電推進車輛用充電線纜的製作方法與工藝

2023-04-23 09:33:56 2

本發明涉及一種為了對例如電動汽車、混合動力車那樣的電推進車輛的電池進行充電而使用的電推進車輛用充電線纜。

背景技術：
近年來，作為環保的汽車，電推進車輛的開發正在迅速地進展。電推進車輛的充電基礎結構(charginginfrastructure)大體分類為作為電網的末端的利用家庭用電源的家庭用充電設備和設置於市區或路面下等的以不特定的多數人的使用為前提的公共用充電設備這兩種。另外，當考慮便利性時，為了普及電推進車輛而需要家庭用充電設備，因此開始對普通家庭、企業等導入利用100V、200V的商用電源的慢速充電設備。在家庭用充電設備的情況下，在對電推進車輛的電池進行充電時，為了將商用電源的電源插座與電推進車輛側的連接器連接而使用電推進車輛用充電線纜。該充電線纜具備與商用電源的電源插座連接的電源插頭和與電推進車輛側的連接器連接的充電耦合器，在對電池充電時，將電源插頭插入到配設於住宅的外壁等的電源插座進行使用。然而，有可能引起因電源插座與電源插頭的不完全連接、漏電現象所導致的異常發熱。因此，還提出了如下一種充電線纜(例如參照專利文獻1)：設置對電源插頭的溫度進行檢測的溫度傳感器，當溫度傳感器檢測出電源插頭的溫度超過規定的溫度時，向用於開閉電源插頭與充電耦合器之間的電路的開閉電路發送控制信號，來停止從電源插頭向電推進車輛側的連接器供給電力。在該充電線纜的情況下，除了對電源插頭的溫度進行檢測的溫度傳感器以外，還設置有檢測漏電的漏電檢測部，當漏電檢測部檢測出漏電時，停止從電源插頭向電推進車輛側的連接器供給電力。專利文獻1：日本特開2010-110055號公報

技術實現要素：
發明要解決的問題然而，專利文獻1所記載的充電線纜具有以下結構：在溫度傳感器檢測出電源插頭或充電耦合器的溫度超過規定的溫度、或者漏電檢測部檢測出漏電的情況下，停止從電源插頭向電推進車輛側的連接器供給電力。因此，在如電推進車輛那樣需要長時間通電的情況下，存在充電時間變長的問題、因接通/斷開控制引起的中繼器等的耐久性問題。本發明是鑑於現有技術所具有的這種問題點而完成的，其目的在於提供一種能夠儘可能地減少充電時間且能夠提高中繼器等的耐久性的電推進車輛用充電線纜。用於解決問題的方案為了達到上述目的，本發明是一種電推進車輛用充電線纜，用於對電推進車輛的電池進行充電，該電推進車輛用充電線纜具備：電源插頭，其裝卸自如地與商用電源的電源插座連接；充電耦合器，其裝卸自如地與電推進車輛連接；溫度檢測單元，其在從電源插座對電推進車輛的電池充電時，檢測電源插頭與充電耦合器之間的電路的溫度；以及控制單元，其根據由溫度檢測單元檢測出的溫度生成導頻信號，並將該導頻信號發送到電推進車輛，其中，該導頻信號表示對電池的充電電流。發明的效果在電推進車輛中，根據從控制單元發送過來的導頻信號來控制對內置的電池的充電電流。根據本發明，能夠與充電線纜的電源插頭、控制單元或充電耦合器的溫度相應地對電推進車輛的充電電流進行可變設定，因此例如當電源插頭、控制單元或充電耦合器的溫度變高時，能夠在減小充電電流的狀態下繼續對電池充電。由此，與以往的接通/斷開控制相比，不僅能夠縮短充電時間，還能夠提高中繼器等的耐久性。另外，在電源插頭和/或充電耦合器中配設第一溫度檢測單元，並且在控制單元中配設有第二溫度檢測單元，因此通過由控制單元對來自兩個溫度檢測單元的輸出進行比較，能夠容易地判斷設置在電源插頭或充電耦合器中的溫度檢測單元的斷線等問題，能夠提高設備的可靠性。附圖說明本發明的這些方式和特徵通過針對所添附的附圖的與優選實施方式相關聯的下面的記述變得清楚。圖1是使用本發明的實施方式1所涉及的電推進車輛用充電線纜來從普通家庭的商用電源對電推進車輛的電池充電時的概要圖。圖2是圖1所示的充電線纜的概要框圖。圖3示出從圖2所示的充電裝置輸出的導頻信號，是與電源插頭的溫度相應地變更的導頻信號的波形圖。圖4是表示充電控制的流程圖。圖5是使用本發明的實施方式2所涉及的電推進車輛用充電線纜來從普通家庭的商用電源對電推進車輛的電池充電時的概要圖。圖6是圖5所示的充電線纜的概要框圖。圖7是本發明的實施方式3所涉及的充電線纜的概要框圖。圖8是本發明的實施方式4所涉及的充電線纜的概要框圖。具體實施方式本發明是一種電推進車輛用充電線纜，用於對電推進車輛的電池進行充電，該電推進車輛用充電線纜具備：電源插頭，其裝卸自如地與商用電源的電源插座連接；充電耦合器，其裝卸自如地與電推進車輛連接；溫度檢測單元，其在從電源插座對電推進車輛的電池充電時，檢測電源插頭與充電耦合器之間的電路的溫度；以及控制單元，其根據由溫度檢測單元檢測出的溫度生成導頻信號，並將該導頻信號發送到電推進車輛，其中，該導頻信號表示對電池的充電電流。在電源插座與電源插頭的連接部分、充電耦合器與電推進車輛的連接器的連接部分、控制單元中的饋電線與端子等的連接部分等中由於不完全接觸、漏電現象而產生異常發熱。因而，溫度檢測單元配設在產生異常發熱的電路中的上述各連接部分附近。眾所周知，在電推進車輛中，根據從控制單元發送過來的導頻信號來控制對內置的電池的充電電流。根據上述結構，當溫度檢測單元檢測出異常發熱時，能夠與溫度檢測單元的檢測溫度相應地在電推進車輛側對充電電流進行可變設定。因而，例如能夠在電源插頭的溫度變高的情況下，減小充電電流，在抑制了電源插頭的溫度上升的狀態下繼續對電池充電。由此，不僅能夠縮短充電時間，還能夠提高中繼器等的耐久性。另外，通過在電源插頭和/或充電耦合器中配置第一溫度檢測單元，並且在控制單元中配置第二溫度檢測單元，控制單元能夠根據兩個溫度檢測單元的輸出來判別設置於電源插頭或充電耦合器中的溫度檢測單元的問題，從而提高了設備的可靠性。更具體地說，當由溫度檢測單元檢測出的溫度達到預先設定的閾值時，控制單元將變更了波形的導頻信號發送到電推進車輛，來向該電推進車輛通知以降低充電電流，由此能夠防止電源插頭過熱，提高安全性。另外，當由溫度檢測單元檢測出的溫度達到閾值時，控制單元將變更了脈寬的導頻信號發送到電推進車輛，來向該電推進車輛通知以降低充電電流，通過這樣也能夠起到同樣的效果。另外，控制單元也可以利用上述導頻信號向電推進車輛通知以逐步地降低充電電流。另外，也可以是當由溫度檢測單元檢測出的溫度達到閾值時，控制單元將變更了振幅的導頻信號發送到電推進車輛，來向該電推進車輛通知以降低充電電流。另外，也可以是控制單元對由溫度檢測單元檢測出的溫度進行運算，事先將慢慢變更了振幅的導頻信號發送到電推進車輛，來向該電推進車輛通知以降低充電電流來避免達到閾值。並且，除了上述的各控制方法以外，也可以設為最終切斷電路的方式。下面，參照附圖說明本發明的實施方式。此外，本發明不限定於該實施方式。(實施方式1)圖1示出使用本發明所涉及的電推進車輛用充電線纜A來從普通家庭B的商用電源對電推進車輛C的電池充電時的狀態。如圖1所示，電推進車輛C具備相互電連接的行駛用馬達2、逆變器4、電池6以及充電控制裝置8，通過與充電控制裝置8連接的連接器10來與本發明所涉及的電推進車輛用充電線纜(以下簡稱為「充電線纜」。)A連接。充電線纜A用於將設置於普通家庭B的住宅的外壁等的電源插座12和電推進車輛側連接器10連接來對搭載於電推進車輛C的電池6充電。電源插座12是具有防止因雨水等導致電極短路的防水構造的插座，與提供單相兩線式的交流100V的商用電源(未圖示)連接。另一方面，充電線纜A具備：電源插頭14，其能夠裝卸自如地與電源插座12連接；充電耦合器16，其與電推進車輛C的連接器10連接，進行電力的供給；連接線纜18，其將電源插頭14與充電耦合器16連接；以及充電裝置20，其設置在連接線纜18的中途，具有控制單元(例如微計算機)20a。另外，電源插頭14在其內部埋設有作為檢測電源插頭14的溫度的溫度檢測單元的溫度傳感器(例如測溫電阻體)14a，從溫度傳感器14a輸出的溫度信號被輸入到充電裝置20的控制單元20a。充電裝置20還具備用於開閉電源插頭14與充電耦合器16之間的電路的開閉電路(例如中繼器，未圖示)以及監視流過電路的電流來檢測漏電的漏電檢測部(未圖示)。當漏電檢測部檢測出漏電時，控制單元20a通過開閉電路切斷電路，中止從商用電源對電推進車輛C的電力供給。在上述結構的電推進車輛的充電系統中，當電源插頭14與電源插座12連接時，來自商用電源的電力被供給到充電線纜A的充電裝置20。另外，在初始狀態下，開閉電路為接通狀態，因此來自商用電源的電力被供給到充電耦合器16，充電耦合器16與電推進車輛C的連接器10連接，由此通過充電控制裝置8進行電池6的充電。接著，參照圖2和圖3說明作為本發明的主要部分的充電控制。圖2是充電線纜A的概要框圖，圖3是表示從充電裝置20向充電耦合器16輸出的導頻信號的波形圖。如圖2所示，埋設於電源插頭14的溫度傳感器14a檢測電源插頭14的溫度，將表示電源插頭14的溫度的溫度信號輸出到設置於充電裝置20的控制單元20a。控制單元20a接收溫度信號並將與溫度信號相應的導頻信號通過充電耦合器16輸出到電推進車輛C的充電控制裝置8。如後述那樣，從控制單元20a輸出的導頻信號與充電電流具有緊密的關係。因此，通過電推進車輛C的充電控制裝置8接收表示充電電流的導頻信號，充電控制裝置8能夠識別可從電源插座12經由充電線纜A供給的充電電流，在與導頻信號相應地控制對電池6的供給電流的同時進行充電。充入到電池6的電力通過逆變器4供給到行駛用馬達2，能夠使電推進車輛C行駛。圖3示出了控制單元20a向電推進車輛C輸出的導頻信號的波形，(a)表示基準波形，(b)表示電源插頭14的溫度低時的波形，(c)表示電源插頭14的溫度高時的波形。當以使用100V的商用電源、電源插頭14的額定電流為15A的情況為例進一步詳細記述該導頻信號時，在商用電源為100V、電源插頭的額定電流為15A的情況下，充電電流(通電電流)例如設定為12A。表示該充電電流的導頻信號具有圖3的(a)所示的基準波形，該佔空比(D)設定為20%(脈寬：20%、脈衝間寬度：80%)。即，導頻信號的佔空比表示充電電流本身，當佔空比大於20%時，充電電流大於12A，當佔空比小於20%時，充電電流小於12A。在此，電源插頭14通常是塑料製品，當將其耐熱溫度設為65℃時，在本發明所涉及的充電線纜A中，設定低於耐熱溫度的閾值(例如50℃)，在電源插頭14的溫度小於閾值的情況下，如圖3的(b)所示那樣使佔空比增大(D>20%)來增加充電電流，另一方面，當電源插頭14的溫度超過閾值時，如圖3的(c)所示那樣減小佔空比(D<20%)來減少充電電流。導頻信號的佔空比和充電電流遵照SAEJ1772(SAE：美國汽車技術者協會)，例如具有如下的關係。佔空比D=20%：12A佔空比D=30%：18A當參照圖4的表示充電控制的流程圖進一步進行說明時，在將充電線纜A與電推進車輛C連接之前的步驟S1中，導頻信號的佔空比被設定為D=20%。在步驟S2中，將充電線纜A的電源插頭14與電源插座12連接，並且將充電線纜A的充電耦合器16與電推進車輛C的連接器10連接。之後，在步驟S3中，通過內置於電源插頭14的溫度傳感器14a檢測電源插頭14的溫度，將來自溫度傳感器14a的溫度信號輸入到充電裝置20的控制單元20a。在步驟S4中，控制單元20a將從溫度傳感器14a輸入的溫度與上述的閾值進行比較。在從電源插座12通過充電線纜A對電推進車輛C的電池6充電之前，電源插頭14的溫度大致等於大氣溫度。當充電開始時，電源插頭14的溫度慢慢上升，在步驟S4中溫度傳感器14a檢測出的溫度為閾值以下的情況下，轉移到步驟S5，進行無級提高導頻信號的佔空比的控制來使充電電流一步增加。另一方面，當在步驟S4中溫度傳感器14a所檢測出的溫度超過閾值時，轉移到步驟S6，進行無級降低導頻信號的佔空比的控制來使充電電流無級減少。如上所述，導頻信號的佔空比與充電電流具有密切的關係，在電源插頭14的溫度低的情況下，增大充電電流。另一方面，在電源插頭14的溫度高的情況下，減小充電電流。通過這樣，不像以往那樣對充電電流進行接通/斷開控制，就能夠同時實現充電時間的縮短以及充電線纜A的安全性。在步驟S5或步驟S6中進行了充電電流的控制之後，在步驟S7中，當電推進車輛C的充電控制裝置8判別為對電推進車輛C的電池6的充電還未完成時，返回步驟S3。另一方面，當充電控制裝置8判別為對電推進車輛C的電池6的充電已完成時，從電推進車輛C的充電控制裝置8將表示充電完成的信號輸入到充電線纜A的控制單元20a，結束對電池6的充電。此外，控制單元20a與輸出到電推進車輛C的導頻信號的佔空比(脈寬)相應地設定充電電流(通電電流)的最大值，而對電推進車輛C的電池6供給的充電電流由電推進車輛C的充電控制裝置8最終決定。另外，在上述實施方式中，通過變更控制單元20a所輸出的導頻信號的脈寬來變更充電電流，但是也可以通過變更脈寬以外的脈衝波形(例如脈衝的振幅(水平))來變更充電電流。並且，在上述實施方式中，通過使導頻信號的佔空比無級增減來使充電電流無級增減，但是也可以使導頻信號的佔空比逐步地增減來使充電電流逐步地增減。另外，在上述實施方式中，通過使導頻信號的佔空比無級增減來使充電電流無級增減，但是也可以設為僅使導頻信號的佔空比逐步減小來逐步降低充電電流的結構。另外，在上述實施方式中，將商用電源設為交流100V，但是也能夠使用其它的交流電壓(例如交流200V)，這是不言而喻的。也可以在控制單元20a中設定高於上述閾值的第二閾值，控制單元20a在檢測出高於第二閾值的溫度的情況下切斷電路。(實施方式2)圖5和圖6表示本發明的實施方式2，圖5是使用本發明的實施方式2的充電線纜對電推進車輛的電池充電時的概要圖，圖6是圖5所示的充電線纜的概要框圖。本發明的實施方式2在充電耦合器16中配置有溫度傳感器16a。溫度傳感器16a檢測充電耦合器16的溫度，將表示充電耦合器16的溫度的溫度信號輸出到充電裝置20的控制單元20a。控制單元20a接收溫度信號並將與溫度信號相應的導頻信號通過充電耦合器16輸出到電推進車輛C的充電控制裝置8。根據接收到的導頻信號，充電控制裝置8能夠識別可從電源插座12經由充電線纜A供給的充電電流，在與導頻信號相應地控制對電池6的供給電流的同時進行充電。如果是該結構，則能夠在產生充電耦合器16與電推進車輛C的連接器10的不完全連接、漏電現象導致的異常發熱時，能夠起到與上述實施方式1相同的效果。(實施方式3)圖7表示本發明的實施方式3的充電線纜的概要框圖，將溫度傳感器20b配置在充電裝置20的控制單元20a中。假定在各種狀態下對電推進車輛C進行充電的情形，例如考慮充電裝置20被放置在烈日下而控制單元20a異常發熱的情形。還考慮產生因控制單元20a的連接線纜18與端子等的連接部分等不完全連接、漏電現象導致的異常發熱的情形。通過設為實施方式3的結構，通過將溫度傳感器20b配置在控制單元20a中，能夠防止控制單元20a的異常發熱，並能夠起到與上述的實施方式1相同的效果。(實施方式4)另外，圖8表示本發明的實施方式4的充電線纜的概要框圖，示出了在電源插頭14中配置第一溫度傳感器14a、在控制單元20a中配置第二溫度傳感器20b的結構。假定電源插頭14和充電耦合器16因使用者進行操作而其處理混亂的情形。因此，假定在電源插頭14、充電耦合器16的內部設置有溫度傳感器14a的情況下溫度傳感器的耐久性劣化。通過設為實施方式4的結構，控制單元20a將設置於電源插頭14的第一溫度傳感器14a與設置於充電裝置20的第二溫度傳感器20b的值進行比較，由此能夠容易地檢測設置於電源插頭14的溫度傳感器14a的斷線。將第二溫度傳感器配置於充電耦合器16時也起到同樣的效果。另外，也可以在電源插頭14、充電耦合器16以及充電裝置20中分別配置溫度傳感器。此外，通過將上述各種實施方式中的任意的實施方式適當地組合，能夠起到各自具有的效果。參照添附附圖並與優選實施方式相關聯地充分地記載了本發明，但是對於熟練該技術的人們來說，進行各種變形、修改是顯而易見的。這樣的變形、修改只要不脫離所添附的權利要求書所構成的本發明的範圍，就應該理解為包含在本發明的範圍中。本發明所涉及的充電線纜能夠降低充電時間，並能夠提高中繼器等的耐久性以及設備的可靠性，因此至少作為搭載行駛用電池來進行行駛的車輛的電池充電用線纜是有用的。在2011年3月3日申請的日本專利申請No.2011-046392號的說明書、附圖以及權利要求書的公開內容、以及在2012年1月27日申請的日本專利申請No.2012-015184號的說明書、附圖以及權利要求書的公開內容整體被參照並被引用在本說明書中。附圖標記說明A：電推進車輛用充電線纜；B：普通家庭；C：電推進車輛；2：行駛用馬達；4：逆變器；6：電池；8：充電控制裝置；10：連接器；12：電源插座；14：電源插頭；14a：溫度傳感器；16：充電耦合器；16a：溫度傳感器；18：連接線纜；20：充電裝置；20a：控制單元；20b：溫度傳感器。