JP2020202715A - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両のバッテリーを充電する際の運転者等の煩雑な作業を回避する。【解決手段】充電システム１は、車両１００の車輪が接することで車両１００を検出する検出器１０と、車両１００に設けられた集電部１２０に給電する給電装置２０と、検出器１０が車両１００を検出すると、給電装置２０に給電を行わせ集電部１２０を介して車両１００のバッテリーを充電させる制御装置３０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のバッテリーを充電する充電システムに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車（以下、単に車両と呼ぶ）には、充電可能なバッテリーが搭載されている。運転者は、充電スタンドの充電コネクタを車両に接続して、バッテリーの充電を行っている。

特開２０１３−２７２０４号公報

しかし、充電スタンドで充電する場合には、運転者は、車両から降りて、充電コネクタを車両に接続し、充電スタンドを操作し、充電後に充電コネクタを外す作業を行う必要があり、運転者にとって煩雑な作業になっている。特に、商用車等の充電回数が多い車両の場合には、煩雑な作業の回数が増えるため、運転者にとって不便なものとなっている。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両のバッテリーを充電する際の運転者等の煩雑な作業を回避することを目的とする。

本発明の一の態様においては、車両の車輪が接することで前記車両を検出する検出器と、前記車両に設けられた集電部に給電する給電装置と、前記検出器が前記車両を検出すると、前記給電装置に給電を行わせ前記集電部を介して前記車両のバッテリーを充電させる制御装置と、を備える充電システムを提供する。

また、前記制御装置は、前記給電装置の供給電圧を、前記車両に設けられた昇圧部で大きくさせて、前記バッテリーに供給させることとしてもよい。

また、前記検出器は、前記車両の前輪が接することで前記車両を検出し、前記給電装置は、前記検出器の周囲に設けられていることとしてもよい。

また、前記集電部は、アーム部と、前記アーム部の先端側に設けられた板部とを有し、前記給電装置は、上面に前記板部が接触可能なレール形状になっている接触部を有することとしてもよい。

また、前記制御装置は、前記検出器が前記車両を検出し、待機位置に位置する前記アーム部が前記板部が前記接触部に接触する接触位置へ回動すると、前記バッテリーを充電させ、前記バッテリーの充電が完了すると、前記接触位置に位置する前記アーム部を前記待機位置に回動させて前記板部を前記接触部から離間させることとしてもよい。

本発明によれば、車両のバッテリーを充電する際の運転者等の煩雑な作業を回避できるという効果を奏する。

本発明の一の実施形態に係る充電システム１の構成の一例を示す模式図である。 車両１００が充電位置へ前進中の状態を説明するための模式図である。 車両１００が充電位置に位置する状態を説明するための模式図である。 バッテリー１１０の充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。

＜充電システムの構成＞
本発明の一の実施形態に係る充電システムの構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。

図１は、一の実施形態に係る充電システム１の構成の一例を示す模式図である。図２は、車両１００が充電位置へ前進中の状態を説明するための模式図である。図３は、車両１００が充電位置に位置する状態を説明するための模式図である。

車両１００は、電気自動車やハイブリッド自動車であり、充電可能なバッテリー１１０を搭載している。車両１００は、一例としてトラックであるが、これに限定されない。商用車である車両１００は、長距離走行するため、バッテリー１１０の充電回数が多くなりやすい。

充電システム１は、車両１００のバッテリー１１０を充電するためのシステムである。本実施形態の充電システム１においては、例えば車両１００が充電位置（図３）に位置する際に、運転者が充電コネクタを車両１００に接続しなくてもバッテリー１１０を充電できる。また、本実施形態の充電システム１では、運転者が充電を行うために操作を行う充電スタンドが不要である。充電システム１は、図１に示すように、検出器１０と、給電装置２０と、制御装置３０とを有する。

検出器１０は、車両１００の車輪（具体的には、前輪１３０）が接することで車両１００を検出する。例えば、検出器１０は、車両１００が前進して前輪１３０が検出面１２に載った際（すなわち、図３に示すように車両１００が充電位置に位置する際）に、車両１００を検出する。検出器１０は、車両１００の２つの前輪１３０の各々が接する２つの検出面１２を有する。なお、検出面１２は、２つの前輪１３０のうちの片方の前輪１３０を検出するように、一つのみ設けられてもよい。

検出器１０は、車両１００として特定の車両（ここでは、トラック）を検出可能である。例えば、検出器１０は、重さを検出するロードセルであり、地面に設置されている。検出器１０は、検出した重さが所定値を超えていると、車両１００がトラックであることを検出する。

給電装置２０は、充電位置に位置する車両１００のバッテリー１１０に電力を供給する。給電装置２０は、ここでは、検出器１０の周囲に設けられている。給電装置２０は、車両１００に設けられた集電部１２０に接触可能な接触部２２を有する。接触部２２の上面２２ａが、集電部１２０に接触する。給電装置２０は、接触部２２に通電を行うことで、集電部１２０を介してバッテリー１１０に電力を供給できる。

車両１００の集電部１２０は、車両１００の前下部に設けられている。集電部１２０は、通常時は車両１００の前下部に収納されており（図２参照）、充電時に下降している（図３参照）。集電部１２０は、図３に示すように、アーム部１２２と、アーム部１２２の先端側に設けられた板部１２４とを有する。

アーム部１２２は、板部１２４を支持する支持アームである。アーム部１２２は、待機位置と接触位置との間で回動する。待機位置は、アーム部１２２が折り畳まれて収納された位置である（図２参照）。接触位置は、アーム部１２２が待機位置から下方へ回動した位置であり、アーム部１２２が下方に飛び出す位置である（図３参照）。

板部１２４は、一例として、すり板である。板部１２４は、アーム部１２２が接触位置に位置する際に、接触部２２に接触する。板部１２４は、アーム部１２２に対して回動自在に連結されている。これにより、例えば積載量に応じて車両１００の車高が変動していても、板部１２４が回動して接触部２２の上面２２ａに接触した状態となる。

給電装置２０の接触部２２は、２つの検出器１０の前方にそれぞれ設けられている。接触部２２は、上面２２ａに板部１２４が接触可能なレール形状になっている。２つの接触部２２は、それぞれ一直線状に設けられている。

制御装置３０は、充電システム１の全体の動作を制御する。制御装置３０は、検出器１０が車両１００を検出すると、給電装置２０に給電を行わせ集電部１２０を介して車両１００のバッテリー１１０を充電させる。具体的には、制御装置３０は、検出器１０が車両１００を検出すると、接触部２２に通電を行い、接触部２２に接触している集電部１２０を介してバッテリー１１０に電力を供給する。

制御装置３０は、検出器１０が車両１００を検出し、待機位置に位置するアーム部１２２が接触位置に回動すると、バッテリー１１０を充電させる。具体的には、運転者がアーム部１２２を待機位置から接触位置へ回動させるスイッチ操作を行うと、制御装置３０は、接触部２２への通電を行いバッテリー１１０を充電させる。

制御装置３０は、バッテリー１１０の充電が完了すると、接触位置に位置するアーム部１２２を待機位置に回動させて板部１２４を接触部２２から離間させる。すなわち、バッテリー１１０の充電が完了すると、アーム部１２２が接触位置から待機位置へ移動する。

給電装置２０が供給する供給電圧は、バッテリー１１０の電圧よりも小さく設定されている。具体的には、供給電圧は、６０Ｖ以下であり、ここでは一例として５０Ｖである。このように供給電圧が低電圧であれば、周囲に絶縁処理をしなくても感電の危険を防止できるので、給電装置２０を設置しやすくなる。

制御装置３０は、給電装置２０の供給電圧を、車両１００に設けられた昇圧部１１２（図３）で大きくさせて、バッテリー１１０に供給させる。具体的には、給電装置２０から供給された電力は、昇圧部１１２で昇圧された後に、ケーブル１１４を介してバッテリー１１０に供給される。昇圧部１１２は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータである。昇圧部１１２で供給電圧を大きくさせることで、給電装置２０の供給電圧が低電圧であっても、バッテリー１１０を所望の電圧に充電できる。

制御装置３０は、車両１００との間で通信可能である。例えば、制御装置３０は、バッテリー１１０の充電に伴う料金の支払いに関する処理を、車両１００との間で通信によって実行してもよい。これにより、運転者は、車両１００に乗った状態で、充電に伴う料金の支払いを行える。また、制御装置３０は、バッテリー１１０の充電状態に関する情報を、車両１００から受信してもよい。

＜充電処理の流れ＞
充電システム１が行うバッテリー１１０の充電処理の流れについて、図４を参照しながら説明する。

図４は、バッテリー１１０の充電処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、図２に示すように、車両１００が充電位置に向かって前進しているところから開始される。

まず、制御装置３０は、検出器１０が車両１００を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。車両１００が前進して前輪１３０が検出面１２に接する（図３）と、検出器１０は車両１００を検出する。

ステップＳ１０２で車両１００が検出されると（Ｙｅｓ）、制御装置３０は、給電装置２０の接触部２２への通電を行う（ステップＳ１０４）。この際、運転者は、車内のスイッチを操作して、集電部１２０を下降させる。すなわち、アーム部１２２が待機位置から接触位置に移動して、板部１２４が接触部２２に接触した状態となる。これにより、給電装置２０を介してバッテリー１１０に電力を供給できる。

次に、制御装置３０は、バッテリー１１０の充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６で充電が完了したと判定されると（Ｙｅｓ）、制御装置３０は、車両１００に通信を行い、接触部２２と接触していた集電部１２０を上昇させる（ステップＳ１０８）。すなわち、アーム部１２２が、接触位置から待機位置に上昇する。これにより、本処理が終了する。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の充電システム１は、車両１００の前輪１３０が接することで車両１００を検出する検出器１０と、車両１００の集電部１２０に給電する給電装置２０とを有する。そして、充電システム１は、検出器１０が車両１００を検出すると、給電装置２０に給電を行なわせ集電部１２０を介して車両１００のバッテリー１１０を充電させる。
これにより、車両１００を検出器１０の検出位置に位置させることで、運転者は車両１００から降りること無く、車両１００のバッテリー１１０を充電できる。このため、運転者が充電コネクタを車両１００に接続する等の煩雑な作業を行う必要がなくなり、利便性の高い充電システムを実現できる。

なお、上記では、検出器１０は、車両１００の前輪１３０が接すると車両１００を検出することとしたが、これに限定されない。例えば、検出器１０は、車両１００の後輪が接すると車両１００を検出することとしてもよい。

また、上記では、給電装置２０が検出器１０の前方に設けられていることとしたが、これに限定されない。例えば、給電装置２０は、検出器１０よりも後方に設けられてもよい。

また、上記では、給電装置２０は、車両１００の集電部１２０に接触可能な接触部２２を有し、接触給電を行うこととしたが、これに限定されない。例えば、給電装置２０は、集電部１２０に非接触給電を行ってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 充電システム
１０ 検出器
２０ 給電装置
２２ 接触部
２２ａ 上面
３０ 制御装置
１００ 車両
１１０ バッテリー
１１２ 昇圧部
１２０ 集電部
１３０ 前輪

Claims (5)

1. 車両の車輪が接することで前記車両を検出する検出器と、
   前記車両に設けられた集電部に給電する給電装置と、
   前記検出器が前記車両を検出すると、前記給電装置に給電を行わせ前記集電部を介して前記車両のバッテリーを充電させる制御装置と、
   を備える充電システム。
2. 前記制御装置は、前記給電装置の供給電圧を、前記車両に設けられた昇圧部で大きくさせて、前記バッテリーに供給させる、
   請求項１に記載の充電システム。
3. 前記検出器は、前記車両の前輪が接することで前記車両を検出し、
   前記給電装置は、前記検出器の周囲に設けられている、
   請求項１又は２に記載の充電システム。
4. 前記集電部は、アーム部と、前記アーム部の先端側に設けられた板部とを有し、
   前記給電装置は、上面に前記板部が接触可能なレール形状になっている接触部を有する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の充電システム。
5. 前記制御装置は、
   前記検出器が前記車両を検出し、待機位置に位置する前記アーム部が前記板部が前記接触部に接触する接触位置へ回動すると、前記バッテリーを充電させ、
   前記バッテリーの充電が完了すると、前記接触位置に位置する前記アーム部を前記待機位置に回動させて前記板部を前記接触部から離間させる、
   請求項４に記載の充電システム。
   
   

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