電圧線151、152の一方にのみ電界結合されており、一対の電圧線151、152の他方には電界結合されていない。これらの構成を比較すると、図12の構成(電極32が一対の電圧線151、152の両方と電界結合される)の方が、図13Dの構成(電極32が一対の電圧線151、152の一方とのみ電界結合される)よりも信号の受信強度が高くなる。
 図13Aおよび図13Bの例では、電極32は、帯状に形成されたメッシュ状のシートであって、内部電線15に対して複数回巻き回すようにして内部電線15に巻き付けられる。この構成において、施工性の面では、電極32は片面に粘着剤が塗布された構成であることが好ましい。この構成によれば、電極32は比較的薄く巻き付けやすいので、比較的細い(径の小さい)内部電線15に対しても、電極32を密着させるように巻き付けやすくなる。
 図14Aと図14Bは実施形態5の電極32のさらに他の取付過程を示す要部の斜視図である。図14Aおよび図14Bの例では、電極32の両面に面ファスナ321が設けられている。この構成では、電極32は、内部電線15に対して巻き回された状態で、電極32両面の面ファスナ321にて留めることにより、内部電線15に巻き付けられる。この構成によれば、電極32は着脱が自在であるから、電極付き通信端末3aのメンテナンス時などに、電極32を含めて内部電線15からの取り外しが容易である。
 ここにおいて、電極32は、上述したようにメッシュ状の金属シートや、金属箔、金属テープなどで構成されることが好ましい。これにより、電極32は、内部電線15の表面に対して密着しやすくなり、伝送ロスを小さく抑えることができる。とくに、メッシュ状の金属シートは、金属箔や金属テープに比べても内部電線15の表面に対する密着性がよく、内部電線15との間に殆ど空気の層を介在させずに内部電線15に巻き付け可能である。要するに、電極32と導電部材60との間の結合容量の大きさは、電極32から導電部材60までの距離や、電極32と導電部材60との間に介在する介在物の誘電率によって決まり、結合容量が大きくなるほど伝送ロスは小さくなる。したがって、電極32として内部電線15との密着性の高い構造を採用すれば、電極32から導電部材60までの距離が小さくなり、且つ電極32と導電部材60との間に空気の層が介在しにくくなることで、結合容量が大きくなって伝送ロスが小さくなる。
 なお、電極32がメッシュ状であると、電極32の網目から内部電線15が露出することになり、電極32は、内部電線15を完全に覆うことにはならない。ただし、搬送波が数〔MHz〕以上であるような高周波の伝送信号を通信に用いる場合、電極32が内部電線15を完全には覆っていないことは、伝送ロスにはあまり影響しない。
 図15Aは実施形態5の電極32の他の例を示す要部の断面図である。図15Bは図15Aに示す電極32の部分15Bの拡大断面図である。電極付き通信端末3aは、図15Aと図15Bに示すように電極32を覆う電気的絶縁体322をさらに備えていてもよい。図15Aと図15Bの例では、電極32の両面を覆うように、合成樹脂製の被覆材からなる電気的絶縁体322が設けられている。電気的絶縁体322は、たとえば電極32を樹脂コーティングしたり、電気絶縁性を有するテープを電極32に巻き付けたりすることによって形成される。この構成によれば、内部電線15の周辺の金属導体に対して、電極32が直接的に接触することを防止できる。また、電極32は電気的絶縁体322で保護されることになるので、電極32が銅などの材料で構成されている場合でも、錆びなどによる電極32の経年劣化が抑制され、結果的に、長期にわたって伝送ロスを低く維持できる。電極32の防錆を目的とする場合には、電極32に水分が付着しないように電気的絶縁体322は水分遮断性を有することが好ましい。電気的絶縁体322は、電極32の片面にのみ設けられていてもよく、この場合、電極32は電気的絶縁体322の面を外側として内部電線15に巻き付けられ、電極32は電気的絶縁体322から露出しない。
 ところで、導電部材60が延長方向D32に延びる線状または管状である場合、導電部材60の延長方向D32における電極32の寸法は、上記信号の波長の1/4未満であることが好ましい。以下では導電部材60の延長方向D32における電極32の寸法を電極32のカップリング長Lc(図12参照)という。つまり、電極付き通信端末3aが通信に用いる信号が波長λ〔m〕を有する場合、電極32のカップリング長Lcはλ/4〔m〕未満であることが好ましい。ここでいう信号の波長λは、伝送信号の搬送波(キャリア)の波長である。たとえば、上述したように送信回路311が10〔MHz〕の搬送波を用いて信号(伝送信号)の送信を行うのであれば、信号の波長λは30〔m〕となる。この場合、電極32のカップリング長Lcは7.5〔m〕(=30〔m〕/4)未満であることが好ましい。この構成によれば、電極32は、伝送信号と同じ波長λの電波に対してアンテナとして機能しにくく、電波の影響を受けにくくなる。
 <グランド端子の具体的構成>
 以下、グランド端子35の具体的な構成について説明する。
 図16Aと図16Bは実施形態5のグランド端子35の接続過程を示す要部の斜視図である。本実施形態では、グランド端子35は、図16Aに示すように、ねじ部材132(六角ボルトやトラスねじなどの雄ねじ、あるいはナットなどの雌ねじ)にて導電部131と共締め可能なクワ型端子で構成されている。これにより、グランド端子35は、導電部131に元々締め付けられているねじ部材132を利用して導電部131に対して電気的に接続されることになる。すなわち、グランド端子35を取り付ける際、作業者は、まず図16Aに示すように導電部131に締め付けられているねじ部材132を緩め、ねじ部材132と導電部131との間にできた隙間にグランド端子35を差し込む。図16Aの例では、金属板133をフレーム134に固定しているねじ部材132(ここでは六角ボルト)がグランド端子35の取り付けに用いられている。金属板133は、ねじ部材132にてフレーム134に固定された状態で、フレーム134と電気的に接続されている。金属板133およびフレーム134は導電部131に含まれている。
 ねじ部材132と導電部131との隙間にグランド端子35を差し込んだ後、作業者は、図16Bに示すように、ねじ部材132を締め付けることにより、グランド端子35をねじ部材132にて金属板133と共締めする。このとき、グランド端子35は、導電部131である金属板133およびフレーム134と電気的に接続される。これにより、グランド端子35は、導電部131におけるねじ部材132の締付部位をアースポイントとして、導電部131に電気的に接続されて接地されることになる。
 したがって、グランド端子35は、導電部131に対して加工を施すことなく接続可能である。しかも、ねじ部材132を締め付けることにより、グランド端子35と導電部131との間の接触抵抗も比較的低く抑えることができる。とくに、グランド端子35がクワ型端子であることで、ねじ部材132を完全には外さなくても、ねじ部材132を緩めるだけでグランド端子35が接続可能であり、施工性に優れている。ただし、クワ型端子はグランド端子35の一例に過ぎず、グランド端子35は、丸型端子や、その他の端子であってもよい。
 ところで、グランド端子35の接続先となる導電部131は、上述したように電動車両1の車体13のうち、略等電位となる金属部分など導電性を有する部分である。ここで、導電部131の表面積は、グランド端子35の表面積よりも大きいことが好ましい。これにより、グランド端子35が導電部131に接続されることで、電界通信に用いられる電界が安定し、信号の伝送効率がより向上する。つまり、電界は導体内には生じないため、通信部31の基準電位点としてのグランド端子35が表面積のより大きな導電部131に接続されることは、電界の安定に大きく寄与する。結果的に、この構成によれば、信号の伝送効率がさらに向上する。
 また、導電部131の体積は、グランド端子35の体積よりも大きいことが好ましい。これにより、グランド端子35が導電部131に接続されることで、電界通信に用いられる電界が安定し、信号の伝送効率がより向上する。つまり、導体は厚くなるほどにインピーダンスが低くなるため、通信部31の基準電位点としてのグランド端子35が、より体積の大きな導電部131に接続されることは、基準電位点の低インピーダンス化に大きく寄与する。結果的に、この構成によれば、基準電位点の電位が安定しやすくなり、信号の伝送効率がさらに向上する。
 なお、本実施形態では、表面積、体積のいずれについても、導電部131の方がグランド端子35より大きいこととするが、この構成は必須ではなく、表面積、体積の一方あるいは両方について、グランド端子35より導電部131が小さくてもよい。
 また、他の構成例として、グランド端子35は、導電部131と電気的に接続された既設のグランド配線を接続する端子であってもよい。つまり、導電部131に接続されたグランド配線が、車体13における通信部31の固定位置の近傍に存在する場合には、グランド端子35をこのグランド配線に接続することで、グランド端子35が導電部131に電気的に接続されることになる。この場合、グランド端子35は、たとえばグランド配線の先端部と接続されるねじ式端子や、グランド配線の中間部に接続することでグランド配線を分岐可能なエレクトロタップなどで実現可能である。
 さらに他の構成例として、グランド端子35は、通信部31のケース33に対して電気的に接続されていてもよい。つまり、ケース33が導電性を有する金属製であれば、グランド端子35がケース33に電気的に接続され、ケース33が導電部131に接続されることで、グランド端子35が導電部131に電気的に接続されてもよい。この場合、ケース33あるいはケース33を取り付けるための金属ステーが導電部131とねじ部材132によって共締めされることにより、グランド端子35は、ケース33を介して導電部131に電気的に接続される。
 また、導電部131における任意の部位とグランド端子35との間の抵抗は数百〔Ω〕以下であることが好ましい。これにより、グランド端子35が導電部131に電気的に接続されることによる上記の効果がより大きくなる。
 <電極付き通信端末の取り付け方法>
 電極付き通信端末3aを取り付ける場合、作業者は、電極付き通信端末3aの通信部31を電動車両1(車両)の任意の位置に固定し、且つ電極32を導電部材60に電界結合させる。このとき、作業者は、電極32を内部電線15に被覆155の上から巻き付けることにより、電極32を導電部材60に電界結合させることができる。
 ここで、通信部31は、電動車両1の車体における充電口12の周辺に、ケース33がボルトで共締めされることにより、固定される。通信部31と電極32との間がケーブル34によって接続できるように、電動車両1における通信部31を固定する固定位置は、ケーブル34の長さに応じて決定される。また、通信部31が電源回路314に一次電池を電源として有している場合には、作業者は、通信部31の動作用の電力を確保するために通信部31に外部電源を接続する必要もない。
 さらに、作業者は、グランド端子35を導電部131に電気的に接続する。このとき、作業者は、上述したようにクワ型端子からなるグランド端子35をねじ部材132で導電部131と共締めすることにより、グランド端子35を導電部131に電気的に接続することができる。ここで、充電口12の周辺であって通信部31の固定位置の近傍に、導電部131に締め付けられたねじ部材132があれば、作業者は、ねじ部材132を利用してグランド端子35を接続することが好ましい。
 このように、本実施形態の電極付き通信端末3aを電動車両1に取り付けるに際しては、作業者は、電極付き通信端末3aの電極32を電動車両1の電気系統に電気的に接続する必要がなく、電動車両1の電気系統の加工を伴わない比較的簡単な作業で取付可能である。したがって、車両としての電動車両1に電極付き通信端末3aを取り付けるためのスペースさえあれば、電極付き通信端末3aは、車両としての電動車両1に容易に後付け可能である。なお、グランド端子35を導電部131に接続する作業は、電動車両1の電気系統の加工までは伴わないため、電極付き通信端末3aの後付けを妨げるほどの作業ではない。
 <第2通信端末の構成>
 本実施形態では、上述したように車両に設けられた第1通信端末3aと、供給装置に設けられた第2通信端末4aとは同一の構成を有する。したがって、上述した第1通信端末3aとしての電極付き通信端末3aの説明は、車両(電動車両1)を供給装置(充電装置2)に読み替えることで、第2通信端末4aとしての電極付き通信端末4aの説明となる。ここで、第1通信端末3aの通信部31(通信端末30)、電極32、ケース33、ケーブル34は、それぞれ第2通信端末4aの通信部41(通信端末40)、電極42、ケース43、ケーブル44に相当する。また、第1通信端末3aのグランド端子35、ケーブル36は、それぞれ第2通信端末4aのグランド端子45、ケーブル46に相当する。さらに、送信回路311、受信回路312、制御回路313、電源回路314、給電接続端子315、コネクタ341は、それぞれ送信回路411、受信回路412、制御回路413、電源回路414、給電接続端子415、コネクタ441に相当する。さらに、グランド接続端子316、コネクタ361は、それぞれグランド接続端子416、コネクタ461に相当する。
 図17Aは実施形態5の第2通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。図17Bは実施形態5の第2通信端末の他の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。供給装置(充電装置2)においては、第1導体601に電気的に接続される第2導体603は、供給装置において充電用コンセント21と給電回路23との間を電気的に接続する内部電線24(図17A参照)の芯線244(図17A参照)からなる。したがって、電極付き通信端末4aの電極42は、図17Aおよび図17Bに示すように内部電線24に対して巻き付けられることにより、第2導体603と電界結合される。電極42は、内部電線24に対して被覆245の上から巻き付けられている。
 また、本実施形態では、電極42は導電部材60の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように配置されている。つまり、導電部材60(第2導体603)が内部電線24の芯線244からなる場合には、内部電線24の延長方向D24(長さ方向)に直交する断面の周方向の全周に亘って導電部材60を囲むように電極42が配置される。
 本実施形態では、充電装置2と電動車両1との間の配線は単相三線式の100V配線であるから、図17Aに示すように、導電部材60としての内部電線24は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線241、242と、N相となる中性線243とを有している。中性線243は、たとえば大地などの安定電位点と電気的に接続されている。つまり、中性線243は接地されている。これにより、中性線243と安定電位点と間の電圧である中性線243の対地間電圧は0〔V〕となり、一対の電圧線241、242のそれぞれと安定電位点と間の電圧である電圧線241、242の各々の対地間電圧は100〔V〕となる。そして、一方(L1相)の電圧線241とN相の中性線243との間の電圧は100〔V〕、他方(L2相)の電圧線242とN相の中性線243との間の電圧は100〔V〕、一対の電圧線241、242間の電圧は200〔V〕になる。
 要するに、資源は電力であって、導電部材60は中性線243と電圧線241、242とを有している。電極42は、中性線243と電圧線241、242とのうち電圧線241、242にのみ電界結合されるように構成されており、中性線243には実質的には電界結合していない。図17Aの例では、一対の電圧線241、242を電極42で束ねるようにして、3本の内部電線24のうちの2本(両電圧線241、242)に電極42が巻き付けられている。一方、図17Bの例では、一対の電圧線241、242のうちの一方の電圧線241にのみ電極42が巻き付けられている。なお、図17Bの例では、電極42は被覆245に対して殆ど隙間なく密着するように巻き付けられている。
 このように、電極42は、導電部材60のうち中性線243を除く電圧線241、242にのみ電界結合されていることが好ましい。すなわち、電界通信においては、導電部材60と基準電位点との間に発生する電界を利用して信号の伝送が行われるので、基準電位点となり得る中性線243は、導電部材60に含まないことが好ましい。また、電極42は、図17Aのように一対の電圧線241、242の両方に電界結合されていてもよいし、図17Bのように一対の電圧線241、242の一方にのみ電界結合されていて他方には電界結合していなくてもよい。これらの構成を比較すると、図17Aの構成(電極42が一対の電圧線241、242の両方と電界結合される)の方が、図17Bの構成(電極42が一対の電圧線241、242の一方にのみ電界結合される)よりも信号の受信強度が高くなる。
 ただし、電極32、42の導電部材60との電界結合の態様は、第1通信端末3aと第2通信端末4aとで揃っていることが好ましい。つまり、第1通信端末3aの電極32が一対の電圧線151、152の両方に電界結合されている場合(図12参照)、第2通信端末4aの電極42は一対の電圧線241、242の両方に電界結合されていること(図17A参照)が好ましい。これに対し、第1通信端末3aの電極32が一方の電圧線151にのみ電界結合されている場合(図13D参照)、第2通信端末4aの電極42は一方の電圧線241にのみ電界結合されていること(図17B参照)が好ましい。なお、電極32、42が、それぞれ一方の電圧線にのみ電界結合される場合、電極32が結合される電圧線と、電極42が結合される電圧線とは同相であることが好ましいが、異相(L1相とL2相)であってもよい。
 ところで、供給装置である充電装置2に設けられた第2通信端末4aに特有の機能として、第2通信端末4aは充電装置2の給電回路23を制御する機能を備えていてもよい。この場合、第2通信端末4aは、たとえば給電回路23に設けられているリレーのオン、オフを切り替えることにより、充電装置2から車両である電動車両1へ電力を供給するか否かを切り替えることができる。本実施形態では、第2通信端末4aは、充電装置2の給電回路23を制御する機能を有している。
 <電極付き通信端末の細部>
 以下、電極付き通信端末の細部について説明する。
 本実施形態においては、第2通信端末4aの通信部41の基準電位点は接地されている。具体的には、送信回路411および受信回路412における回路グランドとなる通信部41の基準電位点が、たとえば大地などの基準となり得る安定した電位を持つ物体と導電体によって電気的に接続されることにより、接地されている。本実施形態では、第2通信端末4aは、第1通信端末3aと同様に通信部41の基準電位点となるグランド端子45を備えているので、このグランド端子45が接地されることになる。これにより、通信部41は、その基準電位点の電位が、大地などの安定電位点と同電位となって安定することになり、基準電位点が接地されていない場合に比べて伝送効率が高くなる。つまり、第1通信端末3aと第2通信端末4aとは、上述したようにたとえば導電部材60と大地との間に生じる電界により伝送信号の伝送を行うので、通信部41の基準電位点が安定することにより、伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上につながる。さらに、通信部41の基準電位点が安定することにより、不要輻射の低減にもつながる。
 また、本実施形態では、通信部41の基準電位点であるグランド端子45は、充電装置2のフレームグランドを介して接地されている。充電装置2は、筐体22が導電性を有する金属製であって、給電回路23の基準電位点は、筐体22に対して電気的に接続されている。通信部41の基準電位点であるグランド端子45は、給電回路23の基準電位点と共に、筐体22に対して電気的に接続されている。さらに、充電装置2の筐体22は、大地などの安定した電位を持つ物体と導電体によって電気的に接続されることにより、接地されている。これにより、通信部41の基準電位点(グランド端子45)は、充電装置2のフレームグランドである筐体22を介して、大地などの安定した電位を有する物体に接地されることとなる(図10参照)。なお、充電装置2において、筐体22の全体が導電性を有することは必須ではなく、筐体22の少なくとも一部が導電性を有しフレームグランドとして機能する構成であれば、通信部41の基準電位点は充電装置2のフレームグランドである筐体22を介して上記物体に接地される。これにより、通信部41では、充電装置2のフレームグランド(筐体22の電位)を基準とした電界により伝送信号の伝送を行うことができる。つまり、電極42から出た電気力線の終点は、充電装置2のフレームグランド(筐体22)に集約されるため、電界が安定して伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上や不要輻射の低減につながる。
 また、本実施形態においては、通信部41の基準電位点であるグランド端子45は、中性線243と共に接地されている。すなわち、充電装置2における導電部材60(第2導体603)としての内部電線24は、上述したようにN相となる中性線243を有している。そこで、グランド端子45は、この中性線243と電気的に接続され、中性線243と一緒に接地されるように構成されている。中性線243が接地されていない場合には、中性線243に電界(信号)が重畳すると、中性線243を介して複数台の充電装置2間で混信が発生する可能性がある。混信は、電源の中性線が複数台の充電装置2で共通である場合に発生しやすい。本実施形態のように、中性線243が接地されていると、複数台の充電装置2における中性線243の電位が強制的に揃えられ、中性線に重畳する電界(信号)成分が減少する。また、通信部41は、電圧線241、242のそれぞれと中性線243との間に生じる電界により伝送信号の伝送を行うことも可能となり、大地が電気力線の終点となる場合に比べ、電気力線の始点から終点までの距離が短くなる。そのため、電気力線が障害物などの影響を受けにくくなり、電界が安定して伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上につながる。なお、グランド端子45は中性線243の接地点に近く、充電装置2に近い場所ほど、電界が安定する効果は大きくなる。
 さらにまた、本実施形態では、電動車両1に設けられている第1通信端末3aにおいても、上記第2通信端末4aと同様に、グランド端子35は、中性線153と共に接地されている。すなわち、電動車両1における導電部材60(第2導体602)としての内部電線15は、上述したようにN相となる中性線153を有している。そこで、グランド端子35は、中性線153と電気的に接続され、中性線153と一緒に接地されるように構成されている。ただし、ここでいう接地は、第2通信端末4aの場合とは異なり、大地などへの接地ではなく導電部131への電気的接続、つまりボディアースである。これにより、通信部31は、電圧線151、152のそれぞれと中性線153との間に生じる電界により伝送信号の伝送を行うことが可能となり、電界が安定して伝送ロスを小さく抑えることができ、伝送効率の向上につながる。
 あるいは、電動車両1に設けられている第1通信端末3aにおいては、グランド端子35は、中性線153と電気的に絶縁されていてもよい。これにより、中性線153と導電部131とは電気的に絶縁されるため、蓄電池11と電装用のバッテリ(走行用の蓄電池11とは別)の間の電気的絶縁を保つことができる。つまり、一般的に、導電部131は電装用のバッテリのマイナス端子に電気的に接続されているので、グランド端子35に中性線153が接続されると、充電回路14を介して蓄電池11と電装用のバッテリとが電気的に接続されることになる。これに対して、グランド端子35が中性線153と電気的に絶縁された構成では、蓄電池11と電装用のバッテリの間の電気的絶縁を保つことができる。また、中性線153が接地されていない電動車両1にあっては、グランド端子35が中性線153と電気的に絶縁された構成とすることで、中性線153を接地する、すなわち導電部131に電気的に接続するための作業が不要になり、施工性が向上する。
 <通信システムの構成>
 本実施形態の通信システムは、上述したような構成の第1通信端末3aと第2通信端末4aとを備えている。つまり、通信システムは、車両に設けられた第1通信端末3aと、車両に対し供給ラインを通して資源の供給を行う供給装置に設けられ第1通信端末3aとの間で通信を行う第2通信端末4aとを備えている。
 ここで、第1通信端末3aは、電極32と、グランド端子35と、通信部31とを有している。電極32は、供給ラインに含まれる第1導体601と第1導体601に電気的に接続される第2導体602との少なくとも一方からなる導電部材60に対し、間隔を空けて配置されることにより、導電部材60と電界結合される。グランド端子35は、車両のうち導電性材料からなる導電部131に電気的に接続されている。通信部31は、電極32およびグランド端子35に電気的に接続されており、グランド端子35を基準電位点として動作し、導電部材60を媒体として伝送される信号を用いて第2通信端末4aとの通信を行う。
 本実施形態においては、車両は蓄電池11を搭載した電動車両1である。供給装置は、供給ライン(充電ケーブル5)を通して資源としての電力を車両に供給し、蓄電池11を充電する充電装置2である。
 <通信システムの動作>
 以上説明した本実施形態の通信システムを用いることにより、充電システム10は、以下のような動作が可能になる。すなわち、電動車両1(車両)に設けられた第1通信端末3aと、充電装置2(供給装置)に設けられた第2通信端末4aとが互いに通信することにより、充電システム10は、電動車両1と充電装置2との間で信号の授受が可能になる。
 充電システム10においては、電動車両1が充電ケーブル5を介して充電装置2と電気的に接続された状態で、充電装置2の給電回路23から電動車両1の充電回路14へ電力供給されることにより、電動車両1の蓄電池11は充電される。ここで、充電装置2は、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が受電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことが考えられる。そこで、充電システム10は、上述したような通信システムを用いることにより、電動車両1の認証処理に必要な電動車両1と充電装置2との間での信号の授受を可能とする。
 さらに詳しく説明すると、充電装置2は、電動車両1を充電する際、充電ケーブル5を介して電動車両1が接続されると、まず電動車両1から識別情報を通信により取得する。電動車両1の識別情報は、電動車両1と一対一に対応付けて設定される情報であって、電動車両1に設けられた第1通信端末3aに予め登録されている。識別情報は、たとえば第1通信端末3aの製造時点で予め設定されていたり、あるいは専用の設定装置で第1通信端末3aのメモリに書き込まれたりすることで登録される。
 第1通信端末3aは、電動車両1が充電ケーブル5を介して充電装置2に接続され、第1通信端末3aと第2通信端末4aとが互いに通信可能な状態になると、自動的に識別情報の送信を開始する。第1通信端末3aは、識別情報の送信を所定の時間間隔で複数回繰り返し行い、第2通信端末4aは、第1通信端末3aから送信された識別情報を1回でも受信することで、電動車両1の識別情報を取得する。つまり、第1通信端末3aは、第2通信端末4aとの通信により、車両(電動車両1)に固有の識別情報を第2通信端末4aへ送信するように構成されている。
 第2通信端末4aは、電動車両1の識別情報を取得すると、識別情報と予め登録されている照合情報との照合を行う。照合情報は正規に登録されている識別情報であって、充電装置2に設けられた第2通信端末4aに予め登録されている。照合情報は、たとえば第2通信端末4aのメモリに書き込まれることで登録される。あるいは、第2通信端末4aが認証サーバとの通信機能を有する場合には、照合情報は、認証サーバに予め登録されていてもよい。この場合、第2通信端末4aは、電動車両1の識別情報を認証サーバに送信し、認証サーバにて識別情報の認証が行われることになる。
 識別情報の認証を行う第2通信端末4aあるいは認証サーバは、登録されている照合情報と取得した識別情報とが一致すれば照合に成功したと判断し、登録されている照合情報と取得した識別情報とが一致しなければ照合に失敗したと判断する。認証サーバが識別情報の認証を行う場合、認証サーバは、識別情報の照合が成功であるか失敗であるかを、識別情報の認証結果として第2通信端末4aへ送信する。そして、第2通信端末4aは、識別情報の照合が成功した場合、供給装置(充電装置2)から車両(電動車両1)への電力の供給を開始させる。一方、第2通信端末4aは、識別情報の照合が成功しなかった場合に、供給装置(充電装置2)から車両(電動車両1)へ電力を供給させないように構成されている。すなわち、第2通信端末4aは、識別情報の認証結果に応じて、充電装置2の給電回路23を制御し、充電装置2から電動車両1へ電力を供給するか否かを切り替える。
 <効果>
 特許文献2に記載のように無線通信を用いた構成では、1台の機器の近くに通信相手となり得る複数の機器が存在するような場合に、一対一の通信を実現することが困難である。たとえば、1台の充電装置に対して2台の電動車両が近づいた際には、2台の電動車両はいずれも充電装置と通信可能となるため、充電装置において、2台の電動車両のいずれが充電対象であるかを特定することは困難である。
 以上説明した本実施形態の電極付き通信端末3a、通信端末30、および通信システムによれば、相手端末との間で導電部材60を媒体に用いて信号を授受することにより、相手端末と電界通信が可能になる。ここでいう電界通信は、空間を伝播する場合に距離の3乗に比例して減衰する電界を主として利用するため、非接触でありながらも空間中の不特定の経路ではなく特定の通信経路によって繋がれた端末間での通信を確立することができる。つまり、電界通信においては、空間を伝播する信号は即座に減衰することになり、信号は減衰の少ない導電部材60を主として伝播するため、特定の通信経路によって繋がれた端末間での通信が確立される。したがって、電極付き通信端末3aは、導電部材60を通信経路として用いることにより、供給ライン(充電ケーブル5)で車両と供給装置とが繋がって初めて相手端末との通信を確立することができる。結果的に、1つの供給装置と複数の車両とが近距離に存在する場合でも、複数の供給装置と1つの車両とが近距離に存在する場合でも、一対一の通信を実現できる。
 しかも、電極32は、導電部材60に電界結合されることで、たとえば送信回路311から印加される伝送信号の電界成分を、第2導体602や第1導体601に積極的に重畳させることができる。電極32は、既存の内部電線15や充電ケーブル5に対して、被覆の上から巻き付けられることにより導電部材60と電界結合されるので、電極付き通信端末3aは、既存の機器(車両)に対して後付けで簡単に取り付け可能である。つまり、電極32が媒体(導電部材60)と電界結合されることにより、電極付き通信端末3aは、電極32が媒体に直接接続されなくても通信を行うことができ、後付けで簡単に設置可能となる。また、電極32を取り付けるために内部電線15や充電ケーブル5に加工を施す必要がないため、一旦取り付けられた電極付き通信端末3aの移設も可能である。あるいは、電極付き通信端末3aが機器(車両)に初め(機器の製造時点)から備え付けられる場合でも、電極付き通信端末3aのはんだ付けや特殊なコネクタなどを必要としないため、設置コストや手間を軽減することが可能となる。
 さらに、通信部31の基準電位点となるグランド端子35は、電動車両1の導電部131に電気的に接続(接地)される。言い換えれば、導電部131にグランド端子35が接続されることで、通信部31はボディアースされることになる。これにより、通信部31は、グランド端子35が導電部131に電気的に接続されない(電気的に浮いている)場合に比べて、基準電位点のインピーダンスが下がるため、基準電位点の電位が安定しやすくなる。したがって、電極32近傍での電界の状態が安定して、伝送ロスを小さくでき、伝送効率の向上につながる。また、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの間の通信において、電界を主体とした電界通信がより支配的となることで、第2導体602あるいは第1導体601中を伝わらず空間に放射される電磁波が低減され、不要輻射の低減につながる。その結果、上記電界通信で用いられる電界が安定し、伝送信号の伝送効率が向上や不要輻射の低減につながる、という利点がある。
 すなわち、電極付き通信端末3aが相手端末と通信する際、通信部31より電極32に信号を印加すると、上述したようにたとえば導電部材60と大地との間に電界が生じる。このとき、グランド端子35が導電部131に接続されていなければ、電極32近傍に存在する導電部131、中性線153、大地のいずれもが、電極32を始点とする電気力線の終点となり得るため、電界が不安定になることがある。これに対して、通信部31の基準電位点であるグランド端子35が導電部131に接続されていると、電極32を始点とする電気力線の終点は導電部131に集約される。その結果、上記電界通信で用いられる電界が安定し、信号の伝送効率が向上する。また、導電部131の表面積が大きいほど、グランド端子35が導電部131に接続されることにより奏する上記の効果は大きくなる。これは、電界結合する部分を起点として発生するグランドバウンスが、より抑制されることに起因する。
 実際に通信部31の基準電位点となるグランド端子35を導電部131に電気的に接続することで、第1通信端末3aから第2通信端末4aへの伝送信号の伝送時、伝送効率がどの程度向上するかの検証の結果を以下に説明する。グランド端子35を導電部131に電気的に接続することにより、グランド端子35を導電部131に接続しない場合に比べて、伝送ロスが大幅に小さくなり、伝送効率が向上した。ある車種においては、グランド端子35を導電部131に接続しない場合の伝送ロスが50〔dB〕であったのに対し、グランド端子35を導電部131に接続した場合の伝送ロスは20〔dB〕であった。他の車種でも、グランド端子35を導電部131に接続することで、伝送ロスはたとえば55〔dB〕から40〔dB〕に改善され、あるいは50〔dB〕から35〔dB〕に改善された。
 また、本実施形態の通信システムでは、上記車両は蓄電池11を搭載した電動車両1であり、上記供給装置は充電装置2である。充電装置2は、供給ライン(充電ケーブル5)を通して資源としての電力を車両に供給し、蓄電池11を充電する。この構成により、通信システムは、充電システム10において電動車両1と充電装置2との間の通信を実現可能である。したがって、充電システム10において、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が充電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことが可能となる。
 しかも、電極付き通信端末3aは、供給ライン(充電ケーブル5)で車両と供給装置とが繋がって初めて相手端末との通信が確立されるので、複数台の充電装置2が並んで設置されているような場合でも、電動車両1と充電装置2との一対一の通信を実現できる。また、1台の充電装置2の付近に複数台の電動車両1が位置する場合でも、電動車両1と充電装置2との一対一の通信を実現できる。結果的に、この通信システムによれば、1台の機器の近くに通信相手となり得る機器が複数台存在するような場合でも、一対一の通信を実現できる。
 ここで、第1通信端末3aは、本実施形態のように、第2通信端末4aとの通信により、車両(電動車両1)に固有の識別情報を第2通信端末4aへ送信するように構成されていることが好ましい。これにより、第1通信端末3aから第2通信端末4aへ送信される識別情報により、たとえば充電量に応じた課金を行うために、あるいは電動車両1が充電を許可された車両か否かを判断するために、電動車両1の認証処理を行うことができる。
 また、第2通信端末4aは、識別情報の照合が成功しなかった場合に、供給装置(充電装置2)から車両(電動車両1)へ電力を供給させないように構成されている。したがって、充電装置2は、正規の電動車両1以外の機器が接続されるなどして識別情報の照合に失敗した場合、電力の供給を行わないことで、不正な機器への無駄な電力供給を防止できる。
 ところで、電動車両1は、上記通信システムに車両として用いられ、第1通信端末3aを備えている。したがって、この電動車両1によれば、1台の電動車両1の近くに通信相手となり得る複数の機器(充電装置2)が存在するような場合でも、充電ケーブル5にて実際に接続された充電装置2を対象として一対一の通信を実現できる。
 また、充電装置2は、上記通信システムに供給装置として用いられ、第2通信端末4aを備えている。したがって、この充電装置2によれば、1台の充電装置2の近くに通信相手となり得る複数の機器(電動車両1)が存在するような場合でも、充電ケーブル5にて実際に接続された電動車両1を対象として一対一の通信を実現できる。
 また、車両は電動車両1に限らず、供給装置は充電装置2に限らない。つまり、車両は供給ラインを通して供給装置から資源の供給を受ける構成であればよく、資源は電力に限らない。たとえば資源がガソリンや軽油等の石油燃料であれば、石油燃料を使用する自動車、二輪車等が車両となり、給油機器が供給装置となる。たとえば、資源がガソリンの場合、資源の供給ラインとなるパイプおよびノズルが金属製であれば、ノズルが車両の給油口に挿入されることにより、車両と給油機器との間が導通し、第1通信端末と第2通信端末との間の通信が確立する。また、資源が水素であれば、水素を使用する燃料電池車が車両となり、水素供給機器が供給装置となる。
 (実施形態6)
 図18は実施形態6の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。本実施形態の電極付き通信端末は、導電部材60に対する電極32の結合状態が、実施形態5の電極付き通信端末と相違する。以下、実施形態5と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、電動車両1(車両)に設けられた電極付き通信端末3a(第1通信端末)の電極32は、図18に示すように、中性線153と電圧線151、152との全てに電界結合されるように構成されている。すなわち、本実施形態では、実施形態5と同様に、車両(電動車両1)と供給装置(充電装置2)との間で授受される資源は電力であって、導電部材60は中性線153と電圧線151、152とを有している。そして、実施形態5では、電極32は中性線153と電圧線151、152とのうち電圧線151、152にのみ電界結合されていたのに対し、本実施形態では、電極32は中性線153と電圧線151、152との全てに電界結合されている。
 さらに詳しく説明すると、本実施形態では、電動車両1の内部電線15は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線151、152と、N相となる中性線153とが1本の内部ケーブル150を構成している。つまり、内部ケーブル150は、一対の電圧線151、152および中性線153からなる計3本の内部電線15が、絶縁性のシース(外被)により覆われて1本に束ねられて構成されている。そのため、車両(電動車両1)において充電口12と充電回路14との間は、1本の内部ケーブル150によって電気的に接続されることになる。電極32は、図18に示すように、内部ケーブル150に対してシースの上から巻き付けられることにより、内部ケーブル150に加工を施すことなく、導電部材60(第2導体602)との電界結合を実現する。
 以上説明した本実施形態の構成によれば、車両(電動車両1)の内部で複数本の内部電線15が束ねられてケーブル(内部ケーブル150)を構成している場合でも、内部ケーブル150の外被(シース)の上から電極32を取り付けることが可能である。したがって、電極付き通信端末3aを取り付ける作業者は、内部ケーブル150に特別な加工を施すことなく、第2導体602としての内部電線15の芯線154に対して、電極32を電界結合させることができ、電動車両1への後付けが容易である。
 ところで、本実施形態の構成においては、電動車両1に設けられている第1通信端末3aのグランド端子35が中性線153と共に接地されていることによる効果が特に大きくなる。すなわち、本実施形態のように、電動車両1に設けられた第1通信端末3aの電極32が中性線153に対して電界結合された構成では、中性線153と大地との間にも電界が生じる。一方、第2通信端末4aが設けられた充電装置2においては、中性線243は接地されている。そのため、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの間の通信経路中には、電界の不安定な領域が存在する可能性がある。この構成において、グランド端子35が中性線153と共に接地(ボディアース)されていると、通信部31の基準電位点のインピーダンスが下がって電界が安定することで、伝送効率の大幅な向上が期待できる。
 また、本実施形態の構成においては、実施形態5で説明したように通信部41の基準電位点が中性線243と共に接地されることによる効果がより大きくなる。これは、導電部材60のうち電極42と電界結合された部位において、中性線243にも、より積極的に電界(信号)が重畳されることで、上述したような複数台の充電装置2間での混信が顕著に発生するためである。つまり、本実施形態の構成において、通信部41の基準電位点が中性線243と共に接地されていれば、中性線243に重畳される電界(信号)成分を減らすことができ、複数台の充電装置2間での混信が大幅に抑制される。
 その他の構成および機能は実施形態5と同様である。
 (実施形態7)
 図19は実施形態7の第1通信端末の取付状態の一例を示す要部の斜視図である。本実施形態の電極付き通信端末は、導電部材60に対する電極32の結合状態が、実施形態5の電極付き通信端末と相違する。以下、実施形態5と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、電動車両1(車両)に設けられた電極付き通信端末3a(第1通信端末)の電極32は、図19に示すように、第1導体601である充電ケーブル5に含まれている電線53の芯線534に対して電界結合されている。本実施形態では、実施形態5と同様に、車両(電動車両1)と供給装置(充電装置2)との間で授受される資源は電力であって、導電部材60は中性線533と電圧線531、532とを有している。そして、本実施形態では、実施形態6と同様に、電極32は中性線533と電圧線531、532との全てに電界結合されている。
 さらに詳しく説明すると、充電ケーブル5は、L1相およびL2相からなる一対の電圧線531、532と、N相となる中性線533とが絶縁性のシース(外被)により1本に束ねられて構成されている。そのため、車両(電動車両1)と供給装置(充電装置2)との間は、1本の充電ケーブル5によって電気的に接続されることになる。電極32は、図19に示すように、充電ケーブル5に対してシースの上から巻き付けられることにより、充電ケーブル5に加工を施すことなく、導電部材60(第1導体601)との電界結合を実現する。
 以上説明した本実施形態の構成によれば、供給ラインである充電ケーブル5に対し、外被(シース)の上から電極32を取り付けることが可能である。したがって、電極付き通信端末3aを取り付ける作業者は、充電ケーブル5に特別な加工を施すことなく、第1導体601としての電線53の芯線534に対して、電極32を電界結合させることができる。
 本実施形態のように、電極32を充電ケーブル5に取り付ける構成は、充電ケーブル5の取り外しができない構成の電動車両1において特に有用である。すなわち、電動車両1によっては、充電ケーブル5のコネクタ52が着脱自在に接続される充電口12がなく、充電回路14に対して充電ケーブル5が電気的に直接接続された構成を採用していることがある。このような電動車両1においては、充電ケーブル5は、蓄電池11の充電時以外は車体13内に収納されており、蓄電池11の充電時には車体13から引き出されて充電装置2に接続される。この種の電動車両1において、充電ケーブル5は、通常、電動車両1のユーザが触れることができる位置に設けられているので、充電ケーブル5に対して電極32を取り付ける作業はとくに簡単である。
 ところで、本実施形態の構成は、第1通信端末3aに限らず、第2通信端末4aにも適用可能である。すなわち、充電装置2(供給装置)に設けられた電極付き通信端末4a(第2通信端末)の電極42は、第1導体601である充電ケーブル5に含まれている電線53の芯線534に対して電界結合されていてもよい。この構成は、充電ケーブル5の取り外しができない構成の充電装置2において、とくに有用である。すなわち、充電装置2によっては、充電ケーブル5のプラグ51が着脱自在に接続される充電用コンセント21がなく、給電回路23に対して充電ケーブル5が電気的に直接接続された構成を採用していることがある。この種の充電装置2において、充電ケーブル5は、通常、充電装置2のユーザが触れることができる位置に設けられているので、充電ケーブル5に対して電極42を取り付ける作業はとくに簡単である。
 その他の構成および機能は実施形態5と同様である。
 (実施形態8)
 本実施形態の通信システムは、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの一方のみが、導電部材60と電界結合される電極32(または42)を有する点で、実施形態5の通信システムと相違する。以下、実施形態5と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、第1通信端末3aおよび第2通信端末4aのうち、電動車両1(車両)に設けられた第1通信端末3aのみが、電極32を有する場合を例に説明する。本実施形態では、充電装置2(供給装置)に設けられた第2通信端末4aは、導電部材60(第1導体601と第2導体603との少なくとも一方)に対して、通信部41が電気的に直接接続されている。
 この構成によれば、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの間においては、第1通信端末3aの電極32と導電部材60との間のみが非接触で結合し、それ以外は導電部材60によって直接的に接続された通信経路が形成されることになる。その結果、第1通信端末3aの電極32と、第2通信端末4aの電極42との両方が導電部材60に対して非接触である場合に比べて、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの間の伝送ロスはより小さくなる。すなわち、たとえば初め(機器の製造時点)から第2通信端末4aが備え付けられた構成の充電装置2であれば、機器(充電装置2)に対して第2通信端末4aを後付けする必要もないので、本実施形態の構成を採用して伝送ロスをより小さくできる。
 なお、この構成では、電動車両1に設けられる第1通信端末3aの電極32は導電部材60と非接触で結合されるため、電動車両1においては、初め(電動車両の製造時点)から第1通信端末3aが備え付けられている必要がない。そして、電動車両1の中でも大電流が流れる供給ライン周辺に対して、電極32を取り付けるための加工が不要であるため、第1通信端末3aの設置にかかる作業の簡略化、電動車両1の低コスト化といった効果がある。とくに、電動車両1の中でも比較的安価な二輪車などにおいては、電動車両1の低コスト化の効果は大きい。また、第1通信端末3aは、既に市場に出回っている既存の車両にも後付けで簡単に取り付け可能であり、システム変更を伴わずに多くの車種に適用可能となる。
 ところで、本実施形態の構成は上述した例に限らず、第1通信端末3aおよび第2通信端末4aのうち、充電装置2(供給装置)に設けられた第2通信端末4aのみが電極42を有していてもよい。この場合、電動車両1(車両)に設けられた第1通信端末3aは、導電部材60(第1導体601と第2導体602との少なくとも一方)に対して、通信部31が電気的に直接接続される。
 この構成によれば、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの間においては、第2通信端末4aの電極42と導電部材60との間のみが非接触で結合し、それ以外は導電部材60によって直接的に接続された通信経路が形成されることになる。その結果、第1通信端末3aの電極32と、第2通信端末4aの電極42との両方が導電部材60に対して非接触である場合に比べて、第1通信端末3aと第2通信端末4aとの間の伝送ロスはより小さくなる。すなわち、たとえば初め(機器の製造時点)から第1通信端末3aが備え付けられた構成の電動車両1であれば、機器(電動車両1)に対して第1通信端末3aを後付けする必要もないので、本実施形態の構成を採用して伝送ロスをより小さくできる。
 その他の構成および機能は実施形態5と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態5の構成に限らず、実施形態6および実施形態7の各構成とも組み合わせて適用可能である。
 (実施形態9)
 図20は実施形態9の通信システムを用いた電動車両および充電装置を示す平面図である。本実施形態の通信システムは、通信部31が、複数台の充電装置2での混信が抑制されるように信号(伝送信号)の送信強度を調節する機能を有している点で、実施形態5の通信システムと相違する。以下、実施形態5と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
 本実施形態においては、図20に示すように、供給装置である複数の充電装置2が並べて設置されている。図20に示す例では、複数台の供給装置として、充電装置201(2)と充電装置202(2)が並べて設置されている。車両である電動車両1は、複数台の供給装置(充電装置201、202)のうちの第1の供給装置(ここでは充電装置201)から資源の供給を受けるように構成されている。
 すなわち、本実施形態では、複数台の充電装置201、202が並べて設置された駐車場に電動車両1が駐車しているような状況を前提としている。この状況において、電動車両1は、複数台の充電装置201、202のうちの1台である充電装置201に対して、充電ケーブル5を介して接続される。これにより、電動車両1は、充電ケーブル5を介して接続された充電装置201から、電力の供給を受けることができる。充電装置201と充電装置202とはたとえば隣接する形で設置されており、同一の構成を採用しており、それぞれ第1通信端末3aの相手端末となり得る第2通信端末4aが設けられている。以下では、充電装置201に設けられている第2通信端末4aと充電装置202に設けられている第2通信端末4aとを区別する場合、充電装置201の第2通信端末4aを「第2通信端末401」、充電装置202の第2通信端末4aを「第2通信端末402」と呼ぶ。
 ここで、電動車両1に設けられた第1通信端末3aの通信部31は、複数の供給装置のうち、1つの供給装置(充電装置201)とは別の他の供給装置(充電装置202)における放射電磁界強度が規定値以下となるように、伝送信号の送信強度を調節する。その理由について、以下に詳しく説明する。
 通信部31の基準電位点であるグランド端子35が導電部131に電気的に接続されることで、導電部材60を媒体とする電界通信における伝送効率は向上するが、これと同時に、通信部31から出力されて空間を伝播する放射電磁界も増える可能性がある。この放射電磁界は、電動車両1が接続されていない充電装置202(他の供給装置)にも届く可能性がある。充電装置202に設けられた第2通信端末402がこの放射電磁界を受信すると、充電装置201と充電装置202とで混信が生じることになる。そこで、本実施形態では、通信部31は、充電装置202における放射電磁界強度が規定値以下となるように、伝送信号の送信強度を調節することで、混信を抑制するよう構成されている。
 より詳しくは、通信部31は、第2の供給装置である充電装置202における第2通信端末402の電極42近傍における放射電磁界強度が規定値以下となるように、送信回路311での伝送信号の送信強度(送信電力)を調節する。これにより、充電装置201、202においては、充電ケーブル5で接続されている電動車両1からの伝送信号(以下、「所望信号」という)と、接続されていない電動車両1からの伝送信号(以下、「漏洩信号」という)とを切り分けることができる。その結果、複数台の充電装置2での混信が抑制される。
 ここで、第2通信端末402における放射電磁界強度の上限となる規定値は、予め定められて第2通信端末402のメモリに記憶されていてもよいし、可変抵抗などの操作に応じて変化する値であってもよい。規定値は、一例としては10〔dBμV/m〕に設定される。本実施形態の規定値の具体例1と具体例2を以下に述べる。
 <具体例1>
 具体例1においては、規定値は、充電装置202(第2の供給装置)に設けられた第2通信端末402での伝送信号の受信強度(受信電力)が、充電装置201(第1の供給装置)に設けられた第2通信端末401での受信強度よりも小さくなるように設定される。これにより、第1通信端末3aから送信される伝送信号の受信強度には、充電装置201と充電装置202とで差が生じることになる。言い換えれば、充電装置202の第2通信端末402近傍における放射電磁界強度を、第2通信端末402における伝送信号の受信強度に換算した値は、第2通信端末401における伝送信号の受信強度よりも小さくなる。なお、上記換算値には、電極42によるアンテナ利得が反映されていてもよい。
 この場合、第2通信端末4aは、たとえば所定の閾値と、伝送信号の受信強度とを比較することによって、所望信号と漏洩信号とを区別することができる。つまり、第2通信端末4aは、伝送信号の受信強度が閾値以上であれば所望信号、受信強度が閾値未満であれば漏洩信号であると判定することにより、所望信号のみを取り出すことができ、混信を抑制できる。
 また、第2通信端末401が受信した伝送信号と、第2通信端末402が受信した伝送信号とを比較することでも、所望信号と漏洩信号とを区別できる。この場合、たとえば両第2通信端末401、402と通信可能な上位装置にて、両第2通信端末401、402の伝送信号の受信強度同士が比較される。つまり、上位装置は、第2通信端末401と第2通信端末402とが、1台の電動車両1からの伝送信号を同時に受信すると、第2通信端末401での伝送信号の受信強度と、第2通信端末402での伝送信号の受信強度とを比較する。そして、上位装置は、受信強度が大きい方の第2通信端末4aが所望信号を受信したと判定し、受信強度が小さい方の第2通信端末4aが漏洩信号を受信したと判定することにより、混信を抑制できる。
 この構成によれば、伝送信号の受信強度に充電装置201と充電装置202とで差が生じればよいので、第1通信端末3aの通信部31は、伝送信号の送信強度を比較的大きく設定することができる。したがって、具体例1では、第2通信端末401での伝送信号(所望信号)の受信強度を比較的大きくでき、充電ケーブル5で接続された電動車両1と充電装置201との間の伝送効率は高くなる。
 <具体例2>
 具体例2においては、規定値は、充電装置202(他の供給装置)に設けられた第2通信端末402での伝送信号の受信強度が、第2通信端末402の受信感度よりも小さくなるように設定されている。ここでいう受信感度は、第2通信端末402が通信に必要な受信品質を確保できる最小の受信強度である。つまり、第2通信端末402は、受信強度が受信感度より小さな伝送信号については、そもそも信号として受信しない。ここでは第2通信端末401と第2通信端末402とで受信感度は同等である。言い換えれば、充電装置202の第2通信端末402近傍における放射電磁界強度を、第2通信端末402における伝送信号の受信強度に換算した値は、第2通信端末4aの受信感度よりも小さくなる。なお、上記換算値には、電極42によるアンテナ利得が反映されていてもよい。
 この場合、第2通信端末4aは、漏洩信号を信号として受信することがないため、所望信号のみを受信可能となる。つまり、具体例2においては、具体例1とは異なり、第2通信端末4aは、伝送信号の受信強度の比較により所望信号と漏洩信号とを区別することなく、所望信号のみを取り出すことができ、混信を抑制できる。したがって、具体例2では、伝送信号の受信後の処理が簡単になる。
 なお、本実施形態において、複数の供給装置である複数の充電装置2は並べて設置されていればよく、充電装置2の数は2台に限らず、3台以上であってもよい。たとえば6つの充電装置2が並べて設置されている場合、1台の電動車両1は、これら6台の充電装置2のうちの1つの充電装置2と充電ケーブル5にて接続され、接続された上記1つの充電装置2から資源(電力)の供給を受けることになる。したがって、これら6台の充電装置2のうち、電動車両1と充電ケーブル5にて接続された上記1つの充電装置2が1つの供給装置となる。また、この場合において、他の供給装置は、上記1つの供給装置とは別の他の充電装置2であり、上記1つの供給装置としての充電装置2に隣接していることは必須ではない。
 その他の構成および機能は実施形態5と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態5の構成に限らず、実施形態6、実施形態7、および実施形態8の各構成とも組み合わせて適用可能である。
 (実施形態10)
 図21は実施形態10の通信システムの概略構成を示すブロック図である。図21において図10に示す実施形態5の通信システムと同じ部分には同じ参照番号を付す。図21に示す通信システムは、図11に示す実施形態5の通信システムの通信端末3、4の代わりに通信端末3b、4bを備える。
 通信端末3bは、図11に示す通信端末3の通信部31のグランド接続端子361とグランド端子35との間に直列に接続された接地用キャパシタ35cをさらに備える。言い換えれば、導電部131にグランド端子35が接続されることで、通信部31は直流の周波数領域でボディアースされないが、接地用キャパシタ35cを介して高周波数領域でボディアースされることになる。これにより、通信部31は、グランド端子35が導電部131に電気的に接続されない(電気的に浮いている)場合に比べて、通信部31の基準電位点のインピーダンスが下がるため、通信部31の基準電位点の電位が安定しやすくなる。
 通信端末4bは、図11に示す通信端末4の通信部41のグランド接続端子416とグランド端子45との間に直列に接続された接地用キャパシタ45cをさらに備える。言い換えれば、筐体22にグランド端子45が接続されることで、通信部41は直流の周波数領域でボディアースされないが、接地用キャパシタ45cを介して高周波数領域でボディアースされることになる。これにより、通信部41は、グランド端子45が筐体22に電気的に接続されない(電気的に浮いている)場合に比べて、通信部41の基準電位点のインピーダンスが下がるため、通信部41の基準電位点の電位が安定しやすくなる。
 図21に示す通信システムにおいては、図11に示す実施形態5の通信システムの通信端末3、4の双方が通信端末3b、4bに置き換えられている。実施形態10における通信システムでは、図11に示す実施形態5の通信システムの通信端末3、4のうち通信端末3が通信端末3bに置き換えられ、通信端末4とで通信システムを構成してもよい。また、図11に示す実施形態5の通信システムの通信端末3、4のうち通信端末4が通信端末4bに置き換えられ、通信端末3とで通信システムを構成してもよい。
 また、接地用キャパシタ35cは通信部31のグランド接続端子361とグランド端子35との間ではなく、通信部31の基準電位点とグランド端子35との間に直列に接続されることで同様の効果を有する。例えば、接地用キャパシタ35cは、送信回路311の基準電位点311aと受信回路312の基準電位点312aと制御回路313の基準電位点313aと電源回路314の基準電位点314aのそれぞれと接続端子316との間に直列に接続されていてもよい。また、接地用キャパシタ45cは通信部41のグランド接続端子416とグランド端子45との間ではなく、通信部41の基準電位点とグランド端子45との間に直列に接続されることで同様の効果を有する。例えば、接地用キャパシタ45cは、送信回路411の基準電位点411aと受信回路412の基準電位点412aと制御回路413の基準電位点413aと電源回路414の基準電位点414aのそれぞれとグランド接続端子416との間に直列に接続されていてもよい。
 その他の構成および機能は実施形態5と同様である。また、本実施形態の構成は、実施形態5の構成に限らず、実施形態6、実施形態7、実施形態8、および実施形態9の各構成とも組み合わせて適用可能である。
1  電動車両(車両、第1機器)
2  充電装置(供給装置、第2機器)
3  第1通信端末(電極付き通信端末)
4  第2通信端末(電極付き通信端末)
5  充電ケーブル(供給ライン)
31,41  通信部(第1通信部、第2通信部)
32,42  電極(第1電極、第2電極)
35  グランド端子
60  導電部材
131  導電部
151,152,241,242,531,532  電圧線
153,243,533  中性線
315,415  接続端子
322  電気的絶縁体
601  第1導体
602  第2導体

Claims (38)

  1.    第1機器に設けられており、当該第1機器との間で供給ラインを通して資源の授受を行う1つ以上の第2機器にそれぞれ設けられた相手端末との間で通信を行う通信部と、
       前記供給ラインに含まれる第1導体と前記第1導体に電気的に接続される第2導体との少なくとも一方からなる導電部材に対し、間隔を空けて配置されることにより、前記導電部材と電界結合される電極と、
    を備え、
    前記通信部は、前記電極に電気的に接続されており、前記導電部材を媒体として伝送される信号を用いて前記相手端末との通信を行うように構成されている、電極付き通信端末。
  2. 前記資源は電力であって、
    前記導電部材は中性線と電圧線とを有しており、
    前記第1導体は前記中性線または前記電圧線であり、
    前記電極は、前記中性線と前記電圧線との両方に電界結合されるように構成されている、請求項1に記載の電極付き通信端末。
  3. 前記資源は電力であって、
    前記導電部材は中性線と電圧線とを有しており、
    前記第1導体は前記電圧線であり、
    前記電極は、前記中性線と前記電圧線とのうち前記電圧線にのみ電界結合されるように構成されている、請求項1に記載の電極付き通信端末。
  4. 前記通信部は、
       前記第1機器と前記1つ以上の第2機器とが前記供給ラインで繋がった状態で前記相手端末との通信を行い、
       前記第1機器と前記1つ以上の第2機器とが前記供給ラインで繋がっていない状態では前記相手端末との通信を行わない、
    ように構成されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  5. 前記通信部の基準電位点となるグランド端子をさらに備え、
    前記通信部は、前記電極および前記グランド端子に電気的に接続されており、前記導電部材を媒体として伝送される信号を用いて前記相手端末との通信を行うように構成されており、
    前記第1機器は導電性材料からなる導電部を有し、
    前記グランド端子は前記第1機器の前記導電部に電気的に接続される、請求項1から4のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  6. 前記導電部の表面積は、前記グランド端子の表面積よりも大きい、請求項5に記載の電極付き通信端末。
  7. 前記導電部の体積は前記グランド端子の体積よりも大きい、請求項5または6に記載の電極付き通信端末。
  8. 前記1つ以上の第2機器は、前記相手端末がそれぞれ設けられた複数の第2機器を含み、
    前記第1機器は前記複数の第2機器のうちの1つの第2機器から前記資源の供給を受けるように構成されており、
    前記通信部は、前記複数の第2機器のうち、前記1つの第2機器とは別の他の第2機器における放射電磁界強度が規定値以下となるように前記信号の送信強度を調節する、請求項5から7のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  9. 前記規定値は、前記他の第2機器に設けられた前記相手端末での前記信号の受信強度が、前記1つの第2機器に設けられた前記相手端末での受信感度よりも小さくなるように設定されている、請求項8に記載の電極付き通信端末。
  10. 前記規定値は、前記他の第2機器に設けられた前記相手端末での前記信号の受信強度が、前記他の第2機器に設けられた前記相手端末の受信感度よりも小さくなるように設定されている、請求項8に記載の電極付き通信端末。
  11. 前記資源は電力であって、
    前記導電部材は中性線と電圧線とを有しており、
    前記第1導体は前記中性線または前記電圧線であり、
    前記電極は、前記中性線と前記電圧線との両方に電界結合されるように構成されている、請求項5から10のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  12. 前記資源は電力であって、
    前記導電部材は中性線と電圧線とを有しており、
    前記第1導体は前記電圧線であり、
    前記電極は、前記中性線と前記電圧線とのうち前記電圧線にのみ電界結合されるように構成されている、請求項5から10のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  13. 前記グランド端子は前記中性線と共に接地されている、請求項11または12に記載の電極付き通信端末。
  14. 前記グランド端子は前記中性線と電気的に絶縁されている、請求項11または12に記載の電極付き通信端末。
  15. 前記通信部の基準電位点は前記中性線と共に接地されている、請求項11または12に記載の電極付き通信端末。
  16. 前記電極は、前記導電部材に容量結合されることにより前記導電部材と電界結合されるように構成されている、請求項1から15のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  17. 前記電極は、前記導電部材の周方向の全周に亘って前記導電部材を囲むように配置される、請求項1から16のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  18. 前記電極は、前記導電部材の周方向の一部を除いて前記導電部材を囲むように配置される、請求項1から16のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  19. 前記導電部材は延長方向に延びる線状または管状であって、
    前記導電部材の前記延長方向における前記電極の長さは、前記信号の波長の1/4未満である、請求項1から18のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  20. 前記電極は導電性を有するシートである、請求項1から19のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  21. 前記電極を覆う電気的絶縁体をさらに備えた、請求項1から20のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  22. 前記通信部の基準電位点は接地されている、請求項1から21のいずれか1項に記載の電極付き通信端末。
  23. 前記通信部の基準電位点は前記第1機器のフレームグランドを介して接地されている、請求項22に記載の電極付き通信端末。
  24. 請求項1から23のいずれか1項に記載の電極付き通信端末の前記第1機器として機能する電動車両。
  25. 請求項1から23のいずれか1項に記載の電極付き通信端末の前記第2機器として機能する充電装置。
  26. 第1機器に設けられており、前記第1機器との間で供給ラインを通して資源の授受を行う第2機器に設けられた相手端末との間で通信を行う通信部を備え、
    前記通信部は、電極と電気的に接続される接続端子を有し、
    前記電極は、前記供給ラインに含まれる第1導体と前記第1導体に電気的に接続される第2導体との少なくとも一方からなる導電部材に対し間隔を空けて配置されることにより前記導電部材と電界結合されており、
    前記通信部は、前記導電部材を媒体として伝送される信号を用いて前記相手端末との通信を行うように構成されている、通信端末。
  27. 前記通信部は、グランド端子に電気的に接続されるグランド接続端子をさらに有し、
    前記グランド端子は、前記第1機器のうち導電性材料からなる導電部に電気的に接続されており、
    前記通信部は、前記グランド端子を基準電位点として動作し、前記信号を用いて前記相手端末との通信を行うように構成されている、請求項26に記載の通信端末。
  28.    第1機器に設けられた第1通信端末と、
       前記第1機器との間で供給ラインを通して資源の授受を行う第2機器に設けられ前記第1通信端末との間で通信を行う第2通信端末と、
    を備え、
    前記第1通信端末と前記第2通信端末とのうちの一方は、
       前記供給ラインに含まれる第1導体と前記第1導体に電気的に接続される第2導体との少なくとも一方からなる導電部材に対して間隔を空けて配置されることにより前記導電部材と電界結合される第1電極と、
       前記第1電極に電気的に接続されており、前記導電部材を媒体として伝送される信号を用いて前記第1通信端末と前記第2通信端末とのうちの他方との通信を行う第1通信部と、
    を有する、通信システム。
  29. 前記第1通信端末と前記第2通信端末とのうちの前記他方は、
       前記導電部材に対し間隔を空けて配置されることにより前記導電部材と電界結合される第2電極と、
       前記第2電極に電気的に接続されており、前記導電部材を媒体として伝送される信号を用いて前記第1通信端末と前記第2通信端末とのうちの前記一方との通信を行う第2通信部と、
    を有する、請求項28に記載の通信システム。
  30. 前記第1機器は蓄電池を搭載した電動車両であり、
    前記資源は電力であり、
    前記第2機器は前記供給ラインを通して前記資源を前記第1機器に供給して前記蓄電池を充電する充電装置である、請求項28または29に記載の通信システム。
  31. 前記第1通信端末は前記第2通信端末との通信により前記第1機器に固有の識別情報を前記第2通信端末へ送信するように構成されている、請求項30に記載の通信システム。
  32. 前記第2通信端末は、前記識別情報の照合が成功しなかった場合に前記第2機器から前記第1機器へ前記資源を供給させないように構成されている、請求項31に記載の通信システム。
  33. 前記第1機器は導電性材料からなる導電部を有し、
    前記導電部に電気的に接続されるグランド端子をさらに備え、
    前記通信部は前記電極および前記グランド端子に電気的に接続されており、前記グランド端子を基準電位点として動作する、請求項28から32のいずれか1項に通信システム。
  34. 前記第1機器は蓄電池を搭載した電動車両であり、
    前記第2機器は、前記供給ラインを通して前記資源としての電力を前記電動車両に供給して前記蓄電池を充電する充電装置である、請求項28から33のいずれか1項に記載の通信システム。
  35. 前記第1通信端末は、前記第2通信端末との通信により前記電動車両に固有の識別情報を前記第2通信端末へ送信するように構成されている、請求項34に記載の通信システム。
  36. 前記第2通信端末は、
       前記識別情報の照合が成功した場合に前記供給装置から前記電動車両へ前記資源を供給し、
       前記識別情報の照合が成功しなかった場合に前記供給装置から前記電動車両へ前記資源を供給させない、
    ように構成されている、請求項35に記載の通信システム。
  37. 請求項28から36のいずれか1項に記載の通信システムの前記第1機器として機能する電動車両。
  38. 請求項28から36のいずれか1項に記載の通信システムの前記第2機器として機能する充電装置。
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