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JP2015076264A - 放電コネクタ - Google Patents

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JP2015076264A
JP2015076264A JP2013211743A JP2013211743A JP2015076264A JP 2015076264 A JP2015076264 A JP 2015076264A JP 2013211743 A JP2013211743 A JP 2013211743A JP 2013211743 A JP2013211743 A JP 2013211743A JP 2015076264 A JP2015076264 A JP 2015076264A
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茂樹 木野村
Shigeki Kinomura
茂樹 木野村
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Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】電力取出し時に防水性能が十分に発揮できる放電コネクタを提供する。
【解決手段】放電コネクタ10,10A,10Bは、コネクタ本体部11と、コネクタ本体部11に設けられ負荷を接続するための放電用接続部材41と、開閉可能にコネクタ本体部11に取り付けられ、閉状態では放電用接続部材41を覆う防雨カバー12と、防雨カバー12の開閉状態を検出し、防雨カバー12が開状態の場合には負荷への放電を禁止し、防雨カバー12が閉状態の場合には負荷への放電を許可するための開閉検出手段(検知スイッチ70)とを備える。防雨カバー12が開状態のときには、負荷への放電が行なわれないので、ユーザが防雨カバー12の閉め忘れに気が付くことができる。そして、ユーザが防雨カバー12を閉じるので、防水性能が高い状態で、放電コネクタ10,10A,10Bから負荷への放電が行なわれる。
【選択図】図3

Description

この発明は、放電コネクタに関し、特に、車両に取り付けて車両から負荷に電力を取り出すための放電コネクタに関する。
特許第5099281号公報(特許文献1)には、車両に取り付けて車両から負荷に電力を取り出すための取出装置(放電コネクタとも称する)であって、防雨カバーを備えたものが開示されている。
特許第5099281号公報
上記文献の放電コネクタは、防雨カバーを備えており、防雨カバーを閉じれば所望の防水性能が確保できる。しかしながら、ユーザが防雨カバーを閉め忘れる場合がある。この場合には、カバーが開いた状態の開口部に吹き付けるような水の飛沫に対しては防水性能が低下してしまうので、防雨カバー周辺以外の部分に高い防水性能を有していても、防水性能を十分に発揮できないという問題がある。
この発明の目的は、電力取出し時に防水性能が十分に発揮できる放電コネクタを提供することである。
この発明は、要約すると、車両に取り付けて車両から負荷に電力を取り出すための放電コネクタであって、コネクタ本体部と、コネクタ本体部に設けられ負荷を接続するための放電用接続部材と、開閉可能にコネクタ本体部に取り付けられ、閉状態では放電用接続部材を覆う防雨カバーと、防雨カバーの開閉状態を検出し、防雨カバーが開状態の場合には負荷への放電を禁止し、防雨カバーが閉状態の場合には負荷への放電を許可するための開閉検出手段とを備える。
開閉検出手段の作用によって、防雨カバーが開状態のときには負荷への放電が行なわれないので、ユーザが防雨カバーの閉め忘れに気が付くことができる。そして、ユーザが防雨カバーを閉じるので、防水性能が高い状態で、放電コネクタから負荷への放電が行なわれる。
本発明によれば、放電コネクタの防水性能が十分に発揮された状態で、負荷に給電ができる。
車両1に放電コネクタ10を取り付けた状態を示す回路図である。 充電用インレット3を模式的に示す斜視図である。 放電コネクタ10を示す側面図である。 実施の形態1の放電コネクタの動作を説明するための図である。 実施の形態2の放電コネクタ10Aの動作を説明するための図である。 実施の形態2の放電コネクタ10Aの回路構成を示す回路図である。 実施の形態2の放電コネクタ10Aの防雨カバー12が閉じた状態での放電動作を説明するための波形図である。 実施の形態2の放電コネクタ10Aの防雨カバー12が開いた状態での放電動作を説明するための波形図である。 実施の形態2の変形例の放電コネクタ10Bの回路構成を示す回路図である。 実施の形態2の変形例の放電コネクタ10Bの防雨カバー12が閉じた状態での放電動作を説明するための波形図である。 実施の形態2の変形例の放電コネクタ10Bの防雨カバー12が開いた状態での放電動作を説明するための波形図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または実質的な構成については、同一符号を付してその説明を省略する場合がある。また、以下に複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成は互いに組み合わせることは出願当初から予定されている。
[実施の形態1]
図1は、車両1に放電コネクタ10を取り付けた状態を示す回路図である。図1を参照して、車両1は、PCU(Power Control Unit)120と、システムメインリレー115と蓄電装置4と、充電リレー210と、電力変換装置200と、ECU(Erectronic Control Unit)300と、充電用インレット3を含む。充電用インレット3は、電力端子35と信号端子36と、接地端子37とを含む。PCU120は、図示しない走行用モータなどを駆動する。
電力端子35,35は、電力線ACL1,ACL2に接続される。接地端子37は、車両アース165に接続され。信号端子36は、接続状態検知部170に接続される。
接続状態検知部170は、電源ノード171と、車両アース72と、電源ノード171および車両アース172の間に直列に接続された抵抗R1および抵抗R2と、抵抗R1および抵抗R2の接続部に接続されると共にECU300に接続された信号線L1と、抵抗R1と抵抗R2との間に接続されると共に信号端子36に接続された配線L2とを含む。
信号線L1は、信号出力部18からの信号に応じてECU300にプロキシメトリディテクション信号PISWを送信する。
放電コネクタ10は、信号出力部18と、放電用接続部材41と、コネクタアース55と、電力端子21と電力端子43とを接続する電力配線L51,L52と、コネクタアース55に接続された接地配線L10と、信号出力部18に接続された信号線L11とを含む。信号線L11は信号出力部18と信号端子22とを接続する。接地配線L10は、接地端子23と、接地端子44と、コネクタアース55と信号出力部18とを接続する。
信号出力部18は、抵抗R10と、抵抗R11と、抵抗変換部60とを含む。
抵抗R10と、抵抗R11とは、接地配線L10と信号線L11との間に直列に接続される。抵抗変換部60は、抵抗R11と並列となるように、抵抗R10と接地配線L10との間に接続される。
抵抗変換部60は、スイッチSW1と、スイッチSW2と、抵抗R12とを含む。スイッチSW1と、抵抗R12とは、抵抗R10と接地配線L10との間に直列に接続される。スイッチSW2は、抵抗R12と並列となるように接続される。
スイッチSW1は、コネクタの操作ボタン15が押圧されているときまたは係合部14が押し上げられているときにOFFとなり、操作ボタン15が押されておらず、かつ係合部14が押し上げられていない状態ではONとなる。
スイッチSW2は、放電開始ボタン16が押されていない状態ではOFFとなり、放電開始ボタン16が押された状態ではONとなる。
リレー80と検出スイッチ70については、後に図4とともに詳細に説明する。
図2は、充電用インレット3を模式的に示す斜視図である。図1、図2を参照して、充電用インレット3は、外側筒部30と、外側筒部30内に配置された内側筒部31と、内側筒部31内に配置された複数の筒部32,33,34と、筒部32内に収容された電力端子35と、筒部33内に収容された信号端子36と、筒部34内に収容された接地端子37とを含む。
外側筒部30には、係合部38が形成されている。係合部38は、外側筒部30の周方向に間隔をあけて配置された側壁38aおよび側壁38bと、背面壁38cと、前壁部38dとを含む。これらの各壁によって、係合穴38eが形成されている。外側筒部30と、内側筒部31との間には、環状の溝部39が形成されている。
図3は、放電コネクタ10を示す側面図である。図3に示すように、放電コネクタ10は、コネクタ本体部11と、コネクタ本体部11に設けられた後端部に設けられた防雨カバー12とを備える。
コネクタ本体部11は、長尺な胴体部17と、胴体部17の先端部に設けられ、充電用インレット3に接続される機器側接続部13と、胴体部17の先端部に設けられた係合部14と、胴体部17の上面に設けられた操作ボタン15および放電開始ボタン16と、胴体部17内に設けられた放電用接続部材41とを含む。胴体部17は、使用者が把持可能な程度の長さを有する。機器側接続部13は、筒部20と信号端子22と接地端子23と電力端子21とを含む。
放電コネクタ10を充電用インレット3に接続し、放電コネクタ10から放電開始ボタン16を操作して放電指令を車両に送信することによって、車両は充電用インレット3から電力を出力する。ユーザは、放電コネクタ10の放電用接続部材41に電気負荷のプラグを挿入すれば、電気負荷を使用することができる。
防雨カバー12は矢印D2方向に開くことが可能に、防水ヒンジ部46によってコネクタ本体部11に取り付けられている。
図4は、実施の形態1の放電コネクタの動作を説明するための図である。図1、図4を参照して、放電コネクタ10は、放電用接続部材41と、リレー80と、防雨カバーの閉状態を検出する検出スイッチ70とを含む。リレー80は、放電用接続部材41の電力端子43と充電用インレット3に接続される電力端子21とを結ぶ電力配線L51の途中に設けられている。
リレー80は、検出スイッチ70が防雨カバー12が閉状態であることを検出すると導通状態に制御される。一方、リレー80は、検出スイッチ70が防雨カバー12が開状態であることを検出すると非導通状態に制御される。したがって、防雨カバー12が閉じ忘れられているとき(開状態にあるとき)は、放電用接続部材41に車両から電力が供給されない。したがって、ユーザは防雨カバー12を閉じ忘れていることに気が付きやすい。
なお、詳細には図示しないが、防雨カバー12には、ゴム等のシール性の高い弾性部材がはめ込まれた切り込みが設けられている。防雨カバー12が閉状態では、放電用接続部材41に挿入された電気負荷のプラグが防雨カバー12の内部に格納された状態となり、プラグの電源コードは、防雨カバーの切り込み部分を通って電気負荷に接続された状態となる。
なお、防雨カバー12の閉じ忘れを検出スイッチ70で検出した場合に、リレー80の遮断とともに、ブザーまたは音声もしくは警告ランプまたは警告表示でユーザに注意喚起を行なうように放電コネクタ10や車両を構成しても良い。
実施の形態1の放電コネクタ10を用いれば、ユーザが防雨カバー12を閉じ忘れた状態で電気負荷に給電を行なうことが無くなるので、防水性能の高い状態で電気負荷に給電を行なうことができる。
[実施の形態2]
実施の形態1では、放電コネクタの放電経路上にリレーを設けて、防雨カバーが閉じ忘れられたときにはリレーを遮断して放電を行なわないようにした。しかし他の方法でも防雨カバーが閉じ忘れられたときに放電を行なわないようにすることは可能である。
実施の形態2では、防雨カバーが閉じ忘れられたときには放電開始ボタン16の操作を無効として放電指令を受け付けないようにする例を説明する。
図5は、実施の形態2の放電コネクタ10Aの動作を説明するための図である。図5を参照して、放電コネクタ10Aは、検出スイッチ70の検出結果が信号出力部18Aに入力されている。信号出力部18Aは、信号線L11を介して車両に放電指令を含む信号を出力するが、防雨カバー12が開状態の場合には、放電指令を送信しないように構成される。
図6は、実施の形態2の放電コネクタ10Aの回路構成を示す回路図である。図6において、車両1の構成は、図1の構成と同様であるので説明は繰返さない。また、図6に示した放電コネクタ10Aは、リレー80を設ける代わりに信号出力部18の内部を変更した信号出力部18Aを設けた点が図1に示した放電コネクタ10の構成と異なる。他の部分については、放電コネクタ10Aは放電コネクタ10と同様な構成である。したがって、信号出力部18Aの構成について説明し、他の部分については説明は繰返さない。
信号出力部18Aは、抵抗R10と、抵抗R11と、抵抗変換部60Aとを含む。抵抗R10と、抵抗R11とは、接地配線L10と信号線L11との間に直列に接続される。抵抗変換部60Aは、抵抗R11と並列となるように、抵抗R10と接地配線L10との間に接続される。
抵抗変換部60Aは、スイッチSW1〜SW3と、抵抗R12とを含む。スイッチSW1と、抵抗R12とは、抵抗R10と接地配線L10との間に直列に接続される。スイッチSW2およびスイッチSW3は直列接続される。直列接続されたスイッチSW2およびスイッチSW3は、抵抗R12と並列となるように接続される。
スイッチSW1は、コネクタの操作ボタン15が押圧されているときまたは係合部14が押し上げられているときにOFFとなり、操作ボタン15が押されておらず、かつ係合部14が押し上げられていない状態ではONとなる。
スイッチSW2は、放電開始ボタン16が押されていない状態ではOFFとなり、放電開始ボタン16が押された状態ではONとなる。
スイッチSW3は、防雨カバー12が開状態ではOFFとなり、防雨カバー12が閉状態ではONとなる。
図7は、実施の形態2の放電コネクタ10Aの防雨カバー12が閉じた状態での放電動作を説明するための波形図である。
図6、図7を参照して、ECU300は、信号線L1によって与えられる電位(プロキシメトリディテクション信号PISWの電位V(PISW))を、しきい値V10,V11,V12,V13,V14と比較して、放電コネクタ10および充電用インレット3の状態を検出する。
ECU300は、V(PISW)>V10であれば、充電用インレット3にコネクタ未接続であると判断し、V11<V(PISW)<V10であれば、充電用インレット3にコネクタ(充電コネクタまたは放電コネクタ)が接続されていると判断する。
ECU300は、V12<V(PISW)<V11であれば、充電用インレット3に充電コネクタが完全嵌合状態で接続されていると判断する。また、ECU300は、V13<V(PISW)<V12であれば、充電用インレット3に放電コネクタが完全嵌合状態で接続されていると判断する。
さらに、ECU300は、V14<V(PISW)<V13であれば、充電用インレット3に放電コネクタが完全嵌合状態で接続され、かつ放電開始ボタン16が押されていると判断する。
使用者は、防雨カバー12を閉じた状態で、電気プラグが放電用接続部材41に接続された放電コネクタ10を充電用インレット3に取り付ける。時刻t1より前は、信号端子36には未接続の状態であるので、抵抗R1,R2の分圧比で定まる電圧V0がECU300に入力される。
時刻t1〜t2では、信号端子36には信号線L11が接続されているが、係合部14が図2の前壁部38dと当接しており、操作ボタン15が押された状態と同じ状態となっている。したがって、図1のスイッチは、SW1=OFF、SW2=OFF、SW3=ONの状態となり、電圧V1がECU300に入力される。
時刻t2において、放電コネクタ10を充電用インレット3に完全に嵌合すると、係合部14が係合部38と係合し、操作ボタン15が押されていない状態と同じ状態に戻る。このときスイッチは、SW1=ON、SW2=OFF、SW3=ONの状態となり、電圧V2がECU300に入力される。
次に、使用者は、放電開始ボタン16を短時間に2回押す(時刻t3〜時刻t6)。するとスイッチは、SW1=ON、SW2=ON、SW3=ONの状態となる。このとき、抵抗変換部60Aの抵抗値は、抵抗R12の抵抗値から零に変化するので、時刻t3〜t4、t5〜t6において、電圧V3がECU300に入力される。二回のローパルス入力を検出すると、ECU300は、電力変換装置200に電力出力指令を送信し、時刻t6以降において車両から放電用接続部材41にAC100Vが出力される。
図8は、実施の形態2の放電コネクタ10Aの防雨カバー12が開いた状態での放電動作を説明するための波形図である。図8の時刻t1〜t3の状態については、図7で説明した場合と同じであるので、ここでは説明は繰返さない。
図6、図8時刻t3〜t4、t5〜t6において、使用者が、放電開始ボタン16を2度押しているが、防雨カバー12が開いた状態では、時刻t3〜t4、t5〜t6において信号PISWのレベルは、電圧V2のままであり、電圧V3に低下しない。放電開始ボタン16が押され、スイッチSW2が導通しても、防雨カバー12が開いた状態ではスイッチSW3がOFF状態であるから、抵抗変換部60Aの抵抗値は、抵抗R12の抵抗値のまま変化しないからである。
したがって、図8では、図7の場合と異なり、時刻t6以降もAC100V出力はOFF状態である。
このように、実施の形態2においても、防雨カバー12が閉じられていないと、負荷に電力が供給されないので、使用者が防雨カバー12を閉じることが期待できる。
[実施の形態2の変形例]
防雨カバーが閉じ忘れられたときには放電開始ボタン16の操作を無効として放電指令を受け付けないようにする他の変形例を説明する。
図9は、実施の形態2の変形例の放電コネクタ10Bの回路構成を示す回路図である。図9において、車両1の構成は、図1の構成と同様であるので説明は繰返さない。また、図9に示した放電コネクタ10Bは、信号出力部18Aに代えて信号出力部18Bを設けた点が図6に示した放電コネクタ10Aの構成と異なる。他の部分については、放電コネクタ10Bは放電コネクタ10Aと同様な構成である。
信号出力部18Bは、図6に示した信号出力部18Aの構成において、抵抗変換部60Aに代えて抵抗変換部60Bを含む。したがって、抵抗変換部60Bの構成について説明し、他の部分については説明は繰返さない。
抵抗変換部60Bは、スイッチSW1,SW2,SW3Bと、抵抗R12とを含む。スイッチSW1と、スイッチSW3Bと、抵抗R12とは、抵抗R10と接地配線L10との間に直列に接続される。スイッチSW2は、抵抗R12と並列となるように接続される。
スイッチSW1は、コネクタの操作ボタン15が押圧されているときまたは係合部14が押し上げられているときにOFFとなり、操作ボタン15が押されておらず、かつ係合部14が押し上げられていない状態ではONとなる。
スイッチSW2は、放電開始ボタン16が押されていない状態ではOFFとなり、放電開始ボタン16が押された状態ではONとなる。
スイッチSW3Bは、防雨カバー12が開状態ではOFFとなり、防雨カバー12が閉状態ではONとなる。
図10は、実施の形態2の変形例の放電コネクタ10Bの防雨カバー12が閉じた状態での放電動作を説明するための波形図である。図10に示した波形は、図7で示した波形と同じものであり、放電コネクタ10Bは放電コネクタ10Aと同じ動作を行なう。
図11は、実施の形態2の変形例の放電コネクタ10Bの防雨カバー12が開いた状態での放電動作を説明するための波形図である。図9、図11を参照して、防雨カバー12が開いた状態では、スイッチSW3BがOFFである。したがって、信号PISWの電圧は、放電コネクタ10Bの嵌合が不完全な状態でスイッチSW1がOFFとなっている場合と同じ電圧V1となる。
したがって、時刻t3〜t4,t5〜t6で放電開始ボタン16を操作しても、信号PISWの電圧は変化しないので、放電指令がECU300に与えられることは無い。
したがって、図11では、図10の場合と異なり、時刻t6以降もAC100V出力はOFF状態である。
このように、実施の形態2の変形例においても、防雨カバー12が閉じられていないと、負荷に電力が供給されないので、使用者が防雨カバー12を閉じることが期待できる。
実施の形態2の放電コネクタ10A,10Bを用いても、ユーザが防雨カバー12を閉じ忘れた状態で電気負荷に給電を行なうことが無くなるので、防水性能の高い状態で電気負荷に給電を行なうことができる。
なお、図9の構成において、スイッチSW3Bを設ける位置を、信号線L11や接地配線L10を遮断する位置に変更しても良い。すると、防雨カバー12が開いた状態では、信号PISWの電圧は電圧V0となり、放電コネクタが未接続であると車両に認識され、放電指令を入力することができないので、同様な効果が得られる。
最後に再び図3等を参照して、実施の形態1,2について総括する。実施の形態1,2の放電コネクタは、車両に取り付けて車両から負荷に電力を取り出すための放電コネクタである。放電コネクタ10,10A,10Bは、コネクタ本体部11と、コネクタ本体部11に設けられ負荷を接続するための放電用接続部材41と、開閉可能にコネクタ本体部11に取り付けられ、閉状態では放電用接続部材41を覆う防雨カバー12と、防雨カバー12の開閉状態を検出し、防雨カバー12が開状態の場合には負荷への放電を禁止し、防雨カバー12が閉状態の場合には負荷への放電を許可するための開閉検出手段(検出スイッチ70)とを備える。
防雨カバー12が開状態のときには、負荷への放電が行なわれないので、ユーザが防雨カバー12の閉め忘れに気が付くことができる。そして、ユーザが防雨カバー12を閉じるので、防水性能が高い状態で、放電コネクタ10,10A,10Bから負荷への放電が行なわれる。
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 車両、3 充電用インレット、4 蓄電装置、10,10A,10B 放電コネクタ、11 コネクタ本体部、12 防雨カバー、13 機器側接続部、14,38 係合部、15 操作ボタン、16 放電開始ボタン、17 胴体部、18,18A,18B 信号出力部、21,35,43 電力端子、22,36 信号端子、23,37,44 接地端子、30 外側筒部、31 内側筒部、32,33,34 筒部、38 係合部、38a,38b 側壁、38c 背面壁、38d 前壁部、38e 係合穴、39 溝部、41 放電用接続部材、55 コネクタアース、60,60A,60B 抵抗変換部、70 検出スイッチ、72,165,172 車両アース、80 リレー、170 接続状態検知部、171 電源ノード、200 電力変換装置、ACL1,ACL2 電力線、L1,L11 信号線、L2 配線、L10 接地配線、L51,L51,L52 電力配線。

Claims (1)

  1. 車両に取り付けて車両から負荷に電力を取り出すための放電コネクタであって、
    コネクタ本体部と、
    前記コネクタ本体部に設けられ前記負荷を接続するための放電用接続部材と、
    開閉可能に前記コネクタ本体部に取り付けられ、閉状態では前記放電用接続部材を覆う防雨カバーと、
    前記防雨カバーの開閉状態を検出し、前記防雨カバーが開状態の場合には前記負荷への放電を禁止し、前記防雨カバーが閉状態の場合には前記負荷への放電を許可するための開閉検出手段とを備える、放電コネクタ。
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