JP2024045270A - 車両を充電ステーションに電気的に接続するための高速充電システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、低コストでの輸送手段の稼動および安全な接触を可能にする、車両と充電ステーションの間に導電性接続を形成するための高速充電システムおよび方法を提案することにある。【解決手段】本発明は、電気バスなど用の高速充電システム、および方法において、充電接触要素が各々ストリップタイプの充電接触表面を形成し、接触要素が各々、充電接触表面よりも小さくなるように設計された接触表面を形成し、接触要素が、各々、接点対合を形成するために充電接触要素と接触位置において電気的に接触させられている高速充電システムであって、充電接触表面および接触表面は、充電接触表面のそれぞれの長手方向端部において充電接触表面と接触表面のそれぞれのタッチ接触を、定義済みの順序で形成できるような形で、長手方向で互いとの関係において配設されている、システムおよび方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両と定置充電ステーションとの間に導電性接続を形成するための、電動車両、詳細には電気バスなど用の高速充電システム、および方法において、接触デバイス、充電接触デバイスおよび位置付けデバイスを有し、前記接触デバイスまたは前記充電接触デバイスが車両上に配置可能であり、前記充電接触デバイスは、接触位置にあるときに接触デバイスを用いて電気的に接触させられており、前記接触デバイスは、充電接触デバイスとの関係において長手方向および／または横断方向に位置付けされており、かつ位置付けデバイスを用いて接触位置まで移動させられ、前記充電接触デバイスが、充電接触要素を有する充電接触要素キャリヤを含み、前記充電接触要素が各々ストリップ状の充電接触表面を形成し、前記接触デバイスが、接触要素を有する接触要素キャリヤを含み、前記接触要素が各々、充電接触表面よりも小さい接触表面を形成し、前記接触要素が、前記接触位置にあるとき各過程において接点対を形成するために充電接触要素と電気的に接触させられている高速充電システム、および方法に関する。

この種の高速充電システムおよび方法は、当該技術分野の技術的現状から知られており、典型的には、バスの停留所または中継地において電動車両の高速充電を行なうために利用される。こうして、バスなどの地域輸送において使用される電動車両に、それぞれの停留所において継続的に電気エネルギを供給することが可能である。

独国特許出願公開第１０２０１５２１９４３８Ａ１号から、屋根状の充電接触デバイスが、対応して設計された接触デバイスにより接触される高速充電システムが知られている。この場合、充電接触デバイスは、導体ストリップの形で実現され車両の移動方向に延在するように配置された充電接触要素を含む。接触デバイスの接触要素は、ボルト様に形成され、接触位置にあるとき、接触ストリップと点状接触を実現する。車両の移動方向に対し横断する方向である垂直方向で充電接触デバイス内に接触デバイスを挿入することによって、精確に接触位置に到達することが可能になっている。

しかしながら、技術的現状から公知である高速充電システムは、不利な条件下では、充電プロセス中に充電接触要素の長手方向端部において接触要素と充電接触要素との間に電気アークが発生し得るという意味において、不利である。詳細には、電気バスの荷重に応じて、電気バスは、停止時に充電接触デバイスまたは接触デバイスよりも高くまたは低く位置する可能性がある。乗客の下車を補助する目的で電気バスを乗客側で低下させる場合でさえ、接触デバイスまたは接触要素は充電接触デバイスとの関係において変位し、こうして電気接触も同様に中断される可能性がある。しかしながら、この変位は、例えば、前記変位を可能にする横断方向ガイド上に接触デバイスを組付けることによって補償され得る。

ストリップ状の充電接触表面を有する充電接触要素が使用される場合、移動方向との関係においてバス停留所の意図された部域内に電気バスを精確に位置付けすることも同様に必要である。例えばストリップ状の充電接触表面が接触要素を用いて充電接触要素の長手方向端部と接触させられる場合、電気バスの位置が意図された位置から逸脱することによって、車両と定置充電ステーションの間の安全な接触または接続が妨げられる可能性がある。移動方向にまたは移動方向とは反対の方向に車両が低下した場合、接触要素は、充電接触表面の長手方向端部を超えて移動方向にまたはその反対方向に移動させられ、基本的に、そのときまで開始されていない充電プロセスがスタートするのを妨げるかまたはすでに開始されている充電プロセスが中断されるのを妨げる可能性がある。このような形での接点対の中断は、電気アークを発生させる可能性があり、これは多大なリスクを招く。その上、例えばバス停留所への到着時またはそこからの出発時の移動方向へのまたはそれとは反対方向への車両の移動といった単純な何らかの事象により、接触要素キャリヤがストリップ状の充電接触表面と接触させられること、または前記接点対合が中断されることも同様に可能である。その結果として、接点対は、非意図的に接触または中断され得、このことが高速充電システムの構成要素またはその近くに立っている人に損傷を加える可能性がある。

独国特許出願公開第１０２０１５２１９４３８号明細書

したがって、本発明の目的は、低コストでの輸送手段の稼動および安全な接触を可能にする、車両と充電ステーションの間に導電性接続を形成するための高速充電システムおよび方法を提案することにある。

この目的は、請求項１の特徴を有する高速充電システムおよび請求項２２の特徴を有する方法によって達成される。

車両と定置充電ステーションとの間に導電性接続を形成するための本発明に係る電動車両、詳細には電気バスなど用の高速充電システムは、接触デバイス、充電接触デバイスおよび位置付けデバイスを含み、前記接触デバイスまたは前記充電接触デバイスが車両上に配置可能であり、前記充電接触デバイスは、接触位置にあるときに接触デバイスを用いて電気的に接触させることができ、前記接触デバイスは、充電接触デバイスとの関係において長手方向および／または横断方向に位置付けされ、かつ位置付けデバイスを用いて接触位置まで移動させられることができ、前記充電接触デバイスは、充電接触要素を有する充電接触要素キャリヤを含み、前記充電接触要素は各々ストリップ状の充電接触表面を形成し、前記接触デバイスは、接触要素を有する接触要素キャリヤを含み、前記接触要素は各々、充電接触表面よりも小さい接触表面を形成し、前記接触要素は、接触位置にあるとき各過程において接点対を形成するために充電接触要素と電気的に接触させることができ、充電接触表面および接触表面は、充電接触表面と接触表面の間のそれぞれの物理的接触が、充電接触表面のそれぞれの長手方向端部において定義済みの順序で形成され得るような形で、互いとの関係において長手方向に配置されている。

ストリップ状の充電接触表面の長手方向でそれぞれに結び付けられた接触表面との関係において充電接触表面を配置することによって、長手方向との関係において接点対を形成し配置するための定義済みの順序を実現することができる。この場合、長手方向とは、ストリップ状の充電接触表面が本質的に延在する方向を意味する。これは車両の移動方向であり得ることから、長手方向は、本質的に、充電接触要素キャリヤが水平方向に位置された場合の水平方向に対応する。しかしながら、充電接触要素キャリヤは、車両が走行する車道に対し平行に位置付けされることもでき、この車道は、水平ラインに対して傾斜していることもあり得る。横断方向とは、ストリップ状の充電接触表面との関係において横断してまたは直交して延在する垂直方向を意味する。

接触デバイスおよび充電接触デバイスを合わせて垂直方向および／または水平方向に誘導するとき、接点対を形成するための定義済みの順序を用いて、最初に第１の接点対を形成してから、追加の接点対を形成することができる。技術的現状から公知のデバイスでは、接点対は同様に異なる時点で形成され得るが、これは意図されたものではないかまたは充電接触表面および接触表面の位置の結果として発生するものではないと考えられる。したがって、接触要素キャリヤ上に接触要素を充電接触要素キャリヤ上に充電接触要素を配置することによって、詳細には長手方向で接触要素キャリヤおよび充電接触要素キャリヤを合わせて誘導するときに接点対が形成される順序は、接触表面および充電接触表面の幾何学的位置を理由として不可避的につねに維持され容易に変更不能でもあるということが保証される。したがって、接触表面および充電接触表面の位置は、長手方向での相対的移動中に接点対が形成される順序を規定する。これは、接触要素キャリヤおよび充電接触要素キャリヤを長手方向に合わせて誘導することおよび分離することに適用される。こうして、詳細には、それぞれの接触表面を充電接触表面と合わせて誘導する場合と同様それらを分離させる場合に、例えば車両が傾動した場合にも非意図的にも発生し得る電気アークまたは望ましくない接触が防止されることが保証される。この防止措置は、特定の接点対が形成された時のみに高い電流を伝送することによって実施され得る。このとき、例えば接点対が形成される前に保護接地接点または信号接点を形成することができ、或いは、問題の位置は、電力接点の位置を理由として電力接点が接続解除された時点で電力接点を無電流にすることを保証することができる。このようにして、大きな努力を払うことなく、高速充電システムに対する考えられる損傷または考えられる人的危険を防止することができる。

こうして接点対は各々、高速充電システムの電力接点、信号接点および保護接地接点のために形成され得る。この場合、接触デバイスと充電接触デバイスの間で充電電流を伝送するためには、電力接点の少なくとも２つの接点対が必要である。充電電流は、直流電流または交流電流であり得る。短時間でそれぞれの接触表面を介して高い電流を伝送できることを目的として、充電電流を伝送するための追加の接点対を具備することができる。さらに、多数の接点対は、たとえ単一の接点対が中断されても、充電電流がなおも流れることができることを保証する。保護接地接点は、質量またはゼロ電位と接続するために役立つことができる。信号接点は、車両と高速充電システムまたは充電ステーションの間で信号およびデータを交換するために役立ち得る。詳細には、信号接点および保護接地接点のための接点対が形成されるまでは電力接点の接点対を介して電流が流れないことを想定することができる。逆に、信号接点および／または保護接地接点が中断された場合には、電力接点の接点対を介して流れる充電電流を直接オフに切替えることができる。こうして、充電接触表面上の接触要素の非意図的な変位が、電力接点の接点対の接続解除する前に、信号接点の接続解除をまず導くことを保証することができる。これによって、信号接点および／または保護接地接点が接続解除される場合に電力接点がつねに無電流となるように保証される。

さらに充電接触表面および／または接触表面は、最初に保護接地接点が、そして次に電力接点が、さらに次に信号接点が形成されるような形で、互いとの関係において長手方向に配置され得る。これは、接触デバイスおよび充電接触デバイスを接触位置に位置付けすることによる電気接触の生成に対して、および、最初に信号接点が、次に電力接点が、そして次に保護接地接点が接続解除されるという事実に起因して、逆にそれらの接続解除についても適用される。充電接触表面および／または接触表面の位置は、各過程において充電接触表面のそれぞれの長手方向端部で長手方向に対応して形成されるということを指摘しておくべきである。こうして、接触デバイスおよび充電接触デバイスが長手方向または車両の移動方向に合わせて誘導される場合、最初に安全な接触、そして次に分離時点で安全な接続解除が可能である、ということを保証することができる。

保護接地接点を形成するための充電接触表面の長手方向端部は、各々、長手方向で残りの充電接触表面の長手方向端部を超えて突出することができる。こうして、あらゆる場合において、接触デバイスおよび充電接触デバイスが合わせて誘導されるとき保護接地接点のための接点対が最初に形成されること、または、接触デバイスと充電接触デバイスを接続解除する場合、保護接地接点のための接点対が最後に形成されることが保証され、これにより、より高い電気的安全性を達成することができる。

電力接点を形成するための充電接触表面の長手方向端部は、各々、長手方向で信号接点を形成するための充電接触表面の長手方向端部を超えて突出することができる。このことはさらに、接触デバイスおよび充電接触デバイスを合わせて誘導する場合、電力接点のための接点対が生成されるまでは信号接点の接点対が形成されないこと、または接触デバイスと充電接触デバイスを接続解除する場合には、電力接点のための接点対が接続解除されてしまう前に信号接点の接点対が接続解除されることを保証する。信号接点が閉鎖したときに電力接点のそれぞれの接点対に対する電流の印加を促す場合には、信号接点が実際に実現された場合にしか電力接点が電流に曝露されないことがつねに保証される。例えば車両が長手方向または移動方向に傾動した場合など、電力接点の接点対の接触要素の非意図的な変位も、信号接点の接点対の接触要素が変位した状態になるという結果を同様に導くことから、このとき、電力接点が接続解除される前に信号接点が開放または接続解除されることが保証される。このようにして、安全に電気アークを防止することができる。

保護接地接点を形成するための充電接触表面は、電力接点を形成するための充電接触表面よりも長く、電力接点を形成するための前記充電接触表面は、信号接点を形成するための充電接触表面よりも長いことが可能である。詳細には、接触デバイスおよび充電接触デバイスを共に誘導し分離する場合、接点対を生成するための定義済みの順序を安全に維持することができる。

代替的には、充電接触表面および／または接触表面は、保護接地接点および電力接点、または信号接点および電力接点が形成され得るような形で、互いとの関係において長手方向に配置され得る。この場合、保護接地接点または信号接点が形成されない場合、例えば電力接点からの電流をオフに切替えることによって、電力接点を介した充電プロセスも同様に防止して、電気アークを防ぐことができる。

充電接触要素は、導体ストリップとして実現され得、前記導体ストリップは互いに平行にかつ充電接触要素キャリヤの長手方向軸の方向に配置され得る。詳細には、このとき、導体ストリップを、本質的に車両の移動方向に対応する水平方向または長手方向に配置することができる。例えば、導体ストリップは、車両がバス停留所の一部域内で停止できるように、１ｍ超の長さを有することができる。こうして、充電接触要素は、接触要素のための比較的大きい接触可能表面を形成することができる。導体ストリップは結果として、例えば導体ストリップとして半完成品を使用することなどによって、容易に生産することもできる。

接触要素は、接触位置にあるとき、長手方向軸に直交して延在する少なくとも１つの平面内に配置され得る。このとき、接触要素を、長手方向または移動方向に瞬時に充電接触要素キャリヤ内に挿入するかまたは充電接触要素キャリヤから引き抜くことができる。バス停留所における車両の位置付け誤差を理由として、平面の直交位置とは異なるオフセットが発生する可能性があり、この場合、接触デバイスおよび充電接触デバイスの形状を用いて接触位置を達成することが不可能であるかまたは、接触位置の達成が小さな角度公差内でしか可能でない事態が発生する場合があると考えられる。

接触要素は、接触位置にあるとき、長手方向軸に対し直交して延在する追加平面内に配置され得、平面は、長手方向軸の方向で互いから離されることができ、電力接点を形成するための接触要素は各平面および追加平面内に配置され得る。接触要素キャリヤにおける車両の移動方向または長手方向軸の方向で互いとの関係において一定のオフセットで接触要素を配置して、同様に充電接触表面の長手方向端部との関係において所望の位置を得、前記位置を用いて接触または接続解除中に定義済み順序を達成することを想定することができる。

接触要素はボルトの形状で形成され得る。さらに、接触要素は、接触要素キャリヤ上にばね式で組付けられ得る。こうして、ばねによる組付けは接触要素の内部または接触要素において単純な押えばねを介して行なわれることから、極めて容易に接触要素を生産することができる。その結果として、充電接触要素との点状接触を、ばね付勢式に実現することができる。さらに、いくつかの接点対を意味する複数の接触要素を、例えば電力接点用の接点対のために具備することも想定可能である。好ましくは、位相または電力接点各々のための２つの接触要素を想定することができる。

その結果、接触表面は同様に点状でもあり得る。詳細には、ボルト状の接触要素が使用される場合がこれに該当する。しかしながら、概して、接触要素の形状に応じて、他の形態の接触表面を実現することも同様に可能である。しかしながら、それぞれの接触表面がつねに最小の充電接触表面よりも小さいか、または、長手方向で最も短かい充電接触表面よりも小さいことが必須である。

接触デバイスおよび接触デバイスは、各々垂直軸を含むことができ、接触位置にあるとき前記それぞれの垂直軸は同一平面上に整列することができる。垂直軸は、接触デバイスおよび充電接触デバイスを垂直方向に合わせて誘導することができるように、車道との関係において垂直に延在することができる。概して、接触デバイスおよび充電接触デバイスをさらに水平方向に合わせて誘導することも同様に可能である。これは、詳細には、接触デバイスおよび充電接触デバイスを合わせて誘導するときまたは分離するときのいずれに車両が移動させられているかによって決まる。

さらに、誘導デバイスは、接触デバイスおよび充電接触デバイスを合わせて誘導するときに、それぞれの垂直軸を共通整列状態で位置付けすることができる。このことはすなわち、接触デバイスおよび充電接触デバイスの垂直軸が互いとの関係において同一平面上にない場合、結果として物理的接触を実現できないということを意味する。誘導デバイスが接触デバイスおよび充電接触デバイスを、それぞれの垂直軸が同一平面上にあるかまたは共通の同一平面の整列状態で位置付けされるような形で位置付けまたは配向した場合にのみ、物理的接触を実現することができる。

したがって、高速充電システムが、接触デバイスまたは充電接触デバイスを接触位置まで誘導するための誘導デバイスを含み、誘導デバイスは、接触デバイスおよび充電接触デバイスを合わせて誘導するときに、接触位置に達するまで、接触要素と充電接触要素の間の物理的接触が防止されるような形で誘導デバイスを実現できることが有利である。接触デバイスと充電接触デバイスを合わせて誘導する場合、接触要素と充電接触デバイスの間の物理的接触は、結果として接触位置に達するまでは、誘導デバイスによって不可能となるように妨げられる。このとき、物理的接触は、接触位置に達成したときに初めて形成または生成され得る。接触要素は、充電接触デバイスまたはその表面に沿ってより大きい距離にわたり摺動できず、これにより、充電接触デバイスの表面または表面の望ましくない摩耗は回避される。

接触デバイスは、車両の屋根上に配置され得、充電接触デバイスは、定置充電ステーション上に配置され得、またはその逆であり得る。これに関連して、車両の屋根は、例えば電気バスまたは路面電車の車両屋根であり得る。この目的のためには、例えば、接触デバイスまたは充電接触デバイスが移動方向で車両屋根の運転手側に配設されるような形で車両屋根上に接触デバイスまたは充電接触デバイスを位置付けすることも同様に意図され得る。こうして、この接触デバイスまたは充電接触デバイスあるいはむしろその位置が運転手の視線内にあることから、車両の運転手による接触デバイスまたは充電接触デバイスの位置付けは非常に容易なものとなる。

充電接触要素キャリヤは、接触要素キャリヤのための収容用開口部を形成することができ、前記接触要素キャリヤは、充電接触要素キャリヤの収容用開口部内に挿入され得る。好ましくは、収容用開口部は、この目的のためＶ字形に形成され得る。収容用開口部のＶ字形は、接触デバイスおよび充電接触デバイスを接触要素キャリヤの相対偏差で収容用開口部に向かって誘導する場合に、接触要素キャリヤまたは充電接触要素キャリヤをセンタリングする。逆に、接触要素キャリヤは充電接触要素キャリヤのための収容用開口部を形成することができ、前記充電接触要素キャリヤは接触要素キャリヤの収容用開口部内に挿入され得る。好ましくは、収容用開口部も同様に、この目的でＶ字形に形成され得、接触要素は、Ｖ字形の収容用開口部の内部に配設され得る。

収容用開口部は、接触要素キャリヤおよび充電接触要素キャリヤを合わせて誘導するとき、接触要素キャリヤまたは充電接触要素キャリヤのためのガイドを形成することができる。こうして、バス停留所での停止時の意図された停止位置からの車両位置の考えられる偏差は、収容用開口部が促す接触位置への接触要素キャリヤまたは充電接触要素キャリヤの誘導によって容易に補償可能である。

充電接触要素キャリヤが、車両の移動方向に配置され得る長手方向屋根形レールとして形成されていれば、特に有利である。この場合、充電接触要素が直接天候の影響に曝露されないように、充電接触要素を長手方向屋根形レールの下側に配置することができる。長手方向屋根形レールは比較的長くなるようにも設計でき、バス停留所における車両の正確な位置付けはもはや必要でない。長手方向屋根形レールは、好ましくは、同様に移動方向において接触要素キャリヤを長手方向屋根形レール内に挿入することまたは長手方向屋根形レールからそれを引き抜くことができるように、その両端で開放し得る。充電接触要素キャリヤを車両上に配設しなければならない場合には、充電接触要素キャリヤを、車両の移動方向に配置可能である横材状の隆起部として実現することができる。

位置付けデバイスは、接触デバイスを充電接触デバイスとの関係において垂直方向に位置付けすることのできるパンタグラフまたはロッカーを含むことができる。ロッカーの場合、充電接触デバイスに対して接触デバイスをまたはその逆を安定化させるかまたは接触デバイスを対応する方向に配向させる補足的リンク機構を具備することができる。したがって、接触デバイスまたは充電接触デバイスは、パンタグラフまたはロッカーに配置され得る。さらに、位置付けデバイスを、車両の屋根上または例えば充電ステーションまたはバス停留所の柱に、橋またはアンダーパスに配置することが可能である。パンタグラフまたはロッカー、あるいは対応する機械的駆動機構はそれぞれ、極めて容易かつ廉価に生産可能である。

詳細には、電動車両、例えば電気バスなど用の高速充電システムのために車両と定置充電ステーションとの間に導電性接続を形成するための本発明に係る方法において、高速充電システムは、接触デバイス、充電接触デバイスおよび位置付けデバイスを含み、前記充電接触デバイスは、接触位置にあるときに接触デバイスを用いて電気的に接触させられており、前記接触デバイスは、充電接触デバイスとの関係において長手方向および／または横断方向に位置付けされており、かつ位置付けデバイスを用いて接触位置まで移動させられ、前記充電接触デバイスは、充電接触要素を有する充電接触要素キャリヤを含み、前記充電接触要素は各々ストリップ状の充電接触表面を形成し、前記接触デバイスは、接触要素を有する接触要素キャリヤを含み、前記接触要素は各々、充電接触表面よりも小さい接触表面を形成し、前記接触要素は、接触位置にあるとき各過程において接点対を形成するために充電接触要素と電気的に接触させられており、少なくとも１つの充電接触表面は、充電接触表面の長手方向端部において接触表面と接触させられており、充電接触表面および接触表面は、充電接触表面および接触表面を合わせて誘導するときに、最初に保護接地接点、次に電力接点、そして次に信号接点が形成されるような形で、互いとの関係において長手方向に配置されている。本発明に係る方法の利点に関しては、本発明に係る高速充電システムの利点についての説明を参照されたい。

充電接触表面および接触表面が分離されたとき、最初に信号接点が、次に電力接点がそして次に保護接地接点が接続解除される。

充電接触表面および接触表面は、充電接触表面と接触表面の間のそれぞれの物理的接触が、充電接触表面のそれぞれの長手方向端部において定義済みの順序で形成されるような形で、互いとの関係において長手方向に配置され得る。

該方法のさらなる有利な実施形態は、請求項１を参照指示する従属項から導出される。

以下では、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながらさらに説明する。

図１は、高速充電システムの一実施形態を側面図で例示する。 図２は、高速充電システムを正面図で例示する。 図３は、高速充電システムの充電接触デバイスを斜視図で例示する。 図４は、充電接触デバイスを断面図で例示する。 図５は、第１の接触位置にある高速充電システムの接触デバイスおよび充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。図６は、第２の接触位置にある図５からの接触デバイスおよび充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。 図７は、第１の接触位置にある追加の高速充電システムの追加の接触デバイスおよび追加の充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。図８は、第２の接触位置にある図７からの高速充電システムの接触デバイスおよび充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。

図１および図２の概要は、接触デバイス１１および充電接触デバイス１２で構成される高速充電システム１０を例示する。簡略化のため、組付けデバイスは例示されていないが、存在してよい。接触デバイス１１は、車両または電気バス（いずれもさらに例示されていない）の屋根上に、電気的に絶縁された足部１３を介して取付けられる。充電接触デバイス１２は、懸架デバイス（さらに例示されず）を用いて電気バスのバス停留所の部域内で電気バスの上方に懸架される。接触デバイス１１は、充電接触デバイス１２と接触させられ得る接触要素キャリヤ１４および充電接触デバイス１２との関係において接触要素キャリヤ１４を位置付けできる位置付けデバイス１５を含む。接触要素キャリヤ１４はさらに、充電接触デバイス１２の充電接触要素１８と接触させられ得る接触要素１７を有する本体１６を含む。例示された実施形態において、位置付けデバイス１５は、接触デバイス１１の取付けクレーム２１上でピボット軸受２０を介して枢動できるロッカー１９を有する。さらに、位置付けデバイス１５のリンク機構２２が具備され、リンク機構２２のロッド２３が位置付けデバイス１５の横断方向ガイド２５のレバー２４に連結される。ロッカー１９が、ロッカー１９の下端部２６でピボット軸受２０を中心にして枢動させられた場合、ロッカー１９の上端部２７に配置された横断方向ガイド２５は、リンク機構２２を介してつねに水平位置に保たれる。こうして、本体１６は、枢動している間水平方向平面８０との関係において傾動した状態になり得ない。接触要素キャリヤ１４は、矢印２８によって標示された車両の移動方向に対して横断方向に自由に変位可能な形で、横断方向ガイド２５上に配置されている。このようにして、接触要素キャリヤ１４と充電接触デバイス１２が合わせて誘導されるとき、電気バスが停止した時点で接触要素キャリヤ１４が垂直軸２９と同一平面に直接位置付けされなかった場合でも、接触要素キャリヤ１４は充電接触デバイス１２の垂直軸２９との関係において自由に自己整列可能であることが保証され得る。充電接触デバイス１２の収容用開口部３０内に接触要素キャリヤ１４を位置付けすることによって充電接触デバイス１２との接触が行なわれた後、必要に応じて、片側を低下させることにより、電気バスを垂直軸２９との関係において傾動させることができ、このとき、接触要素キャリヤ１４を電気バスの移動方向に対し横断方向に横断方向ガイド２５上を自由に変位させることが可能である。詳細には、ロッカー１９は、垂直軸２９との関係において一定の角度（さらに例示されず）で傾動させられる。

図３および４の概要は、本質的にプラスチック材料製の充電接触要素キャリヤ３１と充電接触要素１８とで構成されている充電接触デバイス１２を例示する。充電接触要素１８はそれ自体、各々導体ストリップ３２、３３、３４および３５として実現され、充電接触要素キャリヤ３１の長手方向に延在する。導体ストリップ３２および３３は、充電電流を伝送するのに役立ち、前記導体ストリップ３４は保護接地導体を表わし、前記導体ストリップ３５は制御ラインを表わす。これとは別に、ラインを接続するための接触ラグ３６から３９（さらには例示せず）が具備される。充電接触要素キャリヤ３１は本質的に、一体で形成され、とりわけ、補強リブ４０および、柱（さらに例示せず）から充電接触要素キャリヤ３１を懸架させるための通過開口部４２を有する取付けリブ４１などを有する。収容用開口部３０は、２つの対称的脚部４３が水平方向の横材４４を介して互いに連結されるような形で、Ｖ字形に形成される。取付けリブ４１は横材４４および他の要素を形成し、補強リブ４０は脚部４３を形成する。収容用開口部３０の内部で、充電接触デバイス１２は、接触要素キャリヤ１４のための接触表面４５および４６を形成する。脚部４３上の接触表面４５の各々の中には、それぞれ導体ストリップ３２および３３を同一平面に収容するための陥凹４７が形成され、横材４４の接触表面４６内には、それぞれ導体ストリップ３４および３５を同一平面に収容するための陥凹４８および４９が形成される。詳細には、充電接触要素１８はそれぞれストリップ状の充電接触表面５０、５１、５２および５３を形成し、これらの表面は、各々接点対（さらには例示せず）を実現するため接触要素１７のそれぞれ接触表面５４、５５、５６および５７と電気的に接触させることができる。さらに、充電接触表面５０、５１、５２および５３および接触表面５４、５５、５６および５７は、それぞれ充電接触表面５０、５１、５２および５３とそれぞれ対応する接触表面５４、５５、５６および５７との間にそれぞれの物理的接触が、それぞれ充電接触表面５０、５１、５２および５３のそれぞれの長手方向端部（さらには例示せず）において定義済みの順序で形成および／または接続解除され得るような形で、互いとの関係において長手方向（矢印２８によって標示）に配置されている。

図５および６は、高速充電システム（さらには例示せず）の接触デバイス５８と充電接触デバイス５９の概略的上面図を例示する。この場合、充電接触デバイス５９は、４つの充電接触表面６０、６１、６２および６３を形成する。接触デバイス５８は、充電接触表面６０、６１、６２および６３の移動方向または長手方向（矢印６７により標示）との関係において平面６５および追加平面６６内で直交して配置されている一定数の接触要素６４を含む。平面６５および追加平面６６ひいてはそれぞれの接触要素６４も、互いとの関係において一定の距離を置いて配置されている。接触要素６４は各々、接触表面６８、６９、７０および７１を形成する。各々充電電流を伝送するための電力接点を実現するため、充電接触表面６０は接触表面６８と接触させられ、充電接触表面６１は接触表面６９と接触させられる。この場合、充電電流は直流電流である。充電接触表面６３は、信号接点を実現するため接触表面７０と接触させられ、充電接触表面６２は保護接地接点を実現するため接触表面７１と接触させられる。

図５において、接触表面６９および７０は、充電接触表面６０、６１、６２および６３の長手方向端部７２において、形成された信号接点および電力接点を容易に中断させることができる程度に大きくシフトされているが、信号接点も同様に中断され、それにより充電電流がオフに切替えられることから、これによって接触表面６９と充電接触表面６１の間の電力接点において電気アークが発生することはあり得ない。充電接触表面６０、６１、６２および６３の反対側の長手方向端部７３（図６中に例示）においては、接続解除６８および７１は、反対側の長手方向端部７３における電気アークの形成を本質的に排除できるように充電接触表面６０および６２上に位置付けされる。

図７～８も同様に、高速充電システム（さらに例示されず）の接触デバイス７４および充電接触デバイス７５の概略的上面図を例示する。充電接触デバイス７５は、各々充電接触表面８１、８２、８３および８４をそれぞれに形成する充電接触要素７６、７７、７８および７９を含む。接触デバイス７４は、それ自体接触表面８６、８７、８８および８９を形成する一定数の接触要素８５を含む。接触要素８５は、平面９０内または追加平面９１内に配置され、前記平面９０および９１は、長手方向（矢印９２により標示されている、車両の移動方向に対応する）との関係において直交して配置される。充電接触表面８０、８１、８２および８３は、長手方向端部９３および反対側の長手方向端部９４において異なる長さで形成される。詳細には、接触表面８８と共に保護接地接点を形成するための充電接触表面８３は、それぞれ、接触表面８６および８７と共に電力接点を形成するための充電接触表面８１および８２よりも長く、電力接点を形成するための充電接触表面８１および８２は各々、接触表面８９と共に信号接点を形成するための充電接触表面８４よりも長い。

図７および８に例示されているように、それぞれの充電接触表面８１、８２、８３および８４の異なる長さによって、他の全ての接点対もすでに形成されている場合、信号接点を形成するために接触表面８９と充電接触表面８４がつねに接触していることが保証される。接触表面８７が完全に充電接触表面８２と接触していない場合でも（図７に例示されている通り）、充電接触表面８４は接触表面８９と接触せず、このため接触表面８９および充電接触表面８４を介していかなる信号接点も生成されず、充電接触表面８２および８１に対し充電電流が印加されることになる。長手方向端部９３の場合と全く同様に、充電接触表面８１および８４の長さの違いを用いて、反対側の長手方向端部９４において接触表面８９および８６のためにこれを保証することができる。それぞれ充電接触表面８１、８２、８３および８４と対応する接触表面８６、８７、８８および８９との間のこのようなそれぞれの物理的接触は、あらゆる場合において、定義済みの順序で形成または接続解除され得る。

図１は、高速充電システムの一実施形態を側面図で例示する。 図２は、高速充電システムを正面図で例示する。 図３は、高速充電システムの充電接触デバイスを斜視図で例示する。 図４は、充電接触デバイスを断面図で例示する。 図５（ａ）は、第１の接触位置にある高速充電システムの接触デバイスおよび充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。図５（ｂ）は、第２の接触位置にある図５（ａ）からの接触デバイスおよび充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。 図６（ａ）は、第１の接触位置にある追加の高速充電システムの追加の接触デバイスおよび追加の充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。図６（ｂ）は、第２の接触位置にある図６（ａ）からの高速充電システムの接触デバイスおよび充電接触デバイスの概略的上面図を例示する。

図５（ａ）および５（ｂ）は、高速充電システム（さらには例示せず）の接触デバイス５８と充電接触デバイス５９の概略的上面図を例示する。この場合、充電接触デバイス５９は、４つの充電接触表面６０、６１、６２および６３を形成する。接触デバイス５８は、充電接触表面６０、６１、６２および６３の移動方向または長手方向（矢印６７により標示）との関係において平面６５および追加平面６６内で直交して配置されている一定数の接触要素６４を含む。平面６５および追加平面６６ひいてはそれぞれの接触要素６４も、互いとの関係において一定の距離を置いて配置されている。接触要素６４は各々、接触表面６８、６９、７０および７１を形成する。各々充電電流を伝送するための電力接点を実現するため、充電接触表面６０は接触表面６８と接触させられ、充電接触表面６１は接触表面６９と接触させられる。この場合、充電電流は直流電流である。充電接触表面６３は、信号接点を実現するため接触表面７０と接触させられ、充電接触表面６２は保護接地接点を実現するため接触表面７１と接触させられる。

図５（ａ）において、接触表面６９および７０は、充電接触表面６０、６１、６２および６３の長手方向端部７２において、形成された信号接点および電力接点を容易に中断させることができる程度に大きくシフトされているが、信号接点も同様に中断され、それにより充電電流がオフに切替えられることから、これによって接触表面６９と充電接触表面６１の間の電力接点において電気アークが発生することはあり得ない。充電接触表面６０、６１、６２および６３の反対側の長手方向端部７３（図５（ｂ）中に例示）においては、接続解除６８および７１は、反対側の長手方向端部７３における電気アークの形成を本質的に排除できるように充電接触表面６０および６２上に位置付けされる。

図６（ａ）～６（ｂ）も同様に、高速充電システム（さらに例示されず）の接触デバイス７４および充電接触デバイス７５の概略的上面図を例示する。充電接触デバイス７５は、各々充電接触表面８１、８２、８３および８４をそれぞれに形成する充電接触要素７６、７７、７８および７９を含む。接触デバイス７４は、それ自体接触表面８６、８７、８８および８９を形成する一定数の接触要素８５を含む。接触要素８５は、平面９０内または追加平面９１内に配置され、前記平面９０および９１は、長手方向（矢印９２により標示されている、車両の移動方向に対応する）との関係において直交して配置される。充電接触表面８０、８１、８２および８３は、長手方向端部９３および反対側の長手方向端部９４において異なる長さで形成される。詳細には、接触表面８８と共に保護接地接点を形成するための充電接触表面８３は、それぞれ、接触表面８６および８７と共に電力接点を形成するための充電接触表面８１および８２よりも長く、電力接点を形成するための充電接触表面８１および８２は各々、接触表面８９と共に信号接点を形成するための充電接触表面８４よりも長い。

図６（ａ）および６（ｂ）に例示されているように、それぞれの充電接触表面８１、８２、８３および８４の異なる長さによって、他の全ての接点対もすでに形成されている場合、信号接点を形成するために接触表面８９と充電接触表面８４がつねに接触していることが保証される。接触表面８７が完全に充電接触表面８２と接触していない場合でも（図６（ａ）に例示されている通り）、充電接触表面８４は接触表面８９と接触せず、このため接触表面８９および充電接触表面８４を介していかなる信号接点も生成されず、充電接触表面８２および８１に対し充電電流が印加されることになる。長手方向端部９３の場合と全く同様に、充電接触表面８１および８４の長さの違いを用いて、反対側の長手方向端部９４において接触表面８９および８６のためにこれを保証することができる。それぞれ充電接触表面８１、８２、８３および８４と対応する接触表面８６、８７、８８および８９との間のこのようなそれぞれの物理的接触は、あらゆる場合において、定義済みの順序で形成または接続解除され得る。

Claims (24)

1. 車両と定置充電ステーションとの間に導電性接続を形成するための、電動車両、詳細には電気バスなど用の高速充電システム（１０）において、接触デバイス（１１、５８、７４）、充電接触デバイス（１２、５９、７５）および位置付けデバイス（１５）を有し、前記接触デバイスまたは前記充電接触デバイスが車両上に配置可能であり、前記充電接触デバイスは、接触位置にあるときに前記接触デバイスを用いて電気的に接触させられており、前記接触デバイスは、前記充電接触デバイスとの関係において長手方向および／または横断方向に位置付けされており、かつ位置付けデバイスを用いて接触位置まで移動させられ、前記充電接触デバイスが、充電接触要素（１８、７６、７７、７８、７９）を有する充電接触要素キャリヤ（３１）を含み、前記充電接触要素が各々ストリップ状の充電接触表面（５０、５１、５２、５３、６０、６１、６２、６３、８１、８２、８３、８４）を形成し、前記接触デバイスが、接触要素（１７、６４、８５）を有する接触要素キャリヤ（１４）を含み、前記接触要素が各々、充電接触表面よりも小さい接触表面（５４、５５、５６、５７、６８、６９、７０、７１、８６、８７、８８、８９）を形成し、前記接触要素が、前記接触位置にあるとき各過程において接点対を形成するために前記充電接触要素と電気的に接触させられている高速充電システムであって、
   前記充電接触表面および前記接触表面は、前記充電接触表面と前記接触表面の間のそれぞれの物理的接触が、前記充電接触表面のそれぞれの長手方向端部（７２、７３、９３、９４）において定義済みの順序で形成されるような形で、互いとの関係における長手方向に配置されていること、
   を特徴とする高速充電システム。
2. 前記接点対が、高速充電システム（１０）の電力接点、信号接点および保護接地接点のために形成されていること、
   を特徴とする、請求項１に記載の高速充電システム。
3. 前記充電接触表面（５０、５１、５２、５３、６０、６１、６２、６３、８１、８２、８３、８４）および／または前記接触表面（５４、５５、５６、５７、６８、６９、７０、７１、８６、８７、８８、８９）は、最初に前記保護接地接点が、そして次に前記電力接点が、さらに次に前記信号接点が形成されるような形で、互いとの関係において長手方向に配置されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の高速充電システム。
4. 前記保護接地接点を形成するための前記充電接触表面（５２、８３）の前記長手方向端部（９３、９４）が、各々、前記長手方向で前記残りの充電接触表面（５０、５１、５３、８１、８２、８４）の前記長手方向端部（９３、９４）を超えて突出すること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の高速充電システム。
5. 前記電力接点を形成するための前記充電接触表面（５０、５１、８１、８２）の前記長手方向端部（９３、９４）が、各々、前記長手方向で前記信号接点を形成するための前記充電接触表面（５３、８４）の前記長手方向端部（９３、９４）を超えて突出すること、
   を特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の高速充電システム。
6. 前記保護接地接点を形成するための前記充電接触表面（５２、８３）が、前記電力接点を形成するための前記充電接触表面（５０、５１、８１、８２）よりも長く、前記電力接点を形成するための前記充電接触表面が、前記信号接点を形成するための前記充電接触表面（５３、８４）よりも長いこと、
   を特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の高速充電システム。
7. 前記充電接触表面（５０、５１、５２、５３、６０、６１、６２、６３）および／または前記接触表面（５４、５５、５６、５７、６８、６９、７０、７１）は、前記保護接地接点および電力接点、または前記信号接点および電力接点が最初に形成され得るような形で、互いとの関係において長手方向に配置されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の高速充電システム。
8. 前記充電接触要素（１８、７６、７７、７８、７９）が導体ストリップ（３２、３３、３４、３５）として実現され、前記導体ストリップが互いに平行にかつ前記充電接触要素キャリヤ（３１）の長手方向軸の方向に配置されていること、を特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の高速充電システム。
9. 前記接触要素（１７、６４、８５）は、前記接触位置にあるとき、前記長手方向軸に直交して延在する少なくとも１つの平面（６５、９０）の中に配置されていること、
   を特徴とする請求項８に記載の高速充電システム。
10. 前記接触要素（１７、６４、８５）は、前記接触位置にあるとき、前記長手方向軸に対し直交して延在する追加平面（６６、９１）内に配置され、前記平面（６５、６６；９０、９１）は、前記長手方向軸の方向で互いから離されており、電力接点を形成するための接触要素がそれぞれ前記平面および前記追加平面内に配置されていること、
    を特徴とする請求項９に記載の高速充電システム。
11. 前記接触要素（１７、６４、８５）がボルトの形状で形成されること、
    を特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の高速充電システム。
12. 前記接触表面（５４、５５、５６、５７、６８、６９、７０、７１、８６、８７、８８、８９）が点状であること、
    を特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の高速充電システム。
13. 前記接触デバイス（１１、５８、７４）および前記充電接触デバイス（１２、５９、７５）が各々垂直軸（２９）を含み、前記接触位置にあるとき前記それぞれの垂直軸が同一平面上に整列していること、
    を特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の高速充電システム。
14. 誘導デバイスが、前記接触デバイス（１１、５８、７４）および前記充電接触デバイス（１２、５９、７５）を合わせて誘導するときに、前記それぞれの垂直軸（２９）を共通整列状態で位置付けすること、
    を特徴とする請求項１３に記載の高速充電システム。
15. 前記接触デバイス（１１、５８、７４）または前記充電接触デバイス（１２、５９、７５）を前記接触位置まで誘導するための誘導デバイスを含み、前記誘導デバイスは、前記接触デバイスおよび前記充電接触デバイスを合わせて誘導するときに、前記接触位置に達するまで、前記接触要素（１７、６４、８５）と前記充電接触要素（１８、７６、７７、７８、７９）の間の物理的接触が防止されるような形で実現されていること、
    を特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の高速充電システム。
16. 前記接触デバイス（１１、５８、７４）が車両の屋根上に配置され、前記充電接触デバイス（１２、５９、７５）が、定置充電ステーション上に配置されるか、またはその逆であること、
    を特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の高速充電システム。
17. 前記充電接触要素キャリヤ（３１）が前記接触要素キャリヤ（１４）のための収容用開口部（３０）を形成し、前記接触要素キャリヤが前記充電接触要素キャリヤの前記収容用開口部内に挿入されること、
    を特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の高速充電システム。
18. 前記接触要素キャリヤが前記充電接触要素キャリヤのための収容用開口部を形成し、前記充電接触要素キャリヤが前記接触要素キャリヤの前記収容用開口部内に挿入されること、
    を特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の高速充電システム。
19. 前記収容用開口部（３０）は、前記接触要素キャリヤ（１４）および前記充電接触要素キャリア（３１）を合わせて誘導するとき、前記接触要素キャリヤまたは前記充電接触要素キャリヤのためのガイドを形成すること、
    を特徴とする請求項１７または１８に記載の高速充電システム。
20. 前記充電接触要素キャリア（３１）が、前記車両の移動方向に配置された長手方向屋根形レールとして形成されていること、
    を特徴とする請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の高速充電システム。
21. 前記位置付けデバイス（１５）が、前記接触デバイス（１１、５８、７４）を前記充電接触デバイス（１２、５９、７５）との関係において垂直方向に位置付けするパンタグラフまたはロッカーを含むこと、
    を特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の高速充電システム。
22. 詳細には、電動車両、例えば電気バスなど用の高速充電システム（１０）のために車両と定置充電ステーションとの間に導電性接続を形成するための方法において、前記高速充電システム（１０）が、接触デバイス（１１、５８、７４）、充電接触デバイス（１２、５９、７５）および位置付けデバイス（１５）を有し、前記充電接触デバイスは、接触位置にあるときに前記接触デバイスを用いて電気的に接触させられており、前記接触デバイスは、前記充電接触デバイスとの関係において長手方向および／または横断方向に位置付けされており、かつ位置付けデバイスを用いて接触位置まで移動させられ、前記充電接触デバイスが、充電接触要素（１８、７６、７７、７８、７９）を有する充電接触要素キャリヤ（３１）を含み、前記充電接触要素が各々ストリップ状の充電接触表面（５０、５１、５２、５３、６０、６１、６２、６３、８１、８２、８３、８４）を形成し、前記接触デバイスが、接触要素（１７、６４、８５）を有する接触要素キャリヤ（１４）を含み、前記接触要素が各々、充電接触表面よりも小さい接触表面（５４、５５、５６、５７、６８、６９、７０、７１、８６、８７、８８、８９）を形成し、前記接触要素が、前記接触位置にあるとき各過程において接点対を形成するために前記充電接触要素と電気的に接触させられており、
    少なくとも１つの充電接触表面が、前記充電接触表面の長手方向端部（７２、７３、９３、９４）において接触表面と接触させられており、前記充電接触表面および前記接触表面は、前記充電接触表面および前記接触表面を合わせて誘導するときに、最初に前記保護接地接点、次に前記電力接点、そして次に前記信号接点が形成されるような形で、互いとの関係における長手方向に配置されていること、
    を特徴とする方法。
23. 前記充電接触表面（５０、５１、５２、５３、８１、８２、８３、８４）および前記接触表面（５４、５５、５６、５７、８６、８７、８８、８９）が分離されたとき、最初に前記信号接点、次に前記電力接点そして次に前記保護接地接点が接続解除されること、
    を特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記充電接触表面（５０、５１、５２、５３、６０、６１、６２、６３、８１、８２、８３、８４）および前記接触表面（５４、５５、５６、５７、６８、６９、７０、７１、８６、８７、８８、８９）は、前記充電接触表面と前記接触表面の間のそれぞれの物理的接触が、前記充電接触表面のそれぞれの長手方向端部（７２、７３、９３、９４）において定義済みの順序で形成されるような形で、互いとの関係における長手方向に配置されていること、
    を特徴とする請求項２２または２３に記載の方法。