JP5951516B2 - 充電システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、充電システムに関する。

車両に蓄電池を搭載し、地上に設置された充電設備からの電力供給を受けて、軌道上あるいは路面上を設定された経路に従って走行する交通システムの充電システムが提案されている。

特開２００９−１９４９７５号公報

交通システムにおける充電システムでは、充電時間や充電作業など、充電処理を効率的に行えることが求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高効率で充電を行うことが可能な充電システムを提供することにある。

実施形態の充電システムは、車両に搭載された蓄電装置に対し、この車両が備えるコネクタを介して電力を供給するものである。
そして、充電システムは、電源ユニットと、絶縁材に埋め込まれた複数の送電端子と、電源ユニットと前記複数の送電端子との間であって、複数の送電端子のそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチ部と、を備えている。

これにより、接触状態検出部は、複数の送電端子に対応して設けられた複数の静電容量センサを有し、コネクタの受電端子が所定面積以上接触している所定の通電可能状態を満たして接触しているか否かを検出し、スイッチ制御部は、接触状態検出部によるコネクタの受電端子が所定の通電可能状態を満たして接触しているか否かの検出結果に基づいてスイッチ部を制御し、コネクタの受電端子が所定の通電可能状態を満たして接触していると判定された送電端子を介し、電源ユニットの電力をコネクタに供給するように制御する。

図１は、実施形態の電気バス車両充電システムの概要構成ブロック図である。 図２は、電気バス車両の概要構成ブロック図である。 図３は、受電部の概要構成説明図である。 図４は、第１受電部及び第２受電部の配置説明図である。 図５は、送電装置の配置説明図である。 図６は、送電装置の第１送電部の概要構成説明図である。 図７は、第１実施形態の動作タイミングチャートである。 図８は、第１実施形態の変形例における第１受電部及び第２受電部の配置説明図である。 図９は、第１実施形態の変形例における送電装置の配置説明図である。 図１０は、第２実施形態の送電装置の配置説明図である。 図１１は、第２実施形態の送電装置の概要構成説明図である。 図１２は、第２実施形態の動作タイミングチャートである。 図１３は、第３実施形態の第１受電部及び第２受電部の説明図である。 図１４は、第１受電部及び第２受電部の配置説明図である。 図１５は、送電装置の配置説明図である。 図１６は、第１変形例としての電力供給連携システムの概要構成説明図である。

次に実施形態について図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、実施形態の電気バス車両充電システムの概要構成ブロック図である。
電気バス車両充電システム１０は、大別すると、受電システムを搭載した電気バス車両１１と、道路に埋め込まれた送電装置１３と、を備えている。なお、送電装置１３は必ずしも道路に埋め込まれている必要はなく、これ以外に、駐車場の地面など、電気バス車両が駐車できる場所であればよい。

図２は、電気バス車両の概要構成ブロック図である。
電気バス車両１１は、電気バス車両１１全体を制御する車両制御装置２１と、電力を蓄積するバッテリ２２と、バッテリ２２の蓄電電力の電力変換を行う電力変換装置２３と、バッテリ２２から供給され、電力変換装置２３で電力変換がなされた電力で駆動されるモータ２４と、ドライバ（運転手）が充電開始を指示するために運転席に配置された充電開始スイッチ２５と、充電開始スイッチ２５が操作されたことを検出し、車両制御装置２１に充電要求信号として通知する充電スイッチセンサ２６と、運転席に配置されてバッテリの充電状態を含む各種情報を表示するコンビネーションメータ２７と、車両制御装置２１から入力された充電状態通知信号に基づいてコンビネーションメータ２７に充電情報を含む各種情報を表示するコンビネーションメータ制御ユニット２８と、充電時に駆動されて送電装置１３の送電部に圧着状態とされる第１受電コネクタ２９を有する第１受電部（正側［＋］）３０と、充電時に駆動されて送電装置１３の送電部に圧着状態とされる第２受電コネクタ３１を有する第２受電部（負側［−］）３２と、を備えている。

図３は、受電部の概要構成説明図である。
図３（ａ）は、一部断面図、図３（ｂ）は、底面図である。
なお、第１受電部３０と第２受電部３２は、構造的には同一であるため、以下の説明においては、第１受電部３０を中心に説明する。
第１受電部３０は、大別すると、第１受電コネクタ２９（第２受電部３２の場合、第２受電コネクタ３１。以下、同様）と、第１受電コネクタ２９を所定の収納位置に収納するための引張バネ３３と、引張バネ３３の付勢力に抗して受電時に第１受電コネクタ２９を押し出して所定受電位置まで駆動する押し電動シリンダ３４と、を備えている。
第１受電コネクタ２９は、絶縁材で構成された円筒形状の筐体３５と、筐体３５に収納されたベース導体３６と、ベース導体３６を保護するために表面に設けられたカーボン複合材等の摩耗が少ない導体で構成されたカバー導体３７と、カバー導体３７よりも送電部側に突設され、受電時に送電部に当接されて弾性圧縮される弾性絶縁材部３８と、を備えている。

図４は、第１受電部及び第２受電部の配置説明図である。
図４は、電気バス車両１１を下面側から見た図であり、電気バス車両１１の左右方向中央、かつ、前方側には、第１受電部３０が配置され、左右方向中央、かつ、後方側には、第２受電部３２が配置されている。

図５は、送電装置の配置説明図である。
送電装置１３は、道路に埋設されており、電気バス車両１１の前部側に対応する位置に第１送電部４１が配置され、電気バス車両１１の後部側に対応する位置に第２送電部４２が配置されている。

第１送電部４１及び第２送電部４２は、極性は異なるものの同一構成であるので、第１送電部４１の構成について説明する。
図６は、送電装置の第１送電部の概要構成説明図である。
図６（ａ）は、第１送電部の平面図である。また、図６（ｂ）は、第１送電部の概要構成断面図である。

送電装置１３を構成する第１送電部４１は、道路の通常使用を妨げないように、上部表面４１Ａが道路面とほぼ一致するように道路内に埋設されている。
第１送電部４１の上部表面４１Ａには、図６（ａ）に示すように、絶縁材４３と、絶縁材４３に表面が露出するように埋め込まれた複数の円柱状の送電端子４４が配置されている。この送電端子４４は、カーボン複合材等の摩耗が少ない導電体が用いられている。

第１送電部４１は、各送電端子４４にそれぞれ接続され、当該送電端子４４に対し第１受電コネクタ２９の受電端子が所定の通電可能条件を満たした状態で接触していることを検出するための複数の静電容量センサ４５と、図示しない商用電力等の外部電力が供給され、各送電端子４４に対し、それぞれが対応するリレー４６を介して電力を供給する電源ユニット４７と、を備えている。

また、第１送電部４１は、各静電容量センサ４５に接続されており、各静電容量センサ４５の静電容量の変化を検出して実際に第１受電コネクタ２９あるいは第２受電コネクタ３１が通電可能に接触している送電端子４４を検出するセンサ制御ユニット４８と、制御対象リレー情報及びリレー制御信号に基づいて、リレーオン／オフ信号を各リレー４６に出力して、電源供給に用いる送電端子４４に対し電源ユニット４７から電力を供給させるリレー制御ユニット４９と、送電装置１３全体を制御するとともに、センサ制御ユニット４８の測定結果信号に基づいて、電源ユニット４７及びリレー制御ユニット４９を制御し、送電端子４４を介して充電に用いる電力を電気バス車両１１に供給する送電部制御ユニット５０と、を備えている。

次に実施形態の動作を説明する。
図７は、第１実施形態の動作タイミングチャートである。
電気バス車両１１のドライバは、所定の充電位置に電気バス車両１１を停車させる（ステップＳ１１）。
具体的には、道路上には、電気バス車両１１を停車させるべき領域に停車位置マークがペイントされている。
したがって、ドライバは、停車位置マーク内に電気バス車両１１を停車させることとなる。

続いて電気バス車両１１のドライバは、所定の停車位置に停車すると、充電開始スイッチ２５を押し下げる（ステップＳ１２）。
一方、車両制御装置２１は、充電スイッチセンサ２６が充電開始スイッチ２５の押し下げを検出して充電開始指示がなされたか否かを判別する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３の判別において、未だ充電開始指示がなされていない場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、待機状態となる。
ステップＳ１３の判別において、充電開始指示がなされた場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、車両制御装置２１は、第１受電部３０の押し電動シリンダ３４を駆動して、引張バネ３３の付勢力に抗して受電時に第１受電コネクタ２９を押し出し、道路に設置されている第１送電部４１の上面に押しつけて第１受電部３０のカバー電極を第１送電部４１の複数の送電端子４４に接触させる。同様に車両制御装置２１は、第２受電部３２の押し電動シリンダ３４を駆動して、引張バネ３３の付勢力に抗して受電時に第２受電コネクタ３１を押し出し、道路に設置されている第２送電部４２の上面に押しつけて第２受電部３２のカバー電極を第２送電部４２の複数の送電端子４４に接触させる（ステップＳ１４）。

一方、第１送電部４１及び第２送電部４２の送電部制御ユニット５０は、それぞれセンサ制御ユニット４８の測定結果に基づいて、第１受電部３０の第１受電コネクタ２９が第１送電部４１の送電端子４４に接触しており、かつ、第２受電部３２の第２受電コネクタ３１が第２送電部４２の送電端子４４に接触しているか否かを検出する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１の判別において、未だ第１受電部３０の第１受電コネクタ２９が第１送電部４１の送電端子４４に接触していない、あるいは、第２受電部３２の第２受電コネクタ３１が第２送電部４２の送電端子４４に接触していない場合には（ステップＳ２１；Ｎｏ）、送電部制御ユニット５０は、待機状態となる。

ステップＳ２１の判別において、第１受電部３０の第１受電コネクタ２９が第１送電部４１の送電端子４４に接触しており、かつ、第２受電部３２の第２受電コネクタ３１が第２送電部４２の送電端子４４に接触している場合には（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、送電部制御ユニット５０は、それぞれセンサ制御ユニット４８の測定結果に基づいて、全ての送電端子４４のうち、いずれの送電端子４４が受電部のカバー電極に所定の通電可能条件を満たして接触しているかを検出し、通電可否を判別する（ステップＳ２２）。

ここで、所定の通電可能条件とは、接触面積が、所定面積以上カバー電極が接触している状態に相当する。これは、接触抵抗による電力損失を低減するためである。

これにより送電部制御ユニット５０は、第１受電部３０のカバー電極及び第２受電部３２のカバー電極のそれぞれについて、通電可能に接触している送電端子がそれぞれ所定数以上であるか否かを判別し、第１受電部３０のカバー電極及び第２受電部３２のカバー電極のそれぞれについて、通電可能に接触している送電端子がそれぞれ所定数未満である場合には、停車位置がずれているということであるのでその旨を通知して処理を終了する。

ステップＳ２２の判別において、第１受電部３０のカバー電極に通電可能に接触している送電端子数及び第２受電部３２のカバー電極に通電可能に接触している送電端子数が双方とも所定数以上である場合には、送電部制御ユニット５０は、送電（充電）が可能であると判別して、通電可能に接触している全ての送電端子４４に対応するリレー４６をオン状態にするためにリレー制御ユニット４９を制御する。これによりリレー制御ユニット４９は、通電可能にカバー電極に接触している全ての送電端子４４に対応するリレー４６をオンにして、各送電端子４４を電源ユニット４７に接続して通電可能状態とする（ステップＳ２３）。

これにより、電源ユニット４７からリレー４６、送電端子４４を介して、第１受電部３０及び第２受電部３２に充電電力の給電を行う（ステップＳ２４）。
そして送電部制御ユニットは、所定の充電終了条件が満たされたか否かを判別する（ステップＳ２５）。

ここで、所定の充電終了条件とは、例えば、バッテリ２２が満充電となるか、あるいは、所定充電量を超え、かつ、充電のために設定された時間が経過した場合等である。

ステップＳ２５の判別において、所定充電終了条件が未だ満たされていない場合には（ステップＳ２５；Ｎｏ）、送電部制御ユニット５０は、処理を再びステップＳ２４に移行し、そのまま、送電を継続し、充電を行う。
ステップＳ２５の判別において、所定の充電終了条件が満たされた場合には、送電部制御ユニット５０は、リレー制御ユニット４９を制御して全てのリレー４６をオフとする（ステップＳ２６）。

一方、車両制御装置２１は、受電部に充電電力が供給されなくなり、受電が終了したか否かを常時判別している（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５の判別において、未だ第１受電部３０及び第２受電部３２に充電電力が供給されている場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、車両制御装置２１は、待機状態となる。

ステップＳ１５の判別において、第１受電部３０及び第２受電部３２に充電電力が供給されなかった場合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、車両制御装置２１は、第１受電部３０及び第２受電部３２の押し電動シリンダ３４をオフ状態として、それぞれ対応する引張バネ３３の付勢力により、第１受電コネクタ２９及び第２受電コネクタ３１を所定の収納位置に収納する（ステップＳ１６）。

そして車両制御装置２１は、コンビネーションメータ制御ユニット２８を制御し、コンビネーションメータ２７を用いて、ドライバ充電が終了（完了）した旨を通知する（ステップＳ１７）。
これにより、ドライバは、通常の運転操作に移行することとなる。

以上の説明のように、本第１実施形態によれば、複数の送電端子のうち、カバー電極が所定の送電可能条件を満たす送電端子のみを介して電力を供給するので、確実に電力供給を行えるとともに、電力損失を低減することができる。

［１．１］第１実施形態の変形例
上記第１実施形態では、第１送電部４１及び第２送電部４２が車両の前後方向に分かれている場合であったが、本変形例は、第１送電部及び第２送電部が電気バス車両１１の左右方向に分かれて配置されている場合の実施形態である。

図８は、第１実施形態の変形例における第１受電部及び第２受電部の配置説明図である。
図８は、電気バス車両１１を下面側から見た図であり、電気バス車両１１の前部の左右には、第１受電部３０及び第２受電部３２が配置されている。

図９は、第１実施形態の変形例における送電装置の配置説明図である。
送電装置１３は、道路に埋設されており、電気バス車両１１の前部側に対応する位置の左右に並んで第１送電部４１及び第２送電部４２が配置されている。
本第１実施形態の変形例によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。

［２］第２実施形態
上記第１実施形態においては、所定の充電位置に置いて、電気バス車両１１の向きは固定とされていたが、本第２実施形態は、電気バス車両１１の向きについては、ある程度の自由度が設けられている。
すなわち、本第２実施形態では、送電部は、一体に構成されており、接触した受電部に応じて自動的に極性を切り替え可能な構成を採っている。

本第２実施形態において、電気バス車両１１の構成は、第１実施形態と同様であるので、送電装置側について説明する。

図１０は、第２実施形態の送電装置の配置説明図である。
図１０において、図５と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
送電装置５１は、道路に埋設されており、電気バス車両１１の全体にわたって、一つの送電部５２が配置されている。

図１１は、第２実施形態の送電装置の概要構成説明図である。
図１１（ａ）は、送電部の平面図である。また、図１１（ｂ）は、送電部の概要構成断面図である。

送電装置５１の送電部５２は、道路の通常使用を妨げないように、上部表面５２Ａが道路面とほぼ一致するように道路内に埋設されている。
送電部５２の上部表面５２Ａには、図１１（ａ）に示すように、絶縁材４３と、絶縁材４３に表面が露出するように埋め込まれた複数の円柱状の送電端子４４が配置されている。この送電端子４４は、カーボン複合材等の摩耗が少ない導電体が用いられている。

送電部５２は、各送電端子４４にそれぞれ接続され、当該送電端子４４に対し第１受電コネクタの受電端子が所定の通電可能条件を満たした状態で接触していることを検出するための複数の静電容量センサ４５と、図示しない商用電力が供給され、各送電端子４４に対し、それぞれが対応する複数のリレー４６と、リレー４６を介して正側電力を供給する正側電源ユニット５５と、リレー４６を介して負側電力を供給する負側電源ユニット５６と、正側電源ユニット５５あるいは負側電源ユニット５６のいずれかをリレー４６を介して接続するセレクタ５７と、を備えている。

また、送電部５２は、各静電容量センサ４５に接続されており、各静電容量センサ４５の静電容量の変化を検出して実際に第１受電コネクタあるいは第２受電コネクタが通電可能に接触している送電端子を検出するセンサ制御ユニット４８と、制御対象リレー情報及びリレー制御信号に基づいて、リレーオン／オフ信号を各リレー４６に出力して、電源供給に用いる送電端子４４に対し電源ユニット４７から電力を供給させるリレー制御ユニット４９と、送電装置５１全体を制御するとともに、センサ制御ユニット４８の測定結果信号に基づいて、電源ユニット４７及びリレー制御ユニット４９を制御し、送電端子４４を介して充電に用いる電力を電気バス車両１１に供給する送電部制御ユニット５０と、送電部制御ユニット５０の制御下でセレクタ５７の制御を行うセレクタ制御ユニット５８と、を備えている。

次に第２実施形態の動作を説明する。
図１２は、第２実施形態の動作タイミングチャートである。
電気バス車両１１のドライバは、所定の充電位置に電気バス車両１１を停車させる（ステップＳ１１）。

続いて電気バス車両１１のドライバは、所定の停車位置に停車すると、充電開始スイッチ２５を押し下げる（ステップＳ１２）。
一方、車両制御装置２１は、充電スイッチセンサ２６が充電開始スイッチ２５の押し下げを検出して充電開始指示がなされたか否かを判別する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３の判別において、未だ充電開始指示がなされていない場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、待機状態となる。

ステップＳ１３の判別において、充電開始指示がなされた場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、車両制御装置２１は、第１受電部３０の押し電動シリンダ３４を駆動して、引張バネ３３の付勢力に抗して受電時に第１受電コネクタ２９を押し出して道路に設置されている送電部５２の上部表面５２Ａに押しつけて第１受電部３０のカバー電極を第１送電部４１の複数の送電端子４４に接触させる。同様に車両制御装置２１は、第２受電部３２の押し電動シリンダ３４を駆動して、引張バネ３３の付勢力に抗して受電時に第２受電コネクタ３１を押し出して道路に設置されている送電部５２の上部表面５２Ａに押しつけて第２受電部３２のカバー電極を第２送電部４２の複数の送電端子４４に接触させる（ステップＳ１４）。

一方、送電装置５１の送電部制御ユニット５０は、別途、電気バス車両１１と通信を行い、電気バス車両１１の停車方向を取得する（ステップＳ３１）。さらに送電部制御ユニット５０は、それぞれセンサ制御ユニット４８の測定結果に基づいて、全ての送電端子４４のうち、いずれの送電端子４４が受電部のカバー電極に所定の通電可能条件を満たして接触しているか否かを判別する（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１の判別において、第１受電部３０の第１受電コネクタ２９が第１送電部４１の送電端子４４に接触しており、かつ、第２受電部３２の第２受電コネクタ３１が第２送電部４２の送電端子４４に接触している場合には（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、送電部制御ユニット５０は、それぞれセンサ制御ユニット４８の測定結果に基づいて、全ての送電端子のうち、いずれの送電端子４４が受電部のカバー電極に所定の通電可能条件を満たして接触しているかを検出し、送電端子４４毎に対応する受電コネクタ（第１受電コネクタ２９又は第２受電コネクタ３１）の極性及び通電可否を判別する（ステップＳ３２）。

これにより送電部制御ユニット５０は、第１受電部３０のカバー電極及び第２受電部３２のカバー電極のそれぞれについて、通電可能に接触している送電端子４４がそれぞれ所定数以上であるか否かを判別し、第１受電部３０のカバー電極及び第２受電部３２のカバー電極のそれぞれについて、通電可能に接触している送電端子４４がそれぞれ所定数未満である場合には、停車位置がずれているということであるのでその旨を通知して処理を終了する。

ステップＳ３２の判別において、第１受電部３０のカバー電極に通電可能に接触している送電端子数及び第２受電部３２のカバー電極に通電可能に接触している送電端子数が双方とも所定数以上である場合には、送電部制御ユニット５０は、送電（充電）が可能であると判別し、セレクタ制御ユニット５８を制御して、送電端子４４毎に対応する受電コネクタ（第１受電コネクタ２９又は第２受電コネクタ３１）の極性に合わせて、セレクタ５７を切り換える（ステップＳ３３）。
続いて送電部制御ユニット５０は、通電可能に接触している全ての送電端子４４に対応するリレーをオン状態にするためにリレー制御ユニット４９を制御する。これによりリレー制御ユニット４９は、通電可能にカバー電極に接触している全ての送電端子４４に対応するリレー４６をオンにして、各送電端子４４を電源ユニット４７に接続して通電可能状態とする（ステップＳ２３）。

これにより、電源ユニット４７からリレー４６、送電端子４４を介して、第１受電部３０及び第２受電部３２に充電電力の給電を行う（ステップＳ２４）。
そして送電部制御ユニット５０は、所定の充電終了条件が満たされたか否かを判別し（ステップＳ２５）、所定充電終了条件が未だ満たされていない場合には（ステップＳ２５；Ｎｏ）、処理を再びステップＳ２４に移行し、そのまま、送電を継続し、充電を行う。
ステップＳ２５の判別において、所定の充電終了条件が満たされた場合には、送電部制御ユニット５０は、リレー制御ユニット４９を制御して全てのリレー４６をオフとする（ステップＳ２６）。

一方、車両制御装置２１は、受電部に充電電力が供給されなくなり、受電が終了したか否かを常時判別し（ステップＳ１５）、未だ第１受電部３０及び第２受電部３２に充電電力が供給されている場合には（ステップＳ１５；Ｎｏ）、車両制御装置２１は、待機状態となる。

ステップＳ１５の判別において、第１受電部３０及び第２受電部３２に充電電力が供給されなかった場合には（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、車両制御装置２１は、第１受電部３０及び第２受電部３２の押し電動シリンダ３４をオフ状態として、それぞれ対応する引張バネ３３の付勢力により、第１受電コネクタ２９及び第２受電コネクタ３１を所定の収納位置に収納し（ステップＳ１６）、コンビネーションメータ制御ユニット２８を制御し、コンビネーションメータ２７を用いて、ドライバ充電が終了（完了）した旨を通知する（ステップＳ１７）。
これにより、ドライバは、通常の運転操作に移行することとなる。

以上の説明のように、本第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、複数の送電端子のうち、カバー電極が所定の送電可能条件を満たす送電端子のみを介して電力を供給するので、確実に電力供給を行え、電力損失を低減することができるとともに、電気バス車両のドライバは、停車の向きを気にすることなく停車ができ、使い勝手が向上する。
また、本第２実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様の変形を行うことが可能である。

［３］第３実施形態
上記第２実施形態においては、通信を行うことにより、電気バス車両の停車の向きを検出する構成を採っていたが、本第３実施形態は、電気バス車両の第１受電コネクタの形状と、第２受電コネクタの形状と、を明確に判別することにより、通信を行わなくても、極性を判別できるようにした実施形態である。

図１３は、第３実施形態の第１受電部及び第２受電部の説明図である。
図１３は、電気バス車両１１を下面側から見た図であり、電気バス車両１１の左右方向中央、かつ、前方側には、第１受電部６１が配置され、左右方向中央、かつ、後方側には、第２受電部６２が配置されている。
ここで、第１受電部６１は、平面視、長方形状を有しており、第２受電部６２は、平面視、円形状を有している。

これにより送電部制御ユニット５０は、センサ制御ユニット４８の測定結果に基づいて、第１受電部６１あるいは第２受電部６２に実際に接触している送電端子４４の配置が長方形状をなしている場合には、当該長方形状の配置に含まれる送電端子４４は、第１受電部６１に接触していると判別する。

同様に、送電部制御ユニット５０は、センサ制御ユニット４８の測定結果に基づいて、第１受電部６１あるいは第２受電部６２に実際に接触している送電端子４４の配置が円形状をなしている場合には、当該円形状の配置に含まれる送電端子４４は、第２受電部６２に接触していると判別する。

そして、送電部制御ユニット５０は、第１受電部３０のカバー電極に通電可能に接触している送電端子数及び第２受電部３２のカバー電極に通電可能に接触している送電端子数が双方とも所定数以上である場合には、送電（充電）が可能であると判別し、セレクタ制御ユニット５８を制御して、送電端子４４毎に対応する受電コネクタ（第１受電コネクタ２９又は第２受電コネクタ３１）の極性に合わせて、セレクタ５７を切り換えて給電を行うこととなる。
本第３実施形態の動作については、第２実施形態と同様である。

以上の説明のように、本第３実施形態によれば、通信を行うことなく、電気バス車両１１の停車の向きを検出して、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

［４］第４実施形態
上記各実施形態においては、送電装置側において送電端子を配置している送電部の外形形状が受電部の形状よりも大きい場合について説明したが、本第４実施形態は、受電部側において受電コネクタの外形形状が、送電部の外形形状よりも大きく設定した場合の実施形態である。

図１４は、第１受電部及び第２受電部の配置説明図である。
図１４は、電気バス車両１１を下面側から見た図であり、電気バス車両１１の左右方向中央、かつ、前方側には、長方形状の第１受電部７１が配置され、左右方向中央、かつ、後方側には、同じく長方形状の第２受電部７２が配置されている。
ここで、第１受電部７１及び第２受電部７２の構成は、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様にすることが可能である。

図１５は、送電装置の配置説明図である。
送電装置７５は、道路に埋設されており、電気バス車両１１の前部側に対応する位置に円形状に送電端子４４（図１５においては、図示せず。）が配置された第１送電部８１が設けられ、電気バス車両１１の後部側に対応する位置に円形状に送電端子４４が配置された第２送電部８２が設けられている。
ここで、第１送電部８１及び第２送電部８２の構成は、第１受電部７１及び第２受電部７２の構成に合わせて、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様とすることが可能である。
上記構成において、第１受電部７１と第１送電部８１とを重ねて配置した場合には、第１受電部７１が第１送電部８１を覆うような面積及び形状を有している。同様に第２受電部７２と第２送電部８２とを重ねて配置した場合には、第２受電部７２が第２送電部８２を覆うような面積及び形状を有している。
さらに第１受電部７１及び第２受電部７２は、電気バス車両１１がどのような状態で停車したとしても、第１送電部８１及び第２送電部８２の双方に同時に接触できないようその寸法及び形状が定められている。
本第４実施形態の動作は、上記各実施形態と同様である。

以上の説明のように、本第４実施形態によれば、各実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、送電装置の設置面積を小さくすることができ、送電装置側の設置コストを抑制することができる。

［５］実施形態の変形例
［５．１］第１変形例
以上の説明においては、電気バス車両充電システムを単独で設ける場合について説明したが、本変形例は、電車の電力供給システムと連携した電気バス車両充電システムを提案するものである。

図１６は、第１変形例としての電力供給連携システムの概要構成説明図である。
電力供給連携システム１００の鉄道車両１０１に搭載された図示しない駆動用モータは、減速時に発電機として機能し、回生電力が発生することは知られている。この回生電力は、鉄道車両１０１が走行している区間と同一区間内に力行中の他の鉄道車両が存在する場合には、当該力行中の他の鉄道車両に供給されるが、必ずしも全ての回生電力を消費するとは限らない。

そこで、他の鉄道車両に電力を供給した余った場合、あるいは、他の鉄道車両が同一区間内に存在しない場合には、鉄道車両１０１により生成された回生電力のうちの余剰電力である余剰回生電力を架線１０２を介して駅１０３に設けられた第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４に供給し、電力制御ユニット１０５の制御下で第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４にＤＣ／ＤＣ変換を行わせて蓄電可能に蓄電池１０６に供給し、蓄電する。

そして、電力制御ユニット１０５は、一例としては、第１実施形態の電気バス車両充電システム１０を構成している送電装置１３において、電力供給が必要となると、蓄電池１０６の蓄電電力を第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１０７により再びＤＣ／ＤＣ変換を行わせて送電装置１３の電源ユニット４７に供給する。

ここで、蓄電池１０６の蓄電電力が十分である場合には、電力制御ユニット１０５は、蓄電池１０６の蓄電電力のみを供給するが、蓄電池１０６の蓄電電力のみでは不足する場合には、電力制御ユニット１０５は、商用系統１０９からの商用電力を第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８によりＤＣ／ＤＣ変換を行わせて送電装置１３の電源ユニット４７に供給する。

以上の説明のように、本第１変形例によれば、鉄道車両１０１で発生した余剰電力（余剰回生電力）を、無効回生電力とすることなく、電気バス車両充電システム１０側で有効に利用でき、電力供給連携システム１００全体で消費電力の低減をし、省電力、ひいては、省エネルギーに貢献できる。

［５．２］第２変形例
以上の説明においては、送電装置を道路に埋設する場合について説明したが、電気バス車両に代えて、電気地下鉄車両を用い、各駅に送電装置を設けるようにすることも可能である。

この場合において、駅のホーム下に送電装置を設け、電気地下鉄車両の側部に受電装置を設け、駅毎に充電を行って運行するように構成することも可能である。
この場合には、駅間の線路には、架線等を設ける必要がなくなるため、地下トンネルの開口面積を小さくすることができ、地下鉄の新設工事の費用並びに工期を短縮することが可能となる。

また、駅構内においても、架線が直接むき出しになっている箇所がなくなるとともに、電気地下鉄車両が所定位置に存在し、受電コネクタが接続されていない場合には、電力も供給されていないため、より一層、安全を確保可能となる。

本実施形態の送電装置で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の送電装置で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の送電装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の送電装置で実行される制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 電気バス車両充電システム
１１ 電気バス車両
１３、５１、７５ 送電装置
２１ 車両制御装置
２２ バッテリ
２３ 電力変換装置
２４ モータ
２５ 充電開始スイッチ
２６ 充電スイッチセンサ
２７ コンビネーションメータ
２８ コンビネーションメータ制御ユニット
２９ 第１受電コネクタ
３０、６１、７１ 第１受電部
３１ 第２受電コネクタ
３２、６２、７２ 第２受電部
３３ 引張バネ
３４ 押し電動シリンダ
３５ 筐体
３６ ベース導体
３７ カバー導体
３８ 弾性絶縁材部
４１、８１ 第１送電部
４２、８２ 第２送電部
４３ 絶縁材
４４ 送電端子
４５ 静電容量センサ
４６ リレー
４７ 電源ユニット
４８ センサ制御ユニット
４９ リレー制御ユニット
５０ 送電部制御ユニット
５２ 送電部
５５ 正側電源ユニット
５６ 負側電源ユニット
５７ セレクタ
５８ セレクタ制御ユニット
１００ 電力供給連携システム
１０１ 鉄道車両
１０２ 架線
１０３ 駅
１０４ 第１ＤＣコンバータ
１０５ 電力制御ユニット
１０６ 蓄電池
１０７ 第２ＤＣコンバータ
１０８ 第３ＤＣコンバータ
１０９ 商用系統

Claims (3)

1. 車両に搭載された蓄電装置に対し、この車両が備えるコネクタを介して電力を供給する充電システムにおいて、
   電源ユニットと、
   絶縁材に埋め込まれた複数の送電端子と、
   前記電源ユニットと前記複数の送電端子との間であって、複数の送電端子のそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチ部と、
   前記複数の送電端子に対応して設けられた複数の静電容量センサを有し、前記コネクタの受電端子が所定面積以上接触している所定の通電可能状態を満たして接触しているか否かを検出する接触状態検出部と、
   前記接触状態検出部による前記コネクタの受電端子が所定の通電可能状態を満たして接触しているか否かの検出結果に基づいて前記スイッチ部を制御し、前記コネクタの受電端子が所定の通電可能状態を満たして接触していると判定された送電端子を介し、前記電源ユニットの電力を前記コネクタに供給するように制御するスイッチ制御部と
   を備えた充電システム。
2. 前記コネクタは、正側コネクタ及び負側コネクタを有し、
   前記電源ユニットは、正側電源ユニット及び負側電源ユニットを有し、
   前記スイッチ部と前記電源ユニットの間に設けられ前記正側電源ユニットと前記負側電源ユニットのいずれか一方を前記送電端子に接続させるセレクタと、
   前記正側コネクタおよび前記負側コネクタのいずれが接触しているかに基づいて、前記セレクタを制御するセレクタ制御部とを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の充電システム。
3. 前記正側コネクタと前記負側コネクタとで前記送電端子に接触する面の形状が異なり、
   前記接触状態検出部は、前記正側コネクタと前記負側コネクタとの形状に基づき、接触しているコネクタが正側コネクタであるか負側コネクタであるかを判別する請求項２に記載の充電システム。

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