電動車の充電方法および充電装置
【課題】電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利な電動車のバッテリーの充電方法および充電装置を提供する。
【解決手段】充電ガン４６を凹部３０に挿入することにより、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続されると同時に、接続部５５がバッテリー冷却用流路２０に接続され、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とが接続される。制御部７６は、充電部５８の充電動作の開始と同時に、切替部６０を切り換えることにより、熱媒体流路４１を接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に連通させ、ポンプ６６を起動させる。これにより、媒体槽６２の熱媒体を熱媒体流路４１、接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に循環させつつバッテリー１２を冷却する。
【解決手段】充電ガン４６を凹部３０に挿入することにより、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続されると同時に、接続部５５がバッテリー冷却用流路２０に接続され、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とが接続される。制御部７６は、充電部５８の充電動作の開始と同時に、切替部６０を切り換えることにより、熱媒体流路４１を接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に連通させ、ポンプ６６を起動させる。これにより、媒体槽６２の熱媒体を熱媒体流路４１、接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に循環させつつバッテリー１２を冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車あるいはプラグインハイブリッド自動車のような電動車の充電方法および充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリーから供給される電力によって電気モータを駆動して走行する電気自動車あるいはプラグインハイブリッド自動車のような電動車がある。
電動車のバッテリーは、外部に設けられた充電装置から供給される電力によって充電される。
ところで、このような充電装置によってバッテリーを急速充電すると、大電流がバッテリーに流れることによってバッテリーが発熱し、電池の容量が低下するなどの性能の低下が懸念される。
そこで、電動車にバッテリーの回りに冷却水を冷却させつつ循環させることでバッテリーを冷却する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２１５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来装置は、電動車に冷却水を循環させるポンプなどの機構が必要となるばかりでなく、車両側に冷却水を蓄えなくてはならないため、構成が複雑でしかも車両の重量が増加する不都合がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利な電動車のバッテリーの充電方法および充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電装置であって、前記充電装置は、前記バッテリーを充電している間、前記バッテリーを冷却するバッテリー冷却手段を備え、前記バッテリー冷却手段は、前記電動車の外部から前記電動車に設けられたバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させ、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収することを特徴とする。
また本発明は、電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電方法であって、前記バッテリーを充電している間、前記電動車の外部から前記電動車のバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させつつ前記バッテリーを冷却し、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、電動車にバッテリー冷却用流路を設ければよく、電動車に冷却水を循環させるポンプなどの機構が不要となり、電動車に熱媒体を蓄える必要もないため、電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、充電ガンおよび充電ケーブルを用いて、熱媒体流路を介したバッテリー冷却用流路に対する熱媒体の循環と回収を行うので充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、充電ガンに設けられた接続部を用いることにより熱媒体流路とバッテリー冷却用流路との接続を簡単に行うことができ作業性の向上を図る上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、受電コネクタに給電コネクタが接続される際に、その接続と同時に接続部を介して熱媒体流路とバッテリー冷却用流路とが接続されるため、充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、接続部は給電コネクタよりも突出して設けられているので、給電コネクタと受電コネクタとが接続する部分の位置と、接続部がバッテリー冷却用流路と接続する部分の位置とが離間する。したがって、仮に接続部から、あるいは、接続部と接続されるバッテリー冷却用流路の部分から熱媒体がこぼれたとしても、熱媒体と給電コネクタあるいは受電コネクタとの接触を防止する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、給電コネクタと熱媒体供給管と熱媒体回収管とはそれらの軸心が平行して設けられているので、充電ガンの簡単な操作により、給電コネクタと受電コネクタとの接続およびその解除、媒体供給用接続管および熱媒体回収用接続管と上流側接続開口および下流側接続開口との接続およびその解除を行うことができる。
請求項７記載の発明によれば、圧縮空気を用いて熱媒体をバッテリー冷却用流路から回収することにより、バッテリー冷却用流路に熱媒体を残存させることなく確実に熱媒体流路に回収することができる。
請求項８記載の発明によれば、圧縮空気を用いることによってバッテリー冷却用流路の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路における漏れの有無を簡単に検出することができる。
請求項９記載の発明によれば、バッテリーに対して定電流充電が行われているか、定電圧充電が行われているかの監視結果に応じてバッテリー冷却用流路に対する熱媒体の供給および回収を行うので、熱媒体の供給および回収をバッテリーの発熱状態に応じて的確に行うことができる。
請求項１０記載の発明によれば、電動車にバッテリー冷却用流路を設ければよく、電動車に冷却水を循環させるポンプなどの機構が不要となり、電動車に熱媒体を蓄える必要もないため、電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態に係る充電装置４０および該充電装置４０によって充電される電動車１０の説明図である。
【図２】本実施の形態に係る充電装置４０および電動車１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る充電装置４０の充電ガン４６、電動車１０の受電コネクタ２４および上流側接続開口２６、下流側接続開口２８の構成を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は急速充電時の切替部６０の動作説明図、（Ｂ）は熱媒体回収時の切替部６０の動作説明図、（Ｃ）はブロウ時の切替部６０の動作説明図である。
【図５】（Ａ）はバッテリー冷却用流路２０の一例を示す説明図、（Ｂ）はバッテリー冷却用流路２０の他の例を示す説明図である。
【図６】充電装置４０の動作を説明するフローチャートである。
【図７】充電時における時間経過に伴うバッテリー１２の電流Ｉ、電圧Ｅ、充電された容量Ｃの変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る充電装置４０は、電動車１０に搭載されたバッテリー１２を充電するものである。
まず、充電装置４０によって充電を行う電動車１０について説明する。
電動車１０は、電気自動車あるいはプラグインハイブリッド自動車などのようにバッテリー１２によって駆動源としての電気モータ（不図示）を駆動することにより走行するものである。
バッテリー１２は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す複数の電池モジュール１４を備えている。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）は電池モジュール１４を平面視した状態を示す。
電池モジュール１４は、複数の電池セル１６と、それら電池セル１６を収容保持するケース１８とで構成されている。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ケース１８は、矩形状の底壁と、底壁の四辺から起立された４つの側壁１８０２と、電池セル１６を仕切る複数の仕切り壁１８０４とを含んで構成されている。
そして、図５（Ａ）に示す例では、バッテリー冷却用流路２０が４つの側壁１８０２にわたって形成されている。
また、図５（Ｂ）に示す例では、バッテリー冷却用流路２０が４つの側壁１８０２と、各仕切り壁１８０４とにわたって形成されている。
そして、図中、矢印で示すようにバッテリー冷却用流路２０の上流側から下流側に向かって熱媒体が循環して流れることにより、各電池セル１６が冷却されるように構成されている。
【０００９】
図２に示すように、バッテリー１２の正極端子および負極端子は、該バッテリー１２の充電制御を司る充電制御部２２を介して受電コネクタ２４に接続されている。
したがって、バッテリー１２は、受電コネクタ２４から充電制御部２２を介して充電がなされるように構成されている。
また、バッテリー冷却用流路２０の上流端は上流側接続開口２６に接続され、バッテリー冷却用流路２０の下流端は下流側接続開口２８に接続されている。
【００１０】
図３に示すように、電動車１０のボディを構成する外板に凹部３０が形成されており、凹部３０の底面３２に受電コネクタ２４、上流側接続開口２６、下流側接続開口２８が設けられている。
受電コネクタ２４は、底面３２から立設された２つの円筒状のハウジング２４０２、２４０４と、各ハウジング２４０２、２４０４の内側でこれらハウジング２４０２、２４０４と軸心を一致させて底面３２から立設された受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８とで構成されている。
【００１１】
上流側接続開口２６および下流側接続開口２８は、それぞれ底面３２に開口されており、接続端子２４０２、２４０４と軸心をそれぞれ平行させている。
したがって、受電コネクタ２４と、上流側接続開口２６と、下流側接続開口２８とは、それらの軸心が平行して設けられている。
また、受電コネクタ２４は、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８よりも突出して設けられている。
【００１２】
次に、充電装置４０について説明する。
図１に示すように、充電装置４０は、電動車１０の外部から電力供給可能な外部電源から電動車１０に搭載されたバッテリー１２を充電するものである。
充電装置４０は、装置本体４２と、充電ガン４６と、装置本体４２および充電ガン４６を接続する充電ケーブル４４と、バッテリー冷却手段とを含んで構成されている。
バッテリー冷却手段は、電動車１０の外部からバッテリー冷却用流路２０に熱媒体を循環させ、循環後に熱媒体をバッテリー冷却用流路２０から回収するものである。本実施の形態では、バッテリー冷却手段は、図２に示す、熱媒体流路４１、媒体槽６２、冷却部６４、ポンプ６６、コンプレッサ６８、圧力センサ７０、制御部７６などを含んで構成されている。
なお、図中符号４２０２は、装置本体４２に設けられた、充電ガン４６を収容保持する収容部を示す。
【００１３】
図３に示すように、充電ガン４６は、ガン本体４８と、給電コネクタ５０と、熱媒体供給用接続管５２と、熱媒体回収用接続管５４とを備えている。
ガン本体４８は、凹部３０に挿入可能に形成され、凹部３０の底面３２に対向する端面５６を有している。
給電コネクタ５０は、端面５６に形成された２つの円柱状の凹部５００２、５００４と、これら２つの凹部５００２、５００４と軸心を一致させて凹部５００２，５００４の底面からそれぞれ立設された給電用の正負の接続端子５００６、５００８とで構成されている。
２つの円柱状の凹部５００２、５００４は、２つのハウジング２４０２、２４０４に対応した位置に設けられ、２つのハウジング２４０２、２４０４が挿入可能な大きさで形成されている。
給電用の正負の接続端子５００６、５００８は、受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８と対応した位置に設けられ、受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８と接続可能に形成されている。
給電用の正負の接続端子５００６、５００８は、充電ケーブル４４を介して後述する充電部５８に接続されている。
【００１４】
熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４は、後述する熱媒体流路４１に連通しており、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とを接続可能な接続部５５を構成している。
熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４は、それぞれ端面５６から立設されており、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８のそれぞれと対応する位置に設けられ、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８のそれぞれに挿入されることで接続可能に形成されている。
熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４は、接続端子５００６、５００８と軸心をそれぞれ平行させている。すなわち、給電コネクタ５０と、熱媒体供給用接続管５２と、熱媒体回収用接続管５４とは、それらの軸心が平行して設けられている。
【００１５】
充電ガン４６をその端面５６を凹部３０の端面３２に向け、かつ、給電コネクタ５０、熱媒体供給用接続管５２、熱媒体回収用接続管５４のそれぞれを、受電コネクタ２４、上流側接続開口２６、下流側接続開口２８のそれぞれに位置決めした状態で、充電ガン４６を凹部３０に挿入すると以下のように接続が同時になされる。
１）給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続される。すなわち、給電コネクタ５０の凹部５００４、５００６に受電コネクタ２４のハウジング２４０２、２４０４が挿入され、給電用の正負の接続端子５００６、５００８のそれぞれが受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８のそれぞれに接続される。
２）熱媒体供給用接続管５２が上流側接続開口２６に挿入され、熱媒体供給用接続管５２と上流側接続開口２６とが接続される。
３）熱媒体回収用接続管５４が下流側接続開口２８に挿入され、熱媒体回収用接続管５４が下流側接続開口２８とが接続される。
したがって、上記１）により、バッテリー１２と充電部５８（図２）とが接続される。
また、上記２）、３）により、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とが接続される。
すなわち、接続部５５は、受電コネクタ２４に給電コネクタ５０が接続されると同時にバッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とを接続する。
また、充電ガン４６を凹部３０から引き抜くと、上記１）、２）、３）の接続がそれぞれ解除される。
上述したように、給電コネクタ５０と、熱媒体供給用接続管５２と、熱媒体回収用接続管５４とは、それらの軸心が平行して設けられているので、充電ガン４６を凹部３０に対して挿入あるいは引き抜くといった簡単な操作により、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４との接続およびその解除と、媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４と上流側接続開口２６および下流側接続開口２８との接続およびその解除を行うことができる。
【００１６】
また、接続部５５（熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４）は、給電コネクタ５０よりも突出して設けられており、これに対応して受電コネクタ２４は、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８よりも突出して設けられている。
したがって、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続する部分の位置と、媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４が上流側接続開口２６および下流側接続開口２８と接続する部分の位置とが離間する。
そのため、仮に熱媒体が媒体供給用接続管５２、熱媒体回収用接続管５４、上流側接続開口２６、下流側接続開口２８の何れかから熱媒体がこぼれたとしても、熱媒体と給電コネクタ５０あるいは受電コネクタ２４との接触を防止する上で有利となる。
なお、図３において符号３１は、熱媒体が凹部３０にこぼれた場合に熱媒体を逃がす水抜き穴を示す。
【００１７】
充電ケーブル４４は、給電用の正負の接続端子５００６、５００８と後述する充電部５８とを電気的に接続するものである。
また、充電ケーブル４４は、熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４と後述する切替部６０とを接続する第１、第２の配管７８Ａ、７８Ｂを含んで構成されている。
【００１８】
図２に示すように、装置本体４２は、充電部５８と、切替部６０と、媒体槽６２と、冷却部６４と、ポンプ６６と、コンプレッサ６８と、圧力センサ７０と、表示部７２と、操作部７４と、制御部７６とを含んで構成されている。それらのうち、切替部６０、媒体槽６２、冷却部６４、ポンプ６６、コンプレッサ６８、圧力センサ７０は、熱媒体流路４１に設けられている。
【００１９】
充電部５８は、充電装置４０の外部から供給される交流電力に基づいてバッテリー１２を充電するための直流電力を生成すると共に、制御部７４の制御に基づいて、該直流電力を充電ケーブル４４と給電コネクタ５０とを介して受電コネクタ２４に供給するものである。
【００２０】
熱媒体流路４１は、充電ケーブル４４及び充電ガン４６の内部に媒体槽６２と接続して設けられ熱媒体が流通するものである。
本実施の形態では、熱媒体流路４１は、切替部６０と熱媒体供給用接続管５２とを接続する第１の配管７８Ａと、切替部６０と熱媒体回収用配管５４とを接続する第２の配管７８Ｂとを含んで構成されている。
また、熱媒体流路４１は、切替部６０とコンプレッサ６８とを接続する第３の配管７８Ｃを含んで構成されている。
また、熱媒体流路４１は、切替部６０と媒体槽６２とを接続する第４、第５の配管７８Ｄ、７８Ｅを含んで構成されている。
【００２１】
切替部６０は、図４（Ａ）に示すように、第１乃至第３の三方弁６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを備えており、制御部７４の制御に基づいて第１乃至第３の三方弁を動作させる。
すなわち、第１の三方弁６０Ａは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の配管７８Ａと第４の配管７８Ｄとを連通させる状態と、図４（Ｃ）に示すように、第１の配管７８Ａと第３の三方弁６０Ｃとを連通させる状態とに切り換え動作される。
第２の三方弁６０Ｂは、図４（Ａ）に示すように、第２の配管７８Ｂと第５の配管７８Ｅとを連通させる状態と、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように第２の配管７８Ｂと第３の三方弁６０Ｃとを連通させる状態とに切り換え動作される。
第３の三方弁６０Ｃは、図４（Ｂ）に示すように、第２の三方弁６０Ｂと第３の配管７８Ｃとを連通させる状態と、図４（Ｃ）に示すように、第１、第２の三方弁６０Ａ、６０Ｂと第３の配管７８Ｃとを連通させる状態とに切り換え動作される。
【００２２】
媒体槽６２は、バッテリー１２を冷却するための熱媒体を蓄えるものである。なお、本実施の形態では、熱媒体として水を用いるが、熱媒体として従来公知の様々な液体を用いることができる。
【００２３】
冷却部６４は、媒体槽６２に蓄えられている熱媒体を冷却するものである。
本実施の形態では、媒体槽６２に熱交換器が設けられており、冷却部６４は熱交換器に対して冷却した冷媒を循環させることにより熱媒体の冷却を行う。
【００２４】
ポンプ６６は、切替部６０と媒体槽６２とを接続する第４の配管７８Ｄに設けられ、媒体槽６２の熱媒体を切替部６０、第１の配管７８Ａを介して熱媒体供給用接続管５２に移送することにより、熱媒体をバッテリー冷却用流路２０に循環させ、バッテリー冷却用流路２０から戻ってくる熱媒体を、循環熱媒体回収用接続管５４、第２の配管７８Ｂ、切替部６０、第５の配管７８Ｅを介して媒体槽６２に戻すものである。すなわち、ポンプ６６は、熱媒体を熱媒体流路４１とバッテリー冷却用流路２０との間で循環させるものである。
【００２５】
コンプレッサ６８は圧縮空気を生成するものであり、第３の配管７８Ｃ、切替部６０を介してバッテリー冷却用流路２０に圧縮空気を供給する。
コンプレッサ６８は、制御部７４の制御により生成する圧縮空気の圧力を調整可能に構成されている。
【００２６】
圧力センサ７０は、バッテリー冷却用流路２０の圧力を検出しその検出結果を制御部７６に供給するものである。
本実施の形態では、圧力センサ７０は、第１の配管７８Ａに設けられているが、圧力センサ７０はバッテリー冷却用流路２０の圧力を検出できればよく、その設置場所は限定されない。
【００２７】
表示部７２は、制御部７６の制御に基づいて、充電状態の表示（充電中、充電終了）や故障発生などの警告表示などの充電動作にまつわる種々の情報を表示するものである。
操作部７４は、使用者による、バッテリー１２に対する充電のスタートや緊急停止などの操作を入力するものであり、入力結果は制御部７６によって受け付けられる。
【００２８】
制御部７６は、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成されている。ＲＯＭはＣＰＵが実行する制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。そして、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより以下の制御を行う。
１）充電部５８の充電動作を制御する。
２）ポンプ６６の動作を制御する。
３）コンプレッサ６８の動作、圧縮空気の圧力の調整を制御する。
４）操作部７４からの操作入力を受け付ける。
５）表示部７２に情報を表示させる。
より詳細には、制御部７６は、接続部５５とバッテリー冷却用流路２０とが接続された状態で、接続部５５からバッテリー冷却用流路２０に圧縮空気を予め定められた圧力で満たし、バッテリー冷却用流路２０の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路２０における漏れの有無を検出する漏れ検出手段を構成している。
また、制御部７６は、バッテリー１２の充電を制御する充電制御手段を構成している。この充電制御手段は、バッテリー１２の電圧が予め定められた所定電圧に到達するまでは定電流充電を行い、バッテリー１２の電圧が所定電圧に到達したら定電流充電を終了して定電圧充電に切り替える充電部と、充電部により定電流充電が行われているか定電圧充電が行われているかを監視する監視部とを有している。
【００２９】
次に、図６のフローチャートを参照して充電装置４０によって電動車１０の急速充電を行う場合の動作について説明する。
まず、使用者は、充電装置４０の充電ガン４６を電動車１０に接続する（ステップＳ１０）。すなわち、充電ガン４６を凹部３０に挿入することにより、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続されると同時に、接続部５５がバッテリー冷却用流路２０に接続され、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とが接続される。
【００３０】
次いで、使用者は、充電装置４０の操作部７４を操作することにより充電のスタートを指示する（ステップＳ１２）。
本実施の形態では、制御部７６は、充電部５８によってバッテリー１２が満充電となるまで充電を行い、満充電となったならば、充電動作を終了するように制御を行うものとする。
【００３１】
制御部７６は、操作部７４の操作入力に対応して充電部５８を制御して充電動作を開始させる（ステップＳ１４）。
充電部５８は、図７に示すように、バッテリー１２の電圧Ｅが予め定められた電圧に至るまでは一定の電流Ｉで充電を行う、いわゆる定電流制御による充電動作を実施する。
また、制御部７６は、充電部５８の充電動作の開始と同時に、切替部６０を図４（Ａ）に示す状態に切り換えることにより、熱媒体流路４１を接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に連通させ、ポンプ６６を起動させる。これにより、媒体槽６２の熱媒体を熱媒体流路４１、接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に循環させつつバッテリー１２を冷却する（ステップＳ１６）。なお、図４（Ａ）〜（Ｃ）において実線の矢印は熱媒体の流れを示し、破線の矢印は圧縮空気の流れを示す。
【００３２】
充電部５８は、図７に破線で示すように、バッテリー１２の電圧Ｅが予め定められた電圧に到達したならば、定電流制御を終了し、一定の電圧Ｅで充電を行う定電圧制御に切り替えるように構成されている。
図７に示すように、定電流制御による充電時には、バッテリー１２に流入する電流は大きいことからバッテリー１２の発熱量が大きく熱媒体の循環による冷却が必要となる。
一方、定電圧制御による充電時には、定電流制御による充電時に比較してバッテリー１２に流入する電流は小さいことからバッテリー１２の発熱量が無視出来る程度となり、熱媒体の循環による冷却が不要となる。
【００３３】
制御部７６は、充電部５８による定電流制御が終了したか否かを監視する（ステップＳ１８）。定電流制御が終了していなければ、前記の熱媒体の循環を継続する。
定電流制御が終了し定電圧制御に切り替わったならば（ステップＳ２０）、制御部７６は、ポンプ６６を停止させると共に、切替部６０を図４（Ｂ）の状態に切り替える。次いで、コンプレッサ６８を動作させ、コンプレッサ６８により第１の圧力に調整された圧縮空気を第３の管路７８Ｃ、第３の三方弁６０Ｃ、第２の三方弁６０Ｂ、第２の配管７８Ｂを介してバッテリー冷却用流路２０に供給する。これにより、圧縮空気によって圧力を加えられた熱媒体は、バッテリー冷却用流路２０から熱媒体流路４１に移送され、第１の配管７８Ａ、第１の三方弁６０Ａ、第４の配管７０Ｄを介して媒体槽６２に戻る（ステップＳ２２）。
【００３４】
次に、制御部７６は、コンプレッサ６８により第１の圧力よりも大きな第２の圧力に調整された圧縮空気をステップＳ２２のときと同様の経路でバッテリー冷却用流路２０に供給することでバッテリー冷却用流路２０に残存する熱媒体を熱媒体流路４１に吹き飛ばす（ブロウする）（ステップＳ２４）。
このようにステップＳ２２、Ｓ２４の熱媒体の移送、圧縮空気による熱媒体の吹き飛ばしによって、バッテリー冷却用流路２０に熱媒体を残存させることなく確実に熱媒体流路４１（媒体槽６２）に回収することができる。
なお、第１の圧力に調節された圧縮空気および第２の圧力に調節された圧縮空気は、媒体槽６２のエア抜き孔から外部に放出される。
【００３５】
次に、制御部７６は、切替部６０を図４（Ｃ）の状態に切り替え、接続部５５とバッテリー冷却用流路２０とが接続された状態で、接続部５５からバッテリー冷却用流路２０に圧縮空気を予め定められた圧力で満たし、圧力センサ７０によるバッテリー冷却用流路２０の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路２０における漏れの有無を検出する（ステップＳ２６）。制御部７６は、漏れがあったと検出した場合には、表示部７２にその旨を警告表示する。
次いで、制御部７６は、充電部５８による定電圧制御による充電動作が終了したか否かを監視し、充電動作が終了していなければ充電動作を継続させ、終了していれば表示部７２に充電終了の表示をさせ、一連の動作を終了する（ステップＳ２８）。
使用者は、充電終了の表示を確認したならば、充電ガン４６を凹部３０から引き抜いて、充電ガン４６を装置本体４２の収容部４２０２に収容する。
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリー１２を充電している間、電動車１０の外部から熱媒体を電動車１０のバッテリー冷却用流路２０に循環させつつバッテリー１２を冷却し、循環後に熱媒体をバッテリー冷却用流路２０から回収するようにした。
したがって、バッテリー１２を冷却するにあたって、電動車１０に冷却水を循環させるポンプなどの機構が不要となり、電動車１０に熱媒体を蓄える必要がないため、電動車１０の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利となる。
また、充電ガン４６および充電ケーブル４４を用いて、熱媒体流路４１を介したバッテリー冷却用流路２０に対する熱媒体の循環と回収を行うので充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
また、充電ガン４６に設けられた接続部５５を用いることにより熱媒体流路４１とバッテリー冷却用流路２０との接続を簡単に行うことができ作業性の向上を図る上で有利となる。
また、受電コネクタ２４に給電コネクタ５０が接続される際に、その接続と同時に接続部５５を介して熱媒体流路４１とバッテリー冷却用流路２０とが接続されるため、充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
また、圧縮空気を用いて熱媒体をバッテリー冷却用流路２０から回収することにより、バッテリー冷却用流路２０に熱媒体を残存させることなく確実に熱媒体流路４１に回収することができる。
また、圧縮空気を用いることによってバッテリー冷却用流路２０の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路２０における漏れの有無を簡単に検出することができる。
また、バッテリー１２に対して定電流充電が行われているか、定電圧充電が行われているかの監視結果に応じてバッテリー冷却用流路２０に対する熱媒体の供給および回収を行うので、熱媒体の供給および回収をバッテリー１２の発熱状態に応じて的確に行うことができる。
【００３７】
なお、実施の形態では、バッテリー冷却手段を充電ガン４６を用いて構成した場合について説明したが、バッテリー冷却用流路２０に着脱可能な充電ガン４６とは別の部材を設け、バッテリー冷却手段をこの別の部材を用いて構成するようにしてもよい。ただし、実施の形態のようにバッテリー冷却手段を充電ガン４６を用いて構成すると、バッテリー冷却手段の部品点数を削減し構成を簡素化する上で有利となる。
【符号の説明】
【００３８】
１０……電動車、１２……バッテリー、１４……電池モジュール、１６……電池セル、１８……ケース、２０……バッテリー冷却用流路、２２……充電制御部、２４……受電コネクタ、２４０２、２４０４……ハウジング、２４０６、２４０８……接続端子、２６……上流側接続開口、２８……下流側接続開口、３０……凹部、３１……水抜き穴、３２……底面、４０……充電装置、４１……熱媒体流路、４２……装置本体、４２０２……収容部、４４……充電ケーブル、４６……充電ガン、４８……ガン本体、５０……給電コネクタ、５００２、５００４……凹部、５００４、５００８……接続端子、５２……熱媒体供給用接続管、５４……熱媒体回収用接続管、５５……接続部、５８……充電部、６０……切替部、６０Ａ……第１の三方弁、６０Ｂ……第２の三方弁、６０Ｃ……第３の三方弁、６２……媒体槽、６４……冷却部、６６……ポンプ、６８……コンプレッサ、７０……圧力センサ、７２……表示部、７４……操作部、７６……制御部、７８Ａ……第１の配管、７８Ｂ……第２の配管、７８Ｃ……第３の配管、７８Ｄ……第４の配管、７８Ｅ……第５の配管。
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車あるいはプラグインハイブリッド自動車のような電動車の充電方法および充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリーから供給される電力によって電気モータを駆動して走行する電気自動車あるいはプラグインハイブリッド自動車のような電動車がある。
電動車のバッテリーは、外部に設けられた充電装置から供給される電力によって充電される。
ところで、このような充電装置によってバッテリーを急速充電すると、大電流がバッテリーに流れることによってバッテリーが発熱し、電池の容量が低下するなどの性能の低下が懸念される。
そこで、電動車にバッテリーの回りに冷却水を冷却させつつ循環させることでバッテリーを冷却する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２１５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来装置は、電動車に冷却水を循環させるポンプなどの機構が必要となるばかりでなく、車両側に冷却水を蓄えなくてはならないため、構成が複雑でしかも車両の重量が増加する不都合がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利な電動車のバッテリーの充電方法および充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電装置であって、前記充電装置は、前記バッテリーを充電している間、前記バッテリーを冷却するバッテリー冷却手段を備え、前記バッテリー冷却手段は、前記電動車の外部から前記電動車に設けられたバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させ、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収することを特徴とする。
また本発明は、電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電方法であって、前記バッテリーを充電している間、前記電動車の外部から前記電動車のバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させつつ前記バッテリーを冷却し、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、電動車にバッテリー冷却用流路を設ければよく、電動車に冷却水を循環させるポンプなどの機構が不要となり、電動車に熱媒体を蓄える必要もないため、電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、充電ガンおよび充電ケーブルを用いて、熱媒体流路を介したバッテリー冷却用流路に対する熱媒体の循環と回収を行うので充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、充電ガンに設けられた接続部を用いることにより熱媒体流路とバッテリー冷却用流路との接続を簡単に行うことができ作業性の向上を図る上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、受電コネクタに給電コネクタが接続される際に、その接続と同時に接続部を介して熱媒体流路とバッテリー冷却用流路とが接続されるため、充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、接続部は給電コネクタよりも突出して設けられているので、給電コネクタと受電コネクタとが接続する部分の位置と、接続部がバッテリー冷却用流路と接続する部分の位置とが離間する。したがって、仮に接続部から、あるいは、接続部と接続されるバッテリー冷却用流路の部分から熱媒体がこぼれたとしても、熱媒体と給電コネクタあるいは受電コネクタとの接触を防止する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、給電コネクタと熱媒体供給管と熱媒体回収管とはそれらの軸心が平行して設けられているので、充電ガンの簡単な操作により、給電コネクタと受電コネクタとの接続およびその解除、媒体供給用接続管および熱媒体回収用接続管と上流側接続開口および下流側接続開口との接続およびその解除を行うことができる。
請求項７記載の発明によれば、圧縮空気を用いて熱媒体をバッテリー冷却用流路から回収することにより、バッテリー冷却用流路に熱媒体を残存させることなく確実に熱媒体流路に回収することができる。
請求項８記載の発明によれば、圧縮空気を用いることによってバッテリー冷却用流路の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路における漏れの有無を簡単に検出することができる。
請求項９記載の発明によれば、バッテリーに対して定電流充電が行われているか、定電圧充電が行われているかの監視結果に応じてバッテリー冷却用流路に対する熱媒体の供給および回収を行うので、熱媒体の供給および回収をバッテリーの発熱状態に応じて的確に行うことができる。
請求項１０記載の発明によれば、電動車にバッテリー冷却用流路を設ければよく、電動車に冷却水を循環させるポンプなどの機構が不要となり、電動車に熱媒体を蓄える必要もないため、電動車側の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態に係る充電装置４０および該充電装置４０によって充電される電動車１０の説明図である。
【図２】本実施の形態に係る充電装置４０および電動車１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る充電装置４０の充電ガン４６、電動車１０の受電コネクタ２４および上流側接続開口２６、下流側接続開口２８の構成を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は急速充電時の切替部６０の動作説明図、（Ｂ）は熱媒体回収時の切替部６０の動作説明図、（Ｃ）はブロウ時の切替部６０の動作説明図である。
【図５】（Ａ）はバッテリー冷却用流路２０の一例を示す説明図、（Ｂ）はバッテリー冷却用流路２０の他の例を示す説明図である。
【図６】充電装置４０の動作を説明するフローチャートである。
【図７】充電時における時間経過に伴うバッテリー１２の電流Ｉ、電圧Ｅ、充電された容量Ｃの変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る充電装置４０は、電動車１０に搭載されたバッテリー１２を充電するものである。
まず、充電装置４０によって充電を行う電動車１０について説明する。
電動車１０は、電気自動車あるいはプラグインハイブリッド自動車などのようにバッテリー１２によって駆動源としての電気モータ（不図示）を駆動することにより走行するものである。
バッテリー１２は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す複数の電池モジュール１４を備えている。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）は電池モジュール１４を平面視した状態を示す。
電池モジュール１４は、複数の電池セル１６と、それら電池セル１６を収容保持するケース１８とで構成されている。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ケース１８は、矩形状の底壁と、底壁の四辺から起立された４つの側壁１８０２と、電池セル１６を仕切る複数の仕切り壁１８０４とを含んで構成されている。
そして、図５（Ａ）に示す例では、バッテリー冷却用流路２０が４つの側壁１８０２にわたって形成されている。
また、図５（Ｂ）に示す例では、バッテリー冷却用流路２０が４つの側壁１８０２と、各仕切り壁１８０４とにわたって形成されている。
そして、図中、矢印で示すようにバッテリー冷却用流路２０の上流側から下流側に向かって熱媒体が循環して流れることにより、各電池セル１６が冷却されるように構成されている。
【０００９】
図２に示すように、バッテリー１２の正極端子および負極端子は、該バッテリー１２の充電制御を司る充電制御部２２を介して受電コネクタ２４に接続されている。
したがって、バッテリー１２は、受電コネクタ２４から充電制御部２２を介して充電がなされるように構成されている。
また、バッテリー冷却用流路２０の上流端は上流側接続開口２６に接続され、バッテリー冷却用流路２０の下流端は下流側接続開口２８に接続されている。
【００１０】
図３に示すように、電動車１０のボディを構成する外板に凹部３０が形成されており、凹部３０の底面３２に受電コネクタ２４、上流側接続開口２６、下流側接続開口２８が設けられている。
受電コネクタ２４は、底面３２から立設された２つの円筒状のハウジング２４０２、２４０４と、各ハウジング２４０２、２４０４の内側でこれらハウジング２４０２、２４０４と軸心を一致させて底面３２から立設された受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８とで構成されている。
【００１１】
上流側接続開口２６および下流側接続開口２８は、それぞれ底面３２に開口されており、接続端子２４０２、２４０４と軸心をそれぞれ平行させている。
したがって、受電コネクタ２４と、上流側接続開口２６と、下流側接続開口２８とは、それらの軸心が平行して設けられている。
また、受電コネクタ２４は、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８よりも突出して設けられている。
【００１２】
次に、充電装置４０について説明する。
図１に示すように、充電装置４０は、電動車１０の外部から電力供給可能な外部電源から電動車１０に搭載されたバッテリー１２を充電するものである。
充電装置４０は、装置本体４２と、充電ガン４６と、装置本体４２および充電ガン４６を接続する充電ケーブル４４と、バッテリー冷却手段とを含んで構成されている。
バッテリー冷却手段は、電動車１０の外部からバッテリー冷却用流路２０に熱媒体を循環させ、循環後に熱媒体をバッテリー冷却用流路２０から回収するものである。本実施の形態では、バッテリー冷却手段は、図２に示す、熱媒体流路４１、媒体槽６２、冷却部６４、ポンプ６６、コンプレッサ６８、圧力センサ７０、制御部７６などを含んで構成されている。
なお、図中符号４２０２は、装置本体４２に設けられた、充電ガン４６を収容保持する収容部を示す。
【００１３】
図３に示すように、充電ガン４６は、ガン本体４８と、給電コネクタ５０と、熱媒体供給用接続管５２と、熱媒体回収用接続管５４とを備えている。
ガン本体４８は、凹部３０に挿入可能に形成され、凹部３０の底面３２に対向する端面５６を有している。
給電コネクタ５０は、端面５６に形成された２つの円柱状の凹部５００２、５００４と、これら２つの凹部５００２、５００４と軸心を一致させて凹部５００２，５００４の底面からそれぞれ立設された給電用の正負の接続端子５００６、５００８とで構成されている。
２つの円柱状の凹部５００２、５００４は、２つのハウジング２４０２、２４０４に対応した位置に設けられ、２つのハウジング２４０２、２４０４が挿入可能な大きさで形成されている。
給電用の正負の接続端子５００６、５００８は、受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８と対応した位置に設けられ、受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８と接続可能に形成されている。
給電用の正負の接続端子５００６、５００８は、充電ケーブル４４を介して後述する充電部５８に接続されている。
【００１４】
熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４は、後述する熱媒体流路４１に連通しており、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とを接続可能な接続部５５を構成している。
熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４は、それぞれ端面５６から立設されており、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８のそれぞれと対応する位置に設けられ、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８のそれぞれに挿入されることで接続可能に形成されている。
熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４は、接続端子５００６、５００８と軸心をそれぞれ平行させている。すなわち、給電コネクタ５０と、熱媒体供給用接続管５２と、熱媒体回収用接続管５４とは、それらの軸心が平行して設けられている。
【００１５】
充電ガン４６をその端面５６を凹部３０の端面３２に向け、かつ、給電コネクタ５０、熱媒体供給用接続管５２、熱媒体回収用接続管５４のそれぞれを、受電コネクタ２４、上流側接続開口２６、下流側接続開口２８のそれぞれに位置決めした状態で、充電ガン４６を凹部３０に挿入すると以下のように接続が同時になされる。
１）給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続される。すなわち、給電コネクタ５０の凹部５００４、５００６に受電コネクタ２４のハウジング２４０２、２４０４が挿入され、給電用の正負の接続端子５００６、５００８のそれぞれが受電用の正負の接続端子２４０６、２４０８のそれぞれに接続される。
２）熱媒体供給用接続管５２が上流側接続開口２６に挿入され、熱媒体供給用接続管５２と上流側接続開口２６とが接続される。
３）熱媒体回収用接続管５４が下流側接続開口２８に挿入され、熱媒体回収用接続管５４が下流側接続開口２８とが接続される。
したがって、上記１）により、バッテリー１２と充電部５８（図２）とが接続される。
また、上記２）、３）により、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とが接続される。
すなわち、接続部５５は、受電コネクタ２４に給電コネクタ５０が接続されると同時にバッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とを接続する。
また、充電ガン４６を凹部３０から引き抜くと、上記１）、２）、３）の接続がそれぞれ解除される。
上述したように、給電コネクタ５０と、熱媒体供給用接続管５２と、熱媒体回収用接続管５４とは、それらの軸心が平行して設けられているので、充電ガン４６を凹部３０に対して挿入あるいは引き抜くといった簡単な操作により、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４との接続およびその解除と、媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４と上流側接続開口２６および下流側接続開口２８との接続およびその解除を行うことができる。
【００１６】
また、接続部５５（熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４）は、給電コネクタ５０よりも突出して設けられており、これに対応して受電コネクタ２４は、上流側接続開口２６および下流側接続開口２８よりも突出して設けられている。
したがって、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続する部分の位置と、媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４が上流側接続開口２６および下流側接続開口２８と接続する部分の位置とが離間する。
そのため、仮に熱媒体が媒体供給用接続管５２、熱媒体回収用接続管５４、上流側接続開口２６、下流側接続開口２８の何れかから熱媒体がこぼれたとしても、熱媒体と給電コネクタ５０あるいは受電コネクタ２４との接触を防止する上で有利となる。
なお、図３において符号３１は、熱媒体が凹部３０にこぼれた場合に熱媒体を逃がす水抜き穴を示す。
【００１７】
充電ケーブル４４は、給電用の正負の接続端子５００６、５００８と後述する充電部５８とを電気的に接続するものである。
また、充電ケーブル４４は、熱媒体供給用接続管５２および熱媒体回収用接続管５４と後述する切替部６０とを接続する第１、第２の配管７８Ａ、７８Ｂを含んで構成されている。
【００１８】
図２に示すように、装置本体４２は、充電部５８と、切替部６０と、媒体槽６２と、冷却部６４と、ポンプ６６と、コンプレッサ６８と、圧力センサ７０と、表示部７２と、操作部７４と、制御部７６とを含んで構成されている。それらのうち、切替部６０、媒体槽６２、冷却部６４、ポンプ６６、コンプレッサ６８、圧力センサ７０は、熱媒体流路４１に設けられている。
【００１９】
充電部５８は、充電装置４０の外部から供給される交流電力に基づいてバッテリー１２を充電するための直流電力を生成すると共に、制御部７４の制御に基づいて、該直流電力を充電ケーブル４４と給電コネクタ５０とを介して受電コネクタ２４に供給するものである。
【００２０】
熱媒体流路４１は、充電ケーブル４４及び充電ガン４６の内部に媒体槽６２と接続して設けられ熱媒体が流通するものである。
本実施の形態では、熱媒体流路４１は、切替部６０と熱媒体供給用接続管５２とを接続する第１の配管７８Ａと、切替部６０と熱媒体回収用配管５４とを接続する第２の配管７８Ｂとを含んで構成されている。
また、熱媒体流路４１は、切替部６０とコンプレッサ６８とを接続する第３の配管７８Ｃを含んで構成されている。
また、熱媒体流路４１は、切替部６０と媒体槽６２とを接続する第４、第５の配管７８Ｄ、７８Ｅを含んで構成されている。
【００２１】
切替部６０は、図４（Ａ）に示すように、第１乃至第３の三方弁６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを備えており、制御部７４の制御に基づいて第１乃至第３の三方弁を動作させる。
すなわち、第１の三方弁６０Ａは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の配管７８Ａと第４の配管７８Ｄとを連通させる状態と、図４（Ｃ）に示すように、第１の配管７８Ａと第３の三方弁６０Ｃとを連通させる状態とに切り換え動作される。
第２の三方弁６０Ｂは、図４（Ａ）に示すように、第２の配管７８Ｂと第５の配管７８Ｅとを連通させる状態と、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように第２の配管７８Ｂと第３の三方弁６０Ｃとを連通させる状態とに切り換え動作される。
第３の三方弁６０Ｃは、図４（Ｂ）に示すように、第２の三方弁６０Ｂと第３の配管７８Ｃとを連通させる状態と、図４（Ｃ）に示すように、第１、第２の三方弁６０Ａ、６０Ｂと第３の配管７８Ｃとを連通させる状態とに切り換え動作される。
【００２２】
媒体槽６２は、バッテリー１２を冷却するための熱媒体を蓄えるものである。なお、本実施の形態では、熱媒体として水を用いるが、熱媒体として従来公知の様々な液体を用いることができる。
【００２３】
冷却部６４は、媒体槽６２に蓄えられている熱媒体を冷却するものである。
本実施の形態では、媒体槽６２に熱交換器が設けられており、冷却部６４は熱交換器に対して冷却した冷媒を循環させることにより熱媒体の冷却を行う。
【００２４】
ポンプ６６は、切替部６０と媒体槽６２とを接続する第４の配管７８Ｄに設けられ、媒体槽６２の熱媒体を切替部６０、第１の配管７８Ａを介して熱媒体供給用接続管５２に移送することにより、熱媒体をバッテリー冷却用流路２０に循環させ、バッテリー冷却用流路２０から戻ってくる熱媒体を、循環熱媒体回収用接続管５４、第２の配管７８Ｂ、切替部６０、第５の配管７８Ｅを介して媒体槽６２に戻すものである。すなわち、ポンプ６６は、熱媒体を熱媒体流路４１とバッテリー冷却用流路２０との間で循環させるものである。
【００２５】
コンプレッサ６８は圧縮空気を生成するものであり、第３の配管７８Ｃ、切替部６０を介してバッテリー冷却用流路２０に圧縮空気を供給する。
コンプレッサ６８は、制御部７４の制御により生成する圧縮空気の圧力を調整可能に構成されている。
【００２６】
圧力センサ７０は、バッテリー冷却用流路２０の圧力を検出しその検出結果を制御部７６に供給するものである。
本実施の形態では、圧力センサ７０は、第１の配管７８Ａに設けられているが、圧力センサ７０はバッテリー冷却用流路２０の圧力を検出できればよく、その設置場所は限定されない。
【００２７】
表示部７２は、制御部７６の制御に基づいて、充電状態の表示（充電中、充電終了）や故障発生などの警告表示などの充電動作にまつわる種々の情報を表示するものである。
操作部７４は、使用者による、バッテリー１２に対する充電のスタートや緊急停止などの操作を入力するものであり、入力結果は制御部７６によって受け付けられる。
【００２８】
制御部７６は、ＣＰＵと、バスラインを介して接続されたＲＯＭ、ＲＡＭ、インタフェースなどを含んで構成されている。ＲＯＭはＣＰＵが実行する制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭはワーキングエリアを提供する。そして、ＣＰＵが前記の制御プログラムを実行することにより以下の制御を行う。
１）充電部５８の充電動作を制御する。
２）ポンプ６６の動作を制御する。
３）コンプレッサ６８の動作、圧縮空気の圧力の調整を制御する。
４）操作部７４からの操作入力を受け付ける。
５）表示部７２に情報を表示させる。
より詳細には、制御部７６は、接続部５５とバッテリー冷却用流路２０とが接続された状態で、接続部５５からバッテリー冷却用流路２０に圧縮空気を予め定められた圧力で満たし、バッテリー冷却用流路２０の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路２０における漏れの有無を検出する漏れ検出手段を構成している。
また、制御部７６は、バッテリー１２の充電を制御する充電制御手段を構成している。この充電制御手段は、バッテリー１２の電圧が予め定められた所定電圧に到達するまでは定電流充電を行い、バッテリー１２の電圧が所定電圧に到達したら定電流充電を終了して定電圧充電に切り替える充電部と、充電部により定電流充電が行われているか定電圧充電が行われているかを監視する監視部とを有している。
【００２９】
次に、図６のフローチャートを参照して充電装置４０によって電動車１０の急速充電を行う場合の動作について説明する。
まず、使用者は、充電装置４０の充電ガン４６を電動車１０に接続する（ステップＳ１０）。すなわち、充電ガン４６を凹部３０に挿入することにより、給電コネクタ５０と受電コネクタ２４とが接続されると同時に、接続部５５がバッテリー冷却用流路２０に接続され、バッテリー冷却用流路２０と熱媒体流路４１とが接続される。
【００３０】
次いで、使用者は、充電装置４０の操作部７４を操作することにより充電のスタートを指示する（ステップＳ１２）。
本実施の形態では、制御部７６は、充電部５８によってバッテリー１２が満充電となるまで充電を行い、満充電となったならば、充電動作を終了するように制御を行うものとする。
【００３１】
制御部７６は、操作部７４の操作入力に対応して充電部５８を制御して充電動作を開始させる（ステップＳ１４）。
充電部５８は、図７に示すように、バッテリー１２の電圧Ｅが予め定められた電圧に至るまでは一定の電流Ｉで充電を行う、いわゆる定電流制御による充電動作を実施する。
また、制御部７６は、充電部５８の充電動作の開始と同時に、切替部６０を図４（Ａ）に示す状態に切り換えることにより、熱媒体流路４１を接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に連通させ、ポンプ６６を起動させる。これにより、媒体槽６２の熱媒体を熱媒体流路４１、接続部５５を介してバッテリー冷却用流路２０に循環させつつバッテリー１２を冷却する（ステップＳ１６）。なお、図４（Ａ）〜（Ｃ）において実線の矢印は熱媒体の流れを示し、破線の矢印は圧縮空気の流れを示す。
【００３２】
充電部５８は、図７に破線で示すように、バッテリー１２の電圧Ｅが予め定められた電圧に到達したならば、定電流制御を終了し、一定の電圧Ｅで充電を行う定電圧制御に切り替えるように構成されている。
図７に示すように、定電流制御による充電時には、バッテリー１２に流入する電流は大きいことからバッテリー１２の発熱量が大きく熱媒体の循環による冷却が必要となる。
一方、定電圧制御による充電時には、定電流制御による充電時に比較してバッテリー１２に流入する電流は小さいことからバッテリー１２の発熱量が無視出来る程度となり、熱媒体の循環による冷却が不要となる。
【００３３】
制御部７６は、充電部５８による定電流制御が終了したか否かを監視する（ステップＳ１８）。定電流制御が終了していなければ、前記の熱媒体の循環を継続する。
定電流制御が終了し定電圧制御に切り替わったならば（ステップＳ２０）、制御部７６は、ポンプ６６を停止させると共に、切替部６０を図４（Ｂ）の状態に切り替える。次いで、コンプレッサ６８を動作させ、コンプレッサ６８により第１の圧力に調整された圧縮空気を第３の管路７８Ｃ、第３の三方弁６０Ｃ、第２の三方弁６０Ｂ、第２の配管７８Ｂを介してバッテリー冷却用流路２０に供給する。これにより、圧縮空気によって圧力を加えられた熱媒体は、バッテリー冷却用流路２０から熱媒体流路４１に移送され、第１の配管７８Ａ、第１の三方弁６０Ａ、第４の配管７０Ｄを介して媒体槽６２に戻る（ステップＳ２２）。
【００３４】
次に、制御部７６は、コンプレッサ６８により第１の圧力よりも大きな第２の圧力に調整された圧縮空気をステップＳ２２のときと同様の経路でバッテリー冷却用流路２０に供給することでバッテリー冷却用流路２０に残存する熱媒体を熱媒体流路４１に吹き飛ばす（ブロウする）（ステップＳ２４）。
このようにステップＳ２２、Ｓ２４の熱媒体の移送、圧縮空気による熱媒体の吹き飛ばしによって、バッテリー冷却用流路２０に熱媒体を残存させることなく確実に熱媒体流路４１（媒体槽６２）に回収することができる。
なお、第１の圧力に調節された圧縮空気および第２の圧力に調節された圧縮空気は、媒体槽６２のエア抜き孔から外部に放出される。
【００３５】
次に、制御部７６は、切替部６０を図４（Ｃ）の状態に切り替え、接続部５５とバッテリー冷却用流路２０とが接続された状態で、接続部５５からバッテリー冷却用流路２０に圧縮空気を予め定められた圧力で満たし、圧力センサ７０によるバッテリー冷却用流路２０の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路２０における漏れの有無を検出する（ステップＳ２６）。制御部７６は、漏れがあったと検出した場合には、表示部７２にその旨を警告表示する。
次いで、制御部７６は、充電部５８による定電圧制御による充電動作が終了したか否かを監視し、充電動作が終了していなければ充電動作を継続させ、終了していれば表示部７２に充電終了の表示をさせ、一連の動作を終了する（ステップＳ２８）。
使用者は、充電終了の表示を確認したならば、充電ガン４６を凹部３０から引き抜いて、充電ガン４６を装置本体４２の収容部４２０２に収容する。
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、バッテリー１２を充電している間、電動車１０の外部から熱媒体を電動車１０のバッテリー冷却用流路２０に循環させつつバッテリー１２を冷却し、循環後に熱媒体をバッテリー冷却用流路２０から回収するようにした。
したがって、バッテリー１２を冷却するにあたって、電動車１０に冷却水を循環させるポンプなどの機構が不要となり、電動車１０に熱媒体を蓄える必要がないため、電動車１０の構成の簡素化および軽量化を図る上で有利となる。
また、充電ガン４６および充電ケーブル４４を用いて、熱媒体流路４１を介したバッテリー冷却用流路２０に対する熱媒体の循環と回収を行うので充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
また、充電ガン４６に設けられた接続部５５を用いることにより熱媒体流路４１とバッテリー冷却用流路２０との接続を簡単に行うことができ作業性の向上を図る上で有利となる。
また、受電コネクタ２４に給電コネクタ５０が接続される際に、その接続と同時に接続部５５を介して熱媒体流路４１とバッテリー冷却用流路２０とが接続されるため、充電時の作業性の簡単化を図る上で有利となる。
また、圧縮空気を用いて熱媒体をバッテリー冷却用流路２０から回収することにより、バッテリー冷却用流路２０に熱媒体を残存させることなく確実に熱媒体流路４１に回収することができる。
また、圧縮空気を用いることによってバッテリー冷却用流路２０の圧力の検出結果に基づいてバッテリー冷却用流路２０における漏れの有無を簡単に検出することができる。
また、バッテリー１２に対して定電流充電が行われているか、定電圧充電が行われているかの監視結果に応じてバッテリー冷却用流路２０に対する熱媒体の供給および回収を行うので、熱媒体の供給および回収をバッテリー１２の発熱状態に応じて的確に行うことができる。
【００３７】
なお、実施の形態では、バッテリー冷却手段を充電ガン４６を用いて構成した場合について説明したが、バッテリー冷却用流路２０に着脱可能な充電ガン４６とは別の部材を設け、バッテリー冷却手段をこの別の部材を用いて構成するようにしてもよい。ただし、実施の形態のようにバッテリー冷却手段を充電ガン４６を用いて構成すると、バッテリー冷却手段の部品点数を削減し構成を簡素化する上で有利となる。
【符号の説明】
【００３８】
１０……電動車、１２……バッテリー、１４……電池モジュール、１６……電池セル、１８……ケース、２０……バッテリー冷却用流路、２２……充電制御部、２４……受電コネクタ、２４０２、２４０４……ハウジング、２４０６、２４０８……接続端子、２６……上流側接続開口、２８……下流側接続開口、３０……凹部、３１……水抜き穴、３２……底面、４０……充電装置、４１……熱媒体流路、４２……装置本体、４２０２……収容部、４４……充電ケーブル、４６……充電ガン、４８……ガン本体、５０……給電コネクタ、５００２、５００４……凹部、５００４、５００８……接続端子、５２……熱媒体供給用接続管、５４……熱媒体回収用接続管、５５……接続部、５８……充電部、６０……切替部、６０Ａ……第１の三方弁、６０Ｂ……第２の三方弁、６０Ｃ……第３の三方弁、６２……媒体槽、６４……冷却部、６６……ポンプ、６８……コンプレッサ、７０……圧力センサ、７２……表示部、７４……操作部、７６……制御部、７８Ａ……第１の配管、７８Ｂ……第２の配管、７８Ｃ……第３の配管、７８Ｄ……第４の配管、７８Ｅ……第５の配管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電装置であって、
前記充電装置は、前記バッテリーを充電している間、前記バッテリーを冷却するバッテリー冷却手段を備え、
前記バッテリー冷却手段は、前記電動車の外部から前記電動車に設けられたバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させ、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収する、
ことを特徴とする電動車の充電装置。
【請求項２】
前記充電装置は、前記外部電源から充電ケーブルと前記充電ケーブルの一端に設けられ前記電動車に接続可能な充電ガンとを介して前記バッテリーを充電し、
前記バッテリー冷却手段は、前記電動車の外部に設けられ前記熱媒体を収容する媒体槽と、前記充電ケーブル及び前記充電ガンの内部に前記媒体槽と接続して設けられ前記熱媒体が流通する熱媒体流路とを有し、前記熱媒体流路を介して前記バッテリー冷却用流路に対する前記熱媒体の供給および回収を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の電動車の充電装置。
【請求項３】
前記充電ガンは、前記バッテリー冷却用流路と前記熱媒体流路とを接続可能な接続部を有する、ことを特徴とする請求項２記載の電動車の充電装置。
【請求項４】
前記充電ガンには、前記電動車に設けられた受電コネクタに接続可能な給電コネクタが設けられ、
前記接続部は、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続されると同時に前記バッテリー冷却用流路と前記熱媒体流路とを接続する、
ことを特徴とする請求項２または３記載の充電装置。
【請求項５】
前記接続部は、前記給電コネクタよりも突出して設けられている、
ことを特徴とする請求項４記載の充電装置。
【請求項６】
前記接続部は、前記バッテリー冷却用流路の上流側接続開口に接続可能な熱媒体供給用接続管と、前記バッテリー冷却用流路の下流側接続開口に接続可能な熱媒体回収用接続管とを有し、
前記給電コネクタと前記熱媒体供給管と前記熱媒体回収管との軸心はそれぞれ平行に設けられている、
ことを特徴とする請求項４または５記載の充電装置。
【請求項７】
前記バッテリー冷却手段は、圧縮空気を生成するコンプレッサを含んで構成され、
前記バッテリー冷却手段による前記バッテリー冷却用流路からの前記熱媒体の回収は、前記バッテリー冷却用流路に前記コンプレッサにより調整された圧縮空気を供給することで前記バッテリー冷却用流路の前記熱媒体を前記熱媒体流路に移送する、
ことを特徴とする請求項２乃至６に何れか１項記載の充電装置。
【請求項８】
前記バッテリー冷却手段は、圧縮空気を生成するコンプレッサを含んで構成され、
前記接続部と前記バッテリー冷却用流路とが接続された状態で、前記接続部から前記バッテリー冷却用流路に前記圧縮空気を予め定められた圧力で満たし、前記バッテリー冷却用流路の圧力の検出結果に基づいて前記バッテリー冷却用流路における漏れの有無を検出する漏れ検出手段を備える、
ことを特徴とする請求項３乃至７に何れか１項記載の充電装置。
【請求項９】
前記充電装置は、前記バッテリーの充電を制御する充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記バッテリーの電圧が予め定められた所定電圧に到達するまでは定電流充電を行い、前記バッテリーの電圧が前記所定電圧に到達したら定電流充電を終了して定電圧充電に切り替える充電部と、前記充電部により定電流充電が行われているか定電圧充電が行われているかを監視する監視部とを有し、
前記バッテリー冷却手段は、前記監視部の監視結果に応じて、前記バッテリー冷却用流路に対する前記熱媒体の供給および回収を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至８に何れか１項記載の充電装置。
【請求項１０】
電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電方法であって、
前記バッテリーを充電している間、前記電動車の外部から前記電動車のバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させつつ前記バッテリーを冷却し、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収する、
ことを特徴とする電動車の充電方法。
【請求項１】
電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電装置であって、
前記充電装置は、前記バッテリーを充電している間、前記バッテリーを冷却するバッテリー冷却手段を備え、
前記バッテリー冷却手段は、前記電動車の外部から前記電動車に設けられたバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させ、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収する、
ことを特徴とする電動車の充電装置。
【請求項２】
前記充電装置は、前記外部電源から充電ケーブルと前記充電ケーブルの一端に設けられ前記電動車に接続可能な充電ガンとを介して前記バッテリーを充電し、
前記バッテリー冷却手段は、前記電動車の外部に設けられ前記熱媒体を収容する媒体槽と、前記充電ケーブル及び前記充電ガンの内部に前記媒体槽と接続して設けられ前記熱媒体が流通する熱媒体流路とを有し、前記熱媒体流路を介して前記バッテリー冷却用流路に対する前記熱媒体の供給および回収を行う、
ことを特徴とする請求項１記載の電動車の充電装置。
【請求項３】
前記充電ガンは、前記バッテリー冷却用流路と前記熱媒体流路とを接続可能な接続部を有する、ことを特徴とする請求項２記載の電動車の充電装置。
【請求項４】
前記充電ガンには、前記電動車に設けられた受電コネクタに接続可能な給電コネクタが設けられ、
前記接続部は、前記受電コネクタに前記給電コネクタが接続されると同時に前記バッテリー冷却用流路と前記熱媒体流路とを接続する、
ことを特徴とする請求項２または３記載の充電装置。
【請求項５】
前記接続部は、前記給電コネクタよりも突出して設けられている、
ことを特徴とする請求項４記載の充電装置。
【請求項６】
前記接続部は、前記バッテリー冷却用流路の上流側接続開口に接続可能な熱媒体供給用接続管と、前記バッテリー冷却用流路の下流側接続開口に接続可能な熱媒体回収用接続管とを有し、
前記給電コネクタと前記熱媒体供給管と前記熱媒体回収管との軸心はそれぞれ平行に設けられている、
ことを特徴とする請求項４または５記載の充電装置。
【請求項７】
前記バッテリー冷却手段は、圧縮空気を生成するコンプレッサを含んで構成され、
前記バッテリー冷却手段による前記バッテリー冷却用流路からの前記熱媒体の回収は、前記バッテリー冷却用流路に前記コンプレッサにより調整された圧縮空気を供給することで前記バッテリー冷却用流路の前記熱媒体を前記熱媒体流路に移送する、
ことを特徴とする請求項２乃至６に何れか１項記載の充電装置。
【請求項８】
前記バッテリー冷却手段は、圧縮空気を生成するコンプレッサを含んで構成され、
前記接続部と前記バッテリー冷却用流路とが接続された状態で、前記接続部から前記バッテリー冷却用流路に前記圧縮空気を予め定められた圧力で満たし、前記バッテリー冷却用流路の圧力の検出結果に基づいて前記バッテリー冷却用流路における漏れの有無を検出する漏れ検出手段を備える、
ことを特徴とする請求項３乃至７に何れか１項記載の充電装置。
【請求項９】
前記充電装置は、前記バッテリーの充電を制御する充電制御手段を備え、
前記充電制御手段は、前記バッテリーの電圧が予め定められた所定電圧に到達するまでは定電流充電を行い、前記バッテリーの電圧が前記所定電圧に到達したら定電流充電を終了して定電圧充電に切り替える充電部と、前記充電部により定電流充電が行われているか定電圧充電が行われているかを監視する監視部とを有し、
前記バッテリー冷却手段は、前記監視部の監視結果に応じて、前記バッテリー冷却用流路に対する前記熱媒体の供給および回収を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至８に何れか１項記載の充電装置。
【請求項１０】
電動車の外部から電力供給可能な外部電源から前記電動車に搭載されたバッテリーを充電する充電方法であって、
前記バッテリーを充電している間、前記電動車の外部から前記電動車のバッテリー冷却用流路に熱媒体を循環させつつ前記バッテリーを冷却し、循環後に前記熱媒体を前記バッテリー冷却用流路から回収する、
ことを特徴とする電動車の充電方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９９０２４（Ｐ２０１３−９９０２４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７１７２（Ｐ２０１１−２３７１７２）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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