JP2018535631A

JP2018535631A - 車両のための充電デバイス

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Publication number: JP2018535631A
Application number: JP2018516567A
Authority: JP
Inventors: シェベシュチェーン，リチャード
Original assignee: Volvo Truck Corp
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2018-11-29
Also published as: CN108136921B; CN108136921A; KR20180059534A; EP3356177A1; US20180281611A1; WO2017054858A1; US11014459B2

Abstract

本発明は電気貯蔵装置２を備えた車両１のための充電デバイスを提供する。充電デバイス３は、車両１の一部分１０２に取り付けられるように構成され、電気貯蔵装置２の充電のために固定接触要素４と電気的に接触する可動接触要素３０１を含み、充電デバイス３は、可動接触要素３０１を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータ３０２をさらに含み、車両１が固定接触要素４に関連する充電位置にあり、可動接触要素３０１と固定接触要素４との間の電気的な接触のために可動接触要素３０１が前記突出位置にある間、固定接触要素４が充電デバイス３によって到達され得るように構成され、可動接触要素３０１と固定接触要素４とが互いに電気的に接触しているとき、可動接触要素３０１及び固定接触要素４に対するアクセスを制限するように保護要素３０３が配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、電気貯蔵装置を備えた車両のための充電デバイスに関する。前記充電デバイスは、前記車両の一部分に取り付けられるように構成され、前記充電デバイスは、前記電気貯蔵装置の充電のために固定接触要素に電気的に接触する可動接触要素を含む。また、前記充電デバイスは、前記可動接触要素を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータをさらに含み、前記車両が前記固定接触要素に関連する充電位置にあり、前記可動接触要素と前記固定接触要素との間の電気的な接触のために前記可動接触要素が前記突出位置にある間、前記固定接触要素が前記充電デバイスによって到達され得るように構成されている。

本発明はまた、充電デバイスを含む車両、及び、車両の電気貯蔵装置を充電する方法に関する。

本発明は、大型車両（heavy-duty vehicles）、例えば、トラック、バス、及び、作業機械などの建設機器に適用され得る。本発明はまた、乗用車（car）にも適用され得る。本発明は、トラックに関して説明されるが、本発明は、この特定の車両タイプに制限されない。

例えば、特許文献１に記載されているように、電気自動車や電気ハイブリッド自動車などの車両のための充電デバイスであって、前記車両が適切な位置に来たら自動的に電気的な接続を提供する前記充電デバイスのための種々の解決策が提案されている。このような充電は、通常、大電流を必要としており、車両の近傍の人や動物へのリスクを低減することが望ましい。

米国特許出願公開第２０１１／２５６７３７号明細書

本発明の目的は、充電デバイスによって電気貯蔵装置が充電されている状態の車両の近傍の人や動物へのリスクを低減することであり、前記充電デバイスは、可動接触要素と固定接触要素との間の電気的な接触のため、可動接触要素を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータを含む。

前記目的は、請求項１に記載の充電デバイスによって達成される。本発明は、電気貯蔵装置を備えた車両のための充電デバイスを提供し、
−前記充電デバイスは、前記車両の一部分に取り付けられるように構成され、前記充電デバイスは、前記電気貯蔵装置の充電のために固定接触要素と電気的に接触する可動接触要素を含み、
−前記充電デバイスは、前記可動接触要素を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータをさらに含み、前記車両が前記固定接触要素に関連する充電位置にあり、前記可動接触要素と前記固定接触要素との間の電気的な接触のために前記可動接触要素が前記突出位置にある間、前記固定接触要素が前記充電デバイスによって到達され得るように構成され、
−前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに電気的に接触しているときに、保護要前記可動接触要素及び前記固定接触要素に対するアクセスを制限するように保護要素が配置される。

前記可動接触要素は、前記電気貯蔵装置との電気的な接続のために電気導管（electric conduit）に電気的に接続されるように構成されることが理解される。また、前記固定接触要素が固定充電ステーションの一部であり得ることも理解される。さらに、前記車両が前記固定接触要素に関連する充電位置にある間、前記アクチュエータが前記可動接触要素を前記突出位置に移動させて前記可動接触要素を前記固定接触要素に接触させるように構成されることも理解される。

前記可動接触要素及び前記固定接触要素に対するアクセスを制限する前記保護要素によって人や動物が前記接触要素に接触しないようにすることができる。本発明はまた、車両充電システムを簡略化して、車両充電システムのコストを低減することもできる。その理由は、本発明は、人や動物、例えば子供、犬又は猫が前記接触要素に触れられるほど近付いたかどうかを継続的に監視する技術、例えばセンサを必要とする技術を省略することができるからである。

好ましくは、前記保護要素は、前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素から全ての水平方向外側に延在するように配置される。これにより、前記接触要素の周りのいずれの方向からも前記接触要素に対するアクセスが低減される。また、このことは、前記充電デバイスが動作している前記車両の近傍の人や動物へのリスクをも低減する。

好ましくは、前記保護要素は、前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素から全ての水平方向外側に少なくとも１００ｍｍにわたって延在するように配置される。

好ましくは、前記保護要素は、前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに電気的に接触しているときに、車両支持要素などの固定包囲要素から５０ｍｍ未満の距離に配置される。前記固定包囲要素は、前記固定接触要素を取り囲む、道路、通り、建物床、積み下ろしエリア、波止場地域又は橋などであり得る。このため、前記保護要素は、前記接触要素を超えて比較的大きく水平方向に延在してもよく、前記保護要素と前記車両支持要素との間に比較的小さな垂直距離が設けられてもよい。このようにすると、子供などの人やペットなどの動物が前記接触要素に到達できないようにするという点において、前記保護要素の安全機能がさらに増強される。

好ましくは、前記保護要素は、前記可動接触要素に対して固定されている。このようにすると、前記保護要素は、前記可動接触要素が前記固定接触要素に接触するように動かされたときにその機能によって位置決めされ得る。

好ましくは、前記保護要素は、非導電性材料で形成される。又は、前記保護要素は、支持部及びカバーを含み、前記カバーが非導電性材料で形成されて前記支持部を覆うように配置される。これにより、前記可動接触要素における電流に対する保護が例えば人や動物に提供される。前記保護要素、例えばそこに設けられているカバーは、前記可動接触要素が前記固定接触要素に接触しているときに、前記固定接触要素を取り囲むように配置されるスカートを提供することができる。前記スカートは、前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに接触しているとき、前記固定接触要素を取り囲む固定包囲要素との接触によって変形するように弾性材料で形成され得る。

前記充電デバイスは、前記車両の前記一部分に一端が回動可能に連結されるように構成された充電アームを含むことができ、そこにおいて、前記可動接触要素は、前記充電アームの他端に取り付けられる。前記保護要素が前記可動接触要素に対して固定されている場合、その保護機能に従って前記保護要素の正確な位置決めが可能になる。前記充電アームは、非導電性材料で形成されたカバーを含み、前記充電アーム内の電流に対する保護を例えば人や動物に提供することができる。

前記充電デバイスは、前記固定接触要素が車両支持要素上に又は車両支持要素内に位置する場合に、前記可動接触要素と前記固定接触要素との電気的な接触を提供するように構成され得る。本発明による前記保護要素の提供は、道路や通りなどの人や動物によって容易にアクセスされ得る車両支持要素上に又は車両支持要素内に前記固定接触要素が位置する場合に特に有利である。前記充電デバイスは、前記車両の下方を向いた部分に取り付けられるように構成され得る。前記保護要素は、これによって、猫などの動物さらには子供が入るおそれのある駐車車両の下に充電のための要素が位置する場合に保護を提供することができる。

好ましくは、前記保護要素は、前記可動接触要素が前記固定接触要素に電気的に接触しているときに、前記固定接触要素を取り囲む固定包囲要素に接触するように配置される。これにより、人や動物が前記接触要素に接触してしまうリスクをなくすことができる。

好ましくは、前記保護要素と前記固定包囲要素との間の接触領域が前記可動接触要素を包囲する（取り囲む）。前記固定包囲要素は、前記固定接触要素より高くてもよく、前記固定接触要素と同じ高さでもよいし、前記固定接触要素より低くてもよい。前記保護要素は、例えば保護スカートを含むことができ、この保護スカートは、前記可動接触要素が前記固定接触要素に電気的に接触しているときに、前記可動接触要素を包囲すると共に前記固定包囲要素に接触するように構成される。これにより、人や動物が前記接触要素に接触してしまうリスクが排除される。すなわち、前記接触要素が「タッチプルーフ（touch-proof）」であり得る。

好ましくは、前記充電デバイスは、前記可動接触要素が前記突出位置にある間、前記可動接触要素が前記保護要素より低い位置まで延在するように構成される。このような構成により、前記車両が静止している間及び前記車両が移動しているときに、前記電気貯蔵装置を充電するために前記充電デバイスを使用することが可能になる。このことは静止車両又は移動車両を含む柔軟性のある充電プロセスを可能にする。前記移動車両は、細長い固定接触要素を道路に備えた電気道路システムによって充電され得る。

好ましくは、前記充電デバイスは、前記車両が前記細長い固定接触要素に沿って移動する間、前記充電デバイスの前記接触要素に下向きの力を与えるように構成された空力デバイス（aerodynamic device）をさらに含む。前記空力デバイスは、前記車両が移動しているときの充電中、前記下向きの力によって、前記車両が前記細長い固定接触要素に沿って移動するときに前記可動接触要素が前記細長い固定接触要素との電気的な接触を失ってしまうリスクを低減する。

好ましくは、前記空力デバイスは、前記保護要素と一体化されている。これにより、組み合わされた前記保護要素及び前記空力デバイスは、二重の機能、すなわち、前記車両が静止している間の充電のための前記接触要素に対するアクセスを減少させること及び前記車両が移動しているときの充電中に前記可動接触要素が前記細長い固定接触要素との電気的な接触を失ってしまうリスクを低減することを提供することができる。好ましくは、組み合わされた前記保護要素及び前記空力デバイスは、重量を抑えるため及び前記車両が移動しているときの充電中の振動を管理するために、比較的小さい。

前記目的はまた、請求項１７に記載の車両、例えば、トラック、バス又は乗用車によっても達せられる。

前記目的はまた、電気貯蔵装置を備えた車両のための充電ステーションと充電デバイスとの組み合わせによっても達せられる。前記組み合わせにおいて、
−前記充電ステーションは、車両支持要素を含む固定包囲要素内に設けられた固定接触要素を含み、
−前記充電デバイスは、車両の一部分に取り付けられるように構成され、前記電気貯蔵装置の充電のために前記固定接触要素の接触表面と電気的に接触する可動接触要素を含む、
前記組み合わせにおいて、
−前記充電デバイスは、前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素及び前記固定接触要素に対するアクセスを制限するように配置される保護要素を含み、
−前記充電デバイスは、前記可動接触要素と前記固定接触要素とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素が前記保護要素より低い位置まで延在するように構成されており、及び、
−前記固定接触要素の接触表面は、前記固定接触要素の近傍の前記固定包囲要素の表面より低い、
ことを特徴とする。

前記充電デバイスは、前記可動接触要素を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータを含み得る。本発明のこの態様は、前記可動接触要素が前記固定接触要素に電気的に接触しているときに、前記保護要素が前記固定包囲要素と接触するように配置されることを可能にする。これにより、子供などの人やペットなどの動物が前記接触要素に到達してしまうリスクが大幅に低減される。同時に、前記充電デバイスは、前記可動接触要素が前記突出位置にある間、前記可動接触要素が前記保護要素より低い位置まで延在するように構成され得る。この構成は、前記車両が静止している間に前記電気貯蔵装置を充電するために前記充電デバイスを使用すること、及び、前記車両が移動しているときに例えば細長い固定接触要素の助けを借りて前記電気貯蔵装置を充電するために前記充電デバイスを使用することを可能にする。これにより、同じ充電デバイスの使用による静止車両の安全な充電又は移動車両の安全な充電を含む柔軟性のある充電プロセスが可能になる。

前記固定接触要素の前記接触表面が前記固定接触要素の近傍の前記固定包囲要素の表面よりも低くなっていることは、前記可動接触要素が前記固定接触要素に接触しているときに前記保護要素によってカバーされる領域において前記接触表面が前記固定包囲要素の表面よりも低いことを意味している。これにより、前記保護要素は、前記可動接触要素が前記固定接触要素に電気的に接触しているときに、前記車両支持要素に又は前記固定接触要素を取り囲む固定フレームに接触するように配置され得る。

本発明の一態様は、車両の電気貯蔵装置を充電するために車両の充電デバイスの可動接触要素と電気的に接触する固定接触要素を含む充電ステーションを提供する。前記固定接触要素は、車両支持要素内に設けられ、前記充電ステーションは、前記可動接触要素を取り囲む電気接地シールドをさらに含む。前記電気接地シールドは、例えば湿気、水又は塩による前記車両支持要素上での漏洩電流を回避することを可能にする。例えば、前記車両支持要素が水で覆われた場合、前記接地シールドは、前記接地シールドの外側での電流のリスクを低減することができる。

前記目的は、請求項２０〜２４のいずれか一つに記載された、車両の電気貯蔵装置を充電するための方法によっても達せられる。

本発明の更なる態様は電気貯蔵装置を備えた車両のための充電デバイスを提供し、
−前記充電デバイスは、前記車両の一部分に取り付けられるように構成され、前記車両が細長い固定接触要素に沿って移動している間、前記電気貯蔵装置を充電するために前記固定接触要素に電気的に接触する接触要素を含み、
−前記充電デバイスは、前記車両が前記固定接触要素に沿って移動している間、前記充電デバイスの前記接触要素に下向きの力を与えるように構成された空力デバイスをさらに含む。

これにより、前記空力デバイスは、前記車両が前記固定接触要素に沿って移動するときに前記充電デバイスの前記接触要素が前記固定接触要素に電気的に接触しなくなってしまうリスクを前記下向きの力によって低減することができる。

本発明の更なる利点及び有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項に開示される。

本発明の一実施形態による充電デバイスを有する車両の部分断面側面図である。図１の車両の充電デバイスの一部及び固定接触要素の断面図である。図１の車両の充電デバイスの一部及び固定接触要素の断面図である。図２ｂに対応する図であり、固定接触要素の配置が異なる図である。図２ｂに対応する図であり、接地シールドが２つの固定接触要素に配置された状態の図である。本発明の一実施形態による方法のステップを示すフロー図である。図２ｂに対応する図であり、本発明の更なる代替の実施形態による充電デバイスの一部を有する場合の図である。図６の充電デバイスの一部及び移動車両のために配置された固定接触要素の断面図である。本発明の更なる態様の一実施形態による車両の部分及び充電デバイスの斜視図である。

以下、添付図面を参照して例示された本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、トラックの形態、又は、セミトレーラのためのトラクタの形態の車両１を示している。なお、車両は、種々の代替のタイプであり得るものであり、例えば、乗用車、バス又はホイールローダ等の作業機械であってもよい。

車両１は、シャーシ１０２、運転台（キャブ）、駆動系（ドライブトレイン）及び複数のホイール１０３を有する。この例において、車両１は、電気ハイブリッド自動車であって、エンジンに加えて電気モータ（図示せず）を有するものであるか、あるいは、完全電気自動車であり得る。また、車両１は、電池パックの形態で電気貯蔵装置２を含む。

電気貯蔵装置２を充電するため、車両１は、車両１の下方を向いた部分、この例では、シャーシ１０２に取り付けられた充電デバイス３を含む。充電デバイス３は、電気貯蔵装置２の充電のために固定接触要素４と電気的に接触する可動接触要素３０１を含む。固定接触要素４は、車両支持要素５上又は車両支持要素５内に位置している。車両支持要素５は、道路、通り、建物の床、積み下ろしエリア、波止場地域又は橋などであって、本明細書では、固定包囲要素５とも称される。固定接触要素４は、充電ステーションＣＳの一部である。

固定接触要素４は、任意の適した形態、例えば、単相ＡＣで電流を供給するように構成され得る。また、例えば、＋／−ＤＣリンクのために適合された場合、一対の固定接触要素４及び対応する一対の可動接触要素３０１が存在してもよい。

充電デバイス３は、一端がシャーシ１０２に回動可能に連結されるように構成された充電アーム３０４を含む。可動接触要素３０１は、充電アーム３０４の他端に取り付けられている。充電デバイス３は、充電アーム３０４をシャーシ１０２との連結部回りに回動させることによって可動接触要素３０１を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータ３０２をさらに含む。

これにより、充電デバイス３は、固定接触要素４に関連する充電位置に車両１が駐車している間であって、可動接触要素３０１が前記突出位置にある間、固定接触要素４が充電デバイス３によって到達され得るように構成される。これにより、可動接触要素３０１と固定接触要素４との間の電気的な接触が可能となる。

図２ａ及び図２ｂを参照する。図２ａは、固定接触要素４に向かって動かされている可動接触要素３０１を示し、図２ｂは、固定接触要素４に接触している可動接触要素３０１を示している。充電デバイスは、可動接触要素３０１及び固定接触要素４に対するアクセスを制限するように配置される保護要素３０３を含む。保護要素３０３は、可動接触要素３０１に対して固定されており、可動接触要素３０１の上方に位置する、充電デバイス３の前記突出位置にある。また、保護要素３０３は、図２ｂにおいて矢印Ｘで示されるように、可動接触要素３０１と固定接触要素４とが互いに電気的に接触しているとき、可動接触要素３０１から全ての水平方向外側に少なくとも１００ｍｍにわたって延在するように配置される。さらに、保護要素３０３は、図２ｂにおいて矢印Ｙで示されるように、固定接触要素４を取り囲む車両支持要素５の部分から５０ｍｍ未満の距離に配置される。

上記の比較的大きく水平方向に延在する部分Ｘ及び比較的小さな垂直距離Ｙは、子供などの人やペットなどの動物が接触要素３０１、４に到達することを困難にするという安全機能を提供している。

充電アーム３０４は、可動接触要素３０１と電気貯蔵装置２との間の電気的な接続のための導管３０５を収容している。保護要素３０３は、支持部３０６及び電気的に絶縁された非導電性のカバー３０７を含む。カバー３０７は、導管３０５を支持する機能を有する支持部３０６を内包している。別のカバー３０８は、アーム３０４の一部を形成し、これにより、導管３０５を内包する。いくつかの実施形態においては、支持部３０６が非導電性材料で形成され、これにより、非導電性のカバーの必要性が回避される。

代替の実施形態において、保護要素３０３は、可動接触要素３０１が固定接触要素４と電気的に接触しているときに、例えば車両支持要素５の形態の固定包囲要素５に接触するように配置される。このような構成は、可動接触要素３０１の周囲を囲むスカートを前記保護要素に設けることによって実現され得る。このようなスカートは、可動接触要素３０１が固定接触要素４と電気的に接触しているときに、固定包囲要素５との接触によって変形するよう弾性を有するものであり得る。このようなスカートは、それが設けられたカバー３０７によって提供されてもよい。

図３は、保護要素３０３と車両支持要素５との間の接触を提供するための代替の実施形態を示している。固定接触要素４の接触表面４０１は、周囲の車両支持要素５の表面５０１よりも低い。このような構成は、破線の円Ｃで示されるように、保護要素３０３が車両支持要素５に接触することを可能にする。保護要素３０３と車両支持要素５との間のこのような接触Ｃの領域は可動接触要素３０１を取り囲む。このことは、子供などの人やペットなどの動物が接触要素３０１、４に到達してしまうリスクをさらに低減する。

図４は、代替の実施形態を示し、そこでは、それぞれが前記充電デバイスに２つの固定接触要素４のいずれかに接触するように構成された２つの可動接触要素３０１が設けられている。また、充電ステーションＣＳには、固定接触要素４を取り囲む電気接地シールドＧＳが設けられている。電気接地シールドＧＳは、銅やステンレス鋼などの任意の適した導電性材料で形成され得る。電気接地シールドＧＳは、この実施形態において、固定接触要素４から離れた位置で延在すると共に、固定接触要素４を取り囲むバーとして配置されている。電気接地シールドＧＳは、さらに前記包囲要素上、この場合、車両支持要素５上に延在するように配置されている。また、電気接地シールドＧＳは、車両支持要素５に部分的に埋め込まれている。

図４においては、電気接地シールドＧＳが保護要素３０３に接触していない。代替の実施形態においては、前記可動接触要素が固定接触要素４と接触しているとき、電気接地シールドＧＳが保護要素３０３に接触するように配置され得る。

電気接地シールドＧＳは、代替の実施形態において、保護要素３０３によって提供され、かつ、可動接触要素（複数の場合もある）３０１及び固定接触要素（複数の場合もある）が互いに接触しているとき、車両支持要素５に接触するように配置され得る。いくつかの実施形態において、電気接地シールドは、前記保護要素によって提供されて車両支持要素５内に設けられ得る。電気接地シールドは、例えば、湿気、水又は塩による車両支持要素５上での漏洩電流を回避することを可能とする。例えば、車両支持要素５が水で覆われた場合、接地シールドＧＳは、接地シールドＧＳの外側の電流のリスクを低減することができる。

図５を参照する。図５は、車両１の電気貯蔵装置２を充電するための方法のステップを示している。車両は、固定接触要素４に関連する充電位置に置かれるか又は駐車される（Ｓ１）。上述のように、固定接触要素４は、充電ステーションＣＳの一部である。固定接触要素４の場所は、トラック１のための任意の適した場所、例えば、積み下ろしエリア内の場所であり得る。車両がバスである場合、固定接触要素４は、バスステーション又はバス停に配置され得る。適切には、以下に説明するように固定接触要素４が充電デバイスによって到達され得るようにするため、ドライバーが固定接触要素４に対して車両を正しく位置決めするための指示又は命令が存在し得る。

アクチュエータ３０２は、固定接触要素４に向かって可動接触要素３０１がその後退位置から突出位置へと移動するように（Ｓ２）、及び、可動接触要素３０１と固定接触要素４との間の物理的接触を提供するように、制御される。このため、充電デバイス３は、可動接触要素３０１を複数の自由度で動かすように構成され得る。また、固定接触要素４の位置及び／又は固定接触要素４に対する可動接触要素３０１の位置を確認するため、カメラなどの１つ以上のセンサが前記充電デバイスに設けられてもよい。

さらに、可動接触要素３０１に固定されることによって、保護要素３０３が提供され（Ｓ３）、ここでは位置決めされて、可動接触要素３０１と固定接触要素４とが互いに電気的に接触しているときに可動接触要素３０１及び固定接触要素４に対するアクセスを制限する。これにより、保護要素３０３が、可動接触要素３０１から全ての水平方向外側に延在するように配置される。また、電気接地接続が保護要素３０３に提供される（Ｓ４）。

さらに、可動接触要素３０１と固定接触要素４との間の物理的接触が確立される（Ｓ５）。可動接触要素３０１と固定接触要素４との間の物理的接触は、可動接触要素３０１及び固定接触要素４を流れる比較的小さな試験電流によって確認され得る。代替的に又は付加的に、充電ステーションＣＳは、車両、例えば、充電デバイス３の対応する手段との無線通信手段を備えてもよい。これにより、可動接触要素３０１が固定接触要素４に物理的に接触しているという情報を有する信号が例えば充電デバイス３から充電ステーションＣＳへと提供され得る。可動接触要素３０１と固定接触要素４との間の物理的接触の確立に応答して、充電ステーションＣＳは、電気貯蔵装置２を充電するために、固定接触要素４に電流を提供する（Ｓ６）。

図６は、更なる代替の実施形態を示す。上述の実施形態の場合と同様に、充電デバイス３は、可動接触要素３０１及び固定接触要素４に対するアクセスを制限するように配置される保護要素３０３を含む。図３の例の場合と同様に、固定接触要素４の接触表面は、周囲の車両支持要素５より低い。

図６の実施形態において、保護要素３０３は、空力デバイス（aerodynamic device）３１１の形態で提供される。そのため、空力デバイス３１１は、保護要素３０３と一体化されている。

図７を参照する。図６の実施形態において、図２ａ〜図４の実施形態と同様に、可動接触要素３０１は、前記突出位置において、保護要素３０３より低い位置まで延在する。このような構成は、車両が移動しているときにおいても車両１の電気貯蔵装置２が充電されることを可能にする。そのため、本発明のいくつかの実施形態は、柔軟性のある充電プロセスを可能にし、そこには、静止車両又は電気道路システム上を走行する移動車両のいずれかが含まれる。

車両が移動している間に充電するために細長い固定接触要素４Ｅが設けられる。固定接触要素４Ｅは、この例では、導電性レールの形態で設けられている。レール４Ｅは、車両支持要素５内に埋め込まれ、かつ、上方に露出している。レール４Ｅは、車両１がレール４Ｅに沿って運転され得ると共に充電デバイス３の接触要素３０１をレール４Ｅ上で引きずる（drag）ことができるように延在する。

なお、移動車両を充電するための固定接触要素４Ｅについては、モノレールや２重（デュアル）レールなどによる様々な代替が可能である。可動接触要素３０１と接触するように意図された固定接触要素４Ｅ、特にその接触表面は、周囲の車両支持要素５の表面よりも下にあってもよいし、同じ高さにあってもよいし、表面より高くなっていてもよい。

固定接触要素４Ｅは、充電ステーションの一部であり得る。このようなステーション又はシステムには、例えば車両との無線通信によって又は適した固定センサによって車両の速度を確認するための手段が設けられ得る。さらに、安全機能として、ステーション又はシステムは、車両が閾値速度を超えて移動しているという条件で充電電流を固定接触要素４Ｅに流すことを可能にするように構成され得る。これにより、充電電流が固定接触要素４Ｅに供給されている間に、人又は動物が固定接触要素４Ｅに接触してしまうというリスクを低減することができる。さらなる安全機能として、ステーション又はシステムは、車両の近傍の動き、例えば車両の前の動きを検出する手段を含むことができ、動きが検出されないという条件で充電電流を固定接触要素４Ｅに流すことを可能にするように構成され得る。

図６及び図７に示された、組み合わされた保護要素３０３及び空力デバイス３１１は、車両が固定接触要素４Ｅに沿って移動する間、充電デバイス接触要素３０１に下向きの力を与えるように構成されている。そのために、空力デバイス３１１は、翼を上下逆にしたような形状（shape of an inverted airfoil）を有し、車両が図７の矢印Ｍで示される方向に移動しているとき、充電アーム３０４及び充電デバイス接触要素３０１に下向きの力を与える。

空力デバイス３１１は、前記下向きの力によって、車両１が固定接触要素に沿って移動するときに充電デバイス接触要素３０１がレール４Ｅとの電気的な接触を失ってしまうリスクを低減することができる。平面形（planform）、すなわち、空力デバイス３１１を上方から見た形状は、任意の適した形状とされ得る。空力デバイス３１１は、高い空力効率のために比較的大きな翼アスペクト比を備えてもよいし、低くかつ実用的な空間消費のために比較的小さなアスペクト比を示すか又は四角、円形若しくは楕円形の平面形を有してもよい。

図８は、本発明の更なる態様の実施形態を示す。図８において主に車両１のホイール１０３と車両１の端部を示す破線とによって表された車両１には、電気貯蔵装置（図示せず）が設けられている。また、車両１には、前記電気貯蔵装置に電気的に接続されるように配置された可動式の充電デバイス３が設けられている。

充電デバイス３は、車両１の下向き側において車両１の一部分１０２に取り付けられている。充電デバイス３は、電気貯蔵装置２を充電するため、細長い固定接触要素４Ｅと電気的に接触する接触要素３０１を含む。固定接触要素４Ｅは、この例では、導電性レールの形態で設けられている。レール４Ｅは、道路、通り又は橋などの車両支持要素５に埋め込まれている。レールは、上方に露出している。レール４Ｅは、車両１がレール４Ｅに沿って運転されると共に充電デバイス３の接触要素３０１をレール４Ｅ上で引きずることができるように延在する。

充電デバイス３は、一端が車両１の上記の一部分１０２に回動可能に連結された充電アーム３０４を含む。充電デバイス接触要素３０１は、充電アーム３０４の他端に取り付けられている。充電デバイスは、充電アーム３０４を回動させることによって後退位置と図８に示される突出位置との間で充電デバイス接触要素３０１を移動させるためのアクチュエータ３０２をさらに含む。

充電デバイス３は、空力デバイス３１１をさらに含む。空力デバイス３１１は、車両が固定接触要素に沿って移動する間、充電デバイス接触要素３０１に下向きの力を与えるように構成されている。そのために、空力デバイス３１１は、スポイラーの形態で提供されて充電アーム３０４に取り付けられる。スポイラー３１１は、上下が逆の翼に類似した形状を示し、車両が図８に矢印Ｍで示される方向に移動しているとき、充電アーム３０４及び充電デバイス接触要素３０１に下向きの力を与える。

空力デバイス３１１は、車両１が固定接触要素に沿って移動するとき、前記下向きの力によって、充電デバイス接触要素３０１がレール４Ｅとの電気的な接触を失ってしまうリスクを低減することができる。

本発明は、上述の実施形態や図面に示された実施形態に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、当業者は、添付の特許請求の範囲の適用範囲内で多くの変更及び修正がなされ得ることを理解するであろう。

Claims

電気貯蔵装置（２）を備えた車両（１）のための充電デバイスであって、
車両（１）の一部分（１０２）に取り付けられるように構成されると共に、前記電気貯蔵装置（２）の充電のために固定接触要素（４）に電気的に接触する可動接触要素（３０１）を含み、
前記可動接触要素（３０１）を後退位置と突出位置との間で移動させるアクチュエータ（３０２）をさらに含み、前記車両（１）が前記固定接触要素（４）に関連する充電位置にあり、前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）との電気的な接触のために前記可動接触要素が前記突出位置にある間、前記固定接触要素（４）に到達し得るように構成された、
充電デバイス（３）において、
前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素（３０１）及び前記固定接触要素（４）に対するアクセスを制限するように保護要素（３０３）が配置されることを特徴とする、
充電デバイス。
前記保護要素（３０３）は、前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素（３０１）から全ての水平方向外側に延在するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の充電デバイス。
前記保護要素（３０３）は、前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているときに、前記可動接触要素（３０１）から全ての水平方向外側に少なくとも１００ｍｍにわたって延在するように配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の充電デバイス。
前記保護要素（３０３）は、前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているときに、車両支持要素（５）などの固定包囲要素（５）から５０ｍｍ未満の距離にあるように配置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記保護要素（３０３）は、前記可動接触要素（３０１）に対して固定されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記保護要素は、非導電性材料で形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記保護要素（３０３）は、支持部（３０６）とカバー（３０７）とを含み、
前記カバー（３０７）は、非導電性材料で形成されて、前記支持部（３０６）を覆うように配置されていることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記充電デバイス（３）は、前記車両（１）の前記一部分（１０２）に一端が回動可能に連結されるように構成された充電アーム（３０４）を含み、
前記可動接触要素（３０１）は、前記充電アーム（３０４）の他端に取り付けられていることを特徴とする、
請求項１〜７のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記充電アーム（３０４）は、非導電性材料で形成されたカバー（３０８）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の充電デバイス。
前記充電デバイス（３）は、前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）との電気的な接触を提供するように構成され、
前記固定接触要素（４）は、車両支持要素（５）上に又は車両支持要素（５）内に位置することを特徴とする、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記充電デバイス（３）は、前記車両（１）の下方を向いた部分（１０２）に取り付けられるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記保護要素（３０３）は、前記可動接触要素（３０１）が前記固定接触要素（４）と電気的に接触しているとき、前記固定接触要素（４）を取り囲む固定包囲要素（５）に接触（Ｃ）するように配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記保護要素（３０３）と前記固定包囲要素（５）との間の前記接触（Ｃ）の領域は、前記可動接触要素（３０１）を取り囲むことを特徴とする、請求項１２に記載の充電デバイス。
前記充電デバイスは、前記可動接触要素（３０１）が前記突出位置にある間、前記可動接触要素（３０１）が前記保護要素（３０３）よりも低い位置まで延在するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記充電デバイスは、空力デバイス（３１１）をさらに含み、
前記空力デバイス（３１１）は、前記車両が細長い固定接触要素（４Ｅ）に沿って移動する間、前記充電デバイスの前記可動接触要素（３０１）に下向きの力を与えるように構成されていることを特徴とする、
請求項１〜１４のいずれか一つに記載の充電デバイス。
前記空力デバイス（３１１）が前記保護要素（３０３）と一体化されていることを特徴とする、請求項１５に記載の充電デバイス。
請求項１〜１６のいずれか一つに記載の充電デバイス（３）を含む車両（１）。
電気貯蔵装置（２）を備えた車両（１）のための充電ステーション（ＣＳ）と充電デバイス（３）との組み合わせであって、
前記充電ステーション（ＣＳ）は、車両支持要素（５）を含む固定包囲要素（５）内に設けられた固定接触要素（４）を含み、
前記充電デバイス（３）は、前記車両（１）の一部分（１０２）に取り付けられるように構成され、前記電気貯蔵装置（２）を充電するために前記固定接触要素（４）の接触表面（４０１）と電気的に接触する可動接触要素（３０１）を含む、
前記組み合わせにおいて、
前記充電デバイス（３）は、前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているとき、前記可動接触要素（３０１）及び前記固定接触要素（４）に対するアクセスを制限するように配置される保護要素（３０３）を含み、
前記充電デバイス（３）は、前記可動接触要素（３０１）及び前記固定接触要素（４）が互いに電気的に接触しているとき、前記可動接触要素が前記保護要素（３０３）より低い位置まで延在するように構成され、及び、
前記固定接触要素（４）の前記接触表面（４０１）は、前記固定接触要素（４）の近傍の前記固定包囲要素（５）の表面（５０１）より低い、
ことを特徴とする、組み合わせ。
車両（１）の電気貯蔵装置（２）の充電のために前記車両の充電デバイス（３）の可動接触要素（３０１）と電気的に接触する固定接触要素（４、４Ｅ）を含み、前記固定接触要素が車両支持要素（５）内に設けられている充電ステーション（ＣＳ）であって、
前記可動接触要素（３０１）を取り囲む電気接地シールド（ＧＳ）をさらに含むことを特徴とする、充電ステーション（ＣＳ）。
車両（１）の電気貯蔵装置（２）を充電する方法であって、
固定接触要素（４）に関連する充電位置に前記車両（１）を位置させること、
前記電気貯蔵装置（２）を充電するため、前記車両（１）の可動接触要素（３０１）を後退位置から突出位置まで移動させるアクチュエータ（３０２）を制御して前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）との間に電気的な接触を提供すること、
を含む前記方法において、
前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）が互いに電気的に接触しているとき、前記可動接触要素（３０１）及び前記固定接触要素（４）に対するアクセスを制限するために保護要素（３０３）を提供することを特徴とする、方法。
前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているとき、前記可動接触要素（３０１）から全ての水平方向外側に延在するように前記保護要素（３０３）を配置することを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
前記可動接触要素（３０１）が前記固定接触要素（４）に電気的に接触しているとき、前記保護要素（３０３）と前記固定接触要素（４）を取り囲む固定包囲要素（５）との間の接触を提供することを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の方法。
前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているとき、前記保護要素（３０３）に電気的接地接続を提供することを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか一つに記載の方法。
前記可動接触要素（３０１）と前記固定接触要素（４）とが互いに電気的に接触しているとき、前記可動接触要素（３０１）を取り囲む電気接地シールド（ＧＳ）を提供することを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれか一つに記載の方法。