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JPH10106868A - 電気自動車用充電システム - Google Patents

電気自動車用充電システム

Info

Publication number
JPH10106868A
JPH10106868A JP9049982A JP4998297A JPH10106868A JP H10106868 A JPH10106868 A JP H10106868A JP 9049982 A JP9049982 A JP 9049982A JP 4998297 A JP4998297 A JP 4998297A JP H10106868 A JPH10106868 A JP H10106868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
coil unit
primary
electric vehicle
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9049982A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiko Watanabe
邦彦 渡辺
Heiji Kuki
平次 九鬼
Shiyuuji Arisaka
秋司 有坂
Toshiro Shimada
俊郎 嶋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd, Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to JP9049982A priority Critical patent/JPH10106868A/ja
Priority to EP99116972A priority patent/EP0982832A3/en
Priority to EP97113511A priority patent/EP0823767A1/en
Priority to US08/907,000 priority patent/US5909099A/en
Priority to CN97118089A priority patent/CN1186366A/zh
Publication of JPH10106868A publication Critical patent/JPH10106868A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/34Plug-like or socket-like devices specially adapted for contactless inductive charging of electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/302Cooling of charging equipment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルの冷却効率を向上させる。 【解決手段】 二次コア21に導電パイプ23を巻回し
て二次コイルユニット20が構成されている。導電パイ
プ23内には冷却水が循環され、これが電気自動車側の
冷却装置40にて冷却される。充電用カプラ30が受容
部12に挿入され、両コア21,33が接合状態となる
と、充電用電力ケーブル50を通して充電用装置51か
ら高周波電圧が印加され、バッテリが充電される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車を電磁
誘導を利用して充電する充電システムに関し、特に、コ
イルの冷却構造を改良したものに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の充電システムは、電気自動車に
対して電気的接点を介さずに非接触で電力を供給できる
ことから種々の利点があり、各種の構造が考えられてい
る。その基本構造は、例えば特開平5−258962
号、特開平5−260671号、特開平6−14470
号等の各公報に開示されているように、一次及び二次の
各コアにそれぞれコイルを巻装し、電気自動車の充電時
には一次コイルユニットに交流電流を流して二次コイル
ユニットに電磁結合によって起電力を生じさせるという
変圧器の原理の応用である。
【0003】このような充電システムにおいては全体の
小型化が強く要望されており、その達成には一次及び二
次の各コイルユニットから発生する熱を十分に冷却する
ことが必要となっている。そこで、例えば米国特許5,
412,304号公報では、図9及び図10に示すよう
に、ハウジング1にコア2を収容するとともにそのコア
2の外周に一次コイル3を巻装して一次コイルユニット
を構成し、かつ、その一次コイル3に沿わせて多数の冷
気流路4とこれに連なる排気口5を形成した構成として
いる。このハウジング1には、冷却装置からの冷気供給
ホース6が連結されて冷気流路4内に外気を供給できる
ようになっており、この外気が冷気流路4内を流れて排
気口5から流れ出すことによって一次コイルユニット及
びこれに近接した二次コイルユニットの熱を排出できる
ようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造では、コイルユニット内の熱の除去のために専用の冷
却装置が必要となるという欠点がある。
【0005】本発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的は、専用の冷却装置を要せずして一次又は
二次のコイルユニットを冷却して小型化或いは大容量化
が可能な電気自動車用充電システムを提供するところに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気自動車が
本来的にインバータやモータ等の各種電気機器のための
冷却装置を備えていることに着目し、その冷却装置を充
電システムの冷却に利用しようとするものである。請求
項1の発明に係る電気自動車用充電システムは、充電用
カプラに設けた一次コイルユニットを充電用電源によっ
て励磁して電気自動車側の二次コイルユニットに起電力
を生じさせ、その起電力によって電気自動車の蓄電装置
を充電する充電システムにおいて、電気自動車に備えら
れた冷却装置の冷媒を流すことにより、前記一次コイル
ユニット又は二次コイルユニットを冷却するところに特
徴を有する。
【0007】請求項2の発明は、上記請求項1の発明に
おいて、充電用カプラには一次コイルユニットを冷却す
る冷媒が流れる一次側冷媒流路が形成されるとともに、
充電用カプラを装着する電気自動車の受容部には充電用
カプラが装着されたときに前記一次側冷媒流路を前記冷
却装置の冷媒流路に連通させるための流路ジョイントが
設けられているところに特徴を有する。請求項3の発明
は、請求項1又は2の発明において、充電用カプラには
一次コイルユニットで発生する熱を充電用カプラを装着
する受容部側に伝える伝熱部材が設けられ、冷却装置は
伝熱部材を冷却することによって一次側を冷却するとこ
ろに特徴を有する。
【0008】また、請求項4の発明は、請求項1ないし
3のいずれかの発明において、一次コイル又は二次コイ
ルを導電パイプにより構成し、その導電パイプ内に冷却
装置の冷媒を流すところに特徴を有する。
【0009】
【発明の作用及び効果】請求項1の発明によれば、電気
自動車に本来的に備えられている冷却装置を利用して一
次コイルユニット又は二次コイルユニットを冷却できる
から、充電システム専用の冷却装置が不要となるという
効果が得られる。
【0010】請求項2の発明では、電気自動車側の冷却
装置の冷媒が流路ジョイントを通って一次コイルユニッ
ト側の一次側冷媒流路に流れるから、電気自動車側の冷
却装置によって一次コイルユニットを冷却することがで
きる。請求項3の発明では、一次コイルユニットで発生
した熱は、伝熱部材を通して充電用カプラの受容部側に
伝えられる。冷却装置はその伝熱部材を冷却することに
より一次コイルユニットの冷却を行うことができるか
ら、冷却装置の冷媒を一次コイルユニットに流すための
流路ジョイントを要さずして一次コイルユニットの冷却
が可能になるという効果が得られる。さらに、請求項4
の発明によれば、導電パイプによってコイルを構成して
いるから、コイル自体を冷媒流路の一部として利用する
ことができる。この結果、全体がコンパクトになるだけ
でなく、発熱源に近いところで冷却を行うことができ、
冷却効率に優れることになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>以下、本発明の第1実施形態について
図1ないし図3を参照して説明する。
【0012】本システムの全体的構成は図1に示したよ
うであり、電気自動車EVの車体外部に例えば蓋11に
て開閉可能な受容部12が形成され、ここに後述する充
電用カプラ30を差し込んでセットできるようになって
いる。充電用カプラ30には充電用電力ケーブル50が
接続され、これが例えば100kHz の高周波電圧を出
力する高周波電源52を備えた電源装置51に接続され
ている。
【0013】前記充電用カプラ30は、図2に示すよう
に、ハウジング30aに一次コイルユニット31を収容
して構成され、その一次コイルユニット31は一次コア
33に一次コイル32を巻装して構成されている。この
一次コア33は、例えばフェライト製であって四角柱を
L字型に屈曲させたような形状をなし、そのL字の長辺
を横向きにしてハウジング30a内に固定されている。
【0014】一方、電気自動車EVの前記受容部12に
は、外側に向かって開放する凹所13aを構成するカプ
ラ受容ケース13が取り付けられ、ここに二次コイルユ
ニット20が配置されている。この二次コイルユニット
20は、上記一次コア33と同一形状のフェライト製の
二次コア21に二次コイル22を巻装して構成されてお
り、その二次コイル22の出力端子は、電気自動車EV
の蓄電装置である動力バッテリ(図示せず)を充電する
ための充電回路に接続されていて、二次コイル22に誘
導される高周波起電力を整流して動力バッテリを充電で
きる。上記二次コア21はL字の長辺を横にした形状で
カプラ受容ケース13に固定され、L字の短辺が下向き
に延びてその下端部がカプラ受容ケース13を貫通して
凹所13a内に僅かに突出している。また、L字の長辺
の先端側は受容ケース13の前端に形成した開口部13
bを通して凹所13a内に向けて露出されている。な
お、この受容ケース13の凹所13aの底部には、板バ
ネ14が取り付けられていて、凹所13a内に挿入され
た充電用カプラ30を上方(二次コイルユニット20
側)に付勢することで両コア21,33の対向面が接触
することとなって両コア21,33により閉じた単一ル
ープの磁気回路が形成される。
【0015】さて、前記二次コイルユニット20は、二
次コア21の短辺部に導電パイプ23を複数回巻回する
ことにより構成されている。この導電パイプ23は、こ
の実施形態では銅合金製であって、例えば直径5mm、肉
厚0.5mmとしてあり、内側の巻き径は約25mmであ
る。また、この二次コイル22の内周側には二次コア2
1との間に例えば伝熱性のシリコーングリス等が塗布さ
れていて、これにより二次コア21と二次コイル22と
の間はシリコーングリスを塗布しない状態に比べて熱伝
達性を高めて二次コイル22が二次コア21に伝熱可能
に巻装された状態にある。なお、図示はしないが、導電
パイプ23の内外両面には例えばエナメル被覆を形成し
て絶縁を施してある。
【0016】そして、前記二次コイル22と動力バッテ
リ側との接続構造は図3に示すようである。すなわち、
導電パイプ23の端部に冷媒循環パイプ24が嵌合され
ており、これがパイプクランプ25にて導電パイプ23
に水密に連結されている。また、この冷媒循環パイプ2
4の連結端部には複数条の水切り笠26が一体に形成さ
れており、導電パイプ23への結露等によって導電パイ
プ23側から水滴が流れたり、逆に、冷媒循環パイプ2
4側から水滴が流れた場合でも、その水滴が反対側に流
れることを水切り笠26によって遮断できるようになっ
ている。これらの冷媒循環パイプ24は、図2に示すよ
うに、電気自動車EVに本来的に備えられたインバータ
装置41等を冷却するための冷却装置40の冷媒循環路
に連なる。この冷却装置40はインバータ用循環ポンプ
42を駆動することによって放熱器43、インバータ装
置41の熱交換器44に冷媒としての冷却水を循環させ
るようになっており、熱交換器44を通る際に加熱され
た冷却水をファン装置45によって空気を当てられてい
る放熱器43にて冷却する構成である。そして、上記放
熱器43には充電用循環ポンプ46と前記二次コイル2
2とを順に通ずる冷却水の循環路が前記インバータ装置
41の冷媒循環路と並列に構成されており、充電用循環
ポンプ46を運転することにより、冷媒循環パイプ24
を通して二次コイル22及び放熱器43に冷却水を順に
流すことができるようになっている。なお、二次コイル
22には、内周側から外周側に向けて冷却水を流すよう
にしてある。
【0017】本実施形態は以上の構成であり、その作用
を説明すると次のようである。電気自動車EVを充電す
る際には、まず、充電用カプラ30を車体の受容部12
内に挿入する。すると、充電用カプラ30が受容ケース
13内の最奥まで挿入され、そこでカプラ受容ケース1
3内で板バネ14によって充電用カプラ30が二次コイ
ルユニット20側に押し付けられ、両コア21,33が
接合状態となって閉ループの磁気回路が形成される。そ
こで、電源装置51の図示しない電源スイッチを投入す
ると、高周波電源52が動作して充電用電力ケーブル5
0を通して一次コイル32に高周波電圧が印加される。
一次コイル32が励磁されることにより、二次コイル2
2に起電力が発生し、これに基づき電気自動車EVの動
力用バッテリが充電される。
【0018】このような充電過程において、一次コイル
ユニット31及び二次コイルユニット20が発熱する。
ところが、電気自動車EVにおいては、内蔵されている
冷却装置40が動作して充電用循環ポンプ46が運転さ
れているから、冷却水が冷媒循環パイプ24を通して導
電パイプ23内を流れ、これが再び復路側の冷媒循環パ
イプ24を通して放熱器43から充電用循環ポンプ46
に戻されるという冷媒の循環流が生成されている。この
ため、導電パイプ23で発生した熱は、直ちにその内部
を流れる冷却水に伝えられて冷却装置40側に運ばれ、
ここでファン装置45により冷却されて循環する。従っ
て、導電パイプ23は、充電中に多量のジュール熱を発
生するという事情があっても、直ちに冷却されるから、
二次コイル20が大きく昇温することを確実に防止でき
る。なお、一次コイルユニット31において発生した熱
は、一次及び二次の両コア33,21が接合状態にある
ことから、その一次コア31を通じて二次コア21側に
移動し、ここで冷却される。
【0019】以上述べたように、本実施形態によれば次
のような効果が得られる。 (1)二次コイルユニット20を、電気自動車EVに本
来的に備えられている冷却装置40によって冷却するこ
とができるから、充電システムのための専用の冷却装置
を要さずしてその冷却を図ることができる。このような
冷却が可能であることは、充電システム全体の小型化或
いは大容量化が可能となることを意味する。 (2)二次コイル22が導電パイプ製であって内部に冷
却水が通されているから、ジュール熱の発生源であるコ
イル導体自体を内部から冷却することになり、また、ヒ
ステリシス損の発生源である二次コア21の表面を直接
に冷却できることになり、極めて効率的な冷却が可能で
ある。
【0020】なお、この実施形態では、充電用の電源装
置51は100kHz の高周波を出力するように設定さ
れており、二次コイル22に流れる二次電流の表皮効果
による電流深さは表面から約0.3mmと計算される。従
って、コイル導体が中空であっても、電気抵抗が増大す
ることはなく、効率低下や発熱の原因とはならない。む
しろ、中空状であることを巧みに利用した効果的冷却が
可能となるのである。 (3)二次コイル22と二次コア21との隙間にシリコ
ーングリスを充填することにより、二次コイル22を二
次コア21に対して伝熱的に巻装するようにしたから、
二次コア21において発生した熱も導電パイプ23に円
滑に伝わり、ここで冷却されるから、二次コア21の温
度上昇も効果的に抑えることができる。 (4)冷却水を二次コイル22の内周側から外周側に向
かって流すようにしているから、内周側が二次コア21
に近くて高温になりやすいという事情に適合して全体を
効率的かつ均一に冷却できる。
【0021】<第2実施形態>図4ないし図6は本発明
の第2実施形態を示し、一次コイルユニット側も冷媒の
循環によって冷却するようにした例である。
【0022】本システムの全体的構成は図4に示したよ
うであり、電気自動車EVの車体外部に例えば蓋11に
て開閉可能な受容部12が形成され、ここに後述する充
電用カプラ60を差し込んでセットできるようになって
いる。充電用カプラ60には充電用電力ケーブル70が
接続され、これが電源装置71に連なっている。電源装
置71には、例えば100kHz の高周波電圧を出力す
る高周波電源72が設けられるとともに、後述する冷媒
としての冷却水からの放熱を行う空冷式の放熱装置73
及びその空冷ファン74が配置されている。
【0023】電気自動車EVの受容部12は、前記第1
実施形態と同様であって、外側に向かって開放する凹所
13aを構成するカプラ受容ケース13が取り付けら
れ、ここに二次コイルユニット20が配置されている。
この二次コイルユニット20は、フェライト製の二次コ
ア21に導電パイプ23製の二次コイル22を巻装して
構成されており、その二次コイル22内に、電気自動車
EVに本来的に備えられたインバータ装置41等を冷却
するための冷却装置40の冷媒が冷媒循環パイプ24を
介して流される。この二次コイル22の出力端子は、電
気自動車EVの動力用蓄電装置である動力バッテリ(図
示せず)を充電するための充電回路に接続されていて、
二次コイル22に誘導される高周波起電力を整流して動
力バッテリを充電できる。
【0024】一方、前記充電用カプラ60はハウジング
60aに一次コイルユニット61を収容して構成されて
おり、その一次コイルユニット61は、第1実施形態と
は相違して、一次コア63に二次コイル22と同様の導
電パイプ64製の一次コイル62を巻装して構成されて
いる。一次コア63については第1実施形態と同様のも
のであり、一次コイル62は二次コイル22と同様に一
次コア63との間に例えば伝熱性のシリコーングリス等
を塗布して一次コイル62が一次コア63に伝熱可能に
巻装された状態にある。なお、図示はしないが、一次コ
イル62の導電パイプ64の内外両面にも例えばエナメ
ル被覆を形成して絶縁を施してある。
【0025】また、図6に示すように、前記充電用電力
ケーブル70は2芯の芯線70aを有し、それら各芯線
70aの外周側には絶縁層を介して往路側と復路側を構
成する2本の冷媒循環パイプ75がそれぞれ逆向きの螺
旋状に巻回され、その外周に外被層76を形成して全体
を一体化してある。なお、上記冷媒循環パイプ75は、
例えばシリコン樹脂等の耐熱性を有して柔軟な合成樹脂
により製造されている。そして、この充電用電力ケーブ
ル70の各芯線70aは電源装置71側において高周波
電源72の出力ラインに接続され、往路側の冷媒循環パ
イプ75は電源装置71内の循環ポンプ77に連結され
るとともに、復路側の冷媒循環パイプ75は放熱装置7
3に連結されている。なお、前記一次コイル62と充電
用電力ケーブル70との接続構造は図3に示したものと
同様である。
【0026】本実施形態は以上の構成であり、その作用
を説明すると次のようである。電気自動車EVを充電す
る際には、まず、充電用カプラ60を車体の受容部12
内に挿入する。すると、充電用カプラ30が受容ケース
13内の最奥まで挿入され、そこでカプラ受容ケース1
3内で板バネ14によって充電用カプラ60が二次コイ
ルユニット20側に押し付けられ、両コア21,63が
接合状態となって閉ループの磁気回路が形成される。そ
こで、電源装置71の図示しない電源スイッチを投入す
ると、循環ポンプ77及び空冷ファン74が起動すると
ともに、高周波電源72が動作して充電用電力ケーブル
70を通して一次コイル62に高周波電圧が印加され
る。一次コイル62が励磁されることにより、二次コイ
ル22に起電力が発生し、これに基づき電気自動車EV
の動力用バッテリが充電される。
【0027】一方、これと同時に電源装置71の循環ポ
ンプ77が運転されているから、冷却水が充電用電力ケ
ーブル70の往路側の冷媒循環パイプ75を通して導電
パイプ64内を流れ、これが再び充電用電力ケーブル7
0の復路側の冷媒循環パイプ75を通して放熱装置73
から循環ポンプ77に戻されるという冷却水の循環流が
生成されている。このため、一次コイルユニット61で
発生した熱は、直ちに一次コイル62の内部を流れる冷
却水に伝えられて放熱装置73側に運ばれ、ここで空冷
ファン74により冷却されて循環する。従って、一次コ
イルユニット61から発生する熱も一次コイル62内を
流れる冷却水によって直ちに冷却されるから、一次コイ
ルユニット61が大きく昇温することも確実に防止でき
る。また、二次コイルユニット20については、前記第
1実施形態と同様にして電気自動車EVに備えられてい
る冷却装置40によって冷却される。
【0028】本実施形態によれは、一次コイルユニット
61は電源装置71側に設けた放熱装置73によって冷
却されるから、電気自動車EV側の冷却装置40は二次
コイルユニット20のみを冷却すればよく、その熱的負
荷を小さくすることができるという利点がある。なお、
このように一次コイルユニット61も水冷式としても、
冷媒循環パイプ75を芯線70aの外周に巻き付けるよ
うにして充電用電力ケーブル70と一体化したから、芯
線70aの冷却も可能となる上に、1本のケーブルだけ
を取り扱えば済むから、充電作業が簡単になる。また、
電源装置71に放熱装置73を内蔵した構成であるか
ら、充電設備全体がコンパクトになる。また、冷却水を
放熱装置73で冷却しながら循環するようにしているか
ら、冷媒の無駄な使用がなくなり、経済的である。
【0029】<第3実施形態>図7は本発明の第3実施
形態を示す。これは、やはり一次コイルユニットの冷却
構造を改良したものであり、二次側の構造は第1実施形
態と同様であるから、同一部分には同一符号を付して重
複する説明を省略する。
【0030】一次コイルユニット81も前記第2実施形
態と同様に導電パイプ84を巻回して構成してあり、そ
の内部に冷却水を流すようになっている。この導電パイ
プ84には両端にそれぞれ連結パイプ85が連結され、
これらが充電用カプラ80の先端部に設けた2個の雌形
ジョイント86(図面上は1個のみ現れる)に連なる。
一方、カプラ受容ケース13の奥壁には2個の雄型ジョ
イント15(図面上は1個のみ現れる)が設けられ、こ
こに二次コイル22の冷媒循環パイプ24の復路側のも
のと、冷却装置40のインバータ用循環ポンプ42に連
なる管路が連結されている。この雄型ジョイント15は
充電用カプラ80の先端部に取り付けた雌形ジョイント
86に対応しており、充電用カプラ80がカプラ受容ケ
ース13内に挿入されると連結されて液流路が構成され
る。また、両ジョイント15,86ともに、互いに連結
されていない状態では内蔵した弁機構が閉じて液の流出
を止めるようになっている。なお、一次コイル82は充
電用電力ケーブル90を介して電源装置から高周波電力
の供給を受ける。
【0031】上記構成では、充電用カプラ80を電気自
動車EVの受容部12にセットすると、第1実施形態に
おいて説明したように各コア21,83により磁気回路
が構成されるとともに、ジョイント15,86が連結状
態となって一次コイルユニット81側への冷却水の流路
が形成される。従って、冷却装置40の充電用循環ポン
プ46が運転されることにより、冷却水は二次コイルユ
ニット20内を流れるだけでなく、一次コイルユニット
81の一次コイル82内にも流れ、その冷却がなされ
る。従って、特に本実施形態によれば、電源装置側に特
別の冷却装置を設けなくとも、電気自動車EVに設けら
れている冷却装置40を利用して一次コイルユニット8
1側の冷却も行うことができるという効果が得られる。
【0032】<第4実施形態>図8は本発明の第4実施
形態を示し、前記第1実施形態との相違は、一次コイル
ユニットの冷却構造に改良を加えたところにある。具体
的には、第1実施形態と同様に一次コイルユニット10
1はL字型フェライト製の一次コア103にリッツ線製
の一次コイル102を巻装して構成され、その一次コア
103には長辺部に長手方向に延びる貫通孔104を形
成し、ここに伝熱部材に相当するヒートパイプ105を
貫通して配置してある。このヒートパイプ105の先端
は充電用カプラ100のハウジング100aの先端から
突出している。
【0033】一方、受容部12においては、カプラ受容
ケース13の奥壁にヒートパイプ収容筒16が設けら
れ、充電用カプラ100が受容部12にセットされる
と、ヒートパイプ105の露出端がヒートパイプ受容筒
16内に挿入されるようになっている。そして、ヒート
パイプ受容筒16の外周には冷却管17が巻回され、こ
の冷却管17が二次コイル22に連結している冷媒循環
パイプ24と接続されている。
【0034】このような構成では、一次コイルユニット
101の熱はヒートパイプ105に伝えられ、これがヒ
ートパイプ受容筒16を加熱することになる。一方、ヒ
ートパイプ受容筒16は冷却管17に流れる冷却装置4
0の冷却水によって冷却されるから、結局、一次コイル
ユニット101で発生する熱が冷却装置40によって冷
却されることになる。従って、この構成によれば、前記
第2及び第3実施形態と同様に、一次コイルユニット1
01の冷却を効果的に行うことができる。しかも、第2
実施形態のような一次側の冷却装置が不要であり、ま
た、第3実施形態のような流路ジョイントも不要となっ
て構造が一層簡単になる。
【0035】<他の実施形態>本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施の形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施の形態も本発明の技術的範囲
に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施することができる。
【0036】(1)上記各実施形態では一次及び二次の
各コイルを導電パイプ製として内部に冷媒を流すように
したが、これに限らず、コイルはリッツ線等を用い、コ
アに冷媒流路を形成してコアを冷却する構成としてもよ
い。要は、一次又は二次のコイルユニットを電気自動車
に備えられている冷却装置を利用して冷却すれば、所期
の目的を達成することができる。 (2)上記各実施形態では、冷媒として水を利用した
が、これに限らず、冷媒流路に低温の空気(外気を含
む)を流して冷却してもよい。また、液冷媒を使用する
場合でも、水に限らず、各種の油、フロン等の炭化水素
系の溶剤を冷媒として利用してももよいことは勿論であ
る。 (3)上記各実施形態ではコイルを構成する導電パイプ
内に液冷媒を循環させるようにしたが、これに限らず、
例えばヒートパイプ方式の冷却構造を採用することもで
きる。これには、例えば二次コイルを構成する導電パイ
プと外気によって冷却される位置に設けた放熱器とを冷
媒管路で連結するとともに内部に比較的低温で気化する
冷媒を充填し、上記放熱器43を車載の冷却ファンや冷
却水によって冷却する構成とすればよい。すると、一次
コイル内で熱によって冷媒が気化し、その気化した冷媒
が放熱器に至って冷却されることにより液化して二次コ
イル内に冷媒が環流して冷却が行われる。 (4)上記各実施形態では、導電パイプは丸形断面のも
のを使用したが、これに限らず、角形断面の導電パイプ
を利用しても良い。このようにすると、コアに密着して
コイルを巻くことができるから、コアとの熱伝達性が向
上してコアの冷却特性を高めることができる。 (5)上記各実施形態では、導電パイプの内側に冷媒を
流すようにしたが、これに限られず、外側にも冷媒を流
してコイルやコアを冷却するようにしてもよい。 (6)導電パイプは前記実施形態のように2層に巻回す
るに限らず、1層巻きでもよく、また、3層巻き以上で
あってもよい。1層巻きでは、コアとの熱伝達性が向上
してその冷却に寄与する。また、2層巻き以上の場合に
は、層間に伝熱性材料を充填して熱の効果的伝達を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す全体の概略的側面
【図2】同じく第1実施形態の一次及び二次の両コイル
ユニットを示す縦断面図
【図3】同じく導電パイプの接続部を示す拡大側面図
【図4】本発明の第2実施形態を示す全体の概略的側面
【図5】同じく第2実施形態の一次及び二次の両コイル
ユニットを示す縦断面図
【図6】同じく第2実施形態の充電用電力ケーブルを示
す一部破断斜視図
【図7】本発明の第3実施形態の一次及び二次の両コイ
ルユニットを示す縦断面図
【図8】本発明の第4実施形態の両コイルユニットを示
す縦断面図
【図9】従来例を示す充電用カプラの断面図
【図10】従来例を示す充電用カプラの拡大断面図
【符号の説明】
20…二次コイルユニット 21…二次コア 22…二次コイル 40…冷却装置 30…充電用カプラ 31…一次コイルユニット 32…一次コイル 33…一次コア 23…導電パイプ 24…冷媒循環パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有坂 秋司 大阪府大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電気工業株式会社内 (72)発明者 嶋田 俊郎 大阪府大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電気工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電用カプラに設けた一次コイルユニッ
    トを充電用電源によって励磁して電気自動車側の二次コ
    イルユニットに起電力を生じさせ、その起電力によって
    電気自動車の蓄電装置を充電する充電システムにおい
    て、前記電気自動車に備えられた冷却装置の冷媒を流す
    ことにより、前記一次コイルユニット又は二次コイルユ
    ニットを冷却することを特徴とする電気自動車用充電シ
    ステム。
  2. 【請求項2】 前記充電用カプラには前記一次コイルユ
    ニットを冷却する冷媒が流れる一次側冷媒流路が形成さ
    れるとともに、前記充電用カプラを装着する受容部には
    前記充電用カプラが装着されたときに前記一次側冷媒流
    路を前記冷却装置の冷媒流路に連通させるための流路ジ
    ョイントが設けられていることを特徴とする請求項1記
    載の電気自動車用充電システム。
  3. 【請求項3】 前記充電用カプラには前記一次コイルユ
    ニットで発生する熱を充電用カプラを装着する受容部側
    に伝える伝熱部材が設けられ、前記冷却装置は前記伝熱
    部材を冷却することによって前記一次側を冷却すること
    を特徴とする請求項1記載の電気自動車用充電システ
    ム。
  4. 【請求項4】 一次コイル又は二次コイルは導電パイプ
    により構成され、その導電パイプ内に前記冷却装置の冷
    媒が流されることを特徴とする請求項1ないし3のいず
    れかに記載の電気自動車用充電システム。
JP9049982A 1996-08-07 1997-03-05 電気自動車用充電システム Pending JPH10106868A (ja)

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EP99116972A EP0982832A3 (en) 1996-08-07 1997-08-05 Charging system for electric vehicle
EP97113511A EP0823767A1 (en) 1996-08-07 1997-08-05 Charging system for electric vehicle
US08/907,000 US5909099A (en) 1996-08-07 1997-08-06 Electric vehicle charging system including refrigerant system
CN97118089A CN1186366A (zh) 1996-08-07 1997-08-07 用于电动汽车的充电系统

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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