特開 2024-73059 充電器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073059

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】充電器

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/02 20160101AFI20240522BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20240522BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

H02J7/02 B

H02J7/04 A

H02J7/00 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184052

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】大北 祐司

(72)【発明者】

【氏名】三宅 圭二

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 慎司

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大介

(72)【発明者】

【氏名】三浦 雅博

【テーマコード（参考）】

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB02

5G503CA01

5G503DA04

5G503EA08

5G503GB03

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】交流電源からブレーカを介して入力される交流電流を直流電流に変換して蓄電装置に流す充電器において、交流電流を測定する電流センサが故障しても、ブレーカをトリップさせずに蓄電装置に継続して電流を流す充電器を提供する。
【解決手段】充電器は、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流と電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流との差が閾値以下である場合、ブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒに対応する直流電流を上限として蓄電装置Ｐｓから要求される電流が変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓへ流れるように変換回路Ｃｎｖの動作を制御し、差が閾値より大きい状態が所定時間ｔ継続すると、ブレーカＢｒの遮断容量より小さい制限電流に対応する直流電流を上限として蓄電装置Ｐｓから要求される電流が変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓへ流れるように変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブレーカと蓄電装置との間に接続される充電器であって、
交流電源から前記ブレーカを介して前記充電器に流れる三相交流電流のうちの第１交流電流を測定する第１電流センサと、
前記三相交流電流のうちの第２交流電流を測定する第２電流センサと、
前記三相交流電流を直流電流に変換して前記蓄電装置へ流す変換回路と、
前記変換回路の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１電流センサにより測定される第１交流電流と前記第２電流センサにより測定される第２交流電流との第１差が閾値以下である場合、前記ブレーカの遮断容量に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御し、
前記第１差が前記閾値より大きい状態が所定時間継続すると、前記ブレーカの遮断容量より小さい制限電流に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御する
ことを特徴とする充電器。

【請求項2】

請求項１に記載の充電器であって、
前記三相交流電流のうちの第３交流電流を測定する第３電流センサを備え、
前記制御部は、
前記第１差、前記第２電流センサにより測定される第２交流電流と前記第３電流センサにより測定される第３交流電流との第２差、及び前記第１電流センサにより測定される第１交流電流と前記第３電流センサにより測定される第３交流電流との第３差の何れも前記閾値以下である場合、前記ブレーカの遮断容量に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御し、
前記第１乃至第３差の少なくとも１つが前記閾値より大きい状態が前記所定時間継続すると、前記制限電流に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御する
ことを特徴とする充電器。

【請求項3】

請求項１に記載の充電器であって、
前記制御部は、前記第１差が前記閾値より大きい状態が前記所定時間継続すると、前記第１及び第２電流センサの一方が故障している旨を報知部によりユーザに報知する
ことを特徴とする充電器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交流電源からブレーカを介して入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置に供給する充電器に関する。

【背景技術】

【0002】

充電器として、ブレーカに流れる電流がブレーカの遮断容量（定格遮断電流）を超える状態が一定時間継続してブレーカがトリップ（遮断）しないように、電流センサにより測定される充電器の入力電流に基づいて、充電器の動作を制御するものがある。関連する技術として、例えば、特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１３８５３５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、上記充電器では、電流センサの故障を起因とする充電器の誤動作により入力電流が意図せずに増加する場合、ブレーカの遮断容量を超える電流が一定時間以上ブレーカに流れてブレーカがトリップし蓄電装置への電力供給が停止してしまうおそれがある。

【0005】

本発明の一側面に係る目的は、電流センサの故障時において、蓄電装置への継続的な電力供給を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る一つの形態である充電器は、ブレーカと蓄電装置との間に接続される充電器であって、交流電源から前記ブレーカを介して前記充電器に流れる三相交流電流のうちの第１交流電流を測定する第１電流センサと、前記三相交流電流のうちの第２交流電流を測定する第２電流センサと、前記三相交流電流を直流電流に変換して前記蓄電装置へ流す変換回路と、前記変換回路の動作を制御する制御部とを備える。

【0007】

前記制御部は、前記第１電流センサにより測定される第１交流電流と前記第２電流センサにより測定される第２交流電流との第１差が閾値以下である場合、前記ブレーカの遮断容量に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御し、前記第１差が前記閾値より大きい状態が所定時間継続すると、前記ブレーカの遮断容量より小さい制限電流に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御する。

【0008】

これにより、第１差が閾値より大きい状態が所定時間継続した場合、すなわち、第１及び第２電流センサの一方が故障していると判断される場合、第１及び第２交流電流をブレーカの遮断容量より小さい制限電流に制限することができる。そのため、第１及び第２電流センサの一方の故障を起因とする制御部の誤動作により第１及び第２交流電流が意図せずに増加しても、ブレーカの遮断容量より大きい第１及び第２交流電流がブレーカに流れてブレーカがトリップすることを抑制することができ、蓄電装置への電力供給を継続させることができる。

【0009】

また、上記充電器は、前記三相交流電流のうちの第３交流電流を測定する第３電流センサを備え、前記制御部は、前記第１差、前記第２電流センサにより測定される第２交流電流と前記第３電流センサにより測定される第３交流電流との第２差、及び前記第１電流センサにより測定される第１交流電流と前記第３電流センサにより測定される第３交流電流との第３差の何れも前記閾値以下である場合、前記ブレーカの遮断容量に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御し、前記第１乃至第３差の少なくとも１つが前記閾値より大きい状態が前記所定時間継続すると、前記制限電流に対応する直流電流を上限として前記蓄電装置から要求される電流が前記変換回路から前記蓄電装置へ流れるように前記変換回路の動作を制御するように構成してもよい。

【0010】

これにより、第１乃至第３電流センサの少なくとも１つが故障していても、ブレーカがトリップすることを抑制することができ、蓄電装置への電力供給を継続させることができる。

【0011】

また、前記制御部は、前記第１差が前記閾値より大きい状態が前記所定時間継続すると、前記第１及び第２電流センサの一方が故障している旨を報知部によりユーザに報知するように構成してもよい。

【0012】

これにより、第１及び第２電流センサの一方が故障している場合、第１及び第２電流センサの一方が故障している旨をユーザに報知することができるため、充電器の早期回復を図ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、交流電源からブレーカを介して入力される交流電流を直流電流に変換して蓄電装置に流す充電器において、入力される交流電流を測定する電流センサが故障しても、ブレーカをトリップさせずに蓄電装置に継続して電流を流すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態の充電器の一例を示す図である。

【図2】変換回路及び蓄電装置の一例を示す図である。

【図3】制御部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】電流センサにより測定される電流の一例を示す図である。

【図5】実施形態の充電器の変形例１を示す図である。

【図6】実施形態の充電器の変形例２を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。

【0016】

図１は、実施形態の充電器の一例を示す図である。

【0017】

図１に示す充電器Ｃｈは、交流電源ＰａｃからブレーカＢｒを介して入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電装置Ｐｓに供給する。

【0018】

交流電源Ｐａｃは、例えば、三相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）３線式の系統電源とする。交流電源ＰａｃからブレーカＢｒを介して充電器Ｃｈへ交流電力が供給されているとき、交流電源ＰａｃからブレーカＢｒを介して充電器Ｃｈへ流れる三相交流電流のうちの第１交流電流がＲ相に流れ、第２交流電流がＴ相に流れ、第３交流電流がＳ相に流れるものとする。なお、交流電源Ｐａｃの配電方式は、単相３線式などを採用してもよく、三相３線式に限定されない。

【0019】

ブレーカＢｒは、交流電源Ｐａｃと充電器Ｃｈとの間に接続され、第１～第３交流電流のうちの少なくとも１つの交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒを超える状態が一定時間継続すると、交流電源Ｐａｃと充電器Ｃｈとを電気的に遮断（トリップ）し、交流電源Ｐａｃから充電器Ｃｈへの電力供給を停止させる。交流電源Ｐａｃから充電器Ｃｈへの電力供給が停止すると、充電器Ｃｈから蓄電装置Ｐｓへの電力供給も停止する。

【0020】

蓄電装置Ｐｓは、例えば、フォークリフトなどの産業車両や電気自動車などの車両に搭載され、産業車両や車両に搭載される負荷に電力を供給する。

【0021】

充電器Ｃｈは、変換回路Ｃｎｖ、電流センサＳｉ１（第１電流センサ）、電流センサＳｉ２（第２電流センサ）、及び制御部Ｃｎｔｃを備える。

【0022】

変換回路Ｃｎｖは、交流電源ＰａｃからブレーカＢｒを介して入力される三相交流電流（第１～第３交流電流）を直流電流に変換して蓄電装置Ｐｓへ流す。

【0023】

電流センサＳｉ１は、例えば、ホール素子により構成され、Ｒ相に流れる第１交流電流を測定し、その測定した第１交流電流を制御部Ｃｎｔｃに送る。

【0024】

電流センサＳｉ２は、例えば、ホール素子により構成され、Ｔ相に流れる第２交流電流を測定し、その測定した第２交流電流を制御部Ｃｎｔｃに送る。なお、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により測定される交流電流は、第１及び第２交流電流に限定されない。例えば、電流センサＳｉ１によりＲ相に流れる第１交流電流が測定されるとともに、電流センサＳｉ２によりＳ相に流れる第３交流電流が測定されてもよい。また、電流センサＳｉ１によりＳ相に流れる第３交流電流が測定されるとともに、電流センサＳｉ２によりＴ相に流れる第２交流電流が測定されてもよい。

【0025】

制御部Ｃｎｔｃは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、または、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device））などにより構成される。

【0026】

＜電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の故障判断＞
制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流と電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流との差ΔＩ１（第１差）が閾値ΔＩｔｈ以下である場合、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が何れも故障していない（電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が何れも正常である）と判断する。

【0027】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していると判断する。

【0028】

なお、差ΔＩ１及び所定時間ｔは、例えば、バッテリＢの充電開始時における三相交流電流の単位時間あたりの増加率や電流センサＳｉ１、Ｓｉ２における測定誤差などが考慮されて予め求められる値とし、実験やシミュレーションにより求められる値とする。

【0029】

＜電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が故障していないときの変換回路Ｃｎｖの動作制御＞
制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１及び電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから送られてくる電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0030】

例えば、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、最大値Ｉ１、Ｉ２がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合において、電流指令値が一定であると、スイッチＳＷの駆動信号のデューティ比を一定にすることで三相交流電流の最大値を一定にさせ、充電器Ｃｈから蓄電装置Ｐｓに流れる直流電流を一定にさせる。

【0031】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、最大値Ｉ１、Ｉ２がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合において、電流指令値が上昇すると、電流指令値の上昇に伴ってスイッチＳＷの駆動信号のデューティ比を増加させることで三相交流電流の最大値を上昇させ、変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓに流れる直流電流を上昇させる。

【0032】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、最大値Ｉ１、Ｉ２がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合において、電流指令値が低下すると、電流指令値の低下に伴ってスイッチＳＷの駆動信号のデューティ比を減少させることで三相交流電流の最大値を低下させ、変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓに流れる直流電流を低下させる。

【0033】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が故障していない場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから要求される電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0034】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１または電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒ以上である場合、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒと等しいまたは略等しいときの電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0035】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が故障していない場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒ以上である場合、遮断容量ＩＢｒに対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0036】

このように、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が故障していない場合、ブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒに対応する直流電流を上限として蓄電装置Ｐｓから要求される電流が変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓへ流れるように変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。これにより、ブレーカＢｒがトリップすることを抑制することができる。

【0037】

＜電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障しているときの変換回路Ｃｎｖの動作制御＞
制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１または電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２が制限電流ＩＬｉより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから送られてくる電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。なお、制限電流ＩＬｉは、ブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい値とする。例えば、制限電流ＩＬｉは、ブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒに対して所定の割合（８０［％］など）の値とする。

【0038】

例えば、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、最大値Ｉ１、Ｉ２が制限電流ＩＬｉより小さい場合において、電流指令値が一定であると、スイッチＳＷの駆動信号のデューティ比を一定にすることで三相交流電流の最大値を一定にさせ、充電器Ｃｈから蓄電装置Ｐｓに流れる直流電流を一定にさせる。

【0039】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、最大値Ｉ１、Ｉ２が制限電流ＩＬｉより小さい場合において、電流指令値が上昇すると、電流指令値の上昇に伴ってスイッチＳＷの駆動信号のデューティ比を増加させることで三相交流電流の最大値を上昇させ、変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓに流れる直流電流を上昇させる。

【0040】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、最大値Ｉ１、Ｉ２が制限電流ＩＬｉより小さい場合において、電流指令値が低下すると、電流指令値の低下に伴ってスイッチＳＷの駆動信号のデューティ比を減少させることで三相交流電流の最大値を低下させ、変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓに流れる直流電流を低下させる。

【0041】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障している場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから要求される電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0042】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１が閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１または電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２が制限電流ＩＬｉ以上である場合、三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉと等しいまたは略等しいときの電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0043】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障している場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉ以上である場合、制限電流ＩＬｉに対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0044】

このように、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障している場合、制限電流ＩＬｉに対応する直流電流を上限として蓄電装置Ｐｓから要求される電流が変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓへ流れるように変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。これにより、三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉを超えることを抑制することができるため、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方の故障を起因とする制御部Ｃｎｔｃの誤動作により三相交流電流の最大値が意図せずに増加しても、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒを超えることを抑制することができ、ブレーカＢｒがトリップすることを抑制することができる。

【0045】

図２は、変換回路Ｃｎｖ及び蓄電装置Ｐｓの一例を示す図である。

【0046】

変換回路Ｃｎｖは、ダイオードＤ１～Ｄ８と、コンデンサＣ１、Ｃ２と、トランスＴｒと、スイッチＳＷと、インダクタＬとを備える。なお、図２においてスイッチＳＷは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）により構成されているが、ＭＯＳＦＥＴに限定されない。また、変換回路Ｃｎｖは、図２に示す回路構成に限定されず、例えば、コンデンサＣ２の後段に昇圧回路や降圧回路が設けられていてもよい。

【0047】

ダイオードＤ１のアノード端子とダイオードＤ２のカソード端子との接続点が交流電源ＰａｃのＲ相に接続され、ダイオードＤ３のアノード端子とダイオードＤ４のカソード端子との接続点が交流電源ＰａｃのＳ相に接続され、ダイオードＤ５のアノード端子とダイオードＤ６のカソード端子との接続点が交流電源ＰａｃのＴ相に接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ５のそれぞれのカソード端子がコンデンサＣ１の一方の端子に接続され、ダイオードＤ２、Ｄ４、Ｄ６のそれぞれのアノード端子がコンデンサＣ１の他方の端子に接続されている。

【0048】

また、トランスＴｒの１次コイルＬｐの一方の端子がコンデンサＣ１の一方の端子に接続され、１次コイルＬｐの他方の端子がスイッチＳＷのドレイン端子に接続され、スイッチＳＷのソース端子がコンデンサＣ１の他方の端子に接続されている。トランスＴｒの２次コイルＬｓの一方の端子がダイオードＤ７のアノード端子に接続され、ダイオードＤ７、Ｄ８のそれぞれのカソード端子がインダクタＬを介してコンデンサＣ２の一方の端子に接続されている。また、２次コイルＬｓの他方の端子がダイオードＤ８のアノード端子及びコンデンサＣ２の他方の端子に接続されている。

【0049】

変換回路Ｃｎｖに入力される三相交流電力は、ダイオードＤ１～Ｄ６により整流された後、コンデンサＣ１により平滑される。また、スイッチＳＷが繰り返しオン、オフすることにより、平滑された電力がトランスＴｒの１次コイルＬｐから２次コイルＬｓに伝わり、ダイオードＤ７、Ｄ８により整流された後、コンデンサＣ２により平滑される。すなわち、ダイオードＤ１～Ｄ６からなる整流回路、コンデンサＣ１からなる平滑回路、並びに、スイッチＳＷ、トランスＴｒ、ダイオードＤ７、Ｄ８、インダクタＬ、及びコンデンサＣ２からなるフォワードコンバータにより、三相交流電力が直流電力に変換される。なお、フォワードコンバータを、フライバックコンバータまたはフルブリッジコンバータなどに替えてもよい。

【0050】

蓄電装置Ｐｓは、バッテリＢと、電圧センサＳｖｂと、電流センサＳｉｂと、制御部Ｃｎｔｂとを備える。

【0051】

バッテリＢは、例えば、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池により構成される。なお、不図示の充電ケーブルを介して充電器Ｃｈと蓄電装置Ｐｓとが互いに接続されると、バッテリＢのプラス端子が変換回路ＣｎｖのコンデンサＣ２の一方の端子に接続され、バッテリＢのマイナス端子がコンデンサＣ２の他方の端子に接続され、変換回路ＣｎｖからバッテリＢに電力供給可能な状態になる。この状態において、変換回路ＣｎｖからバッテリＢに電力が供給されると、バッテリＢが充電され、バッテリＢの充電率（バッテリＢの満充電容量に対する残容量の割合）や電圧が増加する。

【0052】

電圧センサＳｖｂは、例えば、分圧抵抗などにより構成され、バッテリＢの電圧を測定し、その測定した電圧を制御部Ｃｎｔｂに送る。

【0053】

電流センサＳｉｂは、例えば、ホール素子などにより構成され、変換回路ＣｎｖからバッテリＢに流れる電流を測定し、その測定した電流を制御部Ｃｎｔｂに送る。

【0054】

制御部Ｃｎｔｂは、例えば、ＣＰＵまたはプログラマブルなデバイスなどにより構成される。なお、不図示の充電ケーブルを介して充電器Ｃｈと蓄電装置Ｐｓとが互いに接続されると、制御部Ｃｎｔｂと制御部Ｃｎｔｃとの間で通信可能な状態になる。

【0055】

また、制御部Ｃｎｔｂは、電圧センサＳｖｂにより測定される電圧及び電流センサＳｉｂにより測定される電流に基づく電流指令値を制御部Ｃｎｔｃに送信する。例えば、制御部Ｃｎｔｂは、バッテリＢの充電開始時から電圧センサＳｖｂにより測定される電圧が所定電圧に上昇するまで、予め決められた一定の電流指令値を制御部Ｃｎｔｃに送信する。また、制御部Ｃｎｔｂは、電圧センサＳｖｂにより測定される電圧が所定電圧まで上昇した後、電圧センサＳｖｂにより測定される電圧を所定電圧に一致させたまま電流センサＳｉｂにより測定される電流が充電終了電流まで徐々に低下するように電流指令値を徐々に低下させる。

【0056】

図３は、制御部Ｃｎｔｃの動作の一例を示すフローチャートである。

【0057】

まず、制御部Ｃｎｔｃは、蓄電装置Ｐｓの制御部Ｃｎｔｂから送られてくるバッテリＢの充電開始指示を受信すると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、変換回路Ｃｎｖの動作制御を開始させるとともに、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流と電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流との差ΔＩを算出する（ステップＳ２）。

【0058】

次に、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩが閾値ΔＩｔｈ以下であると判断すると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部Ｃｎｔｂから送られてくるバッテリＢの充電終了指示を受信するまで、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒと等しいまたは略等しいときの電流指令値に対応する直流電流を上限として、電流指令値に対応する直流電流が変換回路ＣｎｖからバッテリＢに流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する（ステップＳ４、ステップＳ５：Ｎｏ）。

【0059】

一方、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩが閾値ΔＩｔｈより大きいと判断してから所定時間ｔが経過するまで差ΔＩが閾値ΔＩｔｈより大きい状態のままであると（ステップＳ３：Ｎｏ、ステップＳ６：Ｙｅｓ）、バッテリＢの充電終了指示を受信するまで、三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉに対応する直流電流を上限として、電流指令値に対応する直流電流が変換回路ＣｎｖからバッテリＢに流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する（ステップＳ７、ステップＳ８：Ｎｏ）。

【0060】

そして、制御部Ｃｎｔｃは、バッテリＢの充電終了指示を受信すると（ステップＳ５：ＹｅｓまたはステップＳ８：Ｙｅｓ）、変換回路Ｃｎｖの動作制御を停止させる。

【0061】

図４は、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２により測定される電流の一例を示す図である。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す二次元座標の横軸は時間を示し、縦軸は電流を示している。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す実線は、バッテリＢの充電開始時Ｔｓから充電終了時Ｔｅまでの間において、故障していない電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１を示している。また、図４（ａ）に示す破線は、バッテリＢの充電開始時Ｔｓから充電終了時Ｔｅまでの間において、故障していない電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２を示している。また、図４（ｂ）に示す破線は、バッテリＢの充電開始時Ｔｓから充電終了時Ｔｅまでの間において、故障している電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２を示している。

【0062】

図４（ａ）に示す例では、バッテリＢの充電開始時Ｔｓから充電終了時Ｔｅまでの間において、最大値Ｉ１と最大値Ｉ２とが互いに略同じ値であり、最大値Ｉ１と最大値Ｉ２との差ΔＩは閾値ΔＩｔｈ以下になる。そのため、制御部Ｃｎｔｃは、充電開始時Ｔｓから充電終了時Ｔｅまでの間において、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒを超えないように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0063】

一方、図４（ｂ）に示す例では、バッテリＢの充電開始後、時刻Ｔ１において、差ΔＩが閾値ΔＩｔｈより大きくなり、時刻Ｔ１から所定時間ｔ経過後の時刻Ｔ２まで差ΔＩが閾値ΔＩｔｈより大きい状態が続く。そのため、制御部Ｃｎｔｃは、時刻Ｔ２から充電終了時Ｔｅまでの間において、三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉを超えないように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0064】

実施形態の充電器Ｃｈによれば、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していると判断すると、三相交流電流の最大値をブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい制限電流ＩＬｉ以下に制限することができるため、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方の故障を起因とする制御部Ｃｎｔｃの誤動作により三相交流電流の最大値が意図せずに増加しても、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒを超えることを抑制することができる。これにより、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していても、ブレーカＢｒのトリップを抑制することができるため、バッテリＢへの電力供給が停止することを抑制することができ、バッテリＢの充電を継続させることができる。

【0065】

また、実施形態の充電器Ｃｈによれば、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していると判断するときのみ三相交流電流の最大値を制限電流ＩＬｉ以下に制限し、それ以外のときは三相交流電流の最大値をブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒ以下に制限することができるため、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２が故障しているか否かに関わらず、常に三相交流電流の最大値を制限電流ＩＬｉ以下に制限する場合に比べて、バッテリＢへ流れる直流電流が電流指令値より小さい値に制限されてしまう頻度を低減することができ、バッテリＢが満充電状態になるまでにかかる時間を短くすることができる。

【0066】

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

【0067】

＜変形例１＞
図５は、実施形態の充電器の変形例１を示す図である。なお、図５において、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。

【0068】

図５に示す充電器Ｃｈにおいて、図１に示す充電器Ｃｈと異なる点は、Ｓ相に流れる第３交流電流を測定する電流センサＳｉ３（第３電流センサ）をさらに備えている点である。なお、電流センサＳｉ３は、例えば、ホール素子により構成される。

【0069】

＜電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の故障判断＞
制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流と電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流との差ΔＩ１（第１差）を求める。また、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流と電流センサＳｉ３により測定される第３交流電流との差ΔＩ２（第２差）を求める。また、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流と電流センサＳｉ３により測定される第３交流電流との差ΔＩ３（第３差）を求める。

【0070】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１～差ΔＩ３の何れも閾値ΔＩｔｈ以下である場合、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３が何れも故障していないと判断する。

【0071】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１～差ΔＩ３の少なくとも１つが閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の少なくとも１つが故障していると判断する。

【0072】

＜電流センサＳｉ１～Ｓｉ３が故障していないときの変換回路Ｃｎｖの動作制御＞
制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１～差ΔＩ３の何れも閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１、電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２、及び電流センサＳｉ３により測定される第３交流電流の最大値Ｉ３が何れもブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから送られてくる電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0073】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３が故障していない場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから要求される電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0074】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１～差ΔＩ３の何れも閾値ΔＩｔｈ以下である場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１、電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２、及び電流センサＳｉ３により測定される第３交流電流の最大値Ｉ３のうちの少なくとも１つがブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒ以上である場合、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒと等しいまたは略等しいときの電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0075】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３が故障していない場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒ以上である場合、遮断容量ＩＢｒに対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0076】

このように、図５に示す制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３が故障していない場合、ブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒに対応する直流電流を上限として蓄電装置Ｐｓから要求される電流が変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓへ流れるように変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。これにより、ブレーカＢｒがトリップすることを抑制することができる。

【0077】

＜電流センサＳｉ１～Ｓｉ３のうちの少なくとも１つが故障しているときの変換回路Ｃｎｖの動作制御＞
制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１～差ΔＩ３の少なくとも１つが閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１、電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２、及び電流センサＳｉ３により測定される第３交流電流の最大値Ｉ３が何れも制限電流ＩＬｉより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから送られてくる電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0078】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の少なくとも１つが故障している場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉより小さい場合、蓄電装置Ｐｓから要求される電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0079】

また、制御部Ｃｎｔｃは、差ΔＩ１～差ΔＩ３の少なくとも１つが閾値ΔＩｔｈより大きい状態が所定時間ｔ継続する場合で、かつ、電流センサＳｉ１により測定される第１交流電流の最大値Ｉ１、電流センサＳｉ２により測定される第２交流電流の最大値Ｉ２、及び電流センサＳｉ３により測定される第３交流電流の最大値Ｉ３のうちの少なくとも１つが制限電流ＩＬｉ以上である場合、三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉと等しいまたは略等しいときの電流指令値に対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0080】

すなわち、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の少なくとも１つが故障している場合で、かつ、ブレーカＢｒに流れる三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉ以上である場合、制限電流ＩＬｉに対応する直流電流が蓄電装置Ｐｓへ流れるように、変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。

【0081】

このように、図５に示す制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の少なくとも１つが故障している場合、制限電流ＩＬｉに対応する直流電流を上限として蓄電装置Ｐｓから要求される電流が変換回路Ｃｎｖから蓄電装置Ｐｓへ流れるように変換回路Ｃｎｖの動作を制御する。これにより、三相交流電流の最大値が制限電流ＩＬｉを超えることを抑制することができるため、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の少なくとも１つの故障を起因とする制御部Ｃｎｔｃの誤動作により三相交流電流の最大値が意図せずに増加しても、三相交流電流の最大値がブレーカＢｒの遮断容量ＩＢｒを超えることを抑制することができ、ブレーカＢｒがトリップすることを抑制することができる。

【0082】

＜変形例２＞
図６は、実施形態の充電器の変形例２を示す図である。なお、図６において、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。

【0083】

図６に示す充電器Ｃｈにおいて、図１に示す充電器Ｃｈと異なる点は、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障している旨をユーザに報知する報知部Ｉｎｆをさらに備えている点である。

【0084】

報知部Ｉｎｆは、例えば、スピーカ、ディスプレイ、ライトなどにより構成される。

【0085】

制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していると判断すると、その旨を報知部Ｉｎｆによりユーザに報知する。

【0086】

図６に示す充電器Ｃｈによれば、図１に示す充電器Ｃｈと同様に、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していても、ブレーカＢｒのトリップを抑制することができるため、バッテリＢへの電力供給が停止することを抑制することができ、バッテリＢの充電を継続させることができる。

【0087】

また、図６に示す充電器Ｃｈによれば、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障していると判断すると、電流センサＳｉ１、Ｓｉ２の一方が故障している旨をユーザに報知することができるため、充電器Ｃｈの早期回復を図ることができる。

【0088】

なお、報知部Ｉｎｆは、図５に示す充電器Ｃｈに備えられていてもよい。この場合、制御部Ｃｎｔｃは、電流センサＳｉ１～Ｓｉ３の少なくとも１つが故障していると判断すると、その旨を報知部Ｉｎｆによりユーザに報知する。

【符号の説明】

【0089】

Ｐａｃ 交流電源
Ｂｒ ブレーカ
Ｃｈ 充電器
Ｐｓ 蓄電装置
Ｓｉ１ 電流センサ
Ｓｉ２ 電流センサ
Ｓｉ３ 電流センサ
Ｃｎｖ 変換回路
Ｃｎｔｃ 制御部
Ｉｎｆ 報知部
Ｂ バッテリ
Ｓｉｂ 電流センサ
Ｓｖｂ 電圧センサ
Ｃｎｔｂ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】