JP7651937B2

JP7651937B2 - Vehicle power supply device

Info

Publication number: JP7651937B2
Application number: JP2021076410A
Authority: JP
Inventors: 翔太塚本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-04-28
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2025-03-27
Anticipated expiration: 2041-04-28
Also published as: JP2022170337A

Description

本開示は、車両用給電装置に関する。 This disclosure relates to a vehicle power supply device.

特許文献１には、車両用バッテリの充電装置が開示されている。このバッテリへの充電は、車両外部のＡＣ電源を利用して行われる。高温によるバッテリの劣化を防止するため、充電装置は、通電中（車両への給電中）にバッテリ温度が所定温度以上となったとき、電気回路上のコンタクタ（リレー）を切り離して通電を停止しつつ強制冷却装置によるバッテリの冷却を行う。 Patent document 1 discloses a charging device for a vehicle battery. The battery is charged using an AC power source external to the vehicle. To prevent battery deterioration due to high temperatures, when the battery temperature reaches or exceeds a predetermined temperature while current is being applied (power is being supplied to the vehicle), the charging device disconnects a contactor (relay) on the electrical circuit to stop current application, while cooling the battery using a forced cooling device.

特開平１０－２９０５３５号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-290535

ところで、地上に設置されたロボットアームの先端に設けられた給電側コネクタを車両の下部に設置された受電側コネクタに接続することによって車両のバッテリへの給電を行うように車両用給電装置を構成することが考えられる。このように構成された給電装置では、給電側コネクタ及びこれに接続されたケーブルは、通電により生じた熱によって高温となり得る。給電側コネクタ及びケーブルのうちの少なくとも一方の温度が過大となると、通電制限を行う必要が生じ得る。このような通電制限の実施は、充電に要する時間の増加、すなわち、車両のバッテリの充電を効率良く行えなくなることにつながる。したがって、簡易な冷却手法で給電側コネクタ及びケーブルを冷却することが可能になると、通電制限を回避又は抑制できるので有益である。 It is conceivable to configure a vehicle power supply device so that power is supplied to the vehicle battery by connecting a power supply connector provided at the tip of a robot arm installed on the ground to a power receiving connector installed under the vehicle. In a power supply device configured in this way, the power supply connector and the cable connected thereto can become hot due to heat generated by current flow. If the temperature of at least one of the power supply connector and the cable becomes excessively high, it may become necessary to limit the current flow. The implementation of such a current flow limit leads to an increase in the time required for charging, i.e., the vehicle battery cannot be charged efficiently. Therefore, if it becomes possible to cool the power supply connector and the cable using a simple cooling method, it is beneficial because the current flow limit can be avoided or suppressed.

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、簡易な冷却手法で給電側コネクタ及びケーブルを冷却できるようにした車両用給電装置を提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a vehicle power supply device that allows the power supply connector and cable to be cooled using a simple cooling method.

本開示に係る車両用給電装置は、車両の下部に設置された受電側コネクタを介して車両のバッテリに電力を供給するように構成されている。車両用給電装置は、筐体と、給電側コネクタと、ロボットアームと、ケーブルと、制御部と、を備える。
筐体は、地面と接触した状態で地上に設置されている。給電側コネクタは、受電側コネクタと接続可能である。ロボットアームは、給電側コネクタが取り付けられた一端と、筐体によって支持される基端とを有する。ケーブルは、給電側コネクタに電力を供給する。制御部は、車両への給電を開始する時には給電側コネクタが受電側コネクタに接続されるようにロボットアームを制御し、給電を終了する時には給電側コネクタと受電側コネクタとの接続が解除されるようにロボットアームを制御する。
制御部は、給電のための通電中に給電側コネクタ及びケーブルのうちの少なくとも一方の温度が第１閾値以上になったとき、上記接続が一時的に解除され、かつ給電側コネクタが筐体と接触するようにロボットアームを制御する。 A vehicle power supply device according to the present disclosure is configured to supply power to a vehicle battery via a power receiving connector installed under the vehicle. The vehicle power supply device includes a housing, a power supply connector, a robot arm, a cable, and a control unit.
The housing is installed on the ground in contact with the ground. The power supplying connector is connectable to the power receiving connector. The robot arm has one end to which the power supplying connector is attached and a base end supported by the housing. The cable supplies power to the power supplying connector. The control unit controls the robot arm so that the power supplying connector is connected to the power receiving connector when starting power supply to the vehicle, and controls the robot arm so that the power supplying connector and the power receiving connector are disconnected when ending power supply.
The control unit controls the robot arm so that when the temperature of at least one of the power supply connector and the cable becomes equal to or higher than a first threshold value during power supply, the connection is temporarily released and the power supply connector comes into contact with the housing.

制御部は、給電側コネクタ及びケーブルのうちの少なくとも一方の温度が第１閾値以上となった後に第１閾値より低い第２閾値未満にまで低下したとき、上記接続が再開されるようにロボットアームを制御してもよい。 The control unit may control the robot arm to resume the connection when the temperature of at least one of the power supply connector and the cable becomes equal to or higher than a first threshold and then falls to a second threshold that is lower than the first threshold.

本開示に係る車両用給電装置によれば、給電のための通電中に給電側コネクタ及びケーブルのうちの少なくとも一方の温度が第１閾値以上になると、給電側コネクタと受電側コネクタとの接続が解除され、かつ給電側コネクタが筐体と接触するようにロボットアームが制御される。これにより、給電側コネクタ及びケーブルの熱を、筐体を介して地面に積極的に放出できる。このため、給電側コネクタ温度及びケーブル温度を速やかに低下させられる。このように、本開示に係る車両用給電装置によれば、簡易な冷却手法で給電側コネクタ及びケーブルを冷却できるようになる。 According to the vehicle power supply device of the present disclosure, when the temperature of at least one of the power supply connector and the cable becomes equal to or higher than a first threshold value during the passage of electricity for power supply, the connection between the power supply connector and the power receiving connector is released, and the robot arm is controlled so that the power supply connector comes into contact with the housing. This allows the heat of the power supply connector and the cable to be actively released to the ground via the housing. This allows the power supply connector temperature and the cable temperature to be reduced quickly. In this way, the vehicle power supply device of the present disclosure makes it possible to cool the power supply connector and the cable using a simple cooling method.

実施の形態に係る車両用給電装置の構成の一例を概略的に示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle power supply device according to an embodiment; 実施の形態に係るロボットアーム制御の概要を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an overview of robot arm control according to an embodiment. 実施の形態に係るロボットアーム制御を含む通電制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of a process flow regarding energization control including robot arm control according to the embodiment. 比較例に係る通電制御の動作を表したタイムチャート（Ａ）と、実施の形態に係る通電制御の動作を表したタイムチャート（Ｂ）である。1A is a time chart showing the operation of energization control according to a comparative example, and FIG. 1B is a time chart showing the operation of energization control according to an embodiment.

以下、添付図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る技術思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本開示に係る技術思想に必ずしも必須のものではない。 Below, the embodiments of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. In the embodiments shown below, when the number, quantity, amount, range, etc. of each element is mentioned, the technical idea of the present disclosure is not limited to the mentioned number, unless otherwise specified or clearly specified in principle. Furthermore, the structures, steps, etc. described in the embodiments shown below are not necessarily essential to the technical idea of the present disclosure, unless otherwise specified or clearly specified in principle.

１．車両用給電装置の構成
図１は、実施の形態に係る車両用給電装置１０の構成の一例を概略的に示す図である。車両用給電装置（以下、単に「給電装置」とも称する）１０は、車両１に電力を供給するように構成されている。車両１は、バッテリ電気自動車又はプラグインハイブリッド車両等の電動車両である。 1. Configuration of a vehicle power supply device Fig. 1 is a diagram that shows an example of a configuration of a vehicle power supply device 10 according to an embodiment. The vehicle power supply device (hereinafter, also simply referred to as "power supply device") 10 is configured to supply electric power to a vehicle 1. The vehicle 1 is an electric vehicle such as a battery electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.

車両１は、バッテリ２を備えている。バッテリ２は、例えばリチウムイオン電池である。また、車両１の下部１ａには、受電側コネクタ３が設置されている。受電側コネクタ３は、受電側電極３ａと、受電側電極３ａを囲むケース３ｂとを含む。バッテリ２は、給電装置１０から受電側コネクタ３を介して供給される電力によって充電される。 The vehicle 1 is equipped with a battery 2. The battery 2 is, for example, a lithium-ion battery. A power receiving connector 3 is installed in the lower part 1a of the vehicle 1. The power receiving connector 3 includes a power receiving electrode 3a and a case 3b surrounding the power receiving electrode 3a. The battery 2 is charged by power supplied from the power supply device 10 via the power receiving connector 3.

一方、地上側の給電装置１０は、地上ユニット１２を備えている。地上ユニット１２は、筐体１４と、給電側コネクタ１６と、ロボットアーム１８と、ケーブル２０と、制御部２２とを含む。筐体１４は、地面１００と接触した状態で地上に設置されている。筐体１４は、典型的には、駐車スペースに配置される。給電側コネクタ１６は、受電側コネクタ３の受電側電極３ａに対応する給電側電極１６ａと、給電側電極１６ａを囲むケース１６ｂとを含む。給電側コネクタ１６は、給電側電極１６ａが受電側電極３ａに接触した状態で受電側コネクタ３と接続可能である。 On the other hand, the ground-side power supply device 10 includes a ground unit 12. The ground unit 12 includes a housing 14, a power supply connector 16, a robot arm 18, a cable 20, and a control unit 22. The housing 14 is installed on the ground in contact with the ground 100. The housing 14 is typically placed in a parking space. The power supply connector 16 includes a power supply electrode 16a corresponding to the power receiving electrode 3a of the power receiving connector 3, and a case 16b surrounding the power supply electrode 16a. The power supply connector 16 can be connected to the power receiving connector 3 with the power supply electrode 16a in contact with the power receiving electrode 3a.

ロボットアーム１８は、給電側コネクタ１６が取り付けられた一端１８ａと、筐体１４によって支持される基端１８ｂとを有する。ロボットアーム１８は、一例として、基端１８ｂにおいて筐体１４に回転自在に支持されている。ロボットアーム１８は、アクチュエータ２４によって駆動される。アクチュエータ２４は、例えば、電動式、油圧式、又は空気圧式である。 The robot arm 18 has one end 18a to which the power supply connector 16 is attached, and a base end 18b supported by the housing 14. As an example, the robot arm 18 is supported rotatably on the housing 14 at the base end 18b. The robot arm 18 is driven by an actuator 24. The actuator 24 is, for example, an electric, hydraulic, or pneumatic type.

ケーブル２０は、給電側電極１６ａに電力を供給するためのケーブルである。ケーブル２０は、ロボットアーム１８の内部を通っていてもよいし、ロボットアーム１８の外部においてロボットアーム１８に沿って配置されていてもよい。 The cable 20 is a cable for supplying power to the power supply electrode 16a. The cable 20 may pass through the inside of the robot arm 18, or may be arranged outside the robot arm 18 along the robot arm 18.

給電装置１０は、一例として給電スタンド２６を備えている。給電スタンド２６には、制御部２２とともに、給電回路２８が配置されている。ケーブル２０の他端は、給電回路２８に接続されている。給電回路２８には、交流電源３０から電力が供給される。一例として、給電回路２８は、交流電源３０から供給される交流電圧を直流電圧に変換するとともに、出力電流を可変制御する機能を有するように構成されている。より詳細には、制御部２２からの指令に従い、給電回路２８は、給電側電極１６ａを介して車両１に供給される電流を制御する。 The power supply device 10 includes, as an example, a power supply stand 26. In the power supply stand 26, a power supply circuit 28 is arranged together with a control unit 22. The other end of the cable 20 is connected to the power supply circuit 28. Power is supplied to the power supply circuit 28 from an AC power source 30. As an example, the power supply circuit 28 is configured to convert the AC voltage supplied from the AC power source 30 into a DC voltage and to have a function of variably controlling the output current. More specifically, in accordance with a command from the control unit 22, the power supply circuit 28 controls the current supplied to the vehicle 1 via the power supply side electrode 16a.

制御部２２は、一例として、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含んで構成されている。給電を開始する時には、制御部２２は、給電側コネクタ１６が受電側コネクタ３に接続されるようにロボットアーム１８を制御する。一方、給電を終了する時には、制御部２２は、給電側コネクタ１６と受電側コネクタ３との接続が解除されるようにロボットアーム１８を制御する。ロボットアーム１８は、給電が停止されている時（給電の要求がない時）には、図１中に破線で示すように筐体１４内に格納されている。 The control unit 22 includes, for example, an electronic control unit (ECU). When starting power supply, the control unit 22 controls the robot arm 18 so that the power supply connector 16 is connected to the power receiving connector 3. On the other hand, when ending power supply, the control unit 22 controls the robot arm 18 so that the power supply connector 16 and the power receiving connector 3 are disconnected. When power supply is stopped (when there is no request for power supply), the robot arm 18 is stored in the housing 14 as shown by the dashed line in FIG. 1.

以上説明したように、本実施形態の給電装置１０は、接触式の給電装置である。給電装置１０によれば、給電側コネクタ１６と受電側コネクタ３との接続は、制御部２２によるロボットアーム１８の制御によって自動的に（すなわち、人の手を介さずに）行うことができる。 As described above, the power supply device 10 of this embodiment is a contact-type power supply device. According to the power supply device 10, the connection between the power supply connector 16 and the power receiving connector 3 can be performed automatically (i.e., without human intervention) by the control of the robot arm 18 by the control unit 22.

また、給電側コネクタ１６には、給電側コネクタ１６の温度であるコネクタ温度Ｔ１を検出する温度センサ３２が取り付けられている。また、例えばロボットアーム１８には、ケーブル２０の温度であるケーブル温度Ｔ２を検出する温度センサ３４が取り付けられている。 The power supply connector 16 is also fitted with a temperature sensor 32 that detects a connector temperature T1, which is the temperature of the power supply connector 16. Also, for example, the robot arm 18 is fitted with a temperature sensor 34 that detects a cable temperature T2, which is the temperature of the cable 20.

２．ロボットアーム制御を利用した通電制御
図２は、実施の形態に係るロボットアーム制御の概要を説明するための図である。図２（Ａ）は、給電側コネクタ１６が受電側コネクタ３に接続され、車両１への給電のための通電が実行されている状態を示している。 2. Power supply control using robot arm control Fig. 2 is a diagram for explaining an overview of the robot arm control according to the embodiment. Fig. 2(A) shows a state in which the power supply connector 16 is connected to the power receiving connector 3 and power supply to the vehicle 1 is being performed.

給電側コネクタ１６及びこれに接続されたケーブル２０は、通電により生じた熱によって高温となり得る。給電側コネクタ１６の温度（コネクタ温度Ｔ１）及びケーブル２０の温度（ケーブル温度Ｔ２）のうちの少なくとも一方がそれぞれの所定の温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２以上になると、給電装置１０の通電制限を行う必要が生じ得る。具体的には、例えば、後述の図４（Ａ）に示すように、通電を一時的に停止したり、電流（給電回路２８の出力電流）を下げたりすることが必要とされる。このような通電制限の実施は、充電に要する時間の増加、すなわち、バッテリ２の充電を効率良く行えなくなることにつながる。 The power supply connector 16 and the cable 20 connected thereto may become hot due to heat generated by the passage of electricity. When at least one of the temperature of the power supply connector 16 (connector temperature T1) and the temperature of the cable 20 (cable temperature T2) reaches or exceeds the respective predetermined upper temperature limits Tmax1 or Tmax2, it may become necessary to limit the current flow to the power supply device 10. Specifically, for example, as shown in FIG. 4(A) described below, it may be necessary to temporarily stop the current flow or reduce the current (output current of the power supply circuit 28). Such a current restriction increases the time required for charging, i.e., the battery 2 cannot be charged efficiently.

上述の課題に鑑み、本実施形態の給電装置１０（制御部２２）は、車両１への給電実行中に通電制限を回避又は抑制するために、次のようなロボットアーム１８の制御を実行する。すなわち、制御部２２は、給電のための通電中にコネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちの少なくとも一方がそれぞれの温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２以上になったとき、図２（Ｂ）に示す動作位置が得られるようにロボットアーム１８を制御する。なお、これらの温度上限Ｔｍａｘ１及びＴｍａｘ２は、本開示に係る「第１閾値」の一例に相当する。 In view of the above-mentioned problems, the power supply device 10 (controller 22) of this embodiment controls the robot arm 18 as follows to avoid or suppress power supply restrictions while power is being supplied to the vehicle 1. That is, the controller 22 controls the robot arm 18 so that the operating position shown in FIG. 2(B) is obtained when at least one of the connector temperature T1 and the cable temperature T2 becomes equal to or higher than the respective upper temperature limits Tmax1 or Tmax2 while power is being supplied. Note that these upper temperature limits Tmax1 and Tmax2 correspond to an example of the "first threshold" according to the present disclosure.

具体的には、制御部２２は、通電中（すなわち、給電完了前）にコネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちの少なくとも一方がそれぞれの温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２以上になったとき、給電側コネクタ１６と受電側コネクタ３との接続が一時的に解除され、かつ給電側コネクタ１６が筐体１４と接触するようにロボットアーム１８を制御する。 Specifically, when at least one of the connector temperature T1 and the cable temperature T2 becomes equal to or higher than the respective upper temperature limits Tmax1 or Tmax2 during power supply (i.e., before power supply is completed), the control unit 22 controls the robot arm 18 to temporarily disconnect the power supply connector 16 from the power receiving connector 3 and bring the power supply connector 16 into contact with the housing 14.

筐体１４は地面１００と接触しているため、通電に伴う筐体１４の温度上昇は生じない、又はほとんど生じない。このため、給電側コネクタ１６を筐体１４に接触させることにより、給電側コネクタ１６と筐体１４との温度差を利用して給電側コネクタ１６の冷却を行うことができる。また、給電側コネクタ１６に接続されているケーブル２０の熱を、給電側コネクタ１６を介して筐体１４に放出することにより、ケーブル２０の冷却も行うことができる。このように、給電側コネクタ１６を筐体１４に接触させることにより、給電側コネクタ１６及びケーブル２０の放熱を積極的に行える。 Because the housing 14 is in contact with the ground 100, there is no or very little temperature rise in the housing 14 due to the passage of electricity. Therefore, by bringing the power supply connector 16 into contact with the housing 14, the power supply connector 16 can be cooled by utilizing the temperature difference between the power supply connector 16 and the housing 14. In addition, the cable 20 can also be cooled by dissipating heat from the cable 20 connected to the power supply connector 16 to the housing 14 via the power supply connector 16. In this way, by bringing the power supply connector 16 into contact with the housing 14, heat can be actively dissipated from the power supply connector 16 and the cable 20.

また、制御部２２は、コネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちの少なくとも一方が温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２以上となった後にそれぞれの第２閾値ＴＨ１又はＴＨ２未満にまで低下したとき、給電側コネクタ１６と受電側コネクタ３との接続が再開されるようにロボットアーム１８を制御する。第２閾値ＴＨ１及びＴＨ２は、それぞれ、温度上限Ｔｍａｘ１及びＴｍａｘ２より低くなるように設定されている。 The control unit 22 also controls the robot arm 18 to resume connection between the power supply connector 16 and the power receiving connector 3 when at least one of the connector temperature T1 and the cable temperature T2 drops below the second threshold value TH1 or TH2 after reaching or exceeding the upper temperature limit Tmax1 or Tmax2. The second threshold values TH1 and TH2 are set to be lower than the upper temperature limits Tmax1 and Tmax2, respectively.

付け加えると、積極的な放熱のための図２（Ｂ）に示すロボットアーム１８の動作位置は、車両１への給電が完了してロボットアーム１８を筐体１４内に格納する際にも選択されてもよい。或いは、ロボットアーム１８の動作位置は、給電完了に伴う格納時と放熱中との間で異なっていてもよい。すなわち、格納時には、給電側コネクタ１６が筐体１４と接触しない動作位置においてロボットアーム１８が筐体１４内に格納され、一方、放熱中には、格納時と比べてロボットアーム１８が大きく回転し、図２（Ｂ）に示す動作位置が選択されてもよい。 In addition, the operating position of the robot arm 18 shown in FIG. 2(B) for active heat dissipation may also be selected when the power supply to the vehicle 1 is completed and the robot arm 18 is stored in the housing 14. Alternatively, the operating position of the robot arm 18 may be different between when the robot arm 18 is stored following completion of power supply and when heat is being dissipated. That is, when stored, the robot arm 18 is stored in the housing 14 in an operating position where the power supply side connector 16 is not in contact with the housing 14, while during heat dissipation, the robot arm 18 may rotate more than when stored and the operating position shown in FIG. 2(B) may be selected.

図３は、実施の形態に係るロボットアーム制御を含む通電制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１への給電要求が出された際に開始される。 Figure 3 is a flowchart showing an example of a process flow related to power supply control, including robot arm control, according to an embodiment. The process of this flowchart is started when a request for power supply to the vehicle 1 is issued.

図３に示すフローチャートでは、制御部２２は、まずステップＳ１００において、受電側コネクタ３への給電側コネクタ１６の接続を開始する。具体的には、給電の開始前には、ロボットアーム１８は、筐体１４内に格納されている。このため、制御部２２は、当該接続のためにアクチュエータ２４を用いてロボットアーム１８を持ち上げる動作を開始する。 In the flowchart shown in FIG. 3, the control unit 22 first starts connecting the power supplying connector 16 to the power receiving connector 3 in step S100. Specifically, before power supply starts, the robot arm 18 is stored in the housing 14. Therefore, the control unit 22 starts the operation of lifting the robot arm 18 using the actuator 24 to make this connection.

ステップＳ１００に続くステップＳ１０２では、制御部２２は、給電側コネクタ１６の接続が完了したか否かを判定する。その結果、接続が完了すると、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、制御部２２は、通電が開始されるように給電回路２８を制御する。 In step S102 following step S100, the control unit 22 determines whether or not the connection of the power supply connector 16 has been completed. As a result, if the connection is completed, the process proceeds to step S104. In step S104, the control unit 22 controls the power supply circuit 28 to start supplying electricity.

ステップＳ１０４に続くステップＳ１０６では、コネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちの少なくとも一方がそれぞれの温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２未満であるか否かを判定する。温度上限Ｔｍａｘ１及びＴｍａｘ２は、部品（給電側コネクタ１６及びケーブル２０）の耐熱性及び所定の規格の少なくとも一方に基づいて予め定められた温度基準である。温度上限Ｔｍａｘ１及びＴｍａｘ２は、同じ値であってもよいし、或いは異なっていてもよい。 In step S106 following step S104, it is determined whether at least one of the connector temperature T1 and the cable temperature T2 is less than the respective upper temperature limits Tmax1 or Tmax2. The upper temperature limits Tmax1 and Tmax2 are predetermined temperature standards based on at least one of the heat resistance of the components (the power supply connector 16 and the cable 20) and a predetermined standard. The upper temperature limits Tmax1 and Tmax2 may be the same value or may be different values.

なお、ステップＳ１０６の判定対象とするコネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２は、それぞれ１箇所に限られない。すなわち、給電側コネクタ１６の複数箇所の温度のそれぞれが温度上限Ｔｍａｘ１と比較されてもよいし、同様に、ケーブル２０の複数箇所の温度のそれぞれが温度上限Ｔｍａｘ２と比較されてもよい。 Note that the connector temperature T1 and cable temperature T2 to be determined in step S106 are not limited to one location each. In other words, the temperatures at multiple locations on the power supply connector 16 may each be compared with the upper temperature limit Tmax1, and similarly, the temperatures at multiple locations on the cable 20 may each be compared with the upper temperature limit Tmax2.

ステップＳ１０６の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、制御部２２は、車両１のバッテリ２のＳＯＣ（State Of Charge）がＳＯＣｆｕｌｌ（満充電状態）に達したか否かを判定する。給電装置１０は、車両１と通信可能に構成されており、制御部２２は、車両１からＳＯＣを取得する。 If the determination result of step S106 is positive, the process proceeds to step S108. In step S108, the control unit 22 determines whether the SOC (State Of Charge) of the battery 2 of the vehicle 1 has reached SOCfull (fully charged state). The power supply device 10 is configured to be able to communicate with the vehicle 1, and the control unit 22 obtains the SOC from the vehicle 1.

ステップＳ１０８においてＳＯＣがＳＯＣｆｕｌｌに達した場合、つまり、車両１への給電が完了した場合には、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、制御部２２は、通電が停止されるように給電回路２８を制御しつつ、給電側コネクタ１６の接続を解除し、かつ給電側コネクタ１６が筐体１４内に格納されるようにロボットアーム１８を制御する。これにより、今回の給電要求に伴う制御部２２の処理が終了される。 If the SOC reaches SOCfull in step S108, that is, if power supply to the vehicle 1 is complete, the process proceeds to step S110. In step S110, the control unit 22 controls the power supply circuit 28 to stop power supply, while also controlling the robot arm 18 to disconnect the power supply connector 16 and store the power supply connector 16 in the housing 14. This ends the process of the control unit 22 associated with the current power supply request.

一方、ステップＳ１０８においてＳＯＣがＳＯＣｆｕｌｌに達していない場合、つまり、車両１への給電が完了していない場合には、処理はステップＳ１０６に戻る。これにより、通電が継続される。 On the other hand, if the SOC has not reached SOCfull in step S108, that is, if power supply to the vehicle 1 has not been completed, the process returns to step S106. This allows power supply to continue.

また、ステップＳ１０６の判定結果が否定的である場合、つまり、コネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちの少なくとも一方がそれぞれの温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２に達した場合には、処理はステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、制御部２２は、通電が一時的に停止されるように給電回路２８を制御しつつ、給電側コネクタ１６の接続が解除され、かつ給電側コネクタ１６が筐体１４と接触するようにロボットアーム１８を制御する。 If the determination result in step S106 is negative, that is, if at least one of the connector temperature T1 and the cable temperature T2 has reached the respective upper temperature limits Tmax1 or Tmax2, the process proceeds to step S112. In step S112, the control unit 22 controls the power supply circuit 28 to temporarily stop the flow of electricity, while controlling the robot arm 18 to disconnect the power supply connector 16 and bring the power supply connector 16 into contact with the housing 14.

ステップＳ１１２に続くステップＳ１１４では、コネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２の双方がそれぞれの閾値ＴＨ１又はＴＨ２未満であるか否かを判定する。閾値ＴＨ１及びＴＨ２は、それぞれ、温度上限Ｔｍａｘ１及びＴｍａｘ２より低い値である。また、閾値ＴＨ１及びＴＨ２は、同じ値であってもよいし、或いは異なっていてもよい。なお、閾値ＴＨ１及びＴＨ２は、本開示に係る「第２閾値」の一例に相当する。 In step S114 following step S112, it is determined whether both the connector temperature T1 and the cable temperature T2 are less than their respective threshold values TH1 and TH2. The threshold values TH1 and TH2 are lower than the upper temperature limits Tmax1 and Tmax2, respectively. The threshold values TH1 and TH2 may be the same value or may be different values. The threshold values TH1 and TH2 correspond to an example of a "second threshold value" according to the present disclosure.

ステップＳ１１４の判定結果が否定的である場合には、制御部２２は、ステップＳ１１４の処理を繰り返し実行する。これにより、給電側コネクタ１６の接続が解除され、かつ給電側コネクタ１６が筐体１４と接触している状態が維持される。 If the determination result of step S114 is negative, the control unit 22 repeatedly executes the process of step S114. As a result, the power supply connector 16 is disconnected and the power supply connector 16 is maintained in contact with the housing 14.

一方、ステップＳ１１４の判定結果が肯定的である場合、つまり、給電側コネクタ１６及びケーブル２０の双方がそれぞれの閾値ＴＨ１又はＴＨ２未満にまで冷却された場合には、処理はステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６では、制御部２２は、受電側コネクタ３への給電側コネクタ１６の接続が再開されるようにロボットアーム１８を制御する。なお、ステップＳ１１４では、給電側コネクタ１６及びケーブル２０の双方がそれぞれの閾値ＴＨ１又はＴＨ２未満であることを再接続開始の条件としている。しかしながら、このような例に代え、ステップＳ１１４では、ステップＳ１０６において温度上限Ｔｍａｘに達した方のコネクタ温度Ｔ１又はケーブル温度Ｔ２が、対応する閾値ＴＨ１又はＴＨ２未満にまで低下したことのみが判断されてもよい。 On the other hand, if the determination result in step S114 is positive, that is, if both the power supply connector 16 and the cable 20 have been cooled to below their respective thresholds TH1 or TH2, the process proceeds to step S116. In step S116, the control unit 22 controls the robot arm 18 so that the connection of the power supply connector 16 to the power receiving connector 3 is resumed. Note that in step S114, the condition for starting reconnection is that both the power supply connector 16 and the cable 20 are below their respective thresholds TH1 or TH2. However, instead of this example, in step S114, it may be determined only that the connector temperature T1 or cable temperature T2 that reached the upper temperature limit Tmax in step S106 has fallen to below the corresponding threshold TH1 or TH2.

ステップＳ１１６に続くステップＳ１１８では、制御部２２は、給電側コネクタ１６の接続が完了したか否かを判定する。その結果、接続が完了すると、処理はステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０では、制御部２２は、通電が再開されるように給電回路２８を制御する。 In step S118 following step S116, the control unit 22 determines whether or not the connection of the power supply connector 16 has been completed. If the connection is completed, the process proceeds to step S120. In step S120, the control unit 22 controls the power supply circuit 28 so that power supply is resumed.

３．効果
以上説明した本実施形態の車両用給電装置１０の効果について、比較例を参照しつつ説明する。この比較例は、一例として給電装置１０と同じハードウェア構成を有するが、コネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちの少なくとも一方がそれぞれの温度上限Ｔｍａｘ１又はＴｍａｘ２以上になったときの対策において本実施形態と相違しているものとする。 3. Effects The effects of the vehicle power supply device 10 of the present embodiment described above will be described with reference to a comparative example. This comparative example has the same hardware configuration as the power supply device 10, but differs from the present embodiment in the measures taken when at least one of the connector temperature T1 and the cable temperature T2 exceeds the respective upper temperature limits Tmax1 or Tmax2.

図４（Ａ）は、比較例に係る通電制御の動作を表したタイムチャートであり、図４（Ｂ）は、実施の形態に係る通電制御の動作を表したタイムチャートである。より詳細には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、車両１への給電のための通電中の動作を示している。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の説明は、コネクタ温度Ｔ１及びケーブル温度Ｔ２のうちのコネクタ温度Ｔ１を例に挙げて行われるが、ケーブル温度Ｔ２についても同様に当てはまる。 Figure 4(A) is a time chart showing the operation of the current supply control according to the comparative example, and Figure 4(B) is a time chart showing the operation of the current supply control according to the embodiment. More specifically, Figures 4(A) and 4(B) show the operation during current supply for supplying power to the vehicle 1. Also, the explanation of Figures 4(A) and 4(B) will be given using the connector temperature T1 as an example of the connector temperature T1 and the cable temperature T2, but the same applies to the cable temperature T2.

まず、比較例について説明する。図４（Ａ）中の時点ｔ１は、通電中にコネクタ温度Ｔ１が温度上限Ｔｍａｘ１に達した時点に相当する。比較例では、時点ｔ１が到来すると、通電制限が実行される。具体的には、通電（車両１への電力供給）が停止されるように、又は、給電装置１０から車両１に向かう電流が抑制されるように、給電回路２８が制御される。 First, a comparative example will be described. Time t1 in FIG. 4(A) corresponds to the time when the connector temperature T1 reaches the upper temperature limit Tmax1 during current flow. In the comparative example, when time t1 arrives, current flow restriction is executed. Specifically, the power supply circuit 28 is controlled so that current flow (power supply to the vehicle 1) is stopped or the current flowing from the power supply device 10 to the vehicle 1 is suppressed.

比較例によれば、コネクタ温度Ｔ１が温度上限Ｔｍａｘ１に達した際には、給電側コネクタ１６が接続されたまま、通電制限によってコネクタ温度Ｔ１が低下するまで待つことが余儀なくされる。このような手法では、通電が制限される時間が長くなるので、充電を効率良く行うことが難しくなる。 In the comparative example, when the connector temperature T1 reaches the upper temperature limit Tmax1, the power supply connector 16 must remain connected and the power supply must be restricted to wait until the connector temperature T1 drops. With this method, the time during which power supply is restricted becomes longer, making it difficult to charge efficiently.

より詳細には、地上から給電を行う方式の給電装置１０では、自然空冷の積極的な活用が困難である。その理由は、まず、車両１への給電は、車両停止中に行われるためである。また、ロボットアーム１８等の給電装置１０の部品は、地面１００と車両１の下面との間に設置されているため、風通しが悪いことも理由に挙げられる。このように自然空冷の積極的な活用が困難であるため、比較例のように単に通電制限を行う手法では、通電が制限される時間が長くなってしまう。付け加えると、比較例において給電側コネクタ１６の接続を解除した状態で通電停止を行ったとしても、本実施形態のような積極的な放熱（図２（Ｂ）参照）を伴っていないと、通電が制限される時間が長くなることに大きな違いはない。さらに、給電側コネクタ１６及びケーブル２０を強制的に冷却するための冷却装置を追加することも考えられる。しかしながら、冷却装置を追加すると、装置の大型化を招いてしまう。 More specifically, it is difficult to actively utilize natural cooling in the power supply device 10 that supplies power from the ground. The reason is that, first, power is supplied to the vehicle 1 while the vehicle is stopped. Another reason is that the components of the power supply device 10, such as the robot arm 18, are installed between the ground 100 and the underside of the vehicle 1, which results in poor ventilation. Since it is difficult to actively utilize natural cooling, the method of simply limiting the flow of current as in the comparative example results in a long period of time during which the flow of current is restricted. In addition, even if the power supply is stopped in the comparative example with the power supply connector 16 disconnected, there is no significant difference in the fact that the time during which the flow of current is restricted is long unless there is active heat dissipation as in this embodiment (see FIG. 2B). Furthermore, it is also possible to add a cooling device to forcibly cool the power supply connector 16 and the cable 20. However, adding a cooling device leads to an increase in the size of the device.

一方、本実施形態によれば、時点ｔ１が到来すると、給電側コネクタ１６の接続が解除され、かつ給電側コネクタ１６が筐体１４と接触するようにロボットアーム１８が制御される（ステップＳ１１２参照）。これにより、給電側コネクタ１６及びケーブル２０の熱を、筐体１４を介して地面１００に積極的に放出できる。このため、図４（Ｂ）に示すように、コネクタ温度Ｔ１を速やかに低下させられる。このように、本実施形態のロボットアーム制御によれば、簡易な冷却手法で給電側コネクタ１６及びケーブル２０を冷却できるようになるので、通電が制限される時間を効果的に短縮できる。その結果、車両１の下方側から給電を行う方式の給電装置１０に利用して、バッテリ２の充電を効率良く行えるようになる。 On the other hand, according to this embodiment, when time t1 arrives, the power supply connector 16 is disconnected and the robot arm 18 is controlled so that the power supply connector 16 comes into contact with the housing 14 (see step S112). This allows the heat of the power supply connector 16 and the cable 20 to be actively released to the ground 100 via the housing 14. Therefore, as shown in FIG. 4B, the connector temperature T1 can be quickly reduced. In this way, according to the robot arm control of this embodiment, the power supply connector 16 and the cable 20 can be cooled by a simple cooling method, so that the time during which the power supply is restricted can be effectively shortened. As a result, the battery 2 can be efficiently charged by using the power supply device 10 that supplies power from the underside of the vehicle 1.

また、本実施形態によれば、時点ｔ１においてコネクタ温度Ｔ１が温度上限Ｔｍａｘ１（第１閾値）以上となった後の時点ｔ２において、コネクタ温度Ｔ１が温度上限Ｔｍａｘ１より低い第２閾値ＴＨ１未満にまで低下すると、給電側コネクタ１６の接続が再開されるようにロボットアーム１８が制御される。これにより、コネクタ温度Ｔ１を所望の値（第２閾値ＴＨ１）にまで低下させてうえで通電を再開できるようになる。 In addition, according to this embodiment, when the connector temperature T1 falls to below a second threshold TH1 that is lower than the upper temperature limit Tmax1 at time t2 after the connector temperature T1 reaches or exceeds the upper temperature limit Tmax1 (first threshold), the robot arm 18 is controlled to resume connection of the power supply connector 16. This allows the connector temperature T1 to be lowered to a desired value (second threshold TH1) before current flow can be resumed.

１車両
２バッテリ
３受電側コネクタ
３ａ受電側電極
１０車両用給電装置
１２地上ユニット
１４筐体
１６給電側コネクタ
１６ａ給電側電極
１８ロボットアーム
２０ケーブル
２２制御部
２４アクチュエータ
２６給電スタンド
２８給電回路
３０交流電源
３２、３４温度センサ
１００地面 Reference Signs List 1 Vehicle 2 Battery 3 Power receiving connector 3a Power receiving electrode 10 Vehicle power supply device 12 Ground unit 14 Housing 16 Power supply connector 16a Power supply electrode 18 Robot arm 20 Cable 22 Control unit 24 Actuator 26 Power supply stand 28 Power supply circuit 30 AC power sources 32, 34 Temperature sensor 100 Ground

Claims

A vehicle power supply device that supplies power to a battery of a vehicle via a power receiving connector installed under a vehicle,
a housing installed on the ground in contact with the ground;
a power supplying connector connectable to the power receiving connector;
a robot arm having one end to which the power supply connector is attached and a base end supported by the housing;
a cable for supplying power to the power supply connector;
a control unit that controls the robot arm so that the power supplying side connector is connected to the power receiving side connector when starting power supply to the vehicle, and controls the robot arm so that the power supplying side connector and the power receiving side connector are disconnected when ending the power supply;
Equipped with
the robot arm is stored in the housing at a first operating position in which the power supply connector is not in contact with the housing when there is no request for power supply;
the control unit controls the robot arm to rotate more greatly than the first operating position so as to obtain a second operating position in which the power supply side connector contacts the housing, when a temperature of at least one of the power supply side connector and the cable becomes equal to or higher than a first threshold value during the flow of electricity for the power supply, and the connection is temporarily released .

2. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the control unit controls the robot arm to resume the connection when a temperature of at least one of the power supplying connector and the cable becomes equal to or higher than the first threshold and then drops to less than a second threshold that is lower than the first threshold.