JP2010283902A - 充電スタンド - Google Patents
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Abstract
【課題】充電ポールと充電スタンドを一体化した場合でも、標準化されたコネクタによる充電がどのような車両においても可能となる充電装置の提供にある。
【解決手段】一端が充電スタンド１０に固定され、他端に車両へ連結可能に設けられ標準化された充電コネクタ１５を有する固定型ケーブル１４と、車両との通信を行うパイロット回路２０と、交流電源１７からの電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御装置とを備えた充電スタンド１０であって、充電スタンド１０に充電開始スイッチ１３及びマイコン１９を設け、通信機能を持たないモード１対応車両には、マイコン１９が充電開始スイッチ１３ＯＮで充電コネクタ１５に電力供給されるように制御し、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両には、パイロット回路２０からのＣＰＬＴ信号に応じて充電コネクタ１５に電力供給されるように制御する。
【選択図】 図２
【解決手段】一端が充電スタンド１０に固定され、他端に車両へ連結可能に設けられ標準化された充電コネクタ１５を有する固定型ケーブル１４と、車両との通信を行うパイロット回路２０と、交流電源１７からの電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御装置とを備えた充電スタンド１０であって、充電スタンド１０に充電開始スイッチ１３及びマイコン１９を設け、通信機能を持たないモード１対応車両には、マイコン１９が充電開始スイッチ１３ＯＮで充電コネクタ１５に電力供給されるように制御し、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両には、パイロット回路２０からのＣＰＬＴ信号に応じて充電コネクタ１５に電力供給されるように制御する。
【選択図】 図２
Description
この発明は、電気自動車やプラグインハイブリッド車の充電に使用可能な充電スタンドに関する。
電気自動車やプラグインハイブリッド車に充電する充電装置において、図８に示すように、ソケットアウトレット５１ａのみを持つ充電ポール５１と、充電ケーブル５３ａを備えた充電スタンド５３が存在する。充電ポール５１の場合には、車両付属ケーブル５２の一端を充電ポール５１のソケットアウトレット５１ａに差し込み、他端を車両に連結させて充電が行われる。また、充電スタンド５３の場合には、充電スタンド５３に固定されているケーブル５３ａを車両に連結させて充電が行われる。なお、充電ポール５１とは、国際標準規格ＩＥＣ６１８５１−１に定められているモード１又はモード２充電に対応したケーブルを使用する充電装置を指し、充電スタンド５３とは、モード３充電に対応したケーブルを使用する充電装置を指している。なお、モード１充電においては、抜き差し可能なタイプのケーブルが使用され、モード２充電においては、抜き差し可能なタイプのケーブルの途中に漏電検出器が取り付けられており、モード３充電においては、充電スタンドに固定されたケーブルが使用されている。
なお、従来技術として特許文献１には、インフラ側の給電コイルと電磁結合される車両側の充電コイルに発生する誘導電流により電池を充電するインダクティブ充電装置であるが、インフラ側の通信装置と車両側のＲＦ基板との間で充電に必要な充電情報についての通信が行われる点で前述のモード３と相似の技術が開示されている。
また、特許文献２には、プラグインハイブリッド車と車両外部の電源とを連結する充電ケーブルを備えた車両の充電制御装置が開示されている。この充電ケーブルは、前述のモード２と相似の技術である。
また、特許文献２には、プラグインハイブリッド車と車両外部の電源とを連結する充電ケーブルを備えた車両の充電制御装置が開示されている。この充電ケーブルは、前述のモード２と相似の技術である。
このように、充電スタンド５３においては、充電ケーブル５３ａを車両に連結するだけで通信機能による充電情報の遣り取りが行われ充電が行われる。一方、充電ポール５１においては、通信機能を持たないモード１対応の車両付属ケーブル５２又は、通信機能を有するモード２対応の車両付属ケーブル５２の一端を充電ポール５１のソケットアウトレット５１ａに差し込み他端を車両に連結させて充電が行われる。
このような充電ポール５１と充電スタンド５３を一体化して、本体価格及び設置工事費用の低減を図ることが考えられるが、図８に示す充電スタンド５４は、一体化した充電スタンドを示しており、ソケットアウトレット５４ａと固定型ケーブル５４ｂの両方を備えている。なお、車両付属ケーブル５５及び固定型ケーブル５４ｂの車両との連結部は標準化されたコネクタを使用しているものとする。各モードにおいても共通の標準化されたコネクタを用いることができるため、共通して使用できるよう一体化が考えられる。
しかし、充電ポール５１と充電スタンド５３を一体化した充電スタンド５４においては、図８に示すように、通信機能を持たないモード１対応車両をＡ車とし、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両をＢ車とした場合に、次のような不具合が発生する。即ち、モード１対応の車両付属ケーブル５５の一端をソケットアウトレット５４ａに差し込み他端をＡ車に連結させての充電は可能であるが、他端をＢ車に連結させての充電は不可能である。また、モード３対応の固定型ケーブル５４ｂをＢ車に連結させての充電は可能であるが、固定型ケーブル５４ｂをＡ車に連結させての充電は不可能である。
しかし、充電ポール５１と充電スタンド５３を一体化した充電スタンド５４においては、図８に示すように、通信機能を持たないモード１対応車両をＡ車とし、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両をＢ車とした場合に、次のような不具合が発生する。即ち、モード１対応の車両付属ケーブル５５の一端をソケットアウトレット５４ａに差し込み他端をＡ車に連結させての充電は可能であるが、他端をＢ車に連結させての充電は不可能である。また、モード３対応の固定型ケーブル５４ｂをＢ車に連結させての充電は可能であるが、固定型ケーブル５４ｂをＡ車に連結させての充電は不可能である。
これは、車両付属ケーブル５５の場合には、モード１対応のケーブルなのでモード１対応車両であるＡ車とは連結するだけで充電が行われるが、モード２又はモード３対応車両であるＢ車とは連結しても充電情報に関する通信が行われないので充電が開始できない。また、固定型ケーブル５４ｂの場合には、モード３対応のケーブルなのでモード２又はモード３対応車両であるＢ車とは連結するだけで充電情報に関する通信が行われ充電が開始されるが、モード１対応車両であるＡ車とは連結しても充電情報に関する通信が行われないので充電が開始できない。このように標準化されたコネクタを用いて、ケーブルと車両との組合せにより単純に一体化した充電スタンド５４を用意しても充電できない組合せが発生し、ユーザの混乱を招いてしまう問題がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、充電ポールと充電スタンドを一体化した場合でも、標準化されたコネクタによる充電がどのような車両においても可能となる充電装置の提供にある。
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、一端が充電スタンドに固定され、他端に車両へ連結可能に設けられ標準化された充電コネクタを有するケーブルと、充電に関する情報について車両との間で通信を行う通信装置と、充電スタンドの充電用電源からの電力供給を制御する制御装置とを備えた充電スタンドであって、前記充電スタンドには充電開始スイッチを設け、前記制御装置は、通信機能を持たない車両へ前記充電コネクタを連結した時には前記充電開始スイッチの操作によって前記充電コネクタへ電圧の印加が開始されるように制御し、通信機能を有する車両へ前記充電コネクタを連結した時には前記通信装置と車両との通信に応じて前記充電コネクタへの電圧の印加が開始されるように制御することを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、通信機能を持たないモード１対応車両へ充電コネクタを連結させ充電する時には、充電開始スイッチの操作によって充電コネクタへ電圧の印加が開始され、車両側の蓄電装置への充電が行われる。また、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両へ充電コネクタを連結させ充電する時には、充電開始スイッチの操作を行わなくても、充電スタンドに設けられた通信装置と車両との通信に応じて充電コネクタへの電圧の印加が開始され、車両側の蓄電装置への充電が自動的に行われる。このように、充電スタンドに標準化された充電コネクタを有するケーブル及び充電開始スイッチを設けることにより、モード１〜３対応車両のいずれの車両であっても、充電コネクタを連結させ充電を行うことができる。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の充電スタンドにおいて、前記充電スタンドには、充電状態を検出して前記制御装置へ出力するセンサを有し、前記制御装置は前記充電開始スイッチへの操作後、一定時間経過後に充電状態であることがセンサによって検出されない場合は、前記充電コネクタへの電圧を印加しないように制御することを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、ユーザが充電コネクタを車両に連結してから充電開始スイッチを操作するという通常の手順によらず、例えば、充電開始スイッチへの操作後、充電コネクタを車両に連結することなく地面等に放置した場合であっても、一定時間経過後に充電状態であることがセンサによって検出されない場合には、充電コネクタへの電圧を印加しないように制御されているので、不具合の発生を未然に防止できる。
請求項２記載の発明によれば、ユーザが充電コネクタを車両に連結してから充電開始スイッチを操作するという通常の手順によらず、例えば、充電開始スイッチへの操作後、充電コネクタを車両に連結することなく地面等に放置した場合であっても、一定時間経過後に充電状態であることがセンサによって検出されない場合には、充電コネクタへの電圧を印加しないように制御されているので、不具合の発生を未然に防止できる。
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の充電スタンドにおいて、前記充電スタンドには、前記充電開始スイッチの遅延回路を設け、前記充電開始スイッチへの操作後、一定時間経過後に前記充電コネクタに電圧を印加するように制御することを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、ユーザが充電コネクタを車両に連結してから充電開始スイッチを操作するという通常の手順によらず、例えば、ユーザが充電開始スイッチを操作後、充電コネクタを車両に連結させるという異なった手順による操作を行っても、一定時間経過後に充電コネクタに電圧を印加するように制御されていることにより、充電コネクタの連結前における電圧の印加に伴う不具合の発生を防止できる。即ち、ユーザが充電開始スイッチを操作してから充電コネクタを車両に連結するまでの標準的な所要時間をｔ０とし、一定時間をｔ１とすれば、ｔ１＞ｔ０となるように予め設定しておくことにより、充電コネクタを車両に連結してから電圧が印加されるように制御することができる。
請求項３記載の発明によれば、ユーザが充電コネクタを車両に連結してから充電開始スイッチを操作するという通常の手順によらず、例えば、ユーザが充電開始スイッチを操作後、充電コネクタを車両に連結させるという異なった手順による操作を行っても、一定時間経過後に充電コネクタに電圧を印加するように制御されていることにより、充電コネクタの連結前における電圧の印加に伴う不具合の発生を防止できる。即ち、ユーザが充電開始スイッチを操作してから充電コネクタを車両に連結するまでの標準的な所要時間をｔ０とし、一定時間をｔ１とすれば、ｔ１＞ｔ０となるように予め設定しておくことにより、充電コネクタを車両に連結してから電圧が印加されるように制御することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電スタンドにおいて、前記充電スタンドには、前記充電コネクタを保持するコネクタホルダと、前記充電コネクタの前記コネクタホルダからの取り外しを検知する検知装置と、前記充電コネクタへの電圧の印加状態を報知する報知装置を設け、前記報知装置は、前記充電コネクタが前記コネクタホルダから取り外されたことを前記検知装置で検知された後、前記充電コネクタに電圧が印加されていない状態と、前記充電コネクタに電圧が印加されている状態とが、それぞれ異なる状態として報知させることを特徴とする。
請求項４記載の発明によれば、モード１対応車両の場合には、充電コネクタがコネクタホルダから取り外されると検知装置がそれを検知し、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されていない状態にあることを報知させる。そして、充電コネクタを車両に連結後、充電開始スイッチへの操作によって充電コネクタに電圧が印加されるので、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されている状態にあることを報知させる。また、モード２、３対応車両の場合には、充電コネクタがコネクタホルダから取り外されると検知装置がそれを検知し、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されていない状態にあることを報知させる。そして、充電コネクタを車両に連結すると通信機能が自動的にスタートし充電コネクタに電圧が印加されるので、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されている状態にあることを報知させる。このように、車両への充電状態を報知装置により外部から確認することが可能となり、ユーザの使い勝手の改善を図れる。
請求項４記載の発明によれば、モード１対応車両の場合には、充電コネクタがコネクタホルダから取り外されると検知装置がそれを検知し、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されていない状態にあることを報知させる。そして、充電コネクタを車両に連結後、充電開始スイッチへの操作によって充電コネクタに電圧が印加されるので、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されている状態にあることを報知させる。また、モード２、３対応車両の場合には、充電コネクタがコネクタホルダから取り外されると検知装置がそれを検知し、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されていない状態にあることを報知させる。そして、充電コネクタを車両に連結すると通信機能が自動的にスタートし充電コネクタに電圧が印加されるので、報知装置は充電コネクタに電圧が印加されている状態にあることを報知させる。このように、車両への充電状態を報知装置により外部から確認することが可能となり、ユーザの使い勝手の改善を図れる。
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の充電スタンドにおいて、前記報知装置は表示ランプであって、前記コネクタホルダから取り外されて前記充電コネクタに電圧が印加されていない場合には前記表示ランプを点滅表示し、前記充電コネクタに電圧が印加されている場合には点灯表示させることを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、報知装置が表示ランプであって、充電コネクタへの電圧の印加状態を表示ランプの点滅又は点灯によって外部から目視判断できるので、一層便利となる。
請求項５記載の発明によれば、報知装置が表示ランプであって、充電コネクタへの電圧の印加状態を表示ランプの点滅又は点灯によって外部から目視判断できるので、一層便利となる。
請求項６記載の発明は、請求項４に記載の充電スタンドにおいて、前記検知装置が、前記充電スタンドに設けられたユーザ認証装置であることを特徴とする。
請求項６記載の発明によれば、充電スタンドに設けられたユーザ認証装置への認証操作（例えば、個人情報を記録したカードの挿入）に連動して、充電コネクタが取り外されることを事前に検知可能なので、コネクタホルダに別途検知装置を設ける必要がなく、装置の簡略化を図れる。
請求項６記載の発明によれば、充電スタンドに設けられたユーザ認証装置への認証操作（例えば、個人情報を記録したカードの挿入）に連動して、充電コネクタが取り外されることを事前に検知可能なので、コネクタホルダに別途検知装置を設ける必要がなく、装置の簡略化を図れる。
本発明によれば、充電スタンドに標準化された充電コネクタを有するケーブル及び充電開始スイッチを設けることにより、モード１〜３対応車両のいずれの車両であっても、充電コネクタを連結させ充電を行うことができる。
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る充電スタンドを図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、充電スタンド１０は、本体部１１と地面に立設された支柱部１２とを有し、本体部１１の正面中央付近には充電開始スイッチ１３が設けられ、本体部１１の側面部には可撓性の固定型ケーブル１４が設けられている。固定型ケーブル１４の一端は本体部１１に連結固定され、他端には車両へ連結可能に設けられ標準化されたコネクタに相当する充電コネクタ１５が取り付けられている。充電コネクタ１５は、本体部１１から側方に突出配置されたコネクタホルダ１６に掛止されている。また、固定型ケーブル１４の途中には、ＣＣＩＤ(Charging Circuit Interrupt Device)２６が設けられている。
以下、第１の実施形態に係る充電スタンドを図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、充電スタンド１０は、本体部１１と地面に立設された支柱部１２とを有し、本体部１１の正面中央付近には充電開始スイッチ１３が設けられ、本体部１１の側面部には可撓性の固定型ケーブル１４が設けられている。固定型ケーブル１４の一端は本体部１１に連結固定され、他端には車両へ連結可能に設けられ標準化されたコネクタに相当する充電コネクタ１５が取り付けられている。充電コネクタ１５は、本体部１１から側方に突出配置されたコネクタホルダ１６に掛止されている。また、固定型ケーブル１４の途中には、ＣＣＩＤ(Charging Circuit Interrupt Device)２６が設けられている。
図２に示すように、充電スタンド１０の回路構成は、固定型ケーブル１４と、固定型ケーブル１４の根元側に接続された交流電源１７と、固定型ケーブル１４の先端側に取り付けられた充電コネクタ１５と、固定型ケーブル１４と交流電源１７との間の電力線対に配設されたリレー１８と、リレー１８をオン／オフ制御するための制御装置としてのマイクロコンピュータ（略してマイコン）１９と、マイコン１９と接続された充電開始スイッチ１３と、マイコン１９と接続され車両との通信を行う通信装置としてのコントロールパイロット回路２０とを含んでいる。
充電コネクタ１５は、車両に設けられた車両側コネクタ２１に連結可能に構成されている。交流電源１７は充電用電源に相当し、充電コネクタ１５を介して図示しない車両側の蓄電装置に交流電力を供給する。
リレー１８内にはリレーを開閉駆動するための電磁コイル２２を有し、トランジスタ２３を介してマイコン１９に接続されている。図２に示すように、トランジスタ２３はコレクタ側に電磁コイル２２が接続され、ベース側にマイコン１９が接続されている。マイコン１９からの制御信号に基づき、ベース（Ｂ）に制御電流が流れると、コレクタ（Ｃ）ーエミッタ（Ｅ）間はオン状態となる。それに伴い電磁コイル２２には駆動電流が流れ、リレー１８はオンとなる。リレー１８がオンとなると、交流電源１７を介して充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両へ電力供給が可能となる。一方、ベースに制御電流が流れないときには、コレクターエミッタ間はオフ状態となるので、リレー１８はオフ状態のままであり、充電コネクタ１５には電力が供給されない。このように、トランジスタ２３によりリレー１８のオン／オフ制御が可能となっている。
リレー１８内にはリレーを開閉駆動するための電磁コイル２２を有し、トランジスタ２３を介してマイコン１９に接続されている。図２に示すように、トランジスタ２３はコレクタ側に電磁コイル２２が接続され、ベース側にマイコン１９が接続されている。マイコン１９からの制御信号に基づき、ベース（Ｂ）に制御電流が流れると、コレクタ（Ｃ）ーエミッタ（Ｅ）間はオン状態となる。それに伴い電磁コイル２２には駆動電流が流れ、リレー１８はオンとなる。リレー１８がオンとなると、交流電源１７を介して充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両へ電力供給が可能となる。一方、ベースに制御電流が流れないときには、コレクターエミッタ間はオフ状態となるので、リレー１８はオフ状態のままであり、充電コネクタ１５には電力が供給されない。このように、トランジスタ２３によりリレー１８のオン／オフ制御が可能となっている。
マイコン１９は、交流電源１７から供給される電力により動作可能となっている。そして、マイコン１９は、充電開始スイッチ１３と接続されている。
充電開始スイッチ１３は、自己復帰型の切替スイッチであり押圧したときのみＯＮ状態となり、押圧しないときにはＯＦＦ状態となっている。充電開始スイッチ１３をＯＮ操作した時には、パルス信号がマイコン１９に入力される。それを受けてマイコン１９はトランジスタ２３のベースに制御電流が流れるように制御し、それに伴いリレー１８はオンとなる。また、充電状態を検出するセンサとしての電流センサ２７が設けられ、検出信号はマイコン１９に入力されている。
充電開始スイッチ１３は、自己復帰型の切替スイッチであり押圧したときのみＯＮ状態となり、押圧しないときにはＯＦＦ状態となっている。充電開始スイッチ１３をＯＮ操作した時には、パルス信号がマイコン１９に入力される。それを受けてマイコン１９はトランジスタ２３のベースに制御電流が流れるように制御し、それに伴いリレー１８はオンとなる。また、充電状態を検出するセンサとしての電流センサ２７が設けられ、検出信号はマイコン１９に入力されている。
また、コントロールパイロット回路２０は、内部にパルス信号を生成する発信器を有し、マイコン１９と同様に交流電源１７から供給される電力により動作可能となっている。そして、コントロールパイロット回路２０は、コントロールパイロット線２４を介して図示しない車両側の通信装置へパイロット信号ＣＰＬＴを送信する。パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅により、例えば、充電スタンド１０の供給電流容量が車両側に通知される。このように、コントロールパイロット回路２０と車両側の通信装置との間で充電に必要な情報の通信が行われ、コントロールパイロット回路２０は、車両側で充電準備が完了すると、車両側のオン動作によりＣＰＬＴのパルス電圧が低下する。コントロールパイロット回路２０ではこの電圧低下を内部で検出し、所定電圧Ｖ１以下となった場合に、マイコン１９を介してトランジスタ２３のベースに制御電流が流れるように制御し、それに伴いリレー１８はオンとなる。なお、ＣＣＩＤ２６は、リレー１８と、コントロールパイロット回路２０とを含んでいる。
このように、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作又は、コントロールパイロット回路２０からのパイロット信号ＣＰＬＴに基づきリレー１８はオン制御され、充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両へ電力供給が可能となる。
なお、通信機能を持たないモード１対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作で充電コネクタ１５に電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が行われる。また、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作に関わらず、コントロールパイロット回路２０と車両との通信が自動的に行われる。そして、その充電情報に基づき充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が行われる。
なお、通信機能を持たないモード１対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作で充電コネクタ１５に電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が行われる。また、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作に関わらず、コントロールパイロット回路２０と車両との通信が自動的に行われる。そして、その充電情報に基づき充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が行われる。
図３は、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作に基づく充電電流及び充電電圧のタイミングチャートを示している。固定型ケーブル１４の充電コネクタ１５を車両側コネクタ２１に連結させて充電開始スイッチ１３をＯＮ操作すると、パルス信号が発生しマイコン１９に入力される。
ここで、充電コネクタ１５に印加される充電電圧をＶｃとし、流れる充電電流をＩｃとする。パルス信号の発生に伴い、トランジスタはＯＮ状態となり、リレー１８がオンされて充電コネクタ１５に交流電力が供給される。即ち、充電電圧ＶｃはＶｃ１に上昇し、充電電流Ｉｃは経過時間ｔとともに増加する。
ここで、充電コネクタ１５に印加される充電電圧をＶｃとし、流れる充電電流をＩｃとする。パルス信号の発生に伴い、トランジスタはＯＮ状態となり、リレー１８がオンされて充電コネクタ１５に交流電力が供給される。即ち、充電電圧ＶｃはＶｃ１に上昇し、充電電流Ｉｃは経過時間ｔとともに増加する。
ここで、経過時間ｔ１における充電電流をＩｃ１とし、予め設定された充電電流をＩｃ０とする。充電電流Ｉｃ０は、充電が開始されているかどうかを判断するための閾値を表している。経過時間ｔ１において、Ｉｃ１≧Ｉｃ０であれば、充電が開始されていると判断されて、充電電圧ＶｃはＶｃ１の状態が継続される。一方、経過時間ｔ１において、Ｉｃ１＜Ｉｃ０であれば、充電が開始されていないと判断されて、充電電圧ＶｃはＯＦＦされ０となる。なお、充電電流Ｉｃの検出は、電流センサ２７に基づき行われる。また、経過時間ｔ１は各車両の充電が開始されるまでの時間より長く設定されている。そして、充電電流Ｉｃ１とＩｃ０との上記比較判断は、マイコン１９内に予め書き込まれているプログラムに基づき自動的に行われる。
図３において充電が継続されている場合を実線で示し、充電が解除された状態を破線で示している。
図３において充電が継続されている場合を実線で示し、充電が解除された状態を破線で示している。
次に、上記構成を有する充電スタンド１０について、図４で示すフローチャートに基づき動作説明を行う。
予め、車両が充電スタンド１０に近づけられ停車されて、車両への充電作業が開始される。ユーザ（又は、充電作業者）は、充電スタンド１０のコネクタホルダ１６に掛止されている充電コネクタ１５を取り外し、固定型ケーブル１４を車両側に引っ張り、充電コネクタ１５を車両側コネクタ２１に差し込んで連結させる。
予め、車両が充電スタンド１０に近づけられ停車されて、車両への充電作業が開始される。ユーザ（又は、充電作業者）は、充電スタンド１０のコネクタホルダ１６に掛止されている充電コネクタ１５を取り外し、固定型ケーブル１４を車両側に引っ張り、充電コネクタ１５を車両側コネクタ２１に差し込んで連結させる。
先ず、Ｓ１０１において、充電スタンド１０の本体部１１に設置されている充電開始スイッチ１３がＯＮ操作されたかどうかの判断が行われる。ＯＮ操作された場合（ＹＥＳ）には、Ｓ１０３に進み、ＯＮ操作により発生したパルス信号がマイコン１９に入力され、トランジスタ２３がＯＮ状態となり、リレー１８はオンとなる。Ｓ１０１にて、ＯＮ操作されていない場合（ＮＯ）には、Ｓ１０２に進み、ＣＰＬＴ電圧が所定電圧Ｖ１より低下したかどうかの判断が行われる。
次に、Ｓ１０４において、交流電源１７と固定型ケーブル１４とは接続されて充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加され、車両への充電がスタートし、車両側の蓄電装置へ電力が供給される。
次に、Ｓ１０５において、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作後の経過時間ｔがｔ１に到達したかどうか判断が行われる。ｔ≧ｔ１であれば、到達した（ＹＥＳ）と判断されて、Ｓ１０６に進み、検出された充電電流Ｉｃ１と予め設定された充電電流Ｉｃ０との比較処理が実行される。Ｓ１０５において、ｔ＜ｔ１であれば、到達していない（ＮＯ）と判断されて、Ｓ１０５にリターンし到達するまでこの操作が繰り返し行われる。
次に、Ｓ１０６において、Ｉｃ１≧Ｉｃ０であれば、充電が開始されている（ＹＥＳ）と判断されて、Ｓ１０９に進み、充電が継続される。
次に、Ｓ１０５において、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作後の経過時間ｔがｔ１に到達したかどうか判断が行われる。ｔ≧ｔ１であれば、到達した（ＹＥＳ）と判断されて、Ｓ１０６に進み、検出された充電電流Ｉｃ１と予め設定された充電電流Ｉｃ０との比較処理が実行される。Ｓ１０５において、ｔ＜ｔ１であれば、到達していない（ＮＯ）と判断されて、Ｓ１０５にリターンし到達するまでこの操作が繰り返し行われる。
次に、Ｓ１０６において、Ｉｃ１≧Ｉｃ０であれば、充電が開始されている（ＹＥＳ）と判断されて、Ｓ１０９に進み、充電が継続される。
一方、Ｓ１０２において、ＣＰＬＴ電圧＜Ｖ１であれば、低下した（ＹＥＳ）と判断されて、Ｓ１０７に進み、コントロールパイロット回路２０からの制御信号に基づき、トランジスタ２３がＯＮ状態となり、リレー１８はオンとなる。Ｓ１０２において、ＣＰＬＴ電圧≧Ｖ１であれば、低下していない（ＮＯ）と判断されて、Ｓ１０１にリターンする。
次に、Ｓ１０８において、交流電源１７と固定型ケーブル１４とは接続されて充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加され、車両への充電がスタートし、車両側の蓄電装置へ電力が供給される。
次に、Ｓ１０８において、交流電源１７と固定型ケーブル１４とは接続されて充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加され、車両への充電がスタートし、車両側の蓄電装置へ電力が供給される。
次に、Ｓ１０９では、充電が継続され、Ｓ１１０において、充電電流Ｉｃが所定のレベルＩｃ２に到達したかどうかの判断が行われる。Ｉｃ＞Ｉｃ２であれば、所定のレベルＩｃ２に到達した（ＹＥＳ）と判断されて、Ｓ１１１に進み、充電コネクタ１５への充電電圧Ｖｃ１の印加がＯＦＦとなり、車両への充電が終了する。Ｓ１１０において、Ｉｃ≦Ｉｃ２であれば、所定のレベルＩｃ２に到達していない（ＮＯ）と判断されて、Ｓ１１０にリターンし到達するまでこの操作が繰り返し行われる。
充電が終了後、ユーザは充電コネクタ１５を車両から引き抜き、充電スタンド１０のコネクタホルダ１６に充電コネクタ１５を戻して掛止させる。
充電が終了後、ユーザは充電コネクタ１５を車両から引き抜き、充電スタンド１０のコネクタホルダ１６に充電コネクタ１５を戻して掛止させる。
この第１の実施形態に係る充電スタンド１０によれば以下の効果を奏する。
（１）充電スタンド１０は、標準化された充電コネクタ１５を有する固定型ケーブル１４と、充電開始スイッチ１３と接続され充電用の交流電源１７からの電力供給を制御するマイコン１９と、車両とＣＰＬＴ信号に基づく通信を行い交流電源１７からの電力供給を制御するコントロールパイロット回路２０と、を備えている。そして、通信機能を持たないモード１対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作で充電コネクタ１５に電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が開始される。また、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作に関わらず、充電スタンド１０に設けられたコントロールパイロット回路２０と車両との通信が自動的に行われ充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が開始される。このように、充電スタンド１０に標準化された充電コネクタ１５を有する固定型ケーブル１４及び充電開始スイッチ１３を設けることにより、モード１〜３対応車両のいずれの車両であっても、充電コネクタ１５を連結させ充電を行うことができる。
（２）充電開始スイッチ１３のＯＮ後、一定時間経過後の経過時間ｔ１において、充電電流Ｉｃ１≧Ｉｃ０であれば、充電が開始されていると判断されて、充電電圧ＶｃはＶｃ１の状態が継続され、Ｉｃ１＜Ｉｃ０であれば、充電が開始されていないと判断されて、充電電圧ＶｃはＯＦＦされ０となる。従って、ユーザが充電コネクタ１５を車両に連結してから充電開始スイッチ１３をＯＮ操作するという通常の手順によらず、例えば、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作後、充電コネクタ１５を車両に連結することなく地面等に放置した場合であっても、ｔ１時間経過後に充電コネクタ１５に印加された電圧をＯＦＦするように制御されているので、不具合の発生を未然に防止することができる。
（３）経過時間ｔ１は各車両の充電が開始されるまでの時間より長く設定されているので、車両の仕様により充電が開始されていないだけなのに充電電圧ＶｃをＯＦＦ制御するという間違った制御が行われることを防止できる。
（４）ユーザがモード１〜３対応車両のいずれの車両であるかを知らない場合であっても、充電時には充電コネクタ１５を車両に連結後、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作を義務付けることにより、車両への充電が可能となる。
（１）充電スタンド１０は、標準化された充電コネクタ１５を有する固定型ケーブル１４と、充電開始スイッチ１３と接続され充電用の交流電源１７からの電力供給を制御するマイコン１９と、車両とＣＰＬＴ信号に基づく通信を行い交流電源１７からの電力供給を制御するコントロールパイロット回路２０と、を備えている。そして、通信機能を持たないモード１対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作で充電コネクタ１５に電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が開始される。また、通信機能を有するモード２又はモード３対応車両へ充電コネクタ１５を連結させ充電する時には、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作に関わらず、充電スタンド１０に設けられたコントロールパイロット回路２０と車両との通信が自動的に行われ充電コネクタ１５に交流電力が供給され、車両側の蓄電装置への充電が開始される。このように、充電スタンド１０に標準化された充電コネクタ１５を有する固定型ケーブル１４及び充電開始スイッチ１３を設けることにより、モード１〜３対応車両のいずれの車両であっても、充電コネクタ１５を連結させ充電を行うことができる。
（２）充電開始スイッチ１３のＯＮ後、一定時間経過後の経過時間ｔ１において、充電電流Ｉｃ１≧Ｉｃ０であれば、充電が開始されていると判断されて、充電電圧ＶｃはＶｃ１の状態が継続され、Ｉｃ１＜Ｉｃ０であれば、充電が開始されていないと判断されて、充電電圧ＶｃはＯＦＦされ０となる。従って、ユーザが充電コネクタ１５を車両に連結してから充電開始スイッチ１３をＯＮ操作するという通常の手順によらず、例えば、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作後、充電コネクタ１５を車両に連結することなく地面等に放置した場合であっても、ｔ１時間経過後に充電コネクタ１５に印加された電圧をＯＦＦするように制御されているので、不具合の発生を未然に防止することができる。
（３）経過時間ｔ１は各車両の充電が開始されるまでの時間より長く設定されているので、車両の仕様により充電が開始されていないだけなのに充電電圧ＶｃをＯＦＦ制御するという間違った制御が行われることを防止できる。
（４）ユーザがモード１〜３対応車両のいずれの車両であるかを知らない場合であっても、充電時には充電コネクタ１５を車両に連結後、充電開始スイッチ１３のＯＮ操作を義務付けることにより、車両への充電が可能となる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る充電スタンド３０を図５及び図６に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における充電開始スイッチ１３のランプを充電コネクタ１５への電圧の印加状態を表す報知装置としての表示ランプ３２として使用するものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
次に、第２の実施形態に係る充電スタンド３０を図５及び図６に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における充電開始スイッチ１３のランプを充電コネクタ１５への電圧の印加状態を表す報知装置としての表示ランプ３２として使用するものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
図５に示すように、マイコン１９に接続して、リミットスイッチ３１及び表示ランプ３２が設けられている。
リミットスイッチ３１は、充電コネクタ１５のコネクタホルダ１６からの取り外しを検知する検知装置に相当し、充電スタンド３０に設けられているコネクタホルダ１６に設けられた検知センサである。リミットスイッチ３１は、充電コネクタ１５がコネクタホルダ１６に掛止されているときにはＯＦＦとなり、充電コネクタ１５をコネクタホルダ１６より取り外すとＯＮとなる。
表示ランプ３２は、充電コネクタ１５への電圧の印加状態を表示する報知装置に相当し、開始スイッチ１３のランプをそのまま使用している。
リミットスイッチ３１は、充電コネクタ１５のコネクタホルダ１６からの取り外しを検知する検知装置に相当し、充電スタンド３０に設けられているコネクタホルダ１６に設けられた検知センサである。リミットスイッチ３１は、充電コネクタ１５がコネクタホルダ１６に掛止されているときにはＯＦＦとなり、充電コネクタ１５をコネクタホルダ１６より取り外すとＯＮとなる。
表示ランプ３２は、充電コネクタ１５への電圧の印加状態を表示する報知装置に相当し、開始スイッチ１３のランプをそのまま使用している。
充電コネクタ１５をコネクタホルダ１６より取り外すとリミットスイッチ３１がＯＮとなり、このＯＮ信号はマイコン１９に入力される。それを受けてマイコン１９は、充電コネクタ１５に電圧が印加されていない場合には表示ランプ３２を点滅表示させ、充電コネクタ１５に電圧が印加されている場合には表示ランプ３２を点灯表示させる。
モード１対応車両の場合には、充電コネクタ１５がコネクタホルダ１６から取り外されるとリミットスイッチ３１はＯＮとなり、表示ランプ３２は点滅表示される。この時、充電コネクタ１５には電圧が印加されていない。そして、充電コネクタ１５を車両に連結後、充電開始スイッチ１３をＯＮ操作することにより充電コネクタ１５に電圧が印加され表示ランプ３２は点灯表示に変わる。一方、モード２、３対応車両の場合には、充電コネクタ１５がコネクタホルダ１６から取り外されるとリミットスイッチ３１はＯＮとなり、表示ランプ３２は点滅表示される。この時、充電コネクタ１５には電圧が印加されていない。そして、充電コネクタ１５を車両に連結するとコントロールパイロット回路２０と車両との通信が自動的に行われ、充電コネクタ１５に電圧が印加され表示ランプ３２は点灯表示に変わる。
次に、上記構成を有する充電スタンド３０について、図６で示すフローチャートに基づき動作説明を行う。
先ず、Ｓ２０１において、充電スタンド３０のコネクタホルダ１６に掛止されている充電コネクタ１５を取り外すと、Ｓ２０２において、リミットスイッチ３１はＯＮとなり、表示ランプ３２は点滅表示される。この時、充電コネクタ１５には電圧が印加されていない。次に、Ｓ２０３において、充電コネクタ１５を車両側コネクタ２１に差し込んで連結させる。
先ず、Ｓ２０１において、充電スタンド３０のコネクタホルダ１６に掛止されている充電コネクタ１５を取り外すと、Ｓ２０２において、リミットスイッチ３１はＯＮとなり、表示ランプ３２は点滅表示される。この時、充電コネクタ１５には電圧が印加されていない。次に、Ｓ２０３において、充電コネクタ１５を車両側コネクタ２１に差し込んで連結させる。
次に、Ｓ２０４〜Ｓ２０７に至るステップは、第１の実施形態における図４で示すフローチャートのＳ１０１〜Ｓ１０４に至るステップと同等なので説明を省略する。
次に、Ｓ２０８において、充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加されたことにより、表示ランプ３２は点灯表示に変わる。
一方、Ｓ２０５からＳ２１１を経てＳ２１２に至るステップは、図４におけるＳ１０２からＳ１０７を経てＳ１０８に至るステップと同等であり説明を省略するが、それに続くＳ２１３において、充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加されたことにより、表示ランプ３２は点灯表示に変わる。
次に、Ｓ２０８において、充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加されたことにより、表示ランプ３２は点灯表示に変わる。
一方、Ｓ２０５からＳ２１１を経てＳ２１２に至るステップは、図４におけるＳ１０２からＳ１０７を経てＳ１０８に至るステップと同等であり説明を省略するが、それに続くＳ２１３において、充電コネクタ１５に充電電圧Ｖｃ１が印加されたことにより、表示ランプ３２は点灯表示に変わる。
次に、Ｓ２０９からＳ２１０を経てＳ２１４に至り、さらにＳ２１６に至るステップは、第１の実施形態における図４で示すフローチャートのＳ１０５からＳ１０６を経てＳ１０９に至り、さらにＳ１１１に至るステップと同等なので説明を省略する。
次に、Ｓ２１７において、充電コネクタ１５への充電電圧Ｖｃ１の印加がＯＦＦとなることにより、表示ランプ３２は点滅表示に変わる。
次に、Ｓ２１８において、充電コネクタ１５を車両から引き抜き、充電スタンド３０のコネクタホルダ１６に充電コネクタ１５を戻して掛止させると、Ｓ２１９において、リミットスイッチ３１がＯＦＦとなり、表示ランプ３２は消灯表示に変わる。
次に、Ｓ２１７において、充電コネクタ１５への充電電圧Ｖｃ１の印加がＯＦＦとなることにより、表示ランプ３２は点滅表示に変わる。
次に、Ｓ２１８において、充電コネクタ１５を車両から引き抜き、充電スタンド３０のコネクタホルダ１６に充電コネクタ１５を戻して掛止させると、Ｓ２１９において、リミットスイッチ３１がＯＦＦとなり、表示ランプ３２は消灯表示に変わる。
このように、車両への充電状態を表示ランプ３２の点滅又は点灯によって外部から目視判断することが可能となり、ユーザの使い勝手の改善を図れる。
また、充電スタンド３０に設けられているコネクタホルダ１６から充電コネクタ１５が取り外されたことをリミットスイッチ３１により直接検知することができるので、取り外しの検知を確実に行うことができる。
また、充電スタンド３０に設けられているコネクタホルダ１６から充電コネクタ１５が取り外されたことをリミットスイッチ３１により直接検知することができるので、取り外しの検知を確実に行うことができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る充電スタンドを図７に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における充電コネクタ１５への電圧印加のタイミングを変更したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
次に、第３の実施形態に係る充電スタンドを図７に基づいて説明する。
この実施形態は、第１の実施形態における充電コネクタ１５への電圧印加のタイミングを変更したものであり、その他の構成は共通である。
従って、ここでは説明の便宜上、先の説明で用いた符号を一部共通して用い、共通する構成についてはその説明を省略し、変更した個所のみ説明を行う。
図７に示すように、先ずＳ３０１において、充電開始スイッチ１３がＯＮ操作されたかどうかの判断が行われるが、ＯＮ操作された場合（ＹＥＳ）には、Ｓ３０２に進み、ＯＮ操作後ｔ２時間経過したかどうかの判断が行われる。ｔ２時間経過した場合（ＹＥＳ）には、Ｓ３０４に進み、トランジスタ２３がＯＮ状態となり、リレー１８はオンとなる。ｔ２時間経過していない場合（ＮＯ）には、Ｓ３０２にリターンする。
なお、マイコン１９には、タイマー機能を備えた遅延回路が設けられており、充電開始スイッチ１３がＯＮ操作されると同時にこの遅延回路が起動し、一定時間としてのｔ２時間経過後にリレー１８がオンとなり、充電コネクタ１５に交流電圧が印加される。また、ユーザが充電開始スイッチ１３をＯＮ操作してから充電コネクタ１５を車両に連結するまでの標準的な所要時間をｔ０とすれば、ｔ２時間は、ｔ２＞ｔ０となるように予め設定されている。
なお、マイコン１９には、タイマー機能を備えた遅延回路が設けられており、充電開始スイッチ１３がＯＮ操作されると同時にこの遅延回路が起動し、一定時間としてのｔ２時間経過後にリレー１８がオンとなり、充電コネクタ１５に交流電圧が印加される。また、ユーザが充電開始スイッチ１３をＯＮ操作してから充電コネクタ１５を車両に連結するまでの標準的な所要時間をｔ０とすれば、ｔ２時間は、ｔ２＞ｔ０となるように予め設定されている。
この実施形態は、第１の実施形態における図４で示すフローチャートにおいて、Ｓ１０１とＳ１０３を結ぶ経路にｔ２時間経過したかどうかの判断ステップ（図８におけるＳ３０２）を追加したものであり、それ以外のステップは第１の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
このように、ユーザが充電コネクタ１５を車両に連結してから充電開始スイッチ１３をＯＮ操作するという通常の手順によらず、例えば、ユーザが充電開始スイッチ１３をＯＮ操作後、充電コネクタ１５を車両に連結させるという異なった操作を行っても、ｔ２時間経過後に充電コネクタ１５に交流電圧を印加するように制御されていることにより、車両への連結後に充電コネクタ１５に電圧が印加されるので、安全性を高めることができる。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○ 第２の実施形態では、検知装置をリミットスイッチ３１として説明したが、充電スタンドに設けられたユーザ認証装置であっても良い。この場合には、充電スタンドに設けられたユーザ認証装置への認証操作（例えば、個人情報を記録したカードの挿入）に連動して、充電コネクタ１５が取り外されることを事前に検知可能なので、コネクタホルダ１６に別途リミットスイッチ３１を設ける必要がなく、装置の簡略化を図れる。
○ 第２の実施形態では、充電開始スイッチ１３用のランプを表示ランプ３２として使用するとして説明したが、専用のランプを別途設けても良いし、ブザーなどその他の報知装置を用いても構わない。
○ 第２の実施形態では、検知装置をリミットスイッチ３１として説明したが、充電スタンドに設けられたユーザ認証装置であっても良い。この場合には、充電スタンドに設けられたユーザ認証装置への認証操作（例えば、個人情報を記録したカードの挿入）に連動して、充電コネクタ１５が取り外されることを事前に検知可能なので、コネクタホルダ１６に別途リミットスイッチ３１を設ける必要がなく、装置の簡略化を図れる。
○ 第２の実施形態では、充電開始スイッチ１３用のランプを表示ランプ３２として使用するとして説明したが、専用のランプを別途設けても良いし、ブザーなどその他の報知装置を用いても構わない。
１０ 充電スタンド
１３ 充電開始スイッチ
１４ 固定型ケーブル
１５ 充電コネクタ
１７ 交流電源
１９ マイコン
２０ コントロールパイロット回路
１３ 充電開始スイッチ
１４ 固定型ケーブル
１５ 充電コネクタ
１７ 交流電源
１９ マイコン
２０ コントロールパイロット回路
Claims (6)
- 一端が充電スタンドに固定され、他端に車両へ連結可能に設けられ標準化された充電コネクタを有するケーブルと、充電に関する情報について車両との間で通信を行う通信装置と、充電スタンドの充電用電源からの電力供給を制御する制御装置とを備えた充電スタンドであって、
前記充電スタンドには充電開始スイッチを設け、
前記制御装置は、通信機能を持たない車両へ前記充電コネクタを連結した時には前記充電開始スイッチの操作によって前記充電コネクタへ電圧の印加が開始されるように制御し、通信機能を有する車両へ前記充電コネクタを連結した時には前記通信装置と車両との通信に応じて前記充電コネクタへの電圧の印加が開始されるように制御することを特徴とする充電スタンド。 - 前記充電スタンドには、充電状態を検出して前記制御装置へ出力するセンサを有し、前記制御装置は前記充電開始スイッチへの操作後、一定時間経過後に充電状態であることがセンサによって検出されない場合は、前記充電コネクタへの電圧を印加しないように制御することを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
- 前記充電スタンドには、前記充電開始スイッチの遅延回路を設け、前記充電開始スイッチへの操作後、一定時間経過後に前記充電コネクタに電圧を印加するように制御することを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
- 前記充電スタンドには、前記充電コネクタを保持するコネクタホルダと、前記充電コネクタの前記コネクタホルダからの取り外しを検知する検知装置と、前記充電コネクタへの電圧の印加状態を報知する報知装置を設け、前記報知装置は、前記充電コネクタが前記コネクタホルダから取り外されたことを前記検知装置で検知された後、前記充電コネクタに電圧が印加されていない状態と、前記充電コネクタに電圧が印加されている状態とが、それぞれ異なる状態として報知させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電スタンド。
- 前記報知装置は表示ランプであって、前記コネクタホルダから取り外されて前記充電コネクタに電圧が印加されていない場合には前記表示ランプを点滅表示し、前記充電コネクタに電圧が印加されている場合には点灯表示させることを特徴とする請求項４に記載の充電スタンド。
- 前記検知装置が、前記充電スタンドに設けられたユーザ認証装置であることを特徴とする請求項４に記載の充電スタンド。
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Cited By (15)
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