車輛充電裝置和使用該裝置的車輛充電系統的製作方法

2023-04-30 14:06:21 2

專利名稱：車輛充電裝置和使用該裝置的車輛充電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及車 輛充電裝置和使用該裝置的車輛充電系統，所述車輛充電裝置對搭載有蓄電裝置和使車輪旋轉的電動機並使用蓄電裝置的電力來驅動電動機的車輛進行供電。
背景技術：
近年來，作為環保型車輛，搭載有蓄電裝置和使車輪旋轉的電動機並使用蓄電裝置的電力驅動電動機的電動汽車逐漸備受關注。這種車輛為，從車輛主體外的車輛充電裝置通過電力線被供電，並將供應的電力積蓄到蓄電裝置中(例如參照專利文獻I)。現有技術文獻專利文獻[專利文獻I]日本專利特開2009-171700號公報

發明內容
發明要解決的問題在一般的住宅，車輛充電裝置設置在住宅內，利用住宅內的電源的電力對車輛供電。住宅內的電源使用相互高頻地分離的多線式電力線。因此，車輛充電裝置被連接到多線式電力線中的任一對電力線。然而，在使用多線式電力線進行電力線通信時，各相電力線之間被高頻分離，因此在不同的一對電力線之間存在IOlOdB左右的異相間耦合損失，無法進行穩定的電力線通信。例如存在如下的問題在LI相、中性相和L2相的三相電力線(單相三線)中，充電指示裝置被連接到LI相和中性相構成的一對電力線，車輛用電力線被連接到LI相和L2相構成的一對電力線時，充電指示裝置無法與車輛充電裝置進行穩定的通信而不能控制車輛充電裝置，因此無法從車輛充電裝置對車輛進行供電。因此，本發明的目的在於，即使在車輛充電裝置和充電指示裝置被連接到多線式電力線的不同相的電力線對的情況下，也能夠進行穩定的通信並能夠從車輛充電裝置對車輛進行供電。解決問題的方案本發明的第一形態的車輛充電裝置為基於連接到多線式電力線的充電指示裝置的指示，將從多線式電力線中的一對電力線提供的電力經由車輛用電力線提供給車輛，該裝置所採用的結構包括電力線通信單元，通過多線式電力線或車輛用電力線進行電力線通信；連接單元，將多線式電力線中的一對電力線與車輛用電力線連接；以及控制單元，基於充電指示裝置的指示，控制連接單元的連接或斷開，電力線通信單元選擇來自多線式電力線中的一對電力線的信號與充電指示裝置進行通信，並且通過車輛用電力線與車輛進行通信。根據該結構，車輛充電裝置能夠選擇不同的電力線對的信號來進行通信。因此，即使在車輛充電裝置和充電指示裝置被連接到多線式電カ線的不同相的電カ線對的情況下，車輛充電裝置能夠選擇來自多線式電カ線中的ー對電カ線的信號，因此可進行穩定的通信，由此充電指示裝置能夠控制車輛充電裝置，能夠從車輛充電裝置經由車輛用電カ線對車輛進行供電。另外，本發明的第二形態的車輛充電系統採用的結構包括連接到多線式電カ線的上述車輛充電裝置；以及連接到多線式電カ線的充電指示裝置，車輛充電裝置基於充電指示裝置的指示對車輛進行供電。根據該結構，即使在車輛充電裝置和充電指示裝置被連接到多線式電カ線的不同相的電カ線對的情況下，也能夠選擇來自多線式電カ線中的ー對電カ線的信號，因此可進行穩定的通信，由此充電指示裝置能夠控制車輛充電裝置，能夠從車輛充電裝置經由車輛
用電カ線對車輛進行供電。本發明的第三形態的車輛充電裝置通過至少包括3個導線的電カ線，與進行電力線通信的通信裝置進行通信，並對車輛進行充電，該車輛充電裝置採用的結構包括通信單元，接收從所述通信裝置發送的信號；以及切換單元，基於所述通信単元接收到的信號，切換所述ー對導線。根據該結構，基於通信単元接收到的信號切換一對導線，從而即使在連接到通信裝置的電カ線的相與對車輛進行充電的電力線的相不同的情況下，也能夠與該通信裝置進行穩定的通信。發明的效果根據本發明，即使在車輛充電裝置和充電指示裝置被連接到多線式電カ線的不同相的電カ線對的情況下，也能夠進行穩定的通信，井能夠從車輛充電裝置對車輛進行供電。


圖I是實施方式的車輛充電系統的結構圖。圖2是表示該車輛充電系統的車輛充電裝置的結構的方框圖。圖3是表示該車輛充電系統的車輛充電裝置的電カ線通信単元的結構的方框圖。圖4是用於說明該車輛充電系統的動作的流程圖。圖5是表示圖3所示的電カ線通信単元的其它結構的方框圖。
具體實施例方式下面，參照

本發明的ー實施方式。另外，在各圖中，對相同或者相應的部分附加同一標號來進行說明。(實施方式)首先，參照圖I至圖3來說明本發明實施方式的車輛充電系統。這裡以下述的車輛為例進行說明，即，搭載有蓄電裝置和使車輪旋轉的電動機，並使用積蓄在蓄電裝置中的電カ來驅動電動機的電動汽車。電動汽車能夠將積蓄在蓄電裝置中的電カ提供給電動機，通過電動機使車輪旋轉而移動到其它地方。圖I是本發明實施方式的車輛充電系統I的結構圖。在圖I中，車輛充電系統I包括內置有電カ線通信単元4的充電指示裝置5 ;車輛充電裝置6 ;以及通過車輛用電カ線7與車輛充電裝置6連接的車輛8。充電指示裝置5例如為個人計算機或伺服器那樣的通信裝置。在一般的住宅2中，充電指示裝置5和車輛充電裝置6被連接到住宅2的電源3。由此，從住宅2的電源3向車輛充電裝置6提供需要的電力。車輛充電裝置6使用住宅2的電源3的電カ對車輛8供電。 在車輛充電系統I中，在將車輛用電カ線7安裝到車輛8的饋電ロ 9後，通過充電指示裝置5進行車輛8的認證，僅在得到認證時，對車輛8供電。車輛8使用所提供的電カ，對搭載於車輛本體8a的蓄電裝置10進行充電。充電指示裝置5由專用設備構成。另外，也可以使用個人計算機以代替專用設備。充電指示裝置5通過內置的電カ線通信単元4，使用電源3的電カ線與車輛充電裝置6進行電カ線通信。另外，住宅2中使用例如単相三線式的多線式電カ線作為電源3。因此，車輛充電裝置6使用単相三線式電力線中的ー對電カ線，對車輛8進行供電。但是，在使用単相三線式電力線進行電カ線通信時，各相電カ線之間被高頻分離，因此在不同的一對電カ線之間存在l(T30dB左右的異相間耦合損失，無法進行穩定的電カ線通信。也就是說，實際上無法進行電カ線通信。例如，在LI相、中性相和L2相的三相的電カ線中，充電指示裝置5被連接到LI相和中性相構成的ー對電カ線，車輛用電カ線7被連接到LI相和L2相構成的ー對電カ線的情況下，充電指示裝置5無法與車輛充電裝置6之間進行穩定的通信。因此，充電指示裝置5無法控制車輛充電裝置6，所以無法從車輛充電裝置6對車輛8供電。而且，充電指示裝置5無法通過車輛充電裝置6與車輛8進行穩定的通信，難以進行認證。於是，本實施方式實現即使在車輛充電裝置6和充電指示裝置5被連接到多線式電カ線的不同相的電カ線對的情況下，也能夠進行穩定的通信，由充電指示裝置5控制車輛充電裝置6，並且在充電指示裝置5和車輛8之間通過電カ線通信進行認證，以及從車輛充電裝置6對車輛8供電。也就是說，如圖2所示構成了車輛充電裝置6。圖2是表示本發明實施方式的車輛充電裝置6的結構的方框圖。如圖2所示，車輛充電裝置6基於連接到多線式電カ線(圖2中為單相三線式的電カ線3a、電カ線3b和電カ線3c)的充電指示裝置5(圖I)的指示，將從多線式電カ線中的ー對電カ線提供的電カ通過車輛用電カ線7提供給車輛8(圖I)。車輛充電裝置6包括電カ線通信単元61，通過多線式電カ線或車輛用電カ線7進行電カ線通信；電カ線連接單元63，將多線式電カ線中的ー對電カ線與車輛用電カ線7連接；以及控制單元62，基於充電指示裝置5的指示，控制電カ線連接單元63的連接或斷開，電カ線通信単元61選擇來自多線式電カ線中的ー對電カ線的信號與充電指示裝置5進行通信，並且通過車輛用電カ線7與車輛8進行電カ線通信。電カ線通信単元61將從充電指示裝置5接收到的通信信息通過車輛用電カ線7轉發給車輛8，並且將從車輛8接收到的通信信息通過多線式電カ線轉發給充電指示裝置5。通過該轉發，即使在電カ線連接單元63被斷開的情況下，充電指示裝置5也能夠通過車輛充電裝置6與車輛8進行穩定的通信，能夠進行車輛8的認證。
如上所述，車輛充電裝置6能夠選擇不同相的電カ線對的信號來進行通信，因此即使被連接到與充電指示裝置5不同的相的電カ線對，也能夠切換為衰減少的電力線對來進行通信，從而進行穩定的通信。另外，充電指示裝置5能夠通過車輛充電裝置6與車輛8進行電カ線通信。充電指示裝置5能夠控制車輛充電裝置6，並且通過車輛充電裝置6與車輛8進行通信，從而能夠進行認證。由此，車輛充電裝置6能夠基於充電指示裝置5的指示，通過車輛用電カ線7對車輛8進行供電。在圖2中，電カ線連接單元63由開關63a構成，通過使開關63a為接通狀態或斷開狀態，連接或斷開LI相的電カ線3a與L2相的電カ線3c構成的ー對電カ線和車輛用電カ線7。在開關63a為接通狀態時，通過200V的電壓對車輛8供電。另外，不限於LI相和L2相的電カ線對，也可以將LI相與中性相構成的電カ線對、或中性相與L2相構成的電カ線對與車輛用電カ線7連接。此時，對車輛8提供100V的電壓。 控制單元62與電カ線通信単元61連接，通過電カ線通信単元61接收來自充電指示裝置5的指示，並且在從充電指示裝置5接收的指示為「允許充電」時，將電カ線連接單元63的開關63a控制為接通狀態(0N狀態)，而在從充電指示裝置5接收的指示為「不允許充電」時，將電カ線連接單元63的開關63a控制為斷開狀態(OFF狀態)。充電指示裝置5對車輛充電裝置6的控制單元62發送如下的指示，即，僅對於得到認證的車輛8允許充電，而對於無法認證的不明車輛8不允許充電。由此，車輛充電系統I能夠防止不明車輛8的盜電。另外，多線式電カ線和車輛用電カ線7可以使用相同種類的電カ線，也可以使用不同種類的電カ線。
另外，在上述實施方式中，作為多線式電カ線的送電方式，以單相三線為例進行了說明，但多線式電カ線的送電方式不限於単相三線式。多線式電カ線的送電方式可以變更為在使用車輛充電裝置的地區實施的形式。下面，參照圖3說明車輛充電裝置6中的電カ線通信単元61的具體結構。圖3是表示本發明實施方式的車輛充電裝置6的電カ線通信単元61結構的方框圖。如圖3所示，電カ線通信單元61包括第一耦合器13b、14b和15b，分別通過電容 器13a、電容器14a和電容器15a，與LI相、中性相和L2相的電カ線3a、電カ線3b和電カ線3c中相互不同的一對電カ線連接；調製解調單元11，對信號進行調製或解調；切換單元13c，選擇第一耦合器13b、14b和15b中的任一個耦合器，並將選擇出的第一耦合器(第一耦合器13b、第一耦合器14b或第一耦合器15b)與調製解調單元11連接；信號處理單元12，解讀由調製解調單元11解調了的信號；以及第ニ耦合器16b，連接到調製解調單元11，並通過電容器16a連接到車輛用電カ線7。調製解調單元11對重疊於電カ線3a、3b和3c的通信信號進行解調而將其恢復為數據。另外，將數據調製為重疊到電カ線3a、3b和3c的高頻信號。信號處理單元12從數據中解讀發往本裝置的需要的數據並傳送到控制單元62。並且，將數據中包含的差錯信息或調製速度信息傳送到控制單元62。此外，對從控制単元62傳送的數據附加目的地信息或糾錯碼而傳送到調製解調單元11。作為第一稱合器13b、14b、15b和第二稱合器16b,使用變壓器。
切換單元13c根據控制單元62的控制信號，選擇第一耦合器13b、14b和15中的
一個稱合器。具體而言，切換單元13c切換第一耦合器13b、14b和15b與調製解調單元11之間的連結線。在選擇第一耦合器13b時，將第一耦合器13b和調製解調單元11連接。在選擇第一耦合器14b時，將第一耦合器14b和調製解調單元11連接。在選擇第一耦合器15b吋，將第一耦合器15b和調製解調單元11連接。控制單元62根據從信號處理單元12發送的信息(傳輸路分析信息、調製速度信息、電カ線連接單元63 (圖2)的控制信息等)，將電カ線通信単元61從充電指示裝置5接收到的通信信息通過車輛用電カ線7轉發給車輛8，並將從車輛8接收到的通信信息通過
多線式電力線轉發給充電指示裝置5。另外，根據來自充電指示裝置5的指示，控制單元62控制電力線連接単元63的接通和斷開。接下來，參照圖I、圖2、圖3和圖4，說明車輛充電系統I的動作。圖4是用於說明實施方式的車輛充電系統I的動作的流程圖。首先，在車輛充電系統I中，在將車輛充電裝置6的車輛用電カ線7安裝到車輛8的饋電ロ 9時，檢測到車輛8被連接(S100、S102)。在車輛8被連接後，車輛充電系統I通過車輛充電裝置6檢測充電指示裝置5在與多線式電力線中的哪ー電力線對連接(S104、S106)。車輛充電系統I通過控制單元62，對車輛充電裝置6的電カ線通信單元61的切換単元13c依次進行切換，並對充電指示裝置5發送用於建立通信的詢問信號。然後，電カ線通信単元61通過切換後的ー對電カ線，從充電指示裝置5接收對於詢問信號的響應信號，檢測與充電指示裝置5連接的電カ線對，並選擇檢測出的電カ線對的信號(S108)。具體而言，電カ線通信単元61將內部開關(切換單元13c)切換到與電カ線對連接的第一稱合器(第一稱合器13b、第一稱合器14b和第一稱合器15b)中的信號強度最大的耦合器，並選擇切換後的耦合器的信號。另外，選擇第一耦合器13b、14b和15b的基準不限於信號的強度，也可以使用信號的差錯率或通信速度。在將信號的差錯率用作基準時，選擇信號差錯率最小的第一耦合器。在將通信速度用作基準時，選擇通信速度最高的第一耦合器。接著，車輛充電系統I通過車輛充電裝置6，從充電指示裝置5獲取基於控制信息的指示(SllO)，並在控制信息為「允許充電」時，將電カ線連接單元63的開關63a控制為接通狀態(S112、S114)。另外，車輛充電裝置6進行轉發，以在充電指示裝置5和車輛8之間相互獲取認證信息或充電信息等(SI 16)。重複進行(Slior(Slie)的處理直到完成車輛8的充電為止。另ー方面，在控制信息為「不允許充電」時，車輛充電系統I將電カ線連接單元63的開關63a控制為斷開狀態(S112、S118)。另外，在充電指示裝置5以外的多個通信裝置被連接到電カ線3a 3c的情況下，車輛與充電指示裝置5進行電カ線通信以外，還能夠與多個通信裝置進行電カ線通信，但每次在從各個通信裝置接收信號時，若進行依次測量信號的強度、信號的差錯率、信號的通信速度並選擇最合適的第一耦合器的處理，則通信效率降低。因此，通過使充電指示裝置5或通信裝置的地址信息(IP位址、MAC地址等)與充電指示裝置5或通信裝置所選擇的第一耦合器相關聯而存儲到存儲單元(未圖示)並使用該相關聯的信息，控制單元62隻要分析調製解調單元11所接收到的信號的地址信息，就能夠將選擇合適的第一耦合器的控制信號發送給切換單元13c。由此，可以省去依次測量從第一耦合器13lTl5b接收到的信號的強度、信號的差錯率、信號的通信速度的處理，從而提高通信效率。如上所述，根據本實施方式，如圖I和圖2所示，車輛充電裝置6包括電カ線通信単元61，通過多線式電カ線或車輛用電カ線7進行電カ線通信；電カ線連接單元63，將多線式電力線中的ー對電カ線與車輛用電カ線7連接；以及控制単元62，基於充電指示裝置5的指示，控制電力線連接単元63的連接或斷開，電カ 線通信単元61選擇來自多線式電カ線中的ー對電カ線的信號，與充電指示裝置5進行通信，並且通過車輛用電カ線7與車輛8進行電カ線通信。根據該結構，車輛充電裝置6能夠選擇不同的電カ線對的信號來進行通信，由此，即使在車輛充電裝置6和充電指示裝置5被連接到多線式電カ線的不同相的電カ線對的情況下，車輛充電裝置6也能夠與充電指示裝置5進行穩定的通信，根據充電指示裝置5的指示，從車輛充電裝置6經由車輛用電カ線7對車輛8進行供電。另外，車輛充電系統I包括連接到多線式電カ線的上述車輛充電裝置6以及連接到多線式電カ線的充電指示裝置5，車輛充電裝置6基於充電指示裝置5的指示，對車輛8進行供電。由此，即使在車輛充電裝置6和充電指示裝置5被連接到多線式電カ線的不同相的電カ線對的情況下，車輛充電裝置6也能夠選擇不同電カ線對的信號，因此能夠進行穩定的通信。由此能夠基於充電指示裝置5的指示，從車輛充電裝置6經由車輛用電カ線7對車輛8進行供電。另外，在圖2中，說明了単相三線式的情況，但不限於此，也可以適用於其它多線式電カ線。例如可以適用於三相四線式的情況。此時，如圖5所示，對應四線式還具備電容器17a、電容器18a、電容器19a以及第一耦合器17b、18b和19b，通過切換單元17c進行切換來選擇第一耦合器13b、14b、15b、17b、18b和19b中的ー個耦合器即可。另外，也能夠同樣地適用於其它的三相三線式。另外，本發明的具體結構不限於上述的實施方式，在不脫離發明的要g的範圍內，能夠進行各種變更和修改。另外，雖然以電動汽車為例進行了說明，但本發明不限於此，例如可以適用到混合使用了電動機和發動機的混合動カ汽車。2010年I月29日提交的日本專利特願2010-018183號所包含的說明書、說明書附圖和說明書摘要的公開內容全部引用於本申請。エ業實用性本發明的ー個形態的車輛充電裝置基於連接到多線式電カ線的充電指示裝置的指示，將從多線式電カ線中的ー對電カ線提供的電カ經由車輛用電カ線提供給車輛，該裝置包括電カ線通信単元，通過多線式電カ線或車輛用電カ線進行電カ線通信；連接單元，將多線式電カ線中的一對電カ線與車輛用電力線連接；以及控制單元，基於充電指示裝置的指示，控制連接単元的連接或斷開，電カ線通信単元選擇來自多線式電カ線中的ー對電カ線的信號與充電指示裝置進行通信，並且通過車輛用電カ線與車輛進行通信，因此車輛充電裝置能夠選擇不同的電力線對的信號來進行通信，即使在車輛充電裝置與充電指示裝置分別連接到多線式電力線的不同相的電力線對的情況下，也能夠進行穩定的通信。由此能夠基於充電指示裝置的指示，從車輛充電裝置通過車輛用電力線對車輛進行供電。由此，對於車輛充電裝置和使用該裝置的車輛充電系統較為有用，該車輛用充電裝置對將電力積蓄到蓄電裝置並利用該積蓄的電力使車輪旋轉而行駛的電動汽車或混合動力汽車等車輛提供充電用電力。標號說明I車輛充電系統 2 住宅3 電源3a、3b、3c、3d 電力線4、61電力線通信單元5充電指示裝置6車輛充電裝置7車輛用電力線8 車輛8a車輛主體9 饋電口10蓄電裝置11調製解調單元12信號處理單元13a、14a、15a、16a、17a、18a、19a 電容器13b、14b、15b、17b、18b、19b 第一稱合器13c、17c 切換單元16b第二耦合器62控制單元63電力線連接單元63a 開關
權利要求
1.車輛充電裝置，通過包括至少3個導線的電力線與進行電力線通信的通信裝置進行通信，並對車輛進行充電，該車輛充電裝置包括 通信單元，通過所述電力線中的一對導線，接收從所述通信裝置發送的信號；以及 切換單元，基於所述通信單元接收到的信號，切換所述一對導線。
2.如權利要求I所述的車輛充電裝置，還包括 車輛用電力線，用於對所述車輛進行充電； 電力線連接單元，將所述電力線與車輛用電力線連接或斷開；以及控制單元，基於所述通信單元接收到的所述信號，控制所述電力線連接單元的連接或斷開。
3.如權利要求I或2所述的車輛充電裝置， 所述通信單元與所述車輛進行通信。
4.如權利要求I至3中的任一項所述的車輛充電裝置，還包括 多個第一耦合器，分別通過電容器被連接到所述電力線中的相互不同的一對導線；以及 第二耦合器，被連接到所述通信單元，並且通過電容器被連接到所述車輛用電力線， 所述切換單元選擇並連接所述多個第一耦合器中的任一個耦合器。
5.如權利要求I至4中的任一項所述的車輛充電裝置，還包括 信號處理單元，解讀所述通信單元接收到的信號。
6.如權利要求I至5中的任一項所述的車輛充電裝置， 所述切換單元基於所述通信單元接收到的信號的強度，選擇所述一對導線。
7.如權利要求I至5中的任一項所述的車輛充電裝置， 所述切換單元基於所述通信單元接收到的信號的差錯率，選擇所述一對導線。
8.如權利要求I至5中的任一項所述的車輛充電裝置， 所述切換單元基於所述通信單元接收到的信號的通信速度，選擇所述一對導線。
9.如權利要求2所述的車輛充電裝置， 所述控制單元在所述通信單元從所述通信裝置接收了允許充電的信號時，將所述電力線連接單元控制為連接狀態，在所述通信單元從所述通信裝置接收了不允許充電的信號時，將所述電力線連接單元控制為斷開狀態。
10.如權利要求I所述的車輛充電裝置，還包括 存儲單元，存儲由所述切換單元選擇的一對導線和對應於所述通信裝置的地址信息之間的對應關係， 所述通信單元從所述通信裝置發送的信號中讀取所述地址信息， 所述切換單元基於所述通信單元讀取的所述地址信息，切換所述一對導線。
11.車輛充電方法，用於通過包括至少3個導線的電力線與進行電力線通信的通信裝置進行通信，並對車輛進行充電， 通過所述電力線中的一對導線，接收從所述通信裝置發送的信號；以及 基於所述接收到的信號，切換所述一對導線。
12.車輛充電系統，包括 權利要求I至11中的任一項所述的車輛充電裝置；以及通信裝置，連接到包括至少3個導線的電力線， 所述車輛充電裝置基於從所述通信裝置發送的信號，對車輛進行充電。
全文摘要
公開了即使在車輛充電裝置和充電指示裝置被連接到多線式電力線的不同相的電力線對的情況下，也能夠進行通信，並能夠對車輛進行供電的車輛充電裝置。車輛充電裝置(6)包括電力線通信單元(61)，通過多線式電力線或車輛用電力線(7)，進行電力線通信；電力線連接單元(63)，將多線式電力線中的一對電力線與車輛用電力線(7)連接；以及控制單元(62)，基於充電指示裝置的指示，控制電力線連接單元(63)的連接或斷開，電力線通信單元(61)選擇來自多線式電力線中的一對電力線的信號與充電指示裝置進行通信，並且通過車輛用電力線(7)與車輛進行電力線通信。
文檔編號H02J7/00GK102742119SQ201180007679
公開日2012年10月17日 申請日期2011年1月28日 優先權日2010年1月29日
發明者井形裕司 申請人:松下電器產業株式會社