JP6560369B2 - 接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法 - Google Patents

接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6560369B2
JP6560369B2 JP2017566945A JP2017566945A JP6560369B2 JP 6560369 B2 JP6560369 B2 JP 6560369B2 JP 2017566945 A JP2017566945 A JP 2017566945A JP 2017566945 A JP2017566945 A JP 2017566945A JP 6560369 B2 JP6560369 B2 JP 6560369B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
terminal
power receiving
power supply
receiving terminal
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.)
Active
Application number
JP2017566945A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017138508A1 (ja
Inventor
孝光 田島
孝光 田島
松本 総一郎
総一郎 松本
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co 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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of JPWO2017138508A1 publication Critical patent/JPWO2017138508A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6560369B2 publication Critical patent/JP6560369B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • 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
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/36Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles with means for collecting current simultaneously from more than one conductor, e.g. from more than one phase
    • 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
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/40Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from lines in slotted conduits
    • 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
    • B60L5/00Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/42Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles for collecting current from individual contact pieces connected to the power supply line
    • 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
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging 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
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/18Cables specially adapted for charging 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
    • B60L53/31Charging columns specially adapted for 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
    • B60L53/32Constructional details of charging stations by charging in short intervals along the itinerary, e.g. during short stops
    • 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
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from 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
    • Y02T10/70Energy 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Description

この発明は、受電装置側に設けられるバッテリを、給電装置を使用して充電する接触充電システムとその方法に関する。
特開平7−283852号公報、特開2006−049123号公報は共に携帯電話のバッテリを充電する充電器を示す。これらの発明は、給電素子及び/又は受電素子を回転可能にして、給電素子と受電素子の接触箇所が1点に集中しないようにしている。この構成によれば、給電素子及び/又は受電素子が摩耗により劣化しにくくなくなる。
特開2012−034543号公報、特開2011−135739号公報は電気自動車やプラグインハイブリッド自動車(電動車両という)のバッテリを充電する構造やシステムを示す。これらの文献で示されるように、一般に、電動車両の駆動用バッテリを充電する際には、給電端子と受電端子とを互いに接触させた上で、電力供給を行う。
特開2013−233037号公報は、走行する電動車両の駆動用バッテリを充電するシステムを示す。この発明は、走行中の電動車両から先端に受電端子を有するアームを延ばし、走行路に沿って設けられる架線と接触させることによりバッテリを充電するようにしている。受電素子は回転可能な状態で軸支されており、車両走行中に架線と接触することにより軸を中心にして回転する。
特開平7−283852号公報、特開2006−049123号公報の発明において、給電素子及び/又は受電素子はバッテリ充電時には回転しない。こうした構成は、携帯電話のバッテリを充電する場合には問題ない。しかし、電動車両の駆動用バッテリを充電する場合には問題がある。電動車両の駆動用バッテリは携帯電話のバッテリと比較して蓄積する電力が大きい。このため、充電時に給電素子と受電素子とが動かない状態で接触させた上で、大電力で充電を行うと、給電素子と受電素子との接触箇所が発熱して損傷する虞がある。
特開2012−034543号公報、特開2011−135739号公報の発明において、大容量のバッテリを充電するためには長い時間を要することになる。充電電力を大電力にすれば、充電時間を短くすることは可能であるが、やはり給電端子と受電端子との接触箇所(点)において大きな発熱が生じ、端子が損傷する虞がある。
特開2013−233037号公報の発明において、受電端子は電動車両と共に車両進行方向に移動する。このとき、受電素子が架線に接触すると、両者の間に摩擦力が発生する。この摩擦力により受電素子は回転する。このため、充電電力が大電力であっても給電端子と受電端子は損傷しない。しかし、この発明は停車時の接触充電を想定していない。
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、充電電力が大電力であっても給電端子と受電端子の損傷を防止する接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法を提供することを目的とする。
本発明は、給電装置の給電端子から受電装置の受電端子に電力を供給することにより前記受電装置の蓄電部を充電する接触充電システムであって、前記給電端子と前記受電端子は共に回転可能であり、更に、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方を回転させる回転動力機構を備え、前記蓄電部を充電する際に、前記給電端子と前記受電端子とが互いに押圧された状態で前記回転動力機構を回転させることにより、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方から他方に動力を伝達して、前記給電端子と前記受電端子を共に回転させた状態で、前記給電端子から前記受電端子に電力を供給することを特徴とする。
本発明に係る接触充電システムにおいては、回転動力機構により、給電端子と受電端子のいずれか一方を回転させる。給電端子と受電端子とが接触した状態でいずれかの端子を回転させると、摩擦力により他の端子も回転する。このように給電端子と受電端子を回転させ続けることにより、給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、充電電力が大電力であっても、給電端子と受電端子の損傷又は溶着を防止できる。
本発明に係る接触充電システムにおいて、前記給電端子と前記受電端子は、それぞれ一対の端子を備え、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方の前記一対の端子は、同一の軸線上にあり、前記回転動力機構は、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方の前記一対の端子を、前記軸線を中心にして回転させてもよい。このように一対の端子が同一の軸線を中心にして回転可能であることにより、簡易な構成で給電端子又は受電端子を回転させることができる。
本発明に係る接触充電システムにおいて、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方の前記一対の端子に接触すると共に、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方の電力線に接続されるブラシを備えるようにしてもよい。ブラシを備えることにより、給電端子又は受電端子が回転している状態でも、給電端子又は受電端子に確実に通電することができる。
本発明に係る接触充電システムにおいて、更に、前記回転動力機構の始動タイミング及び前記給電端子への電圧印加タイミングを制御するコントローラを備えるようにしてもよい。そして、前記コントローラは、前記回転動力機構を始動させてから所定時間経過後に、前記給電端子に電圧を印加してもよい。給電端子と受電端子とが回転し始めてから電圧が印加されるようにすれば、充電開始時に確実に給電端子と受電端子とを回転させることができる。このような構成により、給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子と受電端子の損傷又は溶着を防止できる。
本発明に係る接触充電システムにおいて、更に、前記給電端子と前記受電端子とが接触していることを検知する検知装置を備え、前記コントローラは、前記検知装置により前記給電端子と前記受電端子との接触が検知された場合に、前記回転動力機構を駆動させ、前記給電端子に電圧を印可するようにしてもよい。給電端子と受電端子とが接触してから回転動力機構を駆動させることにより、回転動力機構が無駄に回転しなくなるため、消費電力を削減できる。
本発明に係る接触充電システムにおいて、前記受電装置は電動車両に含まれ、前記受電端子は、前記電動車両の内側に設けられており、前記給電端子と前記受電端子とが互いに接触した状態で、前記受電端子及び前記給電端子がカバーで囲まれていてもよい。受電端子及び給電端子がカバーで囲まれることにより、大電力で電力を供給する場合であっても、高圧となる各端子の露出を防ぐことができる。
本発明は、外部の受電装置に対して電力を供給する給電端子を備える給電装置であって、前記給電端子は、回転軸を中心にして回転可能であり、更に、前記給電端子を、前記回転軸を中心にして回転させる回転動力機構と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る給電装置においては、回転動力機構が、給電端子を回転させる。給電端子と受電端子とが接触した状態で給電端子を回転させると、摩擦力により接触する受電端子も回転する。このような構成により、給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子と受電端子の損傷又は溶着を防止できる。
本発明は外部の給電装置から電力を入力する受電端子及び蓄電する蓄電部を備える受電装置であって、前記受電端子は、回転軸を中心にして回転可能であり、更に、前記受電端子を、前記回転軸を中心にして回転させる回転動力機構と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る受電装置においては、回転動力機構が、受電端子を回転させる。給電端子と受電端子とが接触した状態で受電端子を回転させると、摩擦力により接触する給電端子も回転する。このような構成により、給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子と受電端子の損傷又は溶着を防止できる。
本発明は、給電装置の給電端子と受電装置の受電端子とを接触させて、前記給電端子から前記受電端子に電力を供給することにより受電装置の蓄電部を充電する接触充電方法であって、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方を、回転軸を中心にして回転させつつ、前記給電端子と前記受電端子とを接触させて、前記給電端子から前記受電端子に電力を供給することを特徴とする。
本発明に係る接触充電方法においては、給電端子と受電端子のいずれか一方を回転させる。給電端子と受電端子とが接触した状態でいずれかの端子を回転させると、摩擦力により接触する他の端子も回転する。このような構成により、給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子と受電端子の損傷又は溶着を防止できる。
本発明に係る接触充電方法において、前記給電端子と前記受電端子との近接又は接触が検知されるに応じて、前記給電端子と前記受電端子のいずれか一方を回転させ、その後に、前記給電端子から前記受電端子への電力の供給を開始してもよい。
給電端子と受電端子とを回転させてから電圧を印加するようにすれば、充電開始時に確実に給電端子と受電端子とを回転させることができる。このような構成により、給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子と受電端子の損傷又は溶着を防止できる。
給電端子と受電端子の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子と受電端子の溶着を防止できる。
図1Aは本発明が適用される電動車両の接触充電システムを示す平面図であり、図1Bは側面図であり、図1Cは正面図である。 図2は第1実施形態に係る給電装置の内部構成を示す模式図である。 図3は第1実施形態に係る受電ヘッドの内部構成を示す模式図である。 図4は第1実施形態に係る接触充電システムの構成を示すブロック図である。 図5は第1、第2実施形態に係る接触充電システムの動作を示すフローチャートである。 図6は第2実施形態に係る給電装置の内部構成を示す模式図である。 図7は第2実施形態に係る受電ヘッドの内部構成を示す模式図である。 図8は第2実施形態に係る接触充電システムの構成を示すブロック図である。 図9は第3実施形態に係る接触充電システムの構成を示すブロック図である。 図10は第3実施形態に係る接触充電システムの動作を示すフローチャートである。 図11は第4実施形態に係る給電装置の内部構成を示す模式図である。 図12は第5実施形態に係る接触充電システムを示す平面図である。 図13は第6実施形態に係る接触充電システムを示す正面図である。 図14は第6実施形態に係る給電ヘッドの内部構成を示す模式図である。 図15は第6実施形態に係る受電装置の内部構成を示す模式図である。
以下、本発明について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、各図では各構成がデフォルメして示されている。また、以下の説明では説明の便宜上、「上下」という方向を限定している。しかし、本発明に係る各装置は設置方向が限定されるものではない。
[1.接触充電システム10の構成]
図1A、図1B、図1Cを用いて接触充電システム10の構成を説明する。接触充電システム10は、受電装置としての電動車両12と、電動車両12の外部に設置される給電装置30とからなる。
電動車両12は、駆動用モータ等の車両推進用の電動機106(図4参照)と、電動機106に電力を供給する高圧バッテリ102(図4参照)を搭載する。電動車両12は、電気自動車、内燃機関を搭載するハイブリッド自動車、燃料電池を搭載する燃料電池自動車等である。
電動車両12には、受電ヘッド28を備えたスライドクランク機構14が設けられる。スライドクランク機構14は、第1スプリングダンパー16とアクチュエータ20と第2スプリングダンパー22とアーム24とを備える。第1スプリングダンパー16は、電動車両12の前後方向Pに沿って配置され、一端が電動車両12に固定される。第1スプリングダンパー16はスライドレール18を有する。スライドレール18にはアクチュエータ20が設けられる。アクチュエータ20は、制御装置(図示せず)から送信される駆動信号に応じてスライドレール18に沿って前方P1又は後方P2に移動する。第2スプリングダンパー22の一端は、アクチュエータ20に回転自在な状態で取り付けられる。第2スプリングダンパー22の他端は、アーム24の略中間部分に回転自在な状態で取り付けられる。アーム24の一端は、電動車両12に対して支軸26により回転自在な状態で支持される。アーム24の他端は、受電ヘッド28を備える。なお、アーム24の代わりに、受電ヘッド28を備えたケーブルが設けられてもよい。
スライドクランク機構14は次のように動作する。アクチュエータ20がスライドレール18の後方側に位置すると、アーム24は電動車両12に収納される。この状態からアクチュエータ20が前方P1に移動すると、第2スプリングダンパー22によりアーム24が側方側に押される。すると、受電ヘッド28は支軸26を中心にしてQ1方向に移動する。給電端子36(図2参照)と受電端子84(図3参照)とが接触すると、第2スプリングダンパー22は、給電端子36と受電端子84との間に押圧力を発生させる。一方、アクチュエータ20が後方P2に移動すると、第2スプリングダンパー22によりアーム24が電動車両12側に引っ張られる。すると、受電ヘッド28は支軸26を中心にしてQ2方向に移動する。
給電装置30は電動車両12の駐車スペースや専用の充電スペースに設置される。給電装置30に受電ヘッド28が接触すると、給電装置30から電動車両12への充電が開始される。
[2.第1実施形態]
図2〜図4を用いて第1実施形態に係る接触充電システム10で使用される給電装置30と受電ヘッド28の説明をする。第1実施形態は、高圧バッテリ102を充電する際に、給電端子36と受電端子84とが互いに押圧された状態で給電側モータ38を回転させることにより、給電端子36から受電端子84に動力を伝達して、給電端子36と受電端子84を共に回転させるものである。
[2.1.給電装置30の構成]
図2、図4を用いて給電装置30の構成を説明する。第1実施形態に係る給電装置30は、第1回転軸(第1上部回転軸52、第1下部回転軸56)を中心にして回転可能である一対の端子、すなわち正極給電端子32及び負極給電端子34を備える給電端子36と、正極給電端子32及び負極給電端子34を、第1回転軸を中心にして回転させる給電側モータ38と、を含む。詳細には次のように構成される。
台座40には、壁部材42が略垂直に立った状態で設けられる。壁部材42には、上から下に向かって第1支持台44と第2支持台46とモータ支持台48が台座40と略平行となるように設けられる。第1支持台44は上部軸受50を備え、上部軸受50を介して絶縁性の第1上部回転軸52を回転可能に支持する。第2支持台46は下部軸受54を備え、下部軸受54を介して絶縁性の第1下部回転軸56を回転可能に支持する。モータ支持台48は給電側モータ38を支持する。
正極給電端子32は金属等の導電体からなり、略円錐台形状の外部接触部32aと、略円筒形状の内部接触部32bとを有する。正極給電端子32は、外部接触部32aの円錐台底面と内部接触部32bの一端とが結合した一体構成である。同様に、負極給電端子34は金属等の導電体からなり、略円錐台形状の外部接触部34aと、略円筒形状の内部接触部34bとを有する。負極給電端子34は、外部接触部34aの円錐台底面と内部接触部34bの一端とが結合した一体構成である。
正極給電端子32と負極給電端子34は、外部接触部32aの円錐台上面と外部接触部34aの円錐台上面を互いに対向させた状態で配置される。そして、外部接触部32aと外部接触部34aとの間に絶縁性の連結部材58が取り付けられることにより、正極給電端子32と負極給電端子34とが連結される。正極給電端子32の内部接触部32bには、第1上部回転軸52の一端が取り付けられる。同様に、負極給電端子34の内部接触部34bには、第1下部回転軸56の一端が取り付けられる。第1下部回転軸56は給電側モータ38の出力軸に連結される。第1上部回転軸52と第1下部回転軸56と連結部材58は同一の軸線上に配置される。このような構成により、給電側モータ38の出力軸に、第1下部回転軸56と負極給電端子34と連結部材58と正極給電端子32と第1上部回転軸52が連結される。そして、給電側モータ38が回転すると、正極給電端子32と負極給電端子34が回転する。
正極給電端子32の内部接触部32bの一部外周面には正極ブラシ60が接触し、負極給電端子34の内部接触部34bの一部外周面には負極ブラシ62が接触する。正極ブラシ60と負極ブラシ62はそれぞれハーネス64、66により壁部材42に取り付けられたコンタクタ68と電気的に接続される。コンタクタ68は外部の電源PW(図4参照)とケーブル70を介して電気的に接続される。
給電装置30のカバー72の正面(図2右側)には凹部74が形成される。凹部74には2つの開口が形成され、各開口から正極給電端子32の外部接触部32aの一部と負極給電端子34の外部接触部34aの一部が外部に露出する。また、凹部74のいずれかの位置、ここでは正極給電端子32と負極給電端子34の間に、給電側近接センサ76が設けられる。他にも受電ヘッド28との対向位置に設けられてもよい。給電側近接センサ76としては、近接スイッチやタッチセンサを使用可能である。
図4で示すように、給電装置30は給電側コントローラ78を有する。給電側コントローラ78は、給電側近接センサ76から検知信号を受信する。また、給電側モータ38(ドライバを含む)とコンタクタ68に指令信号を送信する。
[2.2.受電ヘッド28及び電動車両12の構成]
図3、図4を用いて受電ヘッド28及び電動車両12の構成を説明する。第1実施形態に係る受電ヘッド28は、第2回転軸(第2上部回転軸88、第2下部回転軸90)を中心にして回転可能である正極受電端子80及び負極受電端子82を備える受電端子84を含む。詳細には次のように構成される。
アーム24(図1A等参照)の先端には図示しないブラケットを介して取り付け部材79が取り付けられる。取り付け部材79はスプリング81を介して支持部材83を水平方向に移動可能に支持する。スプリング81は、第2スプリングダンパー22(図1A等参照)と同様に、給電端子36(図2参照)と受電端子84とが接触した状態で、給電端子36と受電端子84との間に押圧力を発生させる。
正極受電端子80は金属等の導電体からなり、略円錐台形状の外部接触部80aと、略円筒形状の内部接触部80bとを有する。正極受電端子80は、外部接触部80aの円錐台底面と内部接触部80bの一端とが結合した一体構成である。同様に、負極受電端子82は金属等の導電体からなり、略円錐台形状の外部接触部82aと、略円筒形状の内部接触部82bとを有する。負極受電端子82は、外部接触部82aの円錐台底面と内部接触部82bの一端とが結合した一体構成である。充電時に、正極受電端子80は給電装置30の正極給電端子32と接触し、負極受電端子82は給電装置30の負極給電端子34と接触する。
正極受電端子80と負極受電端子82は、内部接触部80bの他端と内部接触部82bの他端を互いに対向させた状態で配置される。そして、内部接触部80bと内部接触部82bとの間に絶縁性の連結部材86が取り付けられることにより、正極受電端子80と負極受電端子82とが連結される。正極受電端子80の外部接触部80aには、第2上部回転軸88の一端が取り付けられる。同様に、負極受電端子82の外部接触部82aには、第2下部回転軸90の一端が取り付けられる。第2上部回転軸88と第2下部回転軸90と連結部材86は同一の軸線上に配置される。このような構成により、第2下部回転軸90と負極受電端子82と連結部材86と正極受電端子80と第2上部回転軸88が連結される。第2上部回転軸88と第2下部回転軸90は支持部材83により回転可能に支持される。
正極受電端子80の内部接触部80bの一部外周面には正極ブラシ92が接触し、負極受電端子82の内部接触部82bの一部外周面には負極ブラシ94が接触する。正極ブラシ92と負極ブラシ94はそれぞれハーネス96、98により高圧バッテリ102(図4参照)と電気的に接続される。
受電ヘッド28のカバー100には2つの開口が形成され、各開口から正極受電端子80の外部接触部80aの一部と負極受電端子82の外部接触部82aの一部が外部に露出する。
図4で示すように、電動車両12は、高圧バッテリ102からPCU104を介して車両推進用の電動機106に電力を供給する。
[2.3.動作]
図4、図5を用いて第1実施形態に係る接触充電システム10の動作を説明する。電動車両12は給電装置30の近辺の充電位置に停車し、アーム24(図1A等参照)を側方に延ばす。すると、アーム24先端の受電ヘッド28が、給電装置30の凹部74(図2参照)に挿入される。
ステップS1にて、給電側近接センサ76は、給電装置30に設けられる給電端子36と受電ヘッド28に設けられる受電端子84との近接(接触)を検知する。このとき、給電側近接センサ76は、給電側コントローラ78に対して検知信号を送信する。
ステップS2にて、給電側コントローラ78は、給電側モータ38のドライバに対して始動信号を送信する。ドライバは始動信号に応じて給電側モータ38に対する電圧印加を開始する。すると、給電側モータ38が始動すると共に、連結部材58で連結された正極給電端子32と負極給電端子34は、第1回転軸(第1上部回転軸52、第1下部回転軸56、図2参照)を中心にして回転する。給電端子36が受電端子84に接触すると両者の間には摩擦力が働き、給電側モータ38の駆動力が受電端子84にも伝達される。このため、正極受電端子80と負極受電端子82は、第2回転軸(第2上部回転軸88、第2下部回転軸90、図3参照)を中心にして回転する。
ステップS3にて、給電側コントローラ78は、コンタクタ68に対して通電信号を送信する。コンタクタ68は通電信号に応じて接点を閉じて、給電端子36に電圧を印加する。すると、電動車両12の高圧バッテリ102が充電される。なお、給電側コントローラ78は、ステップS2で行われる給電側モータ38の始動タイミングと、ステップS3で行われる給電端子36への電圧印加タイミングとの間に、所定時間以上の時間差を設けることが好ましい。このようにすれば、給電端子36と受電端子84を共に動作させてから電圧の印加を行うことができる。
ステップS4にて、給電側コントローラ78は、充電が完了したか否かを判定する。充電完了の判定として、例えば電流値の低下を検知するようにしてもよい。また、所定充電時間を設定しておき、電圧を印加してからの経過時間が所定充電時間を超えたら充電完了と判定してもよい。充電が完了していない場合(ステップS4:NO)、ステップS3の処理に戻り、電圧印加が継続される。充電が完了した場合(ステップS4:YES)、ステップS5の処理に移行する。
ステップS5にて、給電側コントローラ78は、コンタクタ68に対して遮断信号を送信する。コンタクタ68は遮断信号に応じて接点を開き、給電端子36への電圧印加を停止する。
ステップS6にて、給電側コントローラ78は、給電側モータ38のドライバに対して停止信号を送信する。ドライバは停止信号に応じて給電側モータ38に対する電圧印加を停止する。すると、給電側モータ38が停止すると共に、給電端子36と受電端子84の回転も停止する。なお、給電側コントローラ78は、ステップS5で行われる給電端子36への電圧印加停止のタイミングと、ステップS6で行われる給電側モータ38の停止タイミングとの間に、所定時間以上の時間差を設けることが好ましい。このようにすれば、電圧の印加を停止させてから給電端子36と受電端子84の動作を停止させることができる。
[3.第2実施形態]
図6〜図8を用いて第2実施形態に係る接触充電システム10a(図1A等参照)で使用される給電装置30aと受電ヘッド28aの説明をする。第2実施形態は、高圧バッテリ102を充電する際に、給電端子36と受電端子84とが互いに押圧された状態で受電側モータ110を回転させることにより、受電端子84から給電端子36に動力を伝達して、給電端子36と受電端子84を共に回転させるものである。
[3.1.給電装置30aの構成]
図6、図8を用いて給電装置30aの構成を説明する。第2実施形態に係る給電装置30aは、第1回転軸(第1上部回転軸52、第1下部回転軸56)を中心にして回転可能である一対の端子、すなわち正極給電端子32及び負極給電端子34を備える給電端子36を含む。
給電装置30aの構成は、図2、図4で示す第1実施形態に係る給電装置30の構成と、多くの点で一致する。このため、図6、図8で示す給電装置30aにおいて、給電装置30と共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図6、図8で示す給電装置30aは、図2、図4で示す給電装置30と比較して、給電側モータ38を使用しない点で相違する。
[3.2.受電ヘッド28a及び電動車両12aの構成]
図7、図8を用いて受電ヘッド28a及び電動車両12aの構成を説明する。第2実施形態に係る受電ヘッド28aは、第2回転軸(第2上部回転軸88、第2下部回転軸90)を中心にして回転可能である正極受電端子80及び負極受電端子82を備える受電端子84と、正極受電端子80及び負極受電端子82を、第2回転軸を中心にして回転させる受電側モータ110と、を含む。
受電ヘッド28a及び電動車両12aの構成は、図3、図4で示す第1実施形態に係る受電ヘッド28及び電動車両12の構成と、多くの点で一致する。このため、図7、図8で示す受電ヘッド28a及び電動車両12aにおいて、受電ヘッド28及び電動車両12と共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図7で示す受電ヘッド28aは、図3で示す受電ヘッド28と比較して、受電側モータ110と受電側近接センサ112を有する点で相違する。また、図8で示す電動車両12aは、図4で示す電動車両12と比較して、受電ヘッド28aの他に、受電側コントローラ114を有する点で相違する。
第2下部回転軸90は受電側モータ110の出力軸に連結される。このような構成により、受電側モータ110の出力軸に、第2下部回転軸90と負極受電端子82と連結部材86と正極受電端子80と第2上部回転軸88が連結される。そして、受電側モータ110が回転すると、正極受電端子80と負極受電端子82が回転する。
カバー100のいずれかの位置、ここでは正極給電端子32と負極給電端子34の間には、受電側近接センサ112が設けられる。他にも給電装置30aとの対向位置に設けられてもよい。受電側近接センサ112としては、近接スイッチやタッチセンサを使用可能である。
図8で示すように、電動車両12aは受電側コントローラ114を有する。受電側コントローラ114は、受電側近接センサ112から検知信号を受信する。また、受電側モータ110(ドライバを含む)に指令信号を送信する。
[3.3.動作]
第2実施形態に係る接触充電システム10aの処理フローは、第1実施形態に係る接触充電システム10の処理フロー(図5)と同じである。そこで、図5、図8を用いて第2実施形態に係る接触充電システム10の動作を説明する。電動車両12aは給電装置30aの近辺の充電位置に停車し、アーム24(図1A等参照)を側方に延ばす。すると、アーム24先端の受電ヘッド28aが、給電装置30aの凹部74(図6参照)に挿入される。
ステップS1にて、給電側近接センサ76及び受電側近接センサ112は、給電装置30aに設けられる給電端子36と受電ヘッド28aに設けられる受電端子84との近接(接触)を検知する。このとき、給電側近接センサ76は、給電側コントローラ78に対して検知信号を送信する。また、受電側近接センサ112は、受電側コントローラ114に対して検知信号を送信する。
ステップS2にて、受電側コントローラ114は、受電側モータ110のドライバに対して始動信号を送信する。ドライバは始動信号に応じて受電側モータ110に対する電圧印加を開始する。すると、受電側モータ110が始動すると共に、連結部材86で連結された正極受電端子80と負極受電端子82は、第2回転軸(第2上部回転軸88、第2下部回転軸90、図7参照)を中心にして回転する。受電端子84が給電端子36に接触すると両者の間には摩擦力が働き、受電側モータ110の駆動力が給電端子36にも伝達される。このため、正極給電端子32と負極給電端子34は、第1回転軸(第1上部回転軸52、第1下部回転軸56、図6参照)を中心にして回転する。
ステップS3にて、給電側コントローラ78は、コンタクタ68に対して通電信号を送信する。コンタクタ68は通電信号に応じて接点を閉じて、給電端子36に電圧を印加する。すると、電動車両12の高圧バッテリ102が充電される。なお、給電側コントローラ78は、ステップS2で行われる受電側モータ110の始動タイミングと、ステップS3で行われる給電端子36への電圧印加のタイミングとの間に、所定時間以上の時間差を設けることが好ましい。このようにすれば、給電端子36と受電端子84を共に動作させてから電圧の印加を行うことができる。
ステップS4にて、給電側コントローラ78は、充電が完了したか否かを判定する。充電完了の判定として、例えば電流値の低下を検知するようにしてもよい。また、所定充電時間を設定しておき、電圧を印加してからの経過時間が所定充電時間を超えたら充電完了と判定してもよい。充電が完了していない場合(ステップS4:NO)、ステップS3の処理に戻り、電圧印加が継続される。充電が完了した場合(ステップS4:YES)、ステップS5の処理に移行する。
ステップS5にて、給電側コントローラ78は、コンタクタ68に対して遮断信号を送信する。コンタクタ68は遮断信号に応じて接点を開き、給電端子36への電圧印加を停止する。
ステップS6にて、受電側コントローラ114は、受電側モータ110のドライバに対して停止信号を送信する。例えば、受電側近接センサ112により離隔(非接触)が検知された場合に停止信号を送信する。ドライバは停止信号に応じて受電側モータ110に対する電圧印加を停止する。すると、受電側モータ110が停止すると共に、給電端子36と受電端子84の回転も停止する。
[4.第3実施形態]
第3実施形態は、給電装置30bと電動車両12bとを無線通信で接続し、電動車両12b側から給電装置30b側に、電圧印加の指令信号及び電圧印加停止の指令信号を送信するものである。
[4.1.給電装置30bの構成]
図9を用いて給電装置30bの構成を説明する。給電装置30bの構成は、図8で示す第2実施形態に係る給電装置30aの構成と、多くの点で一致する。このため、図9で示す給電装置30bにおいて、給電装置30aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図9で示す給電装置30bは、図8で示す給電装置30aと比較して、給電側通信部120を使用し、給電側近接センサ76を使用しない点で相違する。給電側通信部120は、受電側通信部122から送信される指令信号を受信する。
[4.2.電動車両12bの構成]
図9を用いて電動車両12bの構成を説明する。電動車両12bの構成は、図8で示す第2実施形態に係る電動車両12aの構成と、多くの点で一致する。このため、図9で示す電動車両12bにおいて、電動車両12aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図9で示す電動車両12bは、図8で示す電動車両12aと比較して、バッテリECU121と受電側通信部122を使用する点で相違する。バッテリECU121は、高圧バッテリ102のSOC(State Of Charge)を監視する。受電側通信部122は、給電側通信部120に対して指令信号を送信する。
[4.3.動作]
図9、図10を用いて第3実施形態に係る接触充電システム10bの動作を説明する。電動車両12bは給電装置30bの近辺の充電位置に停車し、アーム24(図1A等参照)を側方に延ばす。すると、アーム24先端の受電ヘッド28が、給電装置30の凹部74に挿入される。
ステップS11にて、受電側近接センサ112は、給電装置30bに設けられる給電端子36と受電ヘッド28aに設けられる受電端子84との近接(接触)を検知する。このとき、受電側近接センサ112は、受電側コントローラ114に対して検知信号を送信する。
ステップS12にて、受電側コントローラ114は、受電側モータ110のドライバに対して始動信号を送信する。ドライバは始動信号に応じて受電側モータ110に対する電圧印加を開始する。すると、受電側モータ110が始動すると共に、連結部材86で連結された正極受電端子80と負極受電端子82は、第2回転軸(第2上部回転軸88、第2下部回転軸90、図7参照)を中心にして回転する。受電端子84が給電端子36に接触すると両者の間には摩擦力が働き、受電側モータ110の駆動力が給電端子36にも伝達される。このため、正極給電端子32と負極給電端子34は、第1回転軸(第1上部回転軸52、第1下部回転軸56、図6参照)を中心にして回転する。
ステップS13にて、受電側コントローラ114は、受電側通信部122に対して電圧印加指令の送信を指示する。受電側通信部122は、給電側通信部120に対して電圧印加の指令信号を送信する。給電側通信部120は、受電側通信部122から送信される指令信号を受信する。なお、受電側コントローラ114は、ステップS12で行われる受電側モータ110の始動タイミングと、ステップS13で行われる電圧印加の指令信号の送信タイミングとの間に、所定時間以上の時間差を設けることが好ましい。このようにすれば、給電端子36と受電端子84を共に動作させてから電圧の印加を行うことができる。
ステップS14にて、給電側通信部120を介して電圧印加の指令信号を受信した給電側コントローラ78は、コンタクタ68に対して通電信号を送信する。コンタクタ68は通電信号に応じて接点を閉じて、給電端子36に電圧を印加する。すると、電動車両12bの高圧バッテリ102が充電される。
ステップS15にて、バッテリECU121は高圧バッテリ102のSOCを監視する。SOCが所定量未満である場合は充電が完了していないと判定される(ステップS15:NO)。この場合、ステップS14の処理に戻り、電圧印加が継続される。一方、SOCが所定量以上である場合は充電が完了したと判定される(ステップS15:YES)。この場合、ステップS16の処理に移行する。
ステップS16にて、受電側コントローラ114は、受電側通信部122に対して電圧印加停止指令の送信を指示する。受電側通信部122は、給電側通信部120に対して電圧印加停止の指令信号を送信する。給電側通信部120は、受電側通信部122から送信される指令信号を受信する。
ステップS17にて、給電側通信部120を介して電圧印加停止の指令信号を受信した給電側コントローラ78は、コンタクタ68に対して遮断信号を送信する。コンタクタ68は遮断信号に応じて接点を開き、給電端子36への電圧印加を停止する。
ステップS18にて、受電側コントローラ114は、受電側モータ110のドライバに対して停止信号を送信する。ドライバは停止信号に応じて受電側モータ110に対する電圧印加を停止する。すると、受電側モータ110が停止すると共に、給電端子36と受電端子84の回転も停止する。なお、受電側コントローラ114は、ステップS17で行われる電圧印加停止の指令信号の送信タイミングと、ステップS18で行われる受電側モータ110の停止タイミングとの間に、所定時間以上の時間差を設けることが好ましい。このようにすれば、電圧の印加を停止させてから給電端子36と受電端子84の動作を停止させることができる。
[5.第4実施形態]
図11で示す第4実施形態の給電装置30cは、図6で示す給電装置30aに、押圧機構(第1壁部材124、第2壁部材126、スプリング128、130)を設けたものである。この押圧機構は、給電端子36と受電端子84とが接触した状態で、給電端子36と受電端子84との間に押圧力を発生させる。
台座40には、第1壁部材124が略垂直に立った状態で設けられる。第1壁部材124には、スプリング128、130を介して、第2壁部材126が対向した状態で支持される。第2壁部材126には、第1支持台44、第2支持台46、コンタクタ68が取り付けられる。第1支持台44と第2支持台46の間には、給電端子36が第1回転軸(第1上部回転軸52、第1下部回転軸56)を中心にして回転可能な状態で支持される。
押圧機構(第1壁部材124、第2壁部材126、スプリング128、130)を、図2で示す給電装置30に設けることも可能である。
[6.第5実施形態]
図12で示すような接触充電システム140であってもよい。接触充電システム140は、複数の電動車両12を同時に充電可能な給電装置142を備える。給電装置142は、円板状又は円環状の正極給電端子144及び負極給電端子146からなる給電端子148を有する。正極給電端子144と負極給電端子146は連結されており、図示しないモータの駆動に応じて回転軸Oを中心にして回転する。給電端子148及び各部品はケース150に収容される。
電動車両12の受電ヘッド28に設けられる受電端子84(図3参照)と給電端子148とが接触し、給電端子148に電圧が印加されることにより、充電が行われる。給電端子148と受電端子84は、電動車両12(図1A等参照)に設けられる第2スプリングダンパー22及び受電ヘッド28(図3参照)に設けられるスプリング81により互いに押圧する。
[7.第6実施形態]
図13で示すような接触充電システム210であってもよい。第6実施形態に係る接触充電システム210は、第1〜第5実施形態と異なり、給電装置230がケーブル240(又はアーム)の先端に給電ヘッド228を備えるものである。
[7.1.給電ヘッド228の構成]
図14で示すように、給電ヘッド228は、第1回転軸(第1上部回転軸252、第1下部回転軸256)を中心にして回転可能である正極給電端子232及び負極給電端子234を備える給電端子236を含む。給電ヘッド228の基本的な構造は、図3で示す受電ヘッド28と同じである。
ケーブル240(図13参照)は外周をチューブで覆われる。チューブの先端には取り付け部材279が取り付けられる。取り付け部材279はスプリング281を介して支持部材283を水平方向に移動可能に支持する。スプリング281は、給電端子236と受電端子284(図15参照)とが接触した状態で、給電端子236と受電端子284との間に押圧力を発生させる。
正極給電端子232は外部接触部232aと内部接触部232bとを有する。負極給電端子234は外部接触部234aと内部接触部234bとを有する。正極給電端子232と負極給電端子234との間に絶縁性の連結部材258が取り付けられることにより、正極給電端子232と負極給電端子234とが連結される。正極給電端子232の外部接触部232aには、第1上部回転軸252の一端が取り付けられる。同様に、負極給電端子234の外部接触部234aには、第1下部回転軸256の一端が取り付けられる。第1上部回転軸252と第1下部回転軸256と連結部材258は同一の軸線上に配置される。このような構成により、第1下部回転軸256と負極給電端子234と連結部材258と正極給電端子232と第1上部回転軸252が連結される。第1上部回転軸252と第1下部回転軸256は支持部材283により回転可能に支持される。
正極給電端子232の内部接触部232bの一部外周面には正極ブラシ260が接触し、負極給電端子234の内部接触部234bの一部外周面には負極ブラシ262が接触する。正極ブラシ260と負極ブラシ262はそれぞれハーネス264、266によりコンタクタ(図示せず)と電気的に接続される。
給電ヘッド228のカバー300には2つの開口が形成され、各開口から正極給電端子232の外部接触部232aの一部と負極給電端子234の外部接触部234aの一部が外部に露出する。
[7.2.電動車両212(受電装置)の構成]
図15で示すように、電動車両212は、第2回転軸(第2上部回転軸288、第2下部回転軸290)を中心にして回転可能である正極受電端子280及び負極受電端子282を備える受電端子284と、正極受電端子280及び負極受電端子282を、第2回転軸を中心にして回転させる受電側モータ238と、を含む。ここで、受電側モータ238は、電動車両212に搭載された低圧バッテリ(図示せず)から電力を供給されているが、高圧バッテリ102の出力電圧を降圧することで、高圧バッテリ102から受電側モータ238に電力を供給してもよい。
電動車両212のフレーム(図示せず)には、取り付け部材242が設けられる。取り付け部材242には、第1支持台244と第2支持台246とモータ支持台248が設けられる。第1支持台244は上部軸受250を介して絶縁性の第2上部回転軸288を回転可能に支持する。第2支持台246は下部軸受254を介して絶縁性の第2下部回転軸290を回転可能に支持する。モータ支持台248は受電側モータ238を支持する。
正極受電端子280は外部接触部280aと内部接触部280bとを有する。負極受電端子282は外部接触部282aと内部接触部282bとを有する。正極受電端子280と負極受電端子282との間に絶縁性の連結部材286が取り付けられることにより、正極受電端子280と負極受電端子282とが連結される。正極受電端子280の内部接触部280bには、第2上部回転軸288の一端が取り付けられる。同様に、負極受電端子282の内部接触部282bには、第2下部回転軸290の一端が取り付けられる。第2下部回転軸290は受電側モータ238の出力軸に連結される。第2上部回転軸288と第2下部回転軸290と連結部材286は同一の軸線上に配置される。このような構成により、受電側モータ238の出力軸に、第2下部回転軸290と負極受電端子282と連結部材286と正極受電端子280と第2上部回転軸288が連結される。そして、受電側モータ238が回転すると、正極受電端子280と負極受電端子282が回転する。
正極受電端子280の内部接触部280bの一部外周面には正極ブラシ260が接触し、負極受電端子282の内部接触部282bの一部外周面には負極ブラシ262が接触する。正極ブラシ260と負極ブラシ262はそれぞれハーネス264、266により高圧バッテリ102と電気的に接続される。
電動車両212のカバー272(すなわち電動車両212のボディ表面)には、有底の挿入孔272aが設けられる。挿入孔272aは、給電端子236と受電端子284とが互いに接触したときに、給電端子236及び受電端子284を囲む。挿入孔272aの底には凹部274が形成される。凹部274には2つの開口が形成され、各開口から正極受電端子280の外部接触部280aの一部と負極受電端子282の外部接触部282aの一部が外部に露出する。また、凹部274のいずれかの位置、ここでは正極受電端子280と負極受電端子282の間に、受電側近接センサ276が設けられる。なお、挿入孔272a内で給電端子236と受電端子284とが互いに接触した状態で、電動車両212の外側と隔絶することが可能なリッド(蓋部)を設けてもよい。
なお、第6実施形態では受電側モータ238により受電端子284を回転させているが、給電側にモータを設けて給電端子236を回転させてもよい。
[8.各実施形態のまとめ]
第1〜第6実施形態に係る接触充電システム10、10a、10b、140、210は、給電装置30、30a、30b、142、230の給電端子36、148、236から電動車両(受電装置)12、12a、12b、212の受電端子84、284に電力を供給することにより電動車両12、12a、12b、212の高圧バッテリ102(蓄電部)を充電する。給電端子36、148、236と受電端子84、284は共に回転可能である。更に、給電端子36、148、236と受電端子84、284のいずれか一方を回転させる給電側モータ38又は受電側モータ110、238(回転動力機構)が備えられる。高圧バッテリ102を充電する際には、給電端子36、148、236と受電端子84、284とが互いに押圧された状態で回転動力機構を回転させることにより、給電端子36、148、236と受電端子84、284のいずれか一方から他方に動力を伝達して、給電端子36、148、236と受電端子84、284を共に回転させた状態で、給電端子36、148、236から受電端子84、284に電力を供給する。
接触充電システム10、10a、10b、140、210においては、給電側モータ38又は受電側モータ110、238により、給電端子36、148、236と受電端子84、284のいずれか一方を回転させる。給電端子36、148、236と受電端子84、284とが接触した状態でいずれかの端子を回転させると、摩擦力により他の端子も回転する。このように給電端子36、148、236と受電端子84、284を回転させ続けることにより、給電端子36、148、236と受電端子84、284の接触箇所が一部に集中しなくなるため、充電電力が大電力であっても、給電端子36、148、236と受電端子84、284の損傷又は溶着を防止できる。
給電側コントローラ78又は受電側コントローラ114は、給電側モータ38又は受電側モータ110、238の始動タイミング及び給電端子36、148、236への電圧印加タイミングを制御する。この際、給電側コントローラ78又は受電側コントローラ114は、給電側モータ38又は受電側モータ110を始動させてから所定時間経過後に、給電端子36、148、236に電圧を印加させる。
給電端子36、148、236と受電端子84、284とが回転し始めてから電圧が印加されるようにすれば、充電開始時に確実に給電端子36、148、236と受電端子84、284とを回転させることができる。このような構成により、給電端子36、148、236と受電端子84、284の接触箇所が一部に集中しなくなるため、供給電力が大きい充電時であっても、給電端子36、148、236と受電端子84、284の損傷又は溶着を防止できる。
[9.他の実施形態]
上述したように、第1〜第6実施形態は、本発明のデフォルメを示しているが、本発明は各実施形態で示した構造に限られるものではない。本発明は、給電端子36等と受電端子84等の少なくとも一部を回転させる回転動力機構と、給電端子36等と受電端子84等との接触状態を維持できる程度に、互いに押圧可能な押圧機構を有するものであれば、いずれの実施形態であってもよい。すなわち、必ずしもスプリングやダンパー等の弾性部材で構成しなくとも、給電端子36等と受電端子84等の接触状態を保持する保持部材又は固定部材によって構成してもよい。
例えば、第1実施形態においては、正極給電端子32と負極給電端子34が連結され、且つ、正極受電端子80と負極受電端子82が連結されている。しかし、いずれか一方が連結されていればよい。正極給電端子32と負極給電端子34、又は、正極受電端子80と負極受電端子82のいずれかが連結されていれば、給電端子36と受電端子84の接触時に、4つの端子のいずれかをモータで回転させることにより、全ての端子を回転させることが可能となる。他の実施形態も同様である。
また、第1実施形態においては、第1上部回転軸52と第1下部回転軸56が同一の軸線上に配置されるが、軸線がずれていてもよい。同様に、第2上部回転軸88と第2下部回転軸90が同一の軸線上に配置されるが、軸線がずれていてもよい。他の実施形態も同様である。

Claims (11)

  1. 給電装置(30)の給電端子(36)から移動していない受電装置(12)の受電端子(84)に電力を供給することにより前記受電装置(12)の蓄電部(102)を充電する接触充電システム(10)であって、
    前記給電端子(36)と前記受電端子(84)は互いに別の回転軸を中心にして回転可能であり、
    更に、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方を回転させる回転動力機構(38)を備え、
    前記蓄電部(102)を充電する際に、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)とが互いに押圧された状態で前記回転動力機構(38)を回転させることにより、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方から他方に動力を伝達して、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)を共に回転させた状態で、前記給電端子(36)から前記受電端子(84)に電力を供給する
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  2. 請求項1に記載の接触充電システム(10)において、
    前記給電端子(36)と前記受電端子(84)は、それぞれ一対の端子を備え、
    前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方の前記一対の端子は、同一の軸線上にあり、
    前記回転動力機構(38)は、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方の前記一対の端子を、前記軸線を中心にして回転させる
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  3. 請求項2に記載の接触充電システム(10)において、
    更に、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方の前記一対の端子に接触すると共に、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方の電力線に接続されるブラシを備える
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の接触充電システム(10)において、
    更に、前記回転動力機構(38)の始動タイミング及び前記給電端子(36)への電圧印加タイミングを制御するコントローラ(78)を備える
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  5. 請求項4に記載の接触充電システム(10)において、
    前記コントローラ(78)は、前記回転動力機構(38)を始動させてから所定時間経過後に、前記給電端子(36)に電圧を印加する
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  6. 請求項4に記載の接触充電システム(10)において、
    更に、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)とが接触していることを検知する検知装置(76)を備え、
    前記コントローラ(78)は、前記検知装置(76)により前記給電端子(36)と前記受電端子(84)との接触が検知された場合に、前記回転動力機構(38)を駆動させ、前記給電端子(36)に電圧を印可する
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の接触充電システム(10)において、
    前記受電装置(12)は電動車両に含まれ、
    前記受電端子(84)は、前記電動車両の内側に設けられており、
    前記給電端子(36)と前記受電端子(84)とが互いに接触した状態で、前記受電端子(84)及び前記給電端子(36)がカバーで囲まれる
    ことを特徴とする接触充電システム(10)。
  8. 移動していない外部の受電装置(12)に対して電力を供給する給電端子(36)を備える給電装置(30)であって、
    前記給電端子(36)は、前記受電装置(12)の受電端子(84)の回転軸(88、90)とは別の回転軸(52、56)を中心にして回転可能であり、
    更に、前記給電端子(36)を、前記回転軸(52、56)を中心にして回転させる回転動力機構(38)を備える
    ことを特徴とする給電装置(30)。
  9. 外部の給電装置(30)から電力を入力する受電端子(84)及び蓄電する蓄電部(102)を備え、移動していない状態で前記給電装置(30)から給電される受電装置(12a)であって、
    前記受電端子(84)は、前記給電装置(30)の給電端子(36)の回転軸(52、56)とは別の回転軸(88、90)を中心にして回転可能であり、
    更に、前記受電端子(84)を、前記回転軸(88、90)を中心にして回転させるモータ(110)を備える
    ことを特徴とする受電装置(12a)。
  10. 給電装置(30)の給電端子(36)と移動していない受電装置(12)の受電端子(84)とを接触させて、前記給電端子(36)から前記受電端子(84)に電力を供給することにより受電装置(12)の蓄電部(102)を充電する接触充電方法であって、
    前記給電端子(36)を、給電側モータ(38)により第1回転軸を中心にして回転させつつ、又は、前記受電端子(84)を、受電側モータ(110)により前記第1回転軸とは別の第2回転軸を中心にして回転させつつ、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)とを接触させて、前記給電端子(36)から前記受電端子(84)に電力を供給する
    ことを特徴とする接触充電方法。
  11. 請求項10に記載の接触充電方法において、
    前記給電端子(36)と前記受電端子(84)との近接又は接触が検知されるに応じて、前記給電端子(36)と前記受電端子(84)のいずれか一方を回転させ、その後に、前記給電端子(36)から前記受電端子(84)への電力の供給を開始する
    ことを特徴とする接触充電方法。
JP2017566945A 2016-02-08 2017-02-07 接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法 Active JP6560369B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016021888 2016-02-08
JP2016021888 2016-02-08
PCT/JP2017/004325 WO2017138508A1 (ja) 2016-02-08 2017-02-07 接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017138508A1 JPWO2017138508A1 (ja) 2018-09-20
JP6560369B2 true JP6560369B2 (ja) 2019-08-14

Family

ID=59563309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017566945A Active JP6560369B2 (ja) 2016-02-08 2017-02-07 接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190047425A1 (ja)
EP (1) EP3416261B1 (ja)
JP (1) JP6560369B2 (ja)
CN (1) CN108702010B (ja)
WO (1) WO2017138508A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190193566A1 (en) * 2017-12-26 2019-06-27 Sten R. Gerfast Automatic charging when driving on a road having contacts
CN108808376B (zh) * 2018-06-27 2024-06-21 武汉合智数字能源技术有限公司 充电桩自动对接装置
DE102018220322A1 (de) * 2018-11-27 2020-05-28 Kuka Deutschland Gmbh Elektrische Ladekontaktvorrichtung, Ladestation und autonomes Fahrzeug
US10906413B2 (en) * 2018-11-30 2021-02-02 Proterra Inc. Charging system including operatively independent chargers for an electric vehicle
WO2022199770A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Jamshid Arianassl Robotic charging system and method for charging a battery of an intelligent electric vehicle while in motion
CN113000449B (zh) * 2021-04-07 2022-11-11 国网湖北省电力有限公司随州供电公司 一种线缆清理装置及具有该装置的充电桩及清理方法
CN114312406A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 盐城工学院 一种电动汽车充电桩的充电枪的辅助装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0223370A (ja) * 1988-07-12 1990-01-25 Tokyo Electric Co Ltd 画像形成装置
JPH06261424A (ja) * 1993-03-09 1994-09-16 Takuma Seiko:Kk 無人走行車の充電装置
JPH07283852A (ja) 1994-04-08 1995-10-27 Oki Electric Ind Co Ltd 携帯用無線装置及びその充電装置の充電端子構造
JP4419745B2 (ja) 2004-08-05 2010-02-24 株式会社デンソーウェーブ 充電器
JP4568736B2 (ja) * 2007-02-27 2010-10-27 三菱重工業株式会社 架線レス交通システム及びその充電方法
JP4781337B2 (ja) * 2007-09-12 2011-09-28 株式会社昭和真空 成膜装置
CN101580027B (zh) * 2009-06-18 2011-01-05 上海交通大学 两截式双线分列转动型公交电车受电杆
JP2013515645A (ja) * 2009-12-23 2013-05-09 プロテラ インコーポレイテッド 電気車両用の充電スタンド
JP5289302B2 (ja) 2009-12-25 2013-09-11 本田技研工業株式会社 電源システム
MX2012012454A (es) * 2010-04-26 2013-09-13 Proterra Inc Metodos y sistemas para la coleccion y carga automatica de un vehiculo electrico en una estacion de carga.
JP5518618B2 (ja) 2010-08-02 2014-06-11 本田技研工業株式会社 車両の充電リッド構造
WO2012159081A2 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 Sandia Corporation Rotary electrical contact device and method for providing current to and/or from a rotating member
DE102011051646A1 (de) * 2011-07-07 2013-01-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kontaktiervorrichtung
JP6138425B2 (ja) * 2012-04-27 2017-05-31 本田技研工業株式会社 電動車両の接触充電方法及び接触充電システム
WO2015115474A1 (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 本田技研工業株式会社 電動車両、接触充電システム、および給電装置
JP6139019B2 (ja) * 2014-03-28 2017-05-31 本田技研工業株式会社 電動車両
AT516079A1 (de) * 2014-07-23 2016-02-15 Siemens Ag Fahrzeugladestation mit einem zweigliedrigen Manipulator
LU92790B1 (en) * 2015-08-06 2017-02-14 Ipalco Bv A system for automatically establishing a temporary electrical power connection
US9809122B2 (en) * 2015-12-28 2017-11-07 Proterra Inc. Charge head landing switch

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017138508A1 (ja) 2017-08-17
EP3416261B1 (en) 2021-07-21
EP3416261A1 (en) 2018-12-19
EP3416261A4 (en) 2019-01-16
US20190047425A1 (en) 2019-02-14
CN108702010B (zh) 2022-06-03
CN108702010A (zh) 2018-10-23
JPWO2017138508A1 (ja) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6560369B2 (ja) 接触充電システム、給電装置、受電装置及び接触充電方法
US8368350B2 (en) Control system, control device and cable connection state determining method
JP5846334B2 (ja) 非接触給電システム
US20120248869A1 (en) Vehicular electric power unit and method of controlling the same
JP5348312B2 (ja) 車両
US10173614B2 (en) Power supply device for auxiliary device battery
KR102016303B1 (ko) 하이브리드 차량들에서의 고 전압 케이블 검출을 위한 시스템 및 방법
JP6598542B2 (ja) 電源装置および電源装置の制御方法
JP3541981B2 (ja) 電動2輪自転車の充電装置
JP2009095157A (ja) 電気自動車の充電装置
JP2008278635A (ja) 電気自動車用バッテリ充電装置及び方法
JP5939853B2 (ja) 非接触給電装置
WO2012169023A1 (ja) 車両の電源システムおよび車両
JP4645724B2 (ja) 移動ロボットの外部電源接続装置
JP2013005592A (ja) 車両
CN103986199B (zh) 电动车辆的充电装置
JP2008129696A (ja) 移動ロボット、移動ロボット充電システム及び移動ロボット充電方法
US20080218122A1 (en) Battery charging method for an electric golf car
JP6146324B2 (ja) 充放電システム
JP2020114064A (ja) 充電装置
JP7386071B2 (ja) 車両制御装置および車両
JP2014131435A (ja) 車両用充電制御装置
JP6488972B2 (ja) 車両電池システム
JP2020202715A (ja) 充電システム
JPH10257688A (ja) バッテリ充電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190718

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6560369

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150