CN108702010B - 接触式充电***、供电装置、受电装置和接触式充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接触式充电***、供电装置、受电装置和接触式充电方法，即使充电电力为大功率也能防止供电端子和受电端子的损伤。在对高压电池(102)充电时，通过在供电端子(36)和受电端子(84)相互推压的状态下使供电侧马达(38)或受电侧马达(110)旋转，来从供电端子(36)和受电端子(84)中的任一方向另一方传递动力。这样，在使供电端子(36)和受电端子(84)一起旋转的状态下，从供电端子(36)向受电端子(84)供给电力。

Description

接触式充电***、供电装置、受电装置和接触式充电方法

技术领域

本发明涉及一种使用供电装置对设置于受电装置侧的电池充电的接触式充电***（contact charging system）及其方法。

背景技术

日本发明专利公开公报特开平7-283852号、日本发明专利公开公报特开2006-049123号均示出了对手机电池充电的充电器。这些发明使供电元件和/或受电元件能够旋转，且使供电元件和受电元件的接触位置不集中在一点。根据该结构，供电元件和/或受电元件不容易由于摩耗而劣化。

日本发明专利公开公报特开2012-034543号、日本发明专利公开公报特开2011-135739号示出了对电动汽车和插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Vehicle）（称为电动车辆）的电池充电的结构和***。如这些文献所示的那样，当对电动车辆的驱动用电池充电时，一般在使供电端子和受电端子相互接触的基础上进行电力供给。

日本发明专利公开公报特开2013-233037号示出对行驶的电动车辆的驱动用电池充电的***。在该发明中，通过从行驶状态的电动车辆伸出在顶端具有受电端子的臂（arm），使该臂与沿行驶道路设置的架空线（overhead line）接触来对电池充电。受电元件以可旋转的状态被轴支承，其通过在车辆行驶过程中与架空线接触来以轴为中心进行旋转。

发明内容

日本发明专利公开公报特开平7-283852号、日本发明专利公开公报特开2006-049123号的发明中，供电元件和/或受电元件在对电池充电时不旋转。这样的结构在对手机电池充电的情况下没有问题。但是，在对电动车辆的驱动用电池充电的情况下存在问题。电动车辆的驱动用电池储存的电力比手机电池大。因此，如果在充电时使供电元件和受电元件以不发生移动的状态接触，在此基础上以大功率进行充电，则存在供电元件与受电元件的接触位置发热而产生损伤的担忧。

日本发明专利公开公报特开2012-034543号、日本发明专利公开公报特开2011-135739号的发明中，对大容量电池充电需要较长时间。如果使充电电力为大功率，虽然能够缩短充电时间，但还是存在供电端子与受电端子的接触位置（点）产生大的发热而损伤端子的担忧。

日本发明专利公开公报特开2013-233037号的发明中，受电端子与电动车辆一起向车辆行进方向移动。此时，当受电元件与架空线接触时两者之间产生摩擦力。受电元件由于该摩擦力而旋转。因此，即使充电电力为大功率也不会损伤供电端子和受电端子。但是，该发明没有设想停车时的接触式充电。

本发明是考虑这样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种即使充电电力为大功率也能防止供电端子和受电端子的损伤的接触式充电***、供电装置、受电装置和接触式充电方法。

本发明是一种接触式充电***，该接触式充电***通过从供电装置的供电端子向受电装置的受电端子供给电力来对所述受电装置的蓄电部充电，所述接触式充电***的特征在于，所述供电端子和所述受电端子能够一起旋转，还具有旋转动力机构，该旋转动力机构使所述供电端子和所述受电端子中的任一方旋转，在对所述蓄电部充电时，通过在所述供电端子和所述受电端子相互推压的状态下使所述旋转动力机构旋转，来从所述供电端子和所述受电端子中的任一方向另一方传递动力，在使所述供电端子和所述受电端子一起旋转的状态下，从所述供电端子向所述受电端子供给电力。

在本发明所涉及的接触式充电***中，通过旋转动力机构使供电端子和受电端子中的任一方旋转。当在供电端子和受电端子接触的状态下使任一端子旋转时，通过摩擦力，其他端子也旋转。这样，通过使供电端子和受电端子持续旋转，供电端子和受电端子的接触部位不会集中在局部，因此，即使为充电电力为大功率，也能够防止供电端子和受电端子的损伤或熔接。

在本发明所涉及的接触式充电***中，也可以为：所述供电端子和所述受电端子分别具有一对端子，所述供电端子和所述受电端子中的任一方的所述一对端子位于同一轴线上，所述旋转动力机构使所述供电端子和所述受电端子中的任一方的所述一对端子以所述轴线为中心旋转。这样，通过一对端子能够以同一轴线为中心旋转，能够由简易的结构使供电端子或受电端子旋转。

在本发明所涉及的接触式充电***中，也可以为：具有电刷，该电刷接触所述供电端子和所述受电端子中的任一方的所述一对端子，并且连接于所述供电端子和所述受电端子中的任一方的电力线。通过具有电刷，即使在供电端子或受电端子正在旋转的状态下，也能够可靠地向供电端子或受电端子通电。

在本发明所涉及的接触式充电***中，也可以为：还具有控制器，该控制器控制启动所述旋转动力机构的时机（timing）和对所述供电端子施加电压的时机。并且，也可以为：在使所述旋转动力机构启动后经过规定时间之后，所述控制器对所述供电端子施加电压。如果从供电端子和受电端子开始旋转后开始施加电压，则能够在开始充电时可靠地使供电端子和受电端子旋转。通过这样的结构，供电端子和受电端子的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子和受电端子的损伤或熔接。

在本发明所涉及的接触式充电***中，也可以为：还具有检测装置，该检测装置检测所述供电端子与所述受电端子处于接触状态的情况，在由所述检测装置检测到所述供电端子与所述受电端子的接触的情况下，所述控制器驱动所述旋转动力机构，在经过规定时间后对所述供电端子施加电压。通过在供电端子和受电端子接触之后驱动旋转动力机构，旋转动力机构不会无用地旋转，因此，能够减少电力消耗。

在本发明所涉及的接触式充电***中，也可以为：所述受电装置包含在电动车辆中，所述受电端子设置在所述电动车辆的内侧，在所述供电端子和所述受电端子相互接触的状态下，所述受电端子和所述供电端子被罩包围。通过受电端子和供电端子被罩包围，即使在以大功率来供给电力的情况下，也能够防止成为高压的各端子的露出。

本发明是一种供电装置，该供电装置具有对外部的受电装置供给电力的供电端子，其特征在于，所述供电端子能够以旋转轴为中心旋转，还具有旋转动力机构，该旋转动力机构使所述供电端子以所述旋转轴为中心旋转。

在本发明所涉及的供电装置中，旋转动力机构使供电端子旋转。当在供电端子和受电端子接触的状态下使供电端子旋转时，通过摩擦力，与供电端子接触的受电端子也旋转。通过这样的结构，供电端子和受电端子的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子和受电端子的损伤或熔接。

本发明是一种受电装置，该受电装置具有从外部的供电装置输入电力的受电端子和蓄电的蓄电部，其特征在于，所述受电端子能够以旋转轴为中心旋转，还具有旋转动力机构，该旋转动力机构使所述受电端子以所述旋转轴为中心旋转。

在本发明所涉及的受电装置中，旋转动力机构使受电端子旋转。当在供电端子和受电端子接触的状态下使受电端子旋转时，通过摩擦力，与受电端子接触的供电端子也旋转。通过这样的结构，供电端子和受电端子的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子和受电端子的损伤或熔接。

本发明是一种接触式充电方法，该接触式充电方法使供电装置的供电端子和受电装置的受电端子接触，通过从所述供电端子向所述受电端子供给电力来对受电装置的蓄电部充电，其特征在于，一边使所述供电端子和所述受电端子中的任一方以旋转轴为中心旋转，一边使所述供电端子和所述受电端子接触，来从所述供电端子向所述受电端子供给电力。

在本发明所涉及的接触式充电方法中，使供电端子和受电端子中的任一方旋转。当在供电端子和受电端子接触的状态下使任一个端子旋转时，通过摩擦力，相接触的其他端子也旋转。通过这样的结构，供电端子和受电端子的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子和受电端子的损伤或熔接。

在本发明所涉及的接触式充电方法中，根据检测到所述供电端子和所述受电端子的接近或接触的情况，使所述供电端子和所述受电端子中的任一方旋转，在此之后，开始从所述供电端子向所述受电端子供给电力。

如果在使供电端子和受电端子旋转之后施加电压，则能够在开始充电时可靠地使供电端子和受电端子旋转。通过这样的结构，供电端子和受电端子的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子和受电端子的损伤或熔接。

供电端子和受电端子的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子和受电端子的熔接。

附图说明

图1A是表示适用了本发明的电动车辆的接触式充电***的俯视图，图1B是侧视图，图1C是主视图。

图2是表示第1实施方式所涉及的供电装置的内部结构的示意图。

图3是表示第1实施方式所涉及的受电头的内部结构的示意图。

图4是表示第1实施方式所涉及的接触式充电***的结构的框图。

图5是表示第1、第2实施方式所涉及的接触式充电***的动作的流程图。

图6是表示第2实施方式所涉及的供电装置的内部结构的示意图。

图7是表示第2实施方式所涉及的受电头的内部结构的示意图。

图8是表示第2实施方式所涉及的接触式充电***的结构的框图。

图9是表示第3实施方式所涉及的接触式充电***的结构的框图。

图10是表示第3实施方式所涉及的接触式充电***的动作的流程图。

图11是表示第4实施方式所涉及的供电装置的内部结构的示意图。

图12是表示第5实施方式所涉及的接触式充电***的俯视图。

图13是表示第6实施方式所涉及的接触式充电***的主视图。

图14是表示第6实施方式所涉及的供电头的内部结构的示意图。

图15是表示第6实施方式所涉及的受电装置的内部结构的示意图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式且参照附图对本发明详细地进行说明。另外，在各图中各结构进行变形而示出。另外，在以下的说明中，为了便于说明，限定了“上下”的方向。但是，本发明所涉及的各装置的设置方向不局限于此。

接触式充电***10的结构]

使用图1A、图1B、图1C对接触式充电***10的结构进行说明。接触式充电***10由作为受电装置的电动车辆12和配置在电动车辆12的外部的供电装置30构成。

电动车辆12搭载有驱动用马达等的车辆推进用的电动机106（参照图4）和对电动机106供给电力的高压电池102（参照图4）。电动车辆12是电动汽车、搭载有内燃机的混合动力汽车、搭载有燃料电池的燃料电池汽车等。

在电动车辆12上设置具有受电头（power receiving head）28的滑动式曲柄机构（slide crank mechanism）14。滑动式曲柄机构14具有第1弹簧减震器（spring damper）16、致动器（actuator）20、第2弹簧减震器22和臂24。第1弹簧减震器16沿电动车辆12的前后方向P配置，其一端被固定于电动车辆12。第1弹簧减震器16具有滑轨18。在滑轨18上设有致动器20。致动器20根据从控制装置（未图示）发送的驱动信号而沿滑轨18向前方P1或后方P2移动。第2弹簧减震器22的一端以自如旋转的状态被安装于致动器20。第2弹簧减震器22的另一端以自如旋转的状态被安装于臂24的大致中间部分。臂24的一端通过支轴26以自如旋转的状态被支承于电动车辆12。臂24的另一端具有受电头28。另外，也可以代替臂24而设置具有受电头28的电缆。

滑动式曲柄机构14如以下那样进行动作。当致动器20位于滑轨18的后方侧时，臂24被收纳于电动车辆12。当致动器20从该状态向前方P1移动时，通过第2弹簧减震器22将臂24向侧方侧推压。于是，受电头28以支轴26为中心向Q2方向移动。当供电端子36（参照图2）和受电端子84（参照图3）接触时，第2弹簧减震器22使供电端子36与受电端子84之间产生推压力。另一方面，当致动器20向后方P2移动时，通过第2弹簧减震器22将臂24向电动车辆12侧牵引。于是，受电头28以支轴26为中心向Q1方向移动。

供电装置30被设置于电动车辆12的泊车空间或专用的充电空间。当受电头28与供电装置30接触时，开始从供电装置30向电动车辆12充电。

［2.第1实施方式］

使用图2～图4对第1实施方式所涉及的接触式充电***10中使用的供电装置30和受电头28进行说明。在第1实施方式中，当对高压电池102充电时，通过在供电端子36和受电端子84相互推压的状态下使供电侧马达38旋转，来从供电端子36向受电端子84传递动力，而使供电端子36和受电端子84一起旋转。

［2.1.供电装置30的结构］

使用图2、图4来说明供电装置30的结构。第1实施方式所涉及的供电装置30包括供电端子36和供电侧马达38，其中，所述供电端子36具有能够以第1旋转轴（第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56）为中心旋转的一对端子、即正极供电端子32和负极供电端子34；所述供电侧马达38使正极供电端子32和负极供电端子34以第1旋转轴为中心旋转。详细而言，所述供电装置30如以下那样构成。

在底座40上，壁部件42以大致垂直立起的状态来设置。在壁部件42上，第1支承台44、第2支承台46和马达支承台48从上到下以与底座40大致平行的方式来设置。第1支承台44具有上部轴承50，第1支承台44经由上部轴承50将绝缘性的第1上部旋转轴52以可旋转的方式支承。第2支承台46具有下部轴承54，第2支承台46经由下部轴承54将绝缘性的第1下部旋转轴56以可旋转的方式支承。马达支承台48支承供电侧马达38。

正极供电端子32由金属等导体构成，具有大致圆台形状的外部接触部32a和大致圆筒形状的内部接触部32b。正极供电端子32是外部接触部32a的圆台底面和内部接触部32b的一端相结合的一体结构。同样，负极供电端子34由金属等导体构成，具有大致圆台形状的外部接触部34a和大致圆筒形状的内部接触部34b。负极供电端子34是外部接触部34a的圆台底面和内部接触部34b的一端相结合的一体结构。

正极供电端子32和负极供电端子34以使外部接触部32a的圆台上表面和外部接触部34a的圆台上表面彼此相向的状态来配置。并且，通过在外部接触部32a与外部接触部34a之间安装绝缘性的连结部件58，来连结正极供电端子32和负极供电端子34。第1上部旋转轴52的一端安装在正极供电端子32的内部接触部32b。同样，第1下部旋转轴56的一端安装在负极供电端子34的内部接触部34b。第1下部旋转轴56与供电侧马达38的输出轴连结。第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56和连结部件58被配置在同一轴线上。通过这样的结构，第1下部旋转轴56、负极供电端子34、连结部件58、正极供电端子32和第1上部旋转轴52连结于供电侧马达38的输出轴。并且，当供电侧马达38旋转时，正极供电端子32和负极供电端子34旋转。

正极电刷60与正极供电端子32的内部接触部32b的一部分外周面接触，负极电刷62与负极供电端子34的内部接触部34b的一部分外周面接触。正极电刷60和负极电刷62分别通过线束64、66与安装于壁部件42的接触器（contactor）68电气连接。接触器68通过电缆70与外部的电源PW（参照图4）电气连接。

在供电装置30的罩72的正面（图2右侧）形成有凹部74。在凹部74形成有2个开口，正极供电端子32的外部接触部32a的一部分和负极供电端子34的外部接触部34a的一部分从各开口向外部露出。另外，在凹部74的任意的位置、在此为在正极供电端子32与负极供电端子34之间设有供电侧接近传感器76。除此之外，供电侧接近传感器76也可以设置于其他与受电头28相向的位置。作为供电侧接近传感器76，能够使用接近开关（proximityswitch）或触摸传感器。

如图4所示，供电装置30具有供电侧控制器78。供电侧控制器78从供电侧接近传感器76接收检测信号。另外，供电侧控制器78向供电侧马达38（包括驱动器（driver））和接触器68发送指令信号。

［2.2.受电头28和电动车辆12的结构］

使用图3、图4来说明受电头28和电动车辆12的结构。第1实施方式所涉及的受电头28包括受电端子84，该受电端子84包括能够以第2旋转轴（第2上部旋转轴88、第2下部旋转轴90）为中心旋转的正极受电端子80和负极受电端子82。详细而言，所述受电头28和电动车辆12如以下那样构成。

在臂24（参照图1A等）的顶端通过未图示的托架安装有安装部件79。安装部件79通过弹簧81对支承部件83以使之能够沿水平方向移动的方式进行支承。与第2弹簧减震器22（参照图1A等）同样，弹簧81在供电端子36（参照图2）和受电端子84接触的状态下，使供电端子36和受电端子84之间产生推压力。

正极受电端子80由金属等导体构成，具有大致圆台形状的外部接触部80a和大致圆筒形状的内部接触部80b。正极受电端子80是外部接触部80a的圆台底面和内部接触部80b的一端相结合的一体结构。同样，负极受电端子82由金属等导体构成，具有大致圆台形状的外部接触部82a和大致圆筒形状的内部接触部82b。负极受电端子82是外部接触部82a的圆台底面和内部接触部82b的一端相结合的一体结构。充电时，正极受电端子80与供电装置30的正极供电端子32接触，负极受电端子82与供电装置30的负极供电端子34接触。

正极受电端子80和负极受电端子82以使内部接触部80b的另一端与内部接触部82b的另一端彼此相向的状态来配置。并且，在内部接触部80b与内部接触部82b之间安装绝缘性的连结部件86，据此，连结正极受电端子80和负极受电端子82。第2上部旋转轴88的一端安装在正极受电端子80的外部接触部80a。同样，第2下部旋转轴90的一端安装在负极受电端子82的外部接触部82a。第2上部旋转轴88、第2下部旋转轴90和连结部件86被配置在同一轴线上。通过这样的结构，第2下部旋转轴90、负极受电端子82、连结部件86、正极受电端子80和第2上部旋转轴88相连结。第2上部旋转轴88和第2下部旋转轴90通过支承部件83以可旋转的方式被支承。

正极电刷92与正极受电端子80的内部接触部80b的一部分外周面接触，负极电刷94与负极受电端子82的内部接触部82b的一部分外周面接触。正极电刷92和负极电刷94分别通过线束96、98与高压电池102（参照图4）电气连接。

在受电头28的罩100上形成有2个开口，正极受电端子80的外部接触部80a的一部分和负极受电端子82的外部接触部82a的一部分从各开口向外部露出。

如图4所示，电动车辆12从高压电池102经由PCU104向车辆推进用的电动机106供给电力。

［2.3.动作］

使用图4、图5来说明第1实施方式所涉及的接触式充电***10的动作。电动车辆12停车在供电装置30附近的充电位置，将臂24（参照图1A等）向侧方伸出。于是，臂24顶端的受电头28***供电装置30的凹部74（参照图2）。

在步骤S1中，供电侧接近传感器76检测设置于供电装置30的供电端子36与设置于受电头28的受电端子84的接近（接触）。此时，供电侧接近传感器76向供电侧控制器78发送检测信号。

在步骤S2中，供电侧控制器78向供电侧马达38的驱动器发送启动信号。驱动器根据启动信号开始对供电侧马达38的电压施加。于是，供电侧马达38启动，并且由连结部件58连结的正极供电端子32和负极供电端子34以第1旋转轴（第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56，参照图2）为中心旋转。当供电端子36与受电端子84接触时，在两者之间，摩擦力发挥作用，供电侧马达38的驱动力还传递给受电端子84。因此，正极受电端子80和负极受电端子82以第2旋转轴（第2上部旋转轴88、第2下部旋转轴90，参照图3）为中心旋转。

在步骤S3中，供电侧控制器78向接触器68发送通电信号。接触器68根据通电信号而使触点闭合，对供电端子36施加电压。于是，对电动车辆12的高压电池102充电。另外，优选为，供电侧控制器78在步骤S2中进行的启动供电侧马达38的时机与步骤S3中进行的向供电端子36施加电压的时机之间设置规定时间以上的时间差。这样一来，能够在使供电端子36和受电端子84一起进行动作之后进行电压的施加。

在步骤S4中，供电侧控制器78判定充电是否完成。作为充电完成的判定例如可以检测电流值的降低。另外，也可以预先设定规定充电时间，当施加电压之后的经过时间超过规定充电时间时判定为充电完成。在充电没有完成的情况下（步骤S4：否），返回步骤S3的处理，继续进行电压施加。在充电完成的情况下（步骤S4：是），进入步骤S5的处理。

在步骤S5中，供电侧控制器78向接触器68发送切断信号。接触器68根据切断信号使触点断开，停止向供电端子36的电压施加。

在步骤S6中，供电侧控制器78向供电侧马达38的驱动器发送停止信号。驱动器根据停止信号而停止对供电侧马达38的电压施加。于是，供电侧马达38停止，并且供电端子36和受电端子84的旋转也停止。另外，优选为，供电侧控制器78在步骤S5中进行的停止向供电端子36施加电压的时机与步骤S6中进行的供电侧马达38停止的时机之间，设置规定时间以上的时间差。这样一来，能够在使电压的施加停止之后使供电端子36和受电端子84的动作停止。

［3.第2实施方式］

使用图6～图8来说明第2实施方式所涉及的接触式充电***10a（参照图1A等）中使用的供电装置30a和受电头28a。在第2实施方式中，当对高压电池102充电时，通过在供电端子36和受电端子84相互推压的状态下使受电侧马达110旋转，来从受电端子84向供电端子36传递动力，使供电端子36和受电端子84一起旋转。

［3.1.供电装置30a的结构］

使用图6、图8来说明供电装置30a的结构。第2实施方式所涉及的供电装置30a包括供电端子36，该供电端子36具有能够以第1旋转轴（第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56）为中心旋转的一对端子、即正极供电端子32和负极供电端子34。

供电装置30a的结构在多个方面与图2、图4所示的第1实施方式所涉及的供电装置30的结构一致。因此，在图6、图8所示的供电装置30a中，对与供电装置30相同的结构标注相同的标记，省略对其的说明。图6、图8所示的供电装置30a与图2、图4所示的供电装置30相比，在没有使用供电侧马达38的方面不同。

［3.2.受电头28a和电动车辆12a的结构］

使用图7、图8来说明受电头28a和电动车辆12a的结构。第2实施方式所涉及的受电头28a包括受电端子84和受电侧马达110，其中，所述受电端子84具有能够以第2旋转轴（第2上部旋转轴88、第2下部旋转轴90）为中心旋转的正极受电端子80和负极受电端子82；所述受电侧马达110使正极受电端子80和负极受电端子82以第2旋转轴为中心旋转。

受电头28a和电动车辆12a的结构在多个方面与图3、图4所示的第1实施方式所涉及的受电头28和电动车辆12的结构一致。因此，在图7、图8所示的受电头28a和电动车辆12a中，对与受电头28和电动车辆12相同的结构标注相同的标记，省略对其的说明。图7所示的受电头28a与图3所示的受电头28相比，在具有受电侧马达110和受电侧接近传感器112的方面不同。另外，图8所示的电动车辆12a与图4所示的电动车辆12相比，除了受电头28a之外，在具有受电侧控制器114的方面不同。

第2下部旋转轴90连结于受电侧马达110的输出轴。通过这样的结构，第2下部旋转轴90、负极受电端子82、连结部件86、正极受电端子80和第2上部旋转轴88连结于受电侧马达110的输出轴。并且，当受电侧马达110旋转时，正极受电端子80和负极受电端子82旋转。

在罩100的任意的位置、在此为在正极受电端子80与负极受电端子82之间设有受电侧接近传感器112。除此之外，受电侧接近传感器112也可以设置于其他与供电装置30a相向的位置。作为受电侧接近传感器112，能够使用接近开关或触摸传感器。

如图8所示，电动车辆12a具有受电侧控制器114。受电侧控制器114从受电侧接近传感器112接收检测信号。另外，向受电侧马达110（包括驱动器）发送指令信号。

［3.3.动作］

第2实施方式所涉及的接触式充电***10a的处理流程与第1实施方式所涉及的接触式充电***10的处理流程（图5）相同。因此，使用图5、图8来说明第2实施方式所涉及的接触式充电***10的动作。电动车辆12a停车在供电装置30a附近的充电位置，将臂24（参照图1A等）向侧方伸出。于是，臂24顶端的受电头28a***供电装置30a的凹部74（参照图6）。

在步骤S1中，供电侧接近传感器76和受电侧接近传感器112检测设置于供电装置30a的供电端子36与设置于受电头28a的受电端子84的接近（接触）。此时，供电侧接近传感器76向供电侧控制器78发送检测信号。另外，受电侧接近传感器112向受电侧控制器114发送检测信号。

在步骤S2中，受电侧控制器114向受电侧马达110的驱动器发送启动信号。驱动器根据启动信号开始对受电侧马达110的电压施加。于是，受电侧马达110启动，并且由连结部件86连结的正极受电端子80和负极受电端子82以第2旋转轴（第2上部旋转轴88、第2下部旋转轴90、参照图7）为中心旋转。当受电端子84与供电端子36接触时，两者之间作用摩擦力，受电侧马达110的驱动力还传递给供电端子36。因此，正极供电端子32和负极供电端子34以第1旋转轴（第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56、参照图6）为中心旋转。

在步骤S3中，供电侧控制器78向接触器68发送通电信号。接触器68根据通电信号使触点闭合，对供电端子36施加电压。于是，对电动车辆12的高压电池102充电。另外，优选为，供电侧控制器78在步骤S2中进行的启动受电侧马达110的时机与步骤S3中进行的向供电端子36施加电压的时机之间设置规定时间以上的时间差。这样一来，能够在使供电端子36和受电端子84一起进行动作之后进行电压的施加。

在步骤S4中，供电侧控制器78判定充电是否完成。作为充电完成的判定例如可以检测电流值的降低。另外，也可以预先设定规定充电时间，当施加电压之后的经过时间超过规定充电时间时判定为充电完成。在充电没有完成的情况下（步骤S4：否），返回步骤S3的处理，继续进行电压施加。在充电完成的情况下（步骤S4：是），进入步骤S5的处理。

在步骤S5中，供电侧控制器78向接触器68发送切断信号。接触器68根据切断信号使触点断开，停止向供电端子36的电压施加。

在步骤S6中，受电侧控制器114向受电侧马达110的驱动器发送停止信号。例如，当由受电侧接近传感器112检测到隔离（非接触）时发送停止信号。驱动器根据停止信号停止对受电侧马达110的电压施加。于是，受电侧马达110停止，并且供电端子36和受电端子84的旋转也停止。

［4.第3实施方式］

在第3实施方式中，通过无线通信来连接供电装置30b和电动车辆12b，从电动车辆12b侧向供电装置30b侧发送电压施加的指令信号和停止电压施加的指令信号。

［4.1.供电装置30b的结构］

使用图9来说明供电装置30b的结构。供电装置30b的结构在多个方面与图8所示的第2实施方式所涉及的供电装置30a的结构一致。因此，在图9所示的供电装置30b中，对与供电装置30a相同的结构标注相同的标记，省略对其的说明。图9所示的供电装置30b与图8所示的供电装置30a相比，在使用供电侧通信部120而没有使用供电侧接近传感器76的方面不同。供电侧通信部120接收从受电侧通信部122发送的指令信号。

［4.2.电动车辆12b的结构］

使用图9来说明电动车辆12b的结构。电动车辆12b的结构在多个方面与图8所示的第2实施方式所涉及的电动车辆12a的结构一致。因此，在图9所示的电动车辆12b中，对与电动车辆12a相同的结构标注相同的标记，省略对其的说明。图9所示的电动车辆12b与图8所示的电动车辆12a相比，在使用电池ECU121和受电侧通信部122的方面不同。电池ECU121监视高压电池102的SOC（State Of Charge：荷电状态、剩余电量）。受电侧通信部122向供电侧通信部120发送指令信号。

［4.3.动作］

使用图9、图10来说明第3实施方式所涉及的接触式充电***10b的动作。电动车辆12b停车在供电装置30b附近的充电位置，将臂24（参照图1A等）向侧方伸出。于是，臂24顶端的受电头28***供电装置30b的凹部74。

在步骤S11中，受电侧接近传感器112检测设置于供电装置30b的供电端子36与设置于受电头28a的受电端子84的接近（接触）。此时，受电侧接近传感器112向受电侧控制器114发送检测信号。

在步骤S12中，受电侧控制器114向受电侧马达110的驱动器发送启动信号。驱动器根据启动信号开始对受电侧马达110的电压施加。于是，受电侧马达110启动，并且由连结部件86连结的正极受电端子80和负极受电端子82以第2旋转轴（第2上部旋转轴88、第2下部旋转轴90、参照图7）为中心旋转。当受电端子84与供电端子36接触时，两者之间作用摩擦力，受电侧马达110的驱动力还传递给供电端子36。因此，正极供电端子32和负极供电端子34以第1旋转轴（第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56、参照图6）为中心旋转。

在步骤S13中，受电侧控制器114指示受电侧通信部122发送电压施加指令。受电侧通信部122向供电侧通信部120发送电压施加的指令信号。供电侧通信部120接收从受电侧通信部122发送的指令信号。另外，优选为，受电侧控制器114在步骤S12中进行的启动受电侧马达110的时机与步骤S13中进行的发送电压施加的指令信号的时机之间设置规定时间以上的时间差。这样一来，能够在使供电端子36和受电端子84一起进行动作之后进行电压的施加。

在步骤S14中，经由供电侧通信部120接收到电压施加的指令信号的供电侧控制器78向接触器68发送通电信号。接触器68根据通电信号而使触点闭合，对供电端子36施加电压。于是，对电动车辆12b的高压电池102进行充电。

在步骤S15中，电池ECU121监视高压电池102的SOC。在SOC低于规定量的情况下判定为充电没有完成（步骤S15：否）。在该情况下，返回步骤S14的处理，继续进行电压施加。另一方面，在SOC在规定量以上的情况下判定为充电完成（步骤S15：是）。在该情况下，进入步骤S16的处理。

在步骤S16中，受电侧控制器114指示受电侧通信部122发送电压施加停止指令。受电侧通信部122向供电侧通信部120发送停止电压施加的指令信号。供电侧通信部120接收从受电侧通信部122发送的指令信号。

在步骤S17中，经由供电侧通信部120接收到停止电压施加的指令信号的供电侧控制器78向接触器68发送切断信号。接触器68根据切断信号使触点断开，停止向供电端子36的电压施加。

在步骤S18中，受电侧控制器114向受电侧马达110的驱动器发送停止信号。驱动器根据停止信号停止对受电侧马达110的电压施加。于是，受电侧马达110停止，并且供电端子36和受电端子84的旋转也停止。另外，优选为，受电侧控制器114在步骤S17中进行的发送停止电压施加的指令信号的时机与步骤S18中进行的受电侧马达110停止的时机之间设置规定时间以上的时间差。这样一来，能够在使电压的施加停止之后使供电端子36和受电端子84的动作停止。

［5.第4实施方式］

图11所示的第4实施方式的供电装置30c是在图6所示的供电装置30a上设有推压机构（第1壁部件124、第2壁部件126、弹簧128、130）的供电装置。该推压机构在供电端子36与受电端子84接触的状态下，使供电端子36与受电端子84之间产生推压力。

在底座40上，第1壁部件124以大致垂直立起的状态来设置。第2壁部件126通过弹簧128、130以与第1壁部件124相向的状态支承于第1壁部件124。在第2壁部件126上安装有第1支承台44、第2支承台46、接触器68。在第1支承台44与第2支承台46之间支承有供电端子36，该供电端子36处于能够以第1旋转轴（第1上部旋转轴52、第1下部旋转轴56）为中心旋转的状态。

还能够在图2所示的供电装置30上设置推压机构（第1壁部件124、第2壁部件126、弹簧128、130）。

［6.第5实施方式］

也可以是图12所示的那样的接触式充电***140。接触式充电***140具有能够同时对多个电动车辆12充电的供电装置142。供电装置142具有供电端子148，该供电端子148由圆板状或圆环状的正极供电端子144和负极供电端子146构成。正极供电端子144和负极供电端子146相连结，根据未图示的马达的驱动以旋转轴O为中心旋转。供电端子148和各零部件被收装于壳体150。

设置于电动车辆12的受电头28的受电端子84（参照图3）和供电端子148接触，通过对供电端子148施加电压来进行充电。供电端子148和受电端子84通过设置于电动车辆12（参照图1A等）的第2弹簧减震器22和设置于受电头28（参照图3）的弹簧81而相互推压。

［7.第6实施方式］

也可以是图13所示的那样的接触式充电***210。第6实施方式所涉及的接触式充电***210与第1～第5实施方式不同，供电装置230在电缆240（或臂）的顶端具有供电头（power feedig head）228。

［7.1.供电头228的结构］

如图14所示，供电头228包括供电端子236，该供电端子236具有能够以第1旋转轴（第1上部旋转轴252、第1下部旋转轴256）为中心旋转的正极供电端子232和负极供电端子234。供电头228的基本结构与图3所示的受电头28相同。

电缆240（参照图13）的外周被管部件包覆。在管部件的顶端安装有安装部件279。安装部件279通过弹簧281对支承部件283以使之能够沿水平方向移动的方式进行支承。在供电端子236与受电端子284（参照图15）接触的状态下，弹簧281使供电端子236与受电端子284之间产生推压力。

正极供电端子232具有外部接触部232a和内部接触部232b。负极供电端子234具有外部接触部234a和内部接触部234b。通过在正极供电端子232与负极供电端子234之间安装绝缘性的连结部件258，来连结正极供电端子232与负极供电端子234。第1上部旋转轴252的一端安装在正极供电端子232的外部接触部232a。同样，第1下部旋转轴256的一端安装在负极供电端子234的外部接触部234a。第1上部旋转轴252、第1下部旋转轴256和连结部件258被配置在同一轴线上。通过这样的结构，第1下部旋转轴256、负极供电端子234、连结部件258、正极供电端子232和第1上部旋转轴252相连结。第1上部旋转轴252和第1下部旋转轴256通过支承部件283以可旋转的方式被支承。

正极电刷260与正极供电端子232的内部接触部232b的一部分外周面接触，负极电刷262与负极供电端子234的内部接触部234b的一部分外周面接触。正极电刷260和负极电刷262分别通过线束264、266与接触器（未图示）电气连接。

在供电头228的罩300上形成有2个开口，正极供电端子232的外部接触部232a的一部分和负极供电端子234的外部接触部234a的一部分从各开口向外部露出。

［7.2.电动车辆212（受电装置）的结构］

如图15所示，电动车辆212包括受电端子284和受电侧马达238，其中，所述受电端子284具有能够以第2旋转轴（第2上部旋转轴288、第2下部旋转轴290）为中心旋转的正极受电端子280和负极受电端子282；所述受电侧马达238使正极受电端子280和负极受电端子282以第2旋转轴为中心进行旋转。在此，受电侧马达238从搭载于电动车辆212的低压电池（未图示）接受供给电力，但也可以通过将高压电池102的输出电压降压，来从高压电池102对受电侧马达238供给电力。

在电动车辆212的车架（未图示）上设有安装部件242。在安装部件242上设有第1支承台244、第2支承台246和马达支承台248。第1支承台244通过上部轴承250将绝缘性的第2上部旋转轴288以可旋转的方式支承。第2支承台246通过下部轴承254将绝缘性的第2下部旋转轴290以可旋转的方式支承。马达支承台248支承受电侧马达238。

正极受电端子280具有外部接触部280a和内部接触部280b。负极受电端子282具有外部接触部282a和内部接触部282b。通过在正极受电端子280与负极受电端子282之间安装绝缘性的连结部件286，来连结正极受电端子280和负极受电端子282。第2上部旋转轴288的一端安装在正极受电端子280的内部接触部280b。同样，第2下部旋转轴290的一端安装在负极受电端子282的内部接触部282b。第2下部旋转轴290连结于受电侧马达238的输出轴。第2上部旋转轴288、第2下部旋转轴290和连结部件286被配置在同一轴线上。通过这样的结构，第2下部旋转轴290、负极受电端子282、连结部件286、正极受电端子280和第2上部旋转轴288连结于受电侧马达238的输出轴。并且，当受电侧马达238旋转时，正极受电端子280和负极受电端子282旋转。

正极电刷260与正极受电端子280的内部接触部280b的一部分外周面接触，负极电刷262与负极受电端子282的内部接触部282b的一部分外周面接触。正极电刷260和负极电刷262分别通过线束264、266与高压电池102电气连接。

在电动车辆212的罩272（即电动车辆212的车身表面）上设有有底的***孔272a。在供电端子236与受电端子284相互接触时，***孔272a包围供电端子236和受电端子284。在***孔272a的底部形成有凹部274。在凹部274形成有2个开口，正极受电端子280的外部接触部280a的一部分和负极受电端子282的外部接触部282a的一部分从各开口向外部露出。另外，在凹部274的任意的位置、在此为在正极受电端子280与负极受电端子282之间设有受电侧接近传感器276。另外，也可以设置盖部（lid），该盖部能够在供电端子236与受电端子284在***孔272a内相互接触的状态下，使供电端子236和受电端子284与电动车辆212的外侧隔离。

另外，在第6实施方式中通过受电侧马达238来使受电端子284旋转，但也可以在供电侧设置马达来使供电端子236旋转。

［8.各实施方式的总结］

第1～第6实施方式所涉及的接触式充电***10、10a、10b、140、210通过从供电装置30、30a、30b、142、230的供电端子36、148、236向电动车辆（受电装置）12、12a、12b、212的受电端子84、284供给电力来对电动车辆12、12a、12b、212的高压电池102（蓄电部）充电。供电端子36、148、236和受电端子84、284能够一起旋转。并且设置有使供电端子36、148、236和受电端子84、284中的任一方旋转的供电侧马达38或受电侧马达110、238（旋转动力机构）。当对高压电池102充电时，在供电端子36、148、236和受电端子84、284相互推压的状态下使旋转动力机构旋转，据此，从供电端子36、148、236和受电端子84、284中的任一方向另一方传递动力，在使供电端子36、148、236和受电端子84、284一起旋转的状态下，从供电端子36、148、236向受电端子84、284供给电力。

在接触式充电***10、10a、10b、140、210中，通过供电侧马达38或受电侧马达110、238使供电端子36、148、236和受电端子84、284中的任一方旋转。当在供电端子36、148、236与受电端子84、284接触的状态下使任一个端子旋转时，通过摩擦力其他端子也旋转。这样，通过使供电端子36、148、236和受电端子84、284持续旋转，供电端子36、148、236和受电端子84、284的接触位置不会集中在局部，因此，即使充电电力为大功率，也能够防止供电端子36、148、236和受电端子84、284的损伤或熔接。

供电侧控制器78或受电侧控制器114控制供电侧马达38或受电侧马达110、238的启动时机和向供电端子36、148、236施加电压的时机。此时，供电侧控制器78或受电侧控制器114在使供电侧马达38或受电侧马达110启动之后经过规定时间后，对供电端子36、148、236施加电压。

如果从供电端子36、148、236和受电端子84、284开始旋转后开始施加电压，则在开始充电时能够可靠地使供电端子36、148、236和受电端子84、284旋转。通过这样的结构，供电端子36、148、236和受电端子84、284的接触位置不会集中在局部，因此，即使在进行供给功率较大的充电时，也能够防止供电端子36、148、236和受电端子84、284的损伤或熔接。

［9.其他实施方式］

如上所述，第1～第6实施方式示出本发明的变形，但本发明并不限定于各实施方式所示的结构。本发明也可以是任何实施方式，只要其具有旋转动力机构和推压机构即可，其中，所述旋转动力机构使供电端子36等和受电端子84等的至少一部分旋转；所述推压机构能够使供电端子36等与受电端子84等以能够保持供电端子36等与受电端子84等的接触状态的程度相互推压。即，也可以不一定由弹簧或减震器等弹性部件构成，而由保持供电端子36等与受电端子84等的接触状态的保持部件或固定部件构成。

例如，在第1实施方式中，正极供电端子32和负极供电端子34相连结，且正极受电端子80和负极受电端子82相连结。但是，也可以为任一组相连结。只要正极供电端子32与负极供电端子34、或者正极受电端子80与负极受电端子82的任一组相连结，就能够在供电端子36与受电端子84接触时，通过由马达使4个端子中的任一个端子旋转，来使所有的端子旋转。其他实施方式亦同样。

另外，在第1实施方式中，第1上部旋转轴52和第1下部旋转轴56被配置在同一轴线上，但轴线也可以错开。同样，第2上部旋转轴88和第2下部旋转轴90被配置在同一轴线上，但轴线也可以错开。其他实施方式亦同样。

Claims (10)

1.一种接触式充电***（10），该接触式充电***（10）通过从供电装置（30）的供电端子（36）向电动车辆所包含的受电装置（12）的受电端子（84）供给电力来对所述受电装置（12）的蓄电部（102）充电，

所述接触式充电***（10）的特征在于，

所述受电端子（84）设置在所述电动车辆的内侧，

在所述供电端子（36）和所述受电端子（84）相互接触的状态下，所述受电端子（84）和所述供电端子（36）被罩包围，

所述供电端子（36）和所述受电端子（84）能够一起旋转，

还具有旋转动力机构（38），该旋转动力机构（38）使所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方旋转，

在对所述蓄电部（102）充电时，通过在所述供电端子（36）和所述受电端子（84）相互推压的状态下使所述旋转动力机构（38）旋转，来从所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方向另一方传递动力，在使所述供电端子（36）和所述受电端子（84）一起旋转的状态下，从所述供电端子（36）向所述受电端子（84）供给电力。

2.根据权利要求1所述的接触式充电***（10），其特征在于，

所述供电端子（36）和所述受电端子（84）分别具有一对端子，

所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方的所述一对端子位于同一轴线上，

所述旋转动力机构（38）使所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方的所述一对端子以所述轴线为中心旋转。

3.根据权利要求2所述的接触式充电***（10），其特征在于，

还具有电刷，该电刷接触所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方的所述一对端子，并且连接于所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方的电力线。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的接触式充电***（10），其特征在于，

还具有控制器（78），该控制器（78）控制启动所述旋转动力机构（38）的时机和对所述供电端子（36）施加电压的时机。

5.根据权利要求4所述的接触式充电***（10），其特征在于，

所述控制器（78）在使所述旋转动力机构（38）启动后经过规定时间之后，对所述供电端子（36）施加电压。

6.根据权利要求4所述的接触式充电***（10），其特征在于，

还具有检测装置（76），该检测装置（76）检测所述供电端子（36）与所述受电端子（84）处于接触状态的情况，

在由所述检测装置（76）检测到所述供电端子（36）与所述受电端子（84）的接触的情况下，所述控制器（78）驱动所述旋转动力机构（38），并对所述供电端子（36）施加电压。

7.一种供电装置（30），该供电装置（30）具有对电动车辆所具有的受电装置（12）的受电端子（84）供给电力的供电端子（36），并且被设置在所述电动车辆的外部，在所述电动车辆停车且对所述电动车辆的蓄电部（102）进行充电时使用，其特征在于，

所述供电端子（36）能够以第1旋转轴（52、56）为中心旋转，

所述受电端子（84）能够以第2旋转轴（88、90）为中心旋转，

所述供电端子（36）连接于使所述供电端子（36）以所述第1旋转轴（52、56）为中心旋转的马达（38），

所述受电端子（84）被设置在所述电动车辆的内侧，

在所述供电端子（36）和所述受电装置（12）的受电端子（84）相互接触的状态下，所述供电端子（36）被罩包围。

8.一种受电装置（12a），该受电装置（12a）具有从被设置在电动车辆的外部的供电装置（30）的供电端子（36）输入电力的受电端子（84）和蓄电的蓄电部（102），并且在所述电动车辆停车且对所述蓄电部（102）进行充电时使用，其特征在于，

所述受电端子（84）能够以第2旋转轴（88、90）为中心旋转，

所述供电端子（36）能够以第1旋转轴（52、56）为中心旋转，

所述受电端子（84）连接于使所述受电端子（84）以所述第2旋转轴（88、90）为中心旋转的马达（110），

所述受电装置（12a）被包含于所述电动车辆，

所述受电端子（84）设置在所述电动车辆的内侧，

在所述供电装置（30）的供电端子（36）和所述受电端子（84）相互接触的状态下，所述受电端子（84）和所述供电端子（36）被罩包围。

9.一种接触式充电方法，该接触式充电方法使供电装置（30）的供电端子（36）和电动车辆所包含的受电装置（12）的受电端子（84）接触，通过从所述供电端子（36）向所述受电端子（84）供给电力来对受电装置（12）的蓄电部（102）充电，其特征在于，

所述受电端子（84）设置在所述电动车辆的内侧，

在所述供电端子（36）和所述受电端子（84）相互接触的状态下，所述受电端子（84）和所述供电端子（36）被罩包围，

一边使所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方以旋转轴为中心旋转，一边使所述供电端子（36）和所述受电端子（84）接触，来从所述供电端子（36）向所述受电端子（84）供给电力。

10.根据权利要求9所述的接触式充电方法，其特征在于，

根据检测到所述供电端子（36）和所述受电端子（84）的接近或接触的情况，使所述供电端子（36）和所述受电端子（84）中的任一方旋转，在此之后，开始从所述供电端子（36）向所述受电端子（84）供给电力。

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