CN106132767B - 外部供电装置及车辆供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现电动车辆的受电电路的保护或结构的简化的外部供电装置及车辆供电方法。外部供电装置(14)具备：供电部(112)，其沿着行驶路(132)设置，对行驶中的电动车辆(12)的受电部(52)供给电力；以及电压施加部(126)，其向供电部(112)施加电压。供电部(112)包括沿着行驶路(132)分割的多个分割供电部(140)。电压施加部(126)以使向分割供电部(140)施加的电压朝向电动车辆(12)的行进方向升高的方式施加所述电压。

Description

外部供电装置及车辆供电方法
技术领域
本发明涉及对行驶中的车辆供给电力的外部供电装置及车辆供电方法。
背景技术
在日本特开2013-233037号公报(以下称为“JP 2013-233037 A”)中，在电动车辆10的行驶中，使充电臂18向车宽方向延伸出并与由正极架线24p及负极架线24n构成的架线24接触，从而从供电装置26进行充电(说明书摘要)。从未图示的外部电源装置向架线24施加直流或交流的高电压([0023])。
如上所述，从未图示的外部电源装置向JP 2013-233037 A的架线24施加直流或交流的高电压([0023])。关于该高电压，在JP 2013-233037 A中未进行详细研究。
从所述外部电源装置对架线24供给的供给电压被推测为是最终的目标充电电压。在使充电臂18(受电部)与被施加最终的目标充电电压的架线24(电力线)接触的情况下，架线24与充电臂18之间的电压差相对增大。这种情况下，容易产生冲击电流(脉冲电流)，可能会使电动车辆10的受电电路损伤。另外，若将用于避免上述那样的冲击电流的产生的电路部件设置于受电电路，则受电电路的结构会复杂化。
这样的课题不仅在接触供电的情况下会产生，在非接触供电(无线供电)的情况下也可能产生。
发明内容
本发明考虑到上述那样的课题而提出，其目的在于提供一种能够实现电动车辆的受电电路的保护或结构的简化的外部供电装置及车辆供电方法。
本发明的外部供电装置具备：供电部，其沿着行驶路设置，对行驶中的电动车辆的受电部供给电力；以及电压施加部，其向所述供电部施加电压，所述外部供电装置的特征在于，所述供电部包括沿着所述行驶路分割的多个分割供电部，所述电压施加部以使向所述分割供电部施加的所述电压朝向所述电动车辆的行进方向升高的方式施加所述电压。
在使电动车辆的受电部与被施加最终的目标充电电压的供电部接触或接近的情况下，外部电力线与受电部之间的电压差相对变大。这种情况下，容易产生冲击电流(脉冲电流)，可能会使电动车辆的受电电路损伤。而且，若将用于避免上述那样的冲击电流的产生的电路部件设置于受电电路，则受电电路的结构复杂化。
根据本发明，向沿着行驶路设置的多个分割供电部施加的规定的电压以朝向行进方向升高的方式设定。因此，能够减小充电开始时或充电中的供电部与受电部的电压差。因此，能够实现电动车辆的受电电路的保护或结构的简化。
还可以是，所述供电部具备电力线，该电力线沿着所述行驶路设置，且与行驶中的所述电动车辆的所述受电部接触，所述电力线包括沿着所述行驶路分割的多个分割电力线。
还可以是，所述供电部包括：多个第一分割供电部，它们配置在所述行进方向的跟前侧，且输出电压朝向所述行进方向而升高；以及至少一个第二分割供电部，其配置在所述行进方向的里侧，且输出电压恒定。
根据上述结构，在使第二分割供电部的输出电压与最终的目标充电电压一致的情况下，能够沿着行驶路使输出电压增加，直至来自供电部的输出电压达到最终的目标充电电压为止。此外，在来自供电部的输出电压达到最终的目标充电电压之后，能够将输出电压以与最终的目标充电电压相等的值保持为恒定。因此，能够有效地进行从外部供电装置向电动车辆的供电。
还可以是，所述电力线以与所述电动车辆的侧部对置的方式设置，在所述行进方向上，在所述电力线的跟前侧设有引导部，该引导部从所述电压施加部被电分离，将所述电动车辆的所述受电部朝向所述电力线引导。
根据上述结构，电动车辆的受电部在由引导部引导之后与电力线接触。由此，与没有引导部而使受电部与电力线接触的情况相比，使与电力线的接触开始时的受电部的行为容易稳定化。因此，在与电力线的接触开始后能够抑制与受电部从电力线的分离及再接触相伴的急剧的电压变动。因此，能够稳定地进行从外部供电装置向电动车辆的供电。
还可以是，所述引导部以车宽方向上的其与所述电动车辆的侧部的对置距离沿着所述行进方向变窄的方式弯曲。由此，伴随着电动车辆前进而容易使从受电部向引导部的按压力增加。因此，在受电部与电力线接触时，能够将从受电部向电力线的按压力调整得比较高。因此，容易使与电力线的接触开始时的受电部的行为稳定。
还可以是，所述电压施加部具备：直流电源；多个变压器，它们配置在所述直流电源与多个所述分割电力线之间；电压传感器，其检测多个所述变压器的输出电压；以及变压控制装置，其基于所述电压传感器的检测值，来控制多个所述变压器的变压率，其中，所述变压控制装置将各变压器的目标输出电压设定为固定值来控制所述变压率。
由此，能够将向各分割电力线施加的施加电压保持为恒定。因此，能够使对多个电动车辆依次供电的情况的控制简单，并且容易稳定地进行电力供给。
本发明的车辆供电方法中，从沿着行驶路设置的外部供电装置的供电部向行驶中的电动车辆供电，其特征在于，由沿着所述行驶路分割的多个分割供电部构成所述供电部，使向所述分割供电部施加的电压朝向所述电动车辆的行进方向增加。
附图说明
图1是包含本发明的一实施方式的外部供电装置的充电系统的简要结构图。
图2是将所述充电系统的一部分强调表示的俯视图。
图3是将所述充电系统的一部分强调表示的主视图。
图4是简要表示所述外部供电装置的一部分的外观图。
图5是表示所述外部供电装置的接触供电部中的供电电压沿着行驶路(或者朝向电动车辆的行进方向)增加的情况的图。
图6是上述实施方式的外部供电装置中的供电控制的流程图。
图7是表示距引导部的开始地点的距离、分割供电部的输出电压的目标值(目标输出电压)及向蓄电池输入的输入电流(蓄电池输入电流)的关系的一例的图。
图8是上述实施方式的所述电动车辆中的受电控制的流程图。
图9是变形例的充电系统的简要结构图。
具体实施方式
I.一实施方式
1A.结构
[1A-1.整体结构]
图1是包含本发明的一实施方式的外部供电装置14的充电系统10的简要结构图。图2是将充电系统10的一部分强调表示的俯视图。图3是将充电系统10的一部分强调表示的主视图。如图1～图3所示，充电系统10除了外部供电装置14(以下也称为“供电装置14”)之外，还包含电动车辆12(以下也称为“车辆12”)。图2及图3中的方向(“前”、“后”、“左”、“右”、“上”及“下”)都是以车辆12为基准的方向(图4及图5也同样)。
在本实施方式中，从供电装置14对车辆12供给电力，进行车辆12的行驶用蓄电池24(图1)的充电等。反之，也可以从车辆12向外部装置(供电装置14等)供给电力。
[1A-2.电动车辆12]
(1A-2-1.车辆12的整体结构)
如图1～图3所示，车辆12具有行驶电动机20(以下也称为“电动机20”)、逆变器22、行驶用蓄电池24(以下也称为“蓄电池24”)、充电臂26、DC/DC转换器28、电容器30、电压传感器32、电流传感器34、SOC传感器35、臂展开机构36(以下也称为“展开机构36”)、臂展开开关38及电子控制装置40(以下称为“ECU40”)。
(1A-2-2.行驶电动机20)
电动机20为三相交流无刷式，基于从蓄电池24经由逆变器22供给的电力而生成车辆12的驱动力F[N](或转矩[N·m])。而且，电动机20将通过进行再生而生成的电力(再生电力Preg)[W]向蓄电池24输出，由此进行蓄电池24的充电。再生电力Preg也可以向未图示的降压型转换器、低电压蓄电池及辅机输出。
(1A-2-3.逆变器22)
逆变器22为三相全桥式的结构，将来自蓄电池24的直流转换成三相的交流而向电动机20供给，另一方面，将与再生动作相伴的交流/直流转换后的直流向蓄电池24等供给。
(1A-2-4.蓄电池24)
蓄电池24是包含多个蓄电池单体的蓄电装置(储能器)，例如可以利用锂离子二次电池、镍氢电池等。或者也可以取代蓄电池24或者在蓄电池24的基础上使用电容器等蓄电装置。需要说明的是，也可以在逆变器22与蓄电池24之间设置未图示的DC/DC转换器，来对蓄电池24的输出电压或电动机20的输出电压进行升压或降压。
(1A-2-5.充电臂26)
充电臂26(以下也称为“臂26”)是在通过来自供电装置14的电力对蓄电池24进行充电时与供电装置14接触的部位。如图2所示，充电臂26在前轮Wf与后轮Wr之间，其一端以旋转轴42为中心能够转动地与车辆12的车架(未图示)连结。因此，充电臂26在与供电装置14接触时能够朝向车辆12的侧方(在本实施方式中为右侧)展开(或者能够位移)。
在充电臂26的前端设置具有受电部52的充电头50。受电部52包含正极端子54p及负极端子54n。通过使受电部52与供电装置14的分割供电部140接触而将车辆12与供电装置14电连接。
关于充电臂26的主要的结构，可以使用例如JP 2013-233037 A中记载的结构。
(1A-2-6.DC/DC转换器28)
DC/DC转换器28(以下也称为“转换器28”或“车辆侧转换器28”)对供电装置14的输出电压(以下称为“输出电压Vs”或“供电电压Vs”)进行变压而向逆变器22及蓄电池24输出。在本实施方式中，转换器28对供电电压Vs进行降压而向车辆12侧输出。然而，转换器28也可以是仅进行供电电压Vs的升压的结构或者进行升压及降压的结构。优选在臂26与转换器28之间设置未图示的接触器。
(1A-2-7.电容器30)
电容器30配置在臂26的受电部52与转换器28之间。电容器30例如暂时蓄积来自供电装置14的电力而抑制电压变动。
(1A-2-8.电压传感器32、电流传感器34及SOC传感器35)
电压传感器32配置在DC/DC转换器28与分支点60p、60n之间，检测DC/DC转换器28的次级侧(输出侧)的电压(以下称为“转换器输出电压Vc2”、“转换器次级电压Vc2”或“次级电压Vc2”)。
电流传感器34配置在DC/DC转换器28与分支点60p之间，检测DC/DC转换器28的次级侧的电流(以下称为“转换器输出电流Ic2”、“转换器次级电流Ic2”或“次级电流Ic2”)。SOC传感器35检测蓄电池24的剩余容量(SOC：State of Charge)并向ECU40输出。
(1A-2-9.臂展开机构36及臂展开开关38)
臂展开机构36是使臂26展开的结构，如图2所示，具有滑块单元70和减震单元72。滑块单元70包含滑块80及滑块支承部82。滑块80基于来自ECU40的指令，能够相对于滑块支承部82滑动。滑块80例如是电磁式或空气压力式的线性致动器。
减震单元72的一端(第一端)转动自如地连结于滑块80，另一端(第二端)转动自如地连结于臂26。在展开臂26时，使滑块80向车辆12的前侧位移而使减震单元72的第一端向前方位移。在收纳臂26时，使滑块80向车辆12的后侧位移而使减震单元72的第一端向后方位移。
臂展开开关38(以下也称为“展开开关38”或“开关38”)是通过使用者的操作而指令臂26的展开的结构。开关38例如形成在未图示的方向盘的一部分上。在开关38接通时，经由展开机构36使臂26展开，在开关38断开时，经由展开机构36使臂26收纳。
(1A-2-10.ECU40)
ECU40是经由车辆侧通信线84(图1)接受来自车辆12的各部的输入或者对各部进行控制的结构，包括输入输出部90、运算部92及存储部94。在本实施方式中，ECU40的运算部92具有控制臂展开机构36的展开控制部100和控制向蓄电池24的充电的充电控制部102。
[1A-3.外部供电装置14]
图4是简要表示外部供电装置14的一部分的外观图。如图1～图4所示，供电装置14具有直流电源110、接触供电部112、多个DC/DC转换器114(以下也称为“转换器114”或“外部转换器114”)、二极管116、电压传感器118、输入装置120、控制装置122及引导部124。以下，将直流电源110、转换器114、二极管116、电压传感器118、输入装置120及控制装置122也称为电压施加部126。电压施加部126是对接触供电部112施加电压的部位。
(1A-3-1.直流电源110)
直流电源110(以下也称为“电源110”)对车辆12供给电力。本实施方式的电源110例如通过将多个蓄电池串联连接而构成。或者电源110可以构成为单一的蓄电池。或者可以对每个DC/DC转换器114(或者对每个后述的分割供电部140)设置多个电源110。或者电源110也可以由交流的工业电源与AC/DC转换器的组合(未图示)构成。
(1A-3-2.接触供电部112)
(1A-3-2-1.接触供电部112的整体)
接触供电部112(以下也称为“供电部112”)是与车辆12的臂26接触而将来自电源110的电力向车辆12侧供给的部位(电力线或供电线)。在本实施方式的接触供电部112中，供电电压Vs沿着车辆12的行驶路132(换言之，朝向车辆12的行进方向)而增加。由此，能够防止在车辆12中瞬间地流过过大的电流(冲击电流)的情况。
图5是表示接触供电部112中的供电电压Vs沿着行驶路132(或者朝向车辆12的行进方向)而增加的情况的图。如图1～图5所示，本实施方式的接触供电部112包括多个分割供电部140、多个端子保持部142及多个支柱144。
(1A-3-2-2.分割供电部140)
各分割供电部140具备正极端子150p及负极端子150n。如图3～图5所示，一对的正极端子150p及负极端子150n形成于在端子保持部142上形成的槽部152内。因此，各分割供电部140构成为配置在行驶路132的上方的架线。
另外，如图2及图5等所示，正极端子150p及负极端子150n沿着车辆12的行驶路132配置。尤其是本实施方式的正极端子150p及负极端子150n呈直线状地配置。车辆12的行进方向上的各正极端子150p及各负极端子150n的长度例如可以为0.1～20m的范围内的任意的值。而且，在本实施方式中，正极端子150p及负极端子150n的每个组合的长度分别相等，但也可以使长度互不相同。
如图5所示，相邻的正极端子150p通过相互分离而被电绝缘。同样，相邻的负极端子150n通过相互分离而被电绝缘。
但是，在本实施方式中，在充电头50来到相邻的分割供电部140之间时，充电头50与相邻的分割供电部140中的两方接触。换言之，将相邻的分割供电部140的距离设定为，在充电头50的接触时，在相邻的分割供电部140之间发生短路。即使在相邻的分割供电部140之间发生短路的情况下，由于二极管116的存在，因此也能防止电流从供电电压Vs高的分割供电部140侧向供电电压Vs低的分割供电部140侧流动的情况。或者也可以构成为，在充电头50来到相邻的分割供电部140之间时，充电头50仅与相邻的分割供电部140中的一方接触。
此外，在沿车宽方向观察时，正极端子150p的端部以与相邻的正极端子150p的端部在上下方向上重叠的方式形成尖细的形状。更具体而言，在图5中，各正极端子150p的右侧的端部(行进方向上的跟前侧的端部)随着朝向前端而上方的部位变少。在图5中，各正极端子150p的左侧的端部(行进方向上的里侧的端部)随着朝向前端而下方的部位变少。由此，能够维持各正极端子150p的高度，并同时使相邻的正极端子150p的端部在上下方向上重叠。也可以为相反的结构。
(1A-3-2-3.端子保持部142)
如上所述，端子保持部142在其槽部152中保持各分割供电部140。在本实施方式中，与各分割供电部140对应而设置多个端子保持部142。然而，从保持分割供电部140的观点出发，也可以与多个分割供电部140的组合对应而设置1个端子保持部142。或者可以将全部的分割供电部140形成在1个端子保持部142上。
(1A-3-2-4.支柱144)
支柱144在行驶路132的侧方垂直地设置，对分割供电部140及端子保持部142进行支承。
(1A-3-3.外部转换器114)
各转换器114对来自电源110的输入电压(电源电压Vcc)进行变压而向分割供电部140输出。各转换器114例如是升降压式转换器。或者可以依赖于电源电压Vcc而使各转换器114为升压式或降压式的转换器。或者可以使多个转换器114中的一部分为升压式并使剩余部分为升降压式等，使转换器114相互的规格不同。也可以是后述那样不设置转换器114的结构。
如图5所示，在本实施方式中，朝向行进方向使供电电压Vs阶段性地增加，直至供电电压Vs达到目标值为止。转换器114的变压率由控制装置122控制。即，通过调整对于各转换器114的驱动信号Sd2(图1)的占空比，由此对电源电压Vcc进行变压来控制供电电压Vs。本实施方式的电源电压Vcc为比较高的电压，转换器114对电源电压Vcc进行降压而作为供电电压Vs。或者，转换器114也可以是仅进行电源电压Vcc的升压的结构或者进行升压及降压的结构。在供电电压Vs达到目标值之后，控制装置122将供电电压Vs保持为恒定。
(1A-3-4.二极管116)
二极管116配置在转换器114与正极端子150p之间，防止电流从车辆12侧向供电装置14侧流动的情况。
(1A-3-5.电压传感器118)
电压传感器118配置在DC/DC转换器114的次级侧(输出侧)，检测转换器114的输出电压(供电电压Vs)并向控制装置122输出。
(1A-3-6.输入装置120)
输入装置120是用于将供电装置14的管理者的指令向控制装置122输入的装置。输入装置120例如可以由多个操作按钮、键盘等输入机构构成。
(1A-3-7.控制装置122)
控制装置122是对供电装置14整体进行控制的装置，在本实施方式中，主要控制外部转换器114。
(1A-3-8.引导部124)
如图2及图5所示，引导部124在行进方向上设置在接触供电部112的跟前侧。引导部124从电压施加部126被电分离，将车辆12的受电部52朝向接触供电部112引导。如图5所示，引导部124在端子保持部142的跟前与端子保持部142连结。在引导部124上形成有与端子保持部142的槽部152相连的槽部160。由此，引导部124将车辆12的受电部52朝向接触供电部112引导。
如图1所示，引导部124未与电源110连接。因此，即使臂26的受电部52与引导部124接触，也不会从供电装置14对车辆12供给电力。
如图2所示，引导部124以车宽方向上的其与车辆12的侧部的对置距离Ls[m]沿着行进方向变窄的方式弯曲。
1B.各种控制
[1B-1.概要]
接下来，说明从供电装置14对车辆12供给电力而对车辆12的蓄电池24进行充电的情况的控制(充电臂控制及充电控制)。
充电臂控制是蓄电池24的充电前、充电中及充电后的充电臂26的控制，由ECU40的展开控制部100执行。充电控制是用于对车辆12的蓄电池24进行充电的控制。充电控制包括供电装置14的控制装置122执行的供电控制和车辆12的ECU40的充电控制部102执行的受电控制。
[1B-2.充电臂控制]
ECU40如以下那样执行充电臂控制。即，在充电臂26未展开的情况下，ECU40判定臂26的展开开始条件是否成立。作为该展开开始条件，例如列举出展开开关38接通的情况。
在此基础上或者取代于此，也可以将车辆12的行进方向上的车辆12与接触供电部112或引导部124的距离(行驶方向距离)成为规定的阈值(距离阈值)以下的情况作为展开开始条件。为了判定行驶方向距离，例如可以在车辆12上预先设置未图示的当前位置检测装置(例如，导航装置)和存储供电装置14(接触供电部112)的位置信息的地图数据库。并且，能够算出行驶方向距离作为车辆12的当前位置与接触供电部112的位置的距离。
或者，可以在车辆12及供电装置14上分别预先设置近距离通信用的通信装置，在两通信装置间确立了通信时判定为展开开始条件成立。
在展开开始条件成立的情况下，ECU40执行用于使处于收纳状态的臂26展开的展开处理。由此，臂26的旋转角度θ(图2)变化，臂26以从车辆12的车身最突出的状态接近分割供电部140。
在这样的状态下，ECU40判定臂26的展开结束条件是否成立。作为该展开结束条件，能够列举出例如展开开关38断开的情况。
在此基础上或取代于此，也可以将蓄电池24的充电完成的情况作为展开结束条件。充电的完成可以通过SOC达到规定的阈值(SOC阈值)的情况或者蓄电池24的电压达到规定的阈值(蓄电池电压阈值)的情况进行判定。
或者，可以在车辆12及供电装置14上分别预先设置近距离通信用的通信装置，在两通信装置间确立了通信之后，在通信中断时判定为展开结束条件成立。
在展开结束条件成立的情况下，ECU40执行用于收纳臂26的收纳处理。
[1B-3.外部供电装置14中的供电控制]
图6是本实施方式的外部供电装置14中的供电控制的流程图。在步骤S1中，控制装置122判定是否执行供电。该判定例如通过是否从管理者经由输入装置120输入了规定的指令或者该指令是否有效来判定。
在未执行供电的情况下(S1：否)，重复进行步骤S1。在执行供电的情况下(S1：是)，在步骤S2中，控制装置122使各分割供电部140成为能够供电的状态。具体而言，控制装置122向外部转换器114的各开关元件(未图示)断续或连续地输出驱动信号Sd2而将电源110与分割供电部140连接。由此，各分割供电部140成为能够供电的状态。并且，在臂26的受电部52与分割供电部140中的任一个接触时，经由该分割供电部140进行从供电装置14向车辆12的供电。
此时，控制装置122以使分割供电部140的输出电压(供电电压Vs)阶段性地增大的方式控制转换器114的升压率。但是，应留意的是各转换器114的供电电压Vs成为固定值的情况(参照图7)。
图7是表示距引导部124的开始地点Pst的距离L、分割供电部140的输出电压Vs的目标值(目标输出电压Vstar)及向蓄电池24输入的输入电流Ibatin(以下也称为“输入电流Ibatin”)的关系的一例的图。在此所说的开始地点Pst是指车辆12的行进方向上的引导部124的最跟前侧的地点。
换言之，图7的例子是臂26的受电部52从引导部124的最跟前侧的位置与引导部124接触的情况的例子。因此，在受电部52从引导部124的中途或分割供电部140的一部分进行接触的情况下，应留意的是图7的例子的从中途开始的成为波形的情况。
如图5及图7所示，随着从引导部124沿行进方向前进而将分割供电部140的目标输出电压Vstar设定得较高。换言之，在距离L成为L1之前的范围的分割供电部140中，以使输出电压Vs阶段性地增加的方式将各自的目标输出电压Vstar设定为固定值。例如，从跟前侧观察时，第一个分割供电部140的目标输出电压Vstar是Vstar1，第二个分割供电部140的目标输出电压Vstar是Vstar2。由此，抑制冲击电流进入车辆侧转换器28的情况，能够抑制转换器28的开关元件(未图示)或蓄电池24的损伤。
在距离L成为L1之后的范围的分割供电部140中，以使输出电压Vs成为恒定的方式将目标输出电压Vstar设定为固定值。
控制装置122按照每个规定周期(例如，以0.1～3秒钟的间隔)进行图6的处理。
另外，在图7中，在距离L成为了L2之后，尽管保持目标输出电压Vstar，但输入电流Ibatin也下降。这是伴随着蓄电池24的充电进展而蓄电池24的电压与输出电压Vs之差减小的结果。当距离L成为L3时，臂26从接触供电部112分离，结束充电。在图7的例子中，从L2时输入电流Ibatin连续下降的结果是，在L3时成为零。即，表示蓄电池24成为充满电状态的情况。
[1B-4.车辆12中的受电控制]
图8是本实施方式的车辆12中的受电控制的流程图。在步骤S11中，ECU40判定臂26是否为展开中。该判定例如基于充电臂控制的展开开始条件是否成立来进行。
在臂26不为展开中的情况下(S11：否)，重复步骤S11。在臂26为展开中的情况下(S11：是)，在步骤S12中，ECU40停止由转换器28进行的变压，执行将来自供电装置14的电力向蓄电池24等直接供给的直接连结处理。这种情况下，ECU40连续地(即，以占空比100％)输出对于转换器28的驱动信号Sd1(图1)。由此，蓄电池24及受电部52从非电连接的状态向电连接状态转移。
在步骤S13中，ECU40判定臂26的展开是否结束。该判定例如基于充电臂控制中的展开结束条件是否成立来进行。
在臂26的展开未结束的情况下(S13：否)，返回步骤S12，继续直接连结处理。在臂26的展开结束的情况下(S13：是)，在步骤S14中，ECU40使直接连结处理结束。由此，蓄电池24与受电部52成为非电连接状态。在步骤S14之后，在经过了规定时间之后返回步骤S11。
1C.本实施方式的效果
如以上那样，根据本实施方式，向沿着行驶路132设置的多个分割供电部140(分割电力线)施加的规定的电压以朝向行进方向升高的方式设定(图5及图7)。因此，能够减小充电开始时或充电中的供电部112(电力线)与受电部52的电压差。因此，能够实现车辆12的受电电路(逆变器22、蓄电池24、DC/DC转换器28、电容器30、电压传感器32、电流传感器34等)的保护或结构的简化。
在本实施方式中，供电部112(电力线)包括：配置在行进方向的跟前侧，朝向行进方向而输出电压Vs升高的分割供电部140(第一分割电力线)；配置在行进方向的里侧，输出电压Vs成为恒定的分割供电部140(第二分割电力线)(图7)。
根据上述结构，在使第二分割电力线的输出电压Vs与最终的目标输出电压Vstar一致的情况下，能够沿着行驶路132使输出电压Vs增加，直至来自供电部112(电力线)的输出电压Vs达到最终的目标输出电压Vstar为止。此外，在来自供电部112的输出电压Vs达到最终的目标输出电压Vstar之后，能够将输出电压Vs以与最终的目标输出电压Vstar相等的值保持为恒定。因此，能够有效地进行从外部供电装置14向车辆12的供电。
在本实施方式中，供电部112(电力线)以与车辆12的侧部对置的方式设置(图2、图3)。另外，在行进方向上，在供电部112的跟前侧设有从电压施加部126进行电分离并将车辆12的受电部52朝向供电部112引导的引导部124(图2等)。
根据上述结构，车辆12的受电部52在由引导部124引导之后与供电部112接触。由此，与没有引导部124而使受电部52与供电部112接触的情况相比，使与供电部112的接触开始时的受电部52的行为容易稳定化。因此，在与供电部112的接触开始后能够抑制与受电部52从供电部112的分离及再接触相伴的急剧的电压变动。因此，能够稳定地进行从外部供电装置14向车辆12的供电。
在本实施方式中，引导部124以车宽方向上的其与车辆12的侧部的对置距离Ls沿着行进方向变窄的方式弯曲(图2)。由此，随着车辆12前进而容易使从受电部52向引导部124的按压力增加。因此，在受电部52与供电部112接触时，能够将从受电部52向供电部112的按压力调整得比较高。因此，容易使与供电部112的接触开始时的受电部52的行为稳定。
在本实施方式中，电压施加部126具备：直流电源110；配置在直流电源110与多个分割供电部140(分割电力线)之间的多个转换器114；检测多个转换器114的输出电压Vs的电压传感器118；以及基于电压传感器118的检测值，来控制多个转换器114的变压率的控制装置122(变压控制装置)。控制装置122将各转换器114的目标输出电压Vstar设定为固定值来控制变压率(图6的S2)。
由此，能够将向各分割供电部140施加的施加电压保持为恒定。因此，能够使对多个车辆12依次供电的情况的控制简单，并且容易稳定地进行电力供给。
II.变形例
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，基于本说明书的记载内容当然可采用各种结构。例如，可以采用以下的结构。
2A.车辆12
[2A-1.车辆12的种类]
在上述实施方式中，说明了作为机动四轮车的车辆12(图2)。然而，例如从沿着行驶路132使供电电压Vs增加的观点出发，在机动四轮车以外的车辆中也可以适用本发明。例如，车辆12可以为机动二轮车、机动三轮车及机动六轮车中的任一个。或者，对于车辆12以外的移动物体(例如船舶)也可以适用本发明。
在上述实施方式中，车辆12假定为仅具有行驶电动机20作为驱动源的所谓电动机动车(battery vehicle)(图1)。然而，例如从沿着行驶路132使供电电压Vs增加的观点出发，车辆12也可以是电动机动车以外的车辆。例如，车辆12可以为混合动力车辆或燃料电池车辆。
[2A-2.电路结构]
在上述实施方式中，车辆12的电气性的电路结构如图1所示。然而，例如从沿着行驶路132使供电电压Vs增加的观点出发，并不局限于此。例如，可以省略车辆侧转换器28。
图9是变形例的充电系统10A的简要结构图。充电系统10A的车辆12a例如在不具有转换器28这一点上与上述实施方式不同。充电系统10A的外部供电装置14与上述实施方式相同。需要说明的是，优选在受电部52与分支点60p、60n之间设置未图示的接触器。如上所述，在省略转换器28的情况下，能够将图8的控制全部省略，能够进一步简化车辆12侧的电路结构。
[2A-3.充电臂26]
在上述实施方式中，以能够向车辆12的侧方展开的方式配置了臂26(图2及图3)。然而，例如从沿着行驶路132使供电电压Vs增加的观点出发，并不局限于此。例如，可以将臂26配置成向车辆12的上方或下方进行展开或位移。需要说明的是，在变更了臂26的配置的情况下，供电装置14的分割供电部140的配置也需要变更。
在上述实施方式中，在使充电臂26与分割供电部140接近及接触时，使臂26以旋转轴42为中心进行旋转。然而，例如从使充电臂26与分割供电部140接近及接触的观点出发，并不局限于此。例如，可以设置使臂26直线性地位移的机构，来使臂26直线性地与分割供电部140接近及接触。
2B.外部供电装置14
[2B-1.供电部112]
在上述实施方式中，将各分割供电部140配置成直线状(图2)。然而，例如从使供电装置14中的供电电压Vs沿着行驶路132增加的观点出发，也可以沿着弯路配置。
[2B-2.引导部124]
上述实施方式的引导部124以车宽方向上的其与车辆12的侧部的对置距离Ls沿着行进方向变窄的方式弯曲(图2)。然而，例如从朝向供电部112引导受电部52的观点出发，并不局限于此。例如，引导部124可以整体沿着行驶路132形成。例如，在行驶路132为直线路的情况下，可以将引导部124整体形成为直线状。
在上述实施方式中，设置了引导部124(图1、图2、图5)。然而，例如，从使供电装置14中的供电电压Vs沿着行驶路132增加的观点出发，也可以省略引导部124。
[2B-3.其他]
在图7中，示出了使各分割供电部140的供电电压Vs不包含0V而分为8阶段地增加的例子。然而，例如从沿着行驶路132使供电电压Vs增加的观点出发，并不局限于此。例如，也可以不包含0V而使供电电压Vs以2阶段以上地增加。
在上述实施方式中，通过控制装置122对外部转换器114进行控制，由此控制各分割供电部140的供电电压Vs(图6的S2)。然而，例如，在作为串联连接有多个直流电源(例如，蓄电池)的集合体而构成电源110的情况下，也可以省略转换器114及控制装置122。这种情况下，例如，通过调整各正极端子150p相对于电源110的连接位置而能够沿着行驶路132使供电电压Vs增加。或者也可以在每个分割供电部140设置不同的电源110。
2C.外部供电装置14中的供电控制
在上述实施方式的供电控制中，使各分割供电部140中的目标输出电压Vstar为固定值(参照图5及图7)。然而，例如从使供电装置14中的供电电压Vs沿着行驶路132增加的观点出发，也可以使各分割供电部140的目标输出电压Vstar可变。
这种情况下，控制装置122确定充电臂26的受电部52的接触开始的分割供电部140(以下也称为“接触开始分割供电部140st”)。然后，控制装置122可以以使输出电压Vs(或目标输出电压Vstar)从接触开始分割供电部140st依次增加的方式控制转换器114的升压率。
需要说明的是，接触开始分割供电部140st的确定例如可以在行驶路132的附近配置一个或多个相机(未图示)，并基于该相机取得的图像进行判定。或者将各分割供电部140的目标输出电压Vstar全部设定为正的最低值，并监视电流流过的分割供电部140。然后，可以将电流流过的分割供电部140确定为接触开始分割供电部140st。
2D.电动车辆12中的受电控制
在上述实施方式的受电控制中，进行了直接连结处理(S12)。然而，例如从使供电装置14中的供电电压Vs沿着行驶路132增加的观点出发，并不局限于此。例如，也可以不进行直接连结处理而(一边进行转换器28中的变压一边)进行蓄电池24的充电。
2E.其他
在上述实施方式中，说明了仅进行从供电装置14向车辆12的供电的结构。然而，也可以与之相反，在进行从车辆12向供电装置14的供电的结构中适用本发明。这种情况下，沿着行驶路132通过转换器28使蓄电池24的输出电压增加而向供电装置14供电。
在上述实施方式中，在从供电装置14对车辆12以直流进行电力供给的情况下适用了本发明。然而，例如从使供电装置14中的供电电压Vs沿着行驶路132增加的观点出发，在从供电装置14对车辆12以交流进行电力供给的情况下也可以适用本发明。
在上述实施方式中，在车辆12与供电装置14之间进行接触供电的情况下适用了本发明。然而，例如从使供电装置14中的供电电压Vs沿着行驶路132增加的观点出发，在车辆12与供电装置14之间进行非接触供电(无线供电)的情况下也可以适用本发明。
需要说明的是，在无线供电的情况下，沿着行驶路132形成的分割供电部140分别由供电用的线圈构成，各个线圈沿着行驶路132配置。在该意思下，沿着行驶路132未必是指非要使1根电力线(正极端子54p及负极端子54n)沿着行驶路132(例如，未必非要将1根电力线配置成直线状)。

Claims (9)

1.一种外部供电装置(14)，其具备：
供电部(112)，其沿着行驶路(132)设置，对行驶中的电动车辆(12)的受电部(52)供给电力；以及
电压施加部(126)，其向所述供电部(112)施加电压，
所述外部供电装置(14)的特征在于，
所述供电部(112)包括沿着所述行驶路(132)分割的多个分割供电部(140)，
所述电压施加部(126)以使向所述多个分割供电部(140)施加的所述电压朝向所述电动车辆(12)的行进方向升高的方式施加所述电压。
2.根据权利要求1所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述供电部(112)具备电力线，该电力线沿着所述行驶路(132)设置，且与行驶中的所述电动车辆(12)的所述受电部(52)接触，
所述电力线包括作为所述多个分割供电部(140)的多个分割电力线。
3.根据权利要求1所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述供电部(112)包括：
多个第一分割供电部，它们配置在所述行进方向的跟前侧，且输出电压朝向所述行进方向而升高；以及
至少一个第二分割供电部，其配置在所述行进方向的里侧，且输出电压恒定。
4.根据权利要求2所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述供电部(112)包括：
多个第一分割供电部，它们配置在所述行进方向的跟前侧，且输出电压朝向所述行进方向而升高；以及
至少一个第二分割供电部，其配置在所述行进方向的里侧，且输出电压恒定。
5.根据权利要求2或4所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述电力线以与所述电动车辆(12)的侧部对置的方式设置，
在所述行进方向上，在所述电力线的跟前侧设有引导部(124)，该引导部(124)从所述电压施加部(126)被电分离，将所述电动车辆(12)的所述受电部(52)朝向所述电力线引导。
6.根据权利要求5所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述引导部(124)以车宽方向上的其与所述电动车辆(12)的侧部的对置距离沿着所述行进方向变窄的方式弯曲。
7.根据权利要求1～4、6中任一项所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述电压施加部(126)具备：
直流电源(110)；
多个变压器(114)，它们配置在所述直流电源(110)与多个所述分割供电部(140)之间；
电压传感器(118)，其检测多个所述变压器(114)的输出电压；以及
变压控制装置(122)，其基于所述电压传感器(118)的检测值，来控制多个所述变压器(114)的变压率，
所述变压控制装置(122)将各变压器(114)的目标输出电压设定为固定值来控制所述变压率。
8.根据权利要求5所述的外部供电装置(14)，其特征在于，
所述电压施加部(126)具备：
直流电源(110)；
多个变压器(114)，它们配置在所述直流电源(110)与多个所述分割供电部(140)之间；
电压传感器(118)，其检测多个所述变压器(114)的输出电压；以及
变压控制装置(122)，其基于所述电压传感器(118)的检测值，来控制多个所述变压器(114)的变压率，
所述变压控制装置(122)将各变压器(114)的目标输出电压设定为固定值来控制所述变压率。
9.一种车辆供电方法，从沿着行驶路(132)设置的外部供电装置(14)的供电部(112)向行驶中的电动车辆(12)供电，其特征在于，
由沿着所述行驶路(132)分割的多个分割供电部(140)构成所述供电部(112)，
使向所述多个分割供电部(140)施加的电压朝向所述电动车辆(12)的行进方向增加。
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